Đề tài Tổng quan về tổng đài SPC- Giao Tiếp đường dây thuê bao tương tự

i giữa hai tổng đài liên quan tới quá trình thiết lập cuộc gọi. LSSU (link status signalling unit): Đơn vị trạng thái kênh báo hiệu , chứa thông tin liên quan đến sự hoạt động của kênh báo hiệu,SLTU chỉ được phát đi khi kênh báo hiệu không sẵn sàng truyền tảI thông báo hiệu. FISU (Fill in signalling unit) : Đơn hiệu báo hiệu lấp đầy,được sử dụng để phát hiện lỗi truyền đẫn trên kênh báo hiệu khi không có MSU nào được truyền. 4.5 Tính cước trong tổng đài SPC ở các tổng đài nội hạt việc tính cước được thực hiện bởi các đồng hồ tính cước riêng cho từng thuê bao. Có 2 phương pháp tính cước cơ bản là : 4.5.1 Tính cước theo thời gian thực Phương pháp này được thực hiện khi xung cước được truyền dẫn qua đường dây thuê bao chủ gọi thông nhờ chương trình định thời theo chu kỳ . Qua một nhịp ngắt bộ tính cước phân phát cho cuộc nhảy một nhịp khoảng thời gian ngắt bằng thời gian tính cước và có thể thay đổi trong lúc hội thoại. 4.5.2 Tính cước sau khi hoàn thành cuộc gọi Đối với cách tính cước theo cự ly và thời gian cuộc gọi thì thông tin cần tính cước thu được từ các bảng số liệu gắn với mạch trung kế ra. Nội dung của bộ tính cước cho thuê bao được quản lý nhờ bộ tính cước bổ trợ không thay đổi lưu ổ đĩa .v.v. 4.6 Các thiết bị thu phát báo hiệu của tổng đài 4.6.1 Thiết bị thu/phát báo hiệu đa tần(multifequency) Mặc dù đã xuất hiện và được đưa vào sử dụng hệ thống báo hiệu kênh chung CCS ,nhưng hiện nay ở nước ta vẫn sử dụng rộng rãI mã báo hiệu đa tần.Ta đã biết tín hiệu đa tần tư thuê bao hay từ các tổng đài khác đến đều được định tuyến đén bộ thu phát báo hiệu MF ở dạng ghép 30 kênh ,nên mỗi bộ thu phát báo hiệu phảI xử lý 30 kênh cùng lúc . Với báo hiệu thuê bao thì một tuyến một chiều được thiêt lập thông qua khối tập trung thuê bao giữa SLTU của thuê bao bị gọi và một khe thời gian trống của tuyến tốc đọ cao tới bộ thu MF ,trong khi tone mời quay số được gửi tới thuê bao qua tuyến một chiều khác .Đơn vị xử lý MF phải có khả năng tác được tín hiệu đầu tiên của TONE và mỗi lần bấm xong là hệ thống điều khiển tổng đài bắt đầu xoá tuyến kết nối và khe thời gian này được sử dụng cho cuộc gọi khá. Với báo hiệu liên đài thì thử tục cũng tương tự như báo hiệu theo cả hai hướng và không có TONE quay số gây khó khăn cho lần nhận dạng đầu tiên . Hinh1.15 là một đơn vị xử lý MF số. Mạch thu được sử dụng chung bằng cách chia thời gian một số các kênh trong hình là 4 kênh. Các số địa chỉ thu được ở một kênh được gửi đi từ một bộ thu tời một đơn vị điều khiển và ở đây chúng được chuyển thành dạng tin báo để gửi tới hệ thống điều khiển tổng đài . Bộ phát MF được dùng cho cả 31 kênh (30 kênh tảI và một kênh kiểm tra trong khe thời gian TS16 ). Hệ thống điều khiển tổng đài 64Kbps 64Kbps Đến và đi từ tổng đài 2Mbps 1 2 3 4 P.MUX 27 28 29 30 Bộ phát MF Bộ thu 8 (1-4) Bộ thu 1 (1-4) Đơn vị điều khiển FM Hình4.8: Đơn vị xử lý MF số 4.6.2 Thiết bị thu phát báo hiệu hợp kênh Các hệ thống PCM đang dùng có 2 cách khác nhau để truyền tảI các tín hiệu báo kênh kết hợp. Hệ thống PCM 2Mbps, còn hệ thống PCM 1,5Mbps sở dụng phương pháp ’trộn bit’ sau 6 mẫu nên mỗi kênh có tốc độ 1,33 Kbps nhưng cả 2 hệ thồng báo hiệu trên đều cần 1 cấu trúc đa khung để các bit báo hiệu có thể kết hợp với kênh lưu lượng của nó. Mặc dù phương pháp tải báo hiệu CAS khác với 2 hệ thống PCM trên nhưng nội dung báo hiệu lại giống nhau. Tuy vậy, việc ấn định vị trí bộ thu phát trong tổng đài trung kế có thể khác nhau, hệ thống PCM 30 kênh cho phép tạo kênh báo hiệu 64Kbps được định tuyến tới bộ thu phát CAS cũng giồng như các kênh khác qua khối truyển mạch. Hệ thống PCM 24 kênh yêu cầu tín hiệu báo hiệu từ mỗi kênh phảI được tách ra khỏi luồng 1,5Mbps trước khi vào khối chuyển mạch. Bộ thu phát báo hiệu PCM/CAS : Bộ thu phát này dựa theo phương pháp định tuyến báo hiệu CAS. Theo phương pháp này tuyến PCM đầu ra nối tới bộ thu phát tín hiệu điều khiển 31 khe thời gian TS16, có nghĩa là thông tin báo hiệu 31x30 =930 kênh lưu lượng, tuy nhiên dung lượng có thể giản xuống còn 30 khe thời gian TS16 nếu có 1 khe thời gian dành cho kiểm tra. Đồng bộ đa khung Đếm chu kỳ Đồng bộ đa khung Đếm chu kỳ DEMUX CASstore-1 (30-cells) W R CASstore-1 (30-cells) W R Bộ thu CAS Hệ thống điều khiển 1 31 Data Địa chỉ ghi Địa chỉ đọc reset Từ khối chuyển mạch tuyến 2Mbps Thu báo hiệu Thu báo hiệu Phát báo hiệu 2Mbps Từ khối chuyển mạch tuyến Hệ thống điều khiển Bộ thu CAS MUX Vào TS16 Bộ phát mẫu đồng bộ đa khung CASstore-1 (30-cells) W R Bộ phát mẫu đồng bộ đa khung Vào TS0 Đồng hồ tổng đài Đếm chu kỳ Hình4.9: Bộ thu phát PCM/CAS + Chức năng của bộ thu phát báo hiệu: các chức năng bao gồm phân luồng tín hiệu đầu vào thành 31 nhóm khe thời gian TS16 (1); phân kênh cấu trúc đa khung của mỗi khe thời gian TS16 thành 15 nhóm đôi kênh (2); Nhận dạng, giải mã trao đổi thông tin báo hiệu với hệ thống đIều khiển với tổng đài (3). Quá trình từ (1) – (3) được thực hiệu ở hướng khu báo hiệu, ở hướng phát từ (3)à (1) . + Nguyên lý hoạt động của bộ thu phát báo hiệu PCM/CAS: Trong hướng thu, mỗi luồng 2 Mbps có điểm xuất phát khác nhau nên chúng có thời gian đầu của các khe thời gian khung khác nhau trong các khe thời gian TS16 của nó. Vì vậy, trước khi thiết lập đa khung, điểm bắt đầu đa khung phải đồng bộ với điểm bắt đầu đa khung chung của tổng đài. Chức năng này được thực hiện trong bộ thu phát PCM/CAS bằng cách phân kênh luồng tín hiệu 2 Mbps thu được thành các luồng 64Kbps và đưa vào bộ đệm đồng bộ lại khung. Các luồng 64Kbps được lưu trong bộ đệm, bắt đầu thao tác ghi tuần tự tại các điểm bắt đầu mỗi bit đồng bộ khung của các khe thời gian TS16. Nội dung bộ đệm được đọc ra tại các thời điểm bắt đầu đa khung trong tổng đài và sự lệch pha của khe thời gian TS16 sẽ làm trễ một khoảng thời gian tương ứng với khoảng thời gian chênh lệch giữa đIểm bắt đầu đa khung của nó với đa khung của tổng đài. Sau khi được đồng bộ thì nội dung của mỗi khe trong 31 khe thời gianTS16 sẽ được ghi vào bộ nhớ CAS dưới sự đIều khiển của bộ đếm tuẩn tự. Có 16 ngăn nhớ trong bộ nhớ CAS và bằng kiểm tra nội dung các bit ABCD tương ứng, bộ thu phát CAS có thể rấch trạng thái báo hiệu của tất cả tất cả 930 (hoặc 900) kênh lưu lượng. Chương 5: Khối giao tiếp Khối giao tiếp gồm giao tiếp thuê bao, giao tiếp trung kế, mạch thuê bao , mạch trung kế, thiết bị tập trung và xử lý. 1.Giao tiếp thuê bao 5.1 Kết cuối đường dây thuê bao tương tự (Analog) Sơ đồ khối tổng quát của kết cuối thuê bao tương tự: Thiết bị kết cuối thuê bao Analog nằm trong khối tập trung thuê bao, là phần cứng khá phức tạp của tổng đài điện tử số, thiết bị này giúp cho máy đIện thoạI có thể giao tiếp với các phần khác trong tổng đài, sơ đồ tổng quát được minh hoạ ở hình Chức năng kết cuối của thuê bao tương tự : Chức năng kết cuối thuê bao Analog được tóm tắt trong 7 chữ cáI viết tắt BORSCHT, cụ thể : Mạch giao tiếp thuê bao bao gồm các chức năng Bảo vệ quá áp Mạch cấp chuông SLIC Codec và lọc PCM ra PCM vào Hình 5.1: Sơ đồ tổng quát mạch giao tiếp thuê bao +Chức năng cấp nguồn B (Battery Feed):Cấp nguồn một chiều cho từng thuê bao và đồng thời dùng để truyền các tín hiệu như nhấc máy hoặc quay số, đảm bảo cho các linh kiện hoạt động, quá trình cấp nguồn được thực hiện từ tổng đài, là nguồn một chiều –48V(cực dương được nối với đất để chống ăn mòn được cấp qua đường dây thuê bao. Như vậy hệ thống cấp nguồn phảI được đảm bảo có các mạch thích hợp chống sự suy nhiễu giữa các cuộc đàm thoại. +Chức năng bảo vệ chống quá áp O(Overvoltage protection): Bảo vệ quá áp cho tổng đài, điện áp cao thường xuất hiện ở đường dây thuê bao, các mạch trung kế do sét hay do hiệu ứng phân bố công suất điện gây ra do vậy phải chống quá áp cho mọi tổng đài để bảo vệ cho các thiết bị tổng đài và nhân viên khi làm việc. +Chức năng cấp dòng chuông R(Ringing current): Cấp dòng chuông cho thuê bao bị gọi (79-90V/25Hz). TạI kết cuối thuê bao có trang bị mạch đIện xác định khi thuê bao nhấc máy trả lời thì phải ngắt ngay dòng chuông gửi tới thuê bao đó để tránh gây ảnh hưởng hư hỏng các thiết bị điện tử của bộ thuê bao. + Chức năng giám sát S (Supervision) : Tổng đài nội hạt phải giám sát các thuê bao một cách liên tục để có thể phát hiện nhanh các trạng thái nhấc, đặt máy phát xung thập phân…Từ đó có biện pháp xử lý kịp thời. + Chức năng mã hoá và giảI mã (Code-Decode) : Thực hiện biến đổi A/D , D/A chức năng này là phần quan trọng trong biến đổi tín hiệu A/D đưa tới bộ ghép kênh và ngược lại, tần số lấy mẫu đối với biến đổi A/D là 8KHz, mỗi mẫu có 8 bit với tốc độ truyền 64Kbps +Chức năng cầu sai động H(Hybrid): Chức năng biến đổi 2/4 dây và ngược lại. Bởi vì từ bộ thuê bao tới bộ thuê bao là tín hiệu Analog truyền trên 2 dây (1 đi/1về), còn từ bộ thuê bao tới thiết bị tập trung thuê bao là tín hiệu số (Digital) truyền trên 4 dây (2 đi/2 về). Công viêc chuyển đổi 2/4 dây được thực hiện nhờ biến áp line phải thoả mãn 2 tiêu chuẩn về độ ổn định của mạch 4 dây và triệt tiếng vọng. +Chức năng kiểm tra đo thử T(Testing) : Chức năng kiểm tra mạch điện đường dây, máy điện thoại, bộ thuê bao để xác định chất lượng truyền, trở kháng đường dây. Bộ đIều khiển SLTU: Bộ đIều khiển SLTU là thiết bị dùng chung hoạt động như giao diện giữa hệ thống điều khiển tổng đài và một nhóm SLTU (thường là 32 đến 128 SLTU tuỳ theo cấu trúc đIều khiển của tổng đài). Bộ điều khiển SLTU có các chức năng sau: +Điều khiển quản lý (Supervision control): giám sát trạng thái của từng thuê bao. Bằng cách quét đều đặn tín hiệu đưa ra từ một thiết bị giám sát trạng tháI của SLTU. +Điều khiển cấp tín hiệu chuông (Ringing control): đưa tín hiệu điều khiển để SLTU đóng mạch cấp chuông thuê bao và điều khiển ngắt chuông khi thuê bao bị gọi nhấc máy. +Kích hoạt truy cập kiểm tra (Test access activation): Bộ điều khiển khởi động role truy nhập kiểm tra trong SLTU thích hợp khi nhận được một lệnh từ hệ thống điều khiển tổng đài. VIệc chấm dứt truy nhập kiểm tra là kết quả của một lệnh kế cận từ hệ thống điều khiển tổng đài. +Hệ thống điều hiển cấp nguồn (Feeding control): Điều khiển cấp nguồn cho Codec và cho mạch truyền dẫn tín hiệu âm thanh chỉ trong giai đoạn hội thoạI nhằm tối thiểu hoá tổn thất năng lượng. +Điều khiển lựa chọn phần mềm: Nhiều tổng đài cung cấp khả năng thay đổi thuộc tính của thuê bao, thiết bị điều khiển SLTU sẽ làm việc này theo lệnh từ trung tâm đIều khiển tổng đài. 5.2 Kết cuối đường dây thuê bao số (Digital subscriber line termination) Mặc dù hiện tại phần lớn dây thuê bao kết cuối tạI tổng đài là các đường tương tự nhưng có một số nhỏ và càng phát triển nhanh các đường dây thuê bao số từ sự phát triển mạnh mẽ của mạng truy nhập ISDN việc truy nhập phải qua đường truyền số từ thuê bao đến tổng đài nội hạt được cung cấp nhiều loạI dịch vụ cả thoại và phi thoại. Với sự phát triển mạng số ISDN thì các đường thuê bao số chắc chắn sẽ có ưu thế lớn. Khi áp dụng truyền tín hiệu số các chức năng BORSCHT không nằm trên toàn bộ trên mạch kết cấu thuê bao NTU mà một phần nằm trên sự gắn kết thuê bao tạI vị trí thuê bao hơn là tạI SLTU.Các chức năng B,T,O nằm trên D/SLTU,các chức năng H và C nằm trong bộ tương thích kết cuối TA, hai chức năng còn lạI là S,R nằm trên thiết bị NTU. Hệ thống báo hiệu kênh chung thuê bao tảI đI tất cả các tín hiệu địa chỉ và giám sát đường dây cho cả hai kênh lưu lượng.Trong D/SLTU thì kênh báo hiệu 16Kbps được tách ra và gửi tới hệ thống xử lý báo hiệu. Dòng chuông khộng được gửi trực tiếp từ tổng đàI đIện thoạI mà là mội tin báo được truyền kênh chung tới TA, sau đó thuê bao cấp dòng chuông tới thuê bao. Truyền dẫn và ghép khên số Tiếp nhận nguồn điện Kiểm tra Bảo vệ Cấp nguồn đường dây MUX codec TB Hệ thống báo hiệu thống điệp thuê bao Giao tiếp số liệu Máy tính Truyền dẫn và ghép khên số Bus kiểm tra Bus cấp nguồn đường dây 114Kbps subcriber line 16Kbps 64Kbps Thuê bao Tổng đài Hệ thống báo hiệu thông điệp cấp một 64Kbps 2Mbps Hinh5.2: kết cuối đường thuê bao số. Theo hình vẽ 5.2, mội đường lưu lượng sử dụng cho kết nối thoạI còn mội đường sử dụng cho kết nối số liệu, do vậy đặt ra yêu cầu về phần mềm bổ xung cho hệ thống đều khiển tổng đài và NTU sẽ có các gioa giên tiêu chuẩn cho số liệu như X21,X21bí và 1420. Bao gồm giao tiếp trung kế tương tự và trung kế số : 5.3 kết cuối các đường trung kế tương tự (ATTU): Giao tiếp trung kế tương tự : Khối này chứa các mạch điện trung kế dùng cho các mạch điện gọi ra, gọi vào và gọi chuyển tiếp . Chúng làm nhiệm vụ cấp nguồn giám sát cuộc gọi , phối hợp báo hiệu . Khối mạch này không làm nhiệm vụ tập trung tải nhưng thực hiện biến đổi A/D ở tổng đài số. MDF Truy cập kiểm thử Bảo vệ quá áp Giám sát (tách báo hiệu) Cấp nguồn đường dây Sai động Mã hoá Giải mã Truy cập kiểm thử Bảo vệ quá áp Giám sát (tách báo hiệu) Cấp nguồn đường dây Sai động Mã hoá Giải mã 64Kbps Bus kiểm tra Bus cấp nguồn đường dây Chuyển đổi các khe thời gian TS16 MUX 64Kbps TS16 ATTU 30 Các Trung kế analog 2Mbps Đến khối chuyển mạch Hình 5.3: kết cuối đường trung kế tương tự Do đa phần các thuê bao tương tự có xu hướng chuyển đổi sang sử dụng công nghệ số, chức năng kết cuối của thuê bao tương tự gần giống với chức năng của kết cuối thuê bao tương tự như: Bảo vệ chống quá áp(overvoltage protection) , chuyển đổi 2/4 dây(hybrid), mã hía và giải mã (Codec), cấp nguồn, báo hiệu(giám sát), ghép kênh. Tuy vậy, cũng có sự khác nhau về nhiệm vụ báo hiệu(của trung kế tương tự có nhiệm vụ báo hiệu cho đường trung kế),cấp nguồn,chuyển đổi 2/4 dây, ghép kênh và điều khiển… Sau đây ta xét các chức năng chính của kết cuối trung kế tương tự: +Chức năng báo hiệu: Việc cung cấp các thiết bị thu phát báo hiệu riêng cho từng đường dây vừa không hiệu quả ,lại đắt tiên. Hiện nay, cong nghệ bán dẫn phảt triển mạnh mẽ, tốc độ xử lý của các bộ vi xử lý điều khiển cho phép hệ thống thu phát phục vụ cho một nhóm kênh băng việc phân chia theo thời gian. Vì vậy việc xử lý báo hiệu ring tổng đài được tập trung vào thiết bị chung . Tín hiệu báo hiệu một chiều từ 30 kênh trung kế được chuyển thành báo hiệu kết hợp đặt vào khe thời gianTS16 trong luồng PCM 2Mbps chuẩn tạo ra bởi ATTU. +Chức năng cấp nguồn: Tiện ích này được yêu câu bởi các mạch trung kế vả hpựp nối dùng báo hiệu nột chiều. Thong thường là các mạch vật lý 2 dây hay 4 dây, nhưng cũng có thể bao gồm các liên kết mang báo hiệu đi ra giữa một tổng đài và một thiết bị đầu cuối FDM được đựt ngay tại trạm truyền dẫn FDM phải dùng báo hiệu tần số thoại vì các điều kiện địa chỉ không thể truyền được thực hiện bởi các trạm truyền dẫn trung kế và do vậy không là bộ phận chức năng của tổng đài. +Chức năng chuyển đổi 2/4 dây: Chức năng này chỉ cần cho các kênh trung kế 2 dây kết cuối trên ATTU, biến áp lai được sử dụng cũng tương tự như biến áp lai được sử dụng trên SLTU nhưng yêu cầu về trở khấng ít hơn. +Chức năng ghép kênh và điều khiển:việc sắp xếp kênh tương tự như với SLTU ngoạI trừ ATTU xử lý 30 kênh, TS 16 được sử dụng hoà toàn cho báo hiệu kênh kết hợp cho 30 kênh thông tin. Do vậy, bất kỳ tín hiệu đIều khiển nào giữa hệ thống đIều khiển và ATTU có thể được vận hành dung lượng chưa dủng trong TS 0 hay một đường cao tốc riêng đIều khiển riêng. Các tín hiệu điều khiển giữa hệ thống điều khiển riêng phải được sử dụng đường điều khiển riêng hoặc nếu đi chung trên đường 2Mbps thì số kênh thông tin phải giảm xuống chỉ còn 29 kênh. 5.4 Kết cuối các đường trung kế số(DLTU) Đơn vị giao tiếp đường dây số DLTU thực hiện chức năng giao tiếp nhị phân, vấn đề đồng bộ pha, bảo vệ khối chuyển mạch. Các kết cuối đường dây số DLTU cần thiết trong tổng đài là kết nối trung kế số cùng các đường chuyển tiếp từ bên ngoài (từ các tổng đài khác và kết cuối các đường truyền số bên trong tổng đài. Kết cuối thu Chuyển mã đương dây thành mã nhị phân Bộ đệm đồng chỉnh Tách Thu báo hiệu CAS S/P Bảo vệ khối chuyển mạch Kết cuối thu Chuyển mã đương dây thành mã nhị phân Tách Thu báo hiệu CAS S/P Bảo vệ khối chuyển mạch Tách định thời Tách đầu khung Đồng hồ CLK Tới bộ thu phát CCS hoặc CAS D D F Tới khối chuyển mạch Từ khối chuyển mạch Hình 5.6: Kết cuối đường trung kế số Việc truyền dẫn các luồng số bên trong giữa các phân hệ và ngoàI tổng đài có sự khác nhau nhưng thường được thiết kế trung cho DLTU với tất cả các đường dây số. Ưu đIểm của việc này không những tạo ra những giao diện chuẩn tại các cổng của các phân hệ và các đường kết nối tốc độ cao mà còn cung cấp tính linh hoạt trong cách thức phối hợp các cổng chuyển mạch vào các luồng 2Mbps, một hỗn hợp khác nhau các đường dây ngoàI và trong đồng thời còn thêm các ưu đIểm của thiết kế chung. a.Nhiệm vụ của DLTU Phía phát: Thực hiện chức năng tạo đơn khung và đa khung theo tiêu chuẩn bằng cách đưa các thông tin về đồng bộ khung đơn và đồng bộ đa khung vào các khe thời gian thich hợp trên cơ sở đó phía thu có thể nhận dạng chính xác các đa khung, đơn khung và các khe thời gian trong đó; chuyển đổi tín hiệu nhị phân thành tín hiệu mã đường dây để đưa lên đường truyền; đưa các thông tin báo hiệu cho kênh thoại vào các khe thời gian dành riêng cho báo hiệu. Phía thu: Nhận dạng các cấu trúc đa khung, đơn khung của lụồng số thu được từ đó tách ra thành các kênh riêng biệt; chuyển đổi mã đường dây thành mã nhị phân và tách tín hiệu xung nhịp đồng hồ từ tín hiệu thu được; tách tín hiệu rồi chuyển đến khối xử lý Giao tiếp trung kế số-các chức năng GAZPACHO : G (Generation of frame): Tại mã khung tức là nhận dạng tín hiệu đồng hồ khung để phân biệt từng khung của truyền số liệu PCM đưa từ tổng đài tới. A (Bligment of frame): Sắp xếp khung số liệu mới phù hợp với hệ thống PCM Z (zero suppresion ) : Khử dãy số “0” liên tiếp P(polar conversion) : Đảo cực tức biến đổi tín hiệu đơn cực thành lưỡng cực trên đường dây A(Alarm) : Xử lý cảnh báo từ đường truyền PCM C(Clock recovery): Phục hồi dãy xung nhịp từ dãy tín hiệu thu được H (Hunting of frame) : Tách thông tin đồng bộ O (Office signalling): Báo hiệu liên tổng đài Mã hoá đường dây Triệt “0” Chèn báo hiệu vào Giải mã và khôi phục CLK Đệm đồng bộ Đến thiết bị chuyển mạch Nhận dạng cảnh báo điều khiển đồng bộ Tách báo hiệu Trung kế đến Trung kế đi Từ thiết bị điều khiển tới Hình 5.7: Sơ đồ khối giao tiếp chung b.Chức năng kết cuối trung kế số DLTU +Biến đổi mã nhị phân thành mã đường dây và ngược lại: Khoảng cách giữa hai tổng đài là khá xa, các luồng tín hiệu truyền trong tổng đài là các luồng PCM do khoảng cách ngắn không gây lên nhiêù suy hao và lỗi nhưng truyền trên tuyến hai tổng đài bằng mã nhị phân thì suy hao đường truyền sẽ lớn à gây nhiều lỗi bit do vậy cần chuyển mã truyền dẫn thông thường sang mã đường dây nhằm tăng hiệu xuất sử dụng đường truyền, giảm lỗi bit. Thay vì thiết kế hàng loạt thiết bị để kết nối tất cả các đường dây có mã khác nhau có thể được dùng thì DLTU thường cung cấp một giao tiếp đơn chuẩn để thực hiện công việc này. +Đồng chỉnh khung tín hiệu: Luồng số tới tổng đài từ các luồng truyền khác nhau nên không có sự đồng bộ về pha. Luồng bit bên trong tổng đài cần phải có sự đồng bộ về pha và tốc độ nên trước khi đưa vào tổng đài các luồng số thu được cần có sự đIều chỉnh trung kế số, để sao cho thời điểm ban đầu của TS 0 trong khối chuyển mạch thì tất cả các hệ thống đang kết nôí phải bắt đầu từ khe TS 0. +Chuyển đổi nối tiếp sang song song: Các đường truyền số ở ngõ nhập được chuyển đổi nối tiếp sang song song bằng cách ghi mỗi từ mã PCM. 1 cách tuần tự vào một bộ đêm lưu giữ 8 bit với tốc độ của tổng đài đọc ra 8 bit một cách đồng thời ra bus song song 8 bit tốc đọ sẽ giảm, băng 2Mbps- 8 /8= 256 Kbps ở đầu ra. +Bảo vệ khối chuyển mạch DLTU hoạt động như là các ngoại vi chung cho các tín hiệu vào/ra của các mặt phẳng chuyển mạch khác nhau. Hình thức thông dụng nhất là nhân đôi toàn bộ chuyển mạch. Khi này DLTU thực hiện chức năng sau đây cho cả hai mặt phẳng chuyển mạch: Trong đơn vị truyền:Tạo các mã kiểm tra và chia luông tín hiệu thành hai dãy khác nhau. Trong đơn vị nhận: Giám sát các mã kiểm tra trên các đường truyền dẫn đến khối chuyển mạch, chọn và điều khiển giữa các đường dẫn đến, khởi xướng các thoe yêu cầu của hệ thống điều khiển để chỉ định sự thay đổi từ mặt phẳng này sang mặt phẳng khác và tình trạng của mỗi mặt +Chèn tách tín hiệu thông tin báo hiệu kênh kết hợp CAS: Chức năng chèn tách báo hiệu được thực hiện để thông báo một thông tin liên quan đến trạng thái đường trung kế từ tổng đài này đến tổng đài khác, còn chức năng tách dùng để thu nhận các thông tin báo hiệu về trạng thái hay đáp ứng của tổng đài bị gọi tới. +kết cuối hệ thống truyền dẫn: Một loạt các hệ thống truyền dẫn số được kết nối tới tổng yêu cầu vài dạng kết cuối, do vậy mỗi hệ thống đường truyền dẫn số cần cung cấp một kết cuối chuẩn đến DLTU. Thông thường, khung phân bố số DDF được dùng để tạo nên sự linh hoạt trong việc phân bố các hệ thống đường dây đến các DLTU và chuyển mạch liên qua với nó. DLTU thường kết hợp với một tiện ích phục hồi khung trong đơn vị kết cuối thu, nó phát hiện bất kỳ sự mất đồng bộ khung nào kéo dài trên đường truyền số dến và thực hiện các thử tục khôi phục bình thường. Đơn vị này cũng có thể giam sát tỷ lệ lỗi trên tuyến truyền dẫn số bằng cách xác định sự gián đoạn của các từ đồng bộ khung . Các cảnh báo luôn được phát hiện ra bởi các đơn vị phục hồi khung để thông báo tình trạng mất đồng bộ kéo dài và có khi tỷ lệ lỗi nào vượt quá mức quy định . Hầu hết các tổng đài kỹ thuất số sẽ tạm dừng khi tỷ lệ lỗi là 10-3 Bằng cách ra lệnh cho DLTU cắt các đường truyền dẫn nhận từ khối chuyển mạch. Khi này,hệ thống điều khiển áp dụng một tín hiệu báo bận ngược liên tục qua kênh báo hiệu thông thường đến các hệ thống dường dây đến khi sự cố được khắc phục. +Các khe thời gian rảng rỗi: sẽ luôn có nhiều khe thời bị chiếm dụng trên hệ thống đường truyền số kết cuối tại DLTU hơn là khối khe thời gian được chuyển đến khối chuyển mạch mặc dù mẫu đòng bộ khung và các báo động hệ thống đường dây được tách bởi khối DLTU.báo hiệu được mang trong TS16 của hệ thống PCM 2Mbps có thể được tách ra bởi DLTU và chuyển đơn vị xử lý báo hiệu mội cách trực tiếp thay vì định tuyến qua khối chuyển mạch. Trong trường hợp đó, DLTU chèn một mẫu bit rỗi vào TS0 và TS16 để duy trì một luồng không đổi 2Mbps qua tổng đài.các mẫu bit rỗi được chèn bất kỳ vào một khe thời gian bất kỳ vào mội khe thời gian nào mà không mang tải hữu ích. Chương 6: Khối điều khiển và các chức năng quản lý và bảo dưỡng trong tổng đài điện tử số SPC 6.1 Cấu trúc của hệ thống điều khiển trong tổng đài SPC. 6.1.1 Phân loại các hệ thống đIều khiển trong tổng đàI SPC Trong các tổng đài SPC các nhiệm vụ điều khiển do các bộ xử lý thực hiện , để tạo tuyến cho các cuộc gọi cũng như các công việc hiện hành và bảo dưỡng khác . Các công việc này được thực hiện nhờ các quá trình trao đổi báo hiệu . Thông tin báo hiệu được tách ra ở khối giao tiếp thuê bao hoặc giao tiếp trung kế được đưa tới thiết bị xác định báo hiệu Thiết bị chuyển mạch Điều khiển chuyển mạch Điều khiển trung tâm Khối mạch giao tiếp trung kế Các mạch trung kế nội Thiết bị phân phối báo hiệu hoặc lệnh điều khiển Thiết bị xác định báo hiệu Khối mạch giao tiếp Mạch thu Phát báo hiệu Hình 6.1: Sơ đồ khối điều khiển trong tổng đài SPC Để thực hiện được các cuộc nối thì bộ điều khiển trung tâm phải nhận được các thông tin báo hiệu từ các thiết bị ngoại vi thông qua thiết bị báo hiệu. Bộ điều khiển trung tâm phân tích các thông tin báo hiệu này để đưa ra các lệnh thích hợp . Các lệnh này được đưa đến bộ điều khiển chuyển mạch để điều khiển tạo tuyến nối hoặc đưa đến thiết bị phân phối báo hiệu để cung cấp các dạng báo hiệu cần thiết cho thuê bao hoặc các mạch trung kế thông qua thiết bị phân phối báo hiệu. Tùy theo từng loại dung lượng, tính năng của từng loại tổng đài mà chúng ta có thể phân loại các hệ thống điều khiển sau Hệ thống điều khiển Hệ thống đơn MP Hệ thống đa MP Một mức Phân cấp Phân theo chức năng Phân đoạn Hai cấp Ba cấp Hình 6.2: Hệ thống xử lý của tổng đài +Hệ thống đơn xử lý: Cấu trúc đơn xử lý chỉ thích hợp cho tổng đài loại nhỏ các cấu trúc này chỉ dùng cho hệ thống đơn gian cả phần cứng và phần mềm. +Hệ thống đa xử lý có cấu trúc một cấp: Cấu trúc điều khiển đa xử lý (Multi processing). Một mức có đặc đIểm là toàn bộ tải cần xử lý được phân chia cho n bộ xử lý (CPi), mỗi bộ xử lý có một bộ nhớ riêng Mi có thể truy nhập vào bộ nhớ chung qua bus chung. Toàn bộ tải cần xử lý CP0 CP0 CP0 Bộ nhớ chung Mn M1 M0 Hình 6.3: Hệ thống đa xử lý có cấu trúc một mức. +Hệ thống đa xử lý có cấu trúc phân cấp: có hai loại cấu trúc đIều khiển phân cấp là phân cấp kiểu 2 mức và phân cấp kiều 3 mức.Sự phân cấp các mức điều khiển này phụ thuộc vào sự phức tạp của phẩn cứng, sự tổ chức phần mềm và tần suất thực hiện các chức năng đó. Hệ thống điều khiển là bộ não của tổng đài nó có khả năng để xử lý logic để quyết định xem công việc nào cần phải tiến hành và gửi đi những tín hiệu cần thiết để khởi tạo công việc đó ta phân loại hệ thống điều khiển theo cấp xử lý, theo cách khác theo mật độ xử lý công việc người ta lại phân loại 2 cấu trúc điều khiển . +Cấu trúc điều khiển phân tán: Mỗi chức năng đều có thể điều khiển được thực hiện bởi một bộ xử lý riêng biệt và hoạt động phối hợp với nhau. Tuy nhiên, điều này gây khó khăn cho việc quản lý đảm bảo tính thống nhất cho hoạt động của toàn hệ thống trong việc tạo tuyến kết nối, báo hiệu. +Cấu trúc điều khiển tập trung: Tất cả các chức năng điều khiển thức hiện nhờ một bỗ xử lý (có cấu trúc dự phòng) Bộ xử lý này phảI mạnh để xử lý một lúc đồng thời thực hiện các công việc cùng một lúc, đồng thời thực hiện các công việc vân hành bảo dưỡng. Do vậy, cấu trúc này thường phức tạp, khó đạt độ tin cậy cao. +Cấu trúc điều khiển kết hợp giữa điều khiển tập trung và điều khiển phân tán:Trong cấu trúc này thì các chức năng điều khiển kết nối được tập trung cho bộ xử lý trung tâm còn các chức năng khác như đIều khiển báo hiện, đIều khiển chuyển mạch, nhập địa chỉ thập phân, đo thử được giao cho các bộ xử lý ngoại vi thực hiện và được thực hiện bởi xử lý trung tâm. Ưu điểm của cấu trúc này so với cấu trúc khác là: -Các bộ xử lý ngoại vi thực hiện các chức năng đồng thời, quản lý quá trình xử lý song song làm tăng khả năng thông và tốc độ cho tổng đài. -Cải thiện độ tin cậy vì khi một bộ vi xử lý không hoạt động thì nó chỉ làm mất đi một số kết nối chứ không làm cho toàn bộ tổng đài ngừng hoạt động theo. -Tính phức tạp cuả bộ nhớ trung tâm được giảm bớt các chức năng phức tạp được xử lý tại đây nhưng phần lớn các chức năng đơn giản do xử lý ngoại vi thực hiện nên làm tang tính tin cậy, bảo dưỡng dễ dàng hơn. 6.1.2 Cấu trúc tổng quát của hệ thống điều khiển của tồng đài SPC. Trong tổng đài điện tử số SPC quá trình điều khiển được thực hiện theo các chương trình ghi sẵn. Chức năng điều khiển, các số liệu về thuê bao, các bản phiên dịch địa chỉ, các thông tin về tạo tuyến… được đặc trưng bằng dãy các lệnh được ghi trong bộ nhớ. Trong quá trình xử lý cuộc gọi, qua mỗi bước bộ xử lý cuộc gọi nhận được một lệnh tương ứng với lệnh máy và số liệu ghi sẵn để đưa tới thực hiện tại bộ xử lý theo ngôn ngữ máy. Tuỳ theo chức năng cần thực hiện mà bộ xử lý có công xuất xử lý, dung lượng, tốc độ khác nhau tuy nhiên cấu trúc khối đIều khiển tổng quát và các chức năng tương đối như nhau: Bộ phân phối lệnh Bộ ghi phát lệnh Bộ ghi phát thao tác Bộ nhớ số liệu Bộ nhớ chương trình Thiết bị giao tiếp vào ra Địa chỉ lệnh tiếp theo Địa chỉ số liệu Các thiết bị ngoại vi Ra Vào Địa chỉ vào ra Hình 6.4: Cấu trúc tổng quát của một hệ thống điều khiển +Bộ phân phối lệnh: làm nhiệm vụ phân phối các lệnh thích hợp để thực thi các nhiệm vụ được yêu cầu từ khối đIều khiển. +Bộ ghi phát lệnh: Làm nhiệm vụ ghi đệm các lệnh cần thực hiện +Bộ nhớ chương trình: Bộ nhớ này ghi tất cả các chương trình cần thiết cho nhiệm vụ điều khiển, các chương trình này có thể là chương trình xử lý cuộc gọi hay là chương trình xử lý bảo dưỡng. +Bộ nhớ số liệu: Làm nhiệm vụ ghi tất cả các số liệu cần thiết phục vụ cho quá trình thực thi lệnh. +Bộ ghi phát thao tác: Thực thi các thao tác logic và số học, các lệnh và các số liệu thích hợp. Nếu kết quả là công việc cần thực hiện , nó sẽ đưa ra các lệnh đIều khiển tương ứng qua thiết bị giao tiếp vào ra tới thiết bị ngoại vi cần điều khiển. Còn nếu kết quả là một số liệu phục vụ cho lệnh khác thì nó chuyển tới bộ phân phối lệnh và chuyển số liệu tính toán được tới bộ nhớ số liệu. +Thiết bị giao tiếp vào ra: Làm nhiệm vụ đệm, chuyển các thông tin từ thiết bị ngoại vi vào bộ xử lý và chuyển các bộ xử lý đến các thiết bị ngoại vi. Nguyên lý hoạt động của bộ xử lý: Để thực hiện một thao tác điều khiển thì bộ xử lý nhận thông tin từ thiết bị ngoại vi thông qua thiết bị vào ra đưa tới bộ phân phối lệnh. Căn cứ vào từng công viêc cụ thể và mức ưu tiên của nó bộ phân phối lệnh đưa địa chỉ lệnh cần thiết tới bộ nhớ chương trình. Lệnh này được đọc ra và đưa tới bộ ghi đệm, địa chỉ lệnh khác được ghi tới bộ nhớ chương trình. Khi có một lệnh từ bộ ghi phát lệnh được chuyển tới bộ ghi phát thao tác thì một lệnh khác được chuyển tới bộ ghi phát đệm, quá trình cứ tiếp diễn… Cũng đồng thời với quá trình này bộ phân phối lệnh đưa địa chỉ đến bộ nhớ số liệu, do đó mỗi lệnh được thực hiện tới bộ nhớ thao tác thì số liệu cũng được chuyển tới đó. Tại bộ nhớ thao tác, số liệu cần thiết cần lệnh để thực hiện và kết quả là một thông số logic được đưa ra. Kết quả là công việc cần thực hiện đưa ra các đIều khiển tương ứng qua thiết bị vào ra đưa tới các thiết bị ngoại vi thực hiện công việc còn nếu kết quả là một số liệu phục vụ cho lệnh khác thì nó chuyển tới bộ nhớ số liệu. Bộ nhớ lệnh tiếp tục thực hiện lệnh tiếp theo đến khi đạt yêu cầu. 6.2 Cấu trúc điều khiển đa xử lý của tổng đài điện tử số SPC 6.2.1 Cấu trúc điều khiển trung tâm CC (Center control), xử lý khu vực RP +Chức năng: với cấu trúc điều khiển này bộ xử lý trung tâm chỉ thực hiện các chức năng cuộc gọi còn các công việc phụ trợ giao cho xử lý ngoại vi RP , chức năng chính của các khối TB TB Bộ điều khiển đường dây thuê bao Bộ thu xung đa tần Bộ xử lý khu vực RP thực hiện điều khiển các thuê bao tập hợp các con số Thu được tạo thành bản tin CP Bộ thu báo hiệu kênh riêng CAS Bộ thu báo hiệu kênh chung CCS Bộ xử lý khu vực RP thực hiện điều khiển các thuê bao tập hợp các con số thu được tạo thành bản tin CP Bộ xử lý trung tâm CP Hình 6.5: cấu trúc điều khiển trung tâm khu vực Bộ xử lý kết cuối thuê bao: Xác định các trạng thái nhấc máy, trao đổi thông tin đến thuê bao với bộ điều khiển trung tâm, tham gia vào mạch đo thử… Bộ xử lý kết cuối PCM: Chèn tách các báo hiệu CAS, kiểm tra đường PCM, trao đổi với xử lý trung tâm. Bộ xử lý các thiết bị phụ trợ báo hiệu: Tham gia vào quá trình xử lý cuộc gọi, chịu sự đIều khiển của bộ nhớ trung tâm, tạo các bảng tin để trao đổi với CP. Bộ đIều khiển trong trường chuyển mạch Marker: Thực hiện các công việc cần thiết cho CP về thông tin trường chuyển mạch, bộ xử lý trung tâm hoàn toàn dựa vào các thông tin do marker cung cấp, marker cũng chứa các chương trình giám sát và dự đoán lỗi của trường chuyển mạch. Vị trí bàn điện thoại viên: Là nơi thực hiện các lệnh từ bên ngoài tác động vào trung tâm điều khiển. Đường PCM nội bộ Đường PCM nội bộ PU RP PU RP RP PU RP PU RP Marker CM Điều khiển Hình 6.6: Sự liên kết chức năng của các bộ vi xử lý. 6.2.2 Cấu trúc điều khiển tổ chức theo kiểu module: Do nhu cầu về tốc độ, khả năng xử lý nhanh thời gian truy nhập ngắn, ngày nay các tổng đài điện tử số đã và đang phát triển theo hướng module hoá, cấu trúc điều khiển này đem lạI nhiều ưu điểm hơn so với các cấu trúc điều khiển khác về mặt kinh tế, tiện ích thay thế bảo dưỡng cũng như sự phát triển về dung lượng, độ tin cậy của toàn hệ thống ngày càng cao hơn.Trong mỗi module của tổng đài được cấu tạo gồm: Một bộ xử lý các chức năng của từng module nhiệm vụ chính là giảm bớt các công việc xử lý và đIêù khiển xử lý trung tâm Phần 2 Chương 7: Thiết kế tuyến thuê bao xa I. Khái quát. 7.1 Nhu cầu tất yếu đối với tuyến thuê bao xa. Đối với những thuê bao xa, việc truyền dẫn gặp khó khăn do địa hình phức tạp như qua rừng núi, sông, suối… người ta dùng tuyến thuê bao xa để giảm bớt đường dây truyền dẫn, đảm bảo an toàn thông tin. Tuyến thuê bao xa tức là tập trung các thuê bao ở vùng dân cư xa và truyền trên đường truyền dẫn PCM - TDM. Exchang Mux Demux 1 Phát Thu Phát Thu Mux Demux Thuê bao Tuyến truyền dẫn Sơ đồ khối của tuyến: + MUX, DEMUX: Khối có nhiệm vụ ghép tách số liệu, thoại và TV để truyền đi mặt khác còn thu thông tin số liệu về kênh. + Thiế bị thu phát làm nhiệm vụ thu phát thông tin. + Kênh truyền dẫn để truyền tải thông tin. Tuỳ thuộc phương tiện truyền dẫn mà ta có máy thu và máy phát khác nhau: * Cáp quang. * Vi ba * Vệ tinh. + 1: Nối ghép giữa tổng đài với tuyến truyền dẫn PCM. + 2: Nối ghép giữa thuê bao với tuyến PCM. 7.2 Đặc điểm tuyến thuê bao xa: + Số máy ghép lớn nhất đúng bằng số kênh truyền trên tuyến truyền dẫn PCM. + Đối với các máy thuê bao xa đối với tổng đài vẫn coi như những thuê bao trực tiếp, do vậy cùng một lúc có thể nhiều máy hoạt động. + Các tín hiệu quay số, HOS, báo hiệu đều truyền trên kênh 16. + Khi tuyến PCM có sự cố thì sẽ cắt toàn bộ hoạt động. 7.3 Phân tích và thiết kế theo sơ đồ. Exchange 1 Truyền dẫn PCM-TDM 2 Thuê bao xa 11 12 13 14 Hình 7.1: sơ đồ kết nối tổng đài và thuê bao xa. Sơ đồ nối ghép từ tổng đài đến thuê bao xa dùng kỹ thuật PCM-TDM 1. Phối ghép giữa tổng đài với tuyến truyền dẫn PCM-TDM. 2. Ghép giữa thuê bao với tuyến truyền dẫn PCM - TDM. Để truyền các tín hiệu và số liệu trên toàn hệ thống có ghép kênh PCM - TDM (hệ thống 11 và 14), về phía tổng đài cần có phối ghép tổng đài với thiết bị truyền dẫn PCM - TDM (phối ghép 1). Tương tự như vậy, về phái thuê bao có phối ghép 2 sao cho giao diện 11 và 14 là giống nhau. Nói cách khác, thuê bao xa được nối với tổng đài như là thuê bao trực tiếp. Các nối ghép ở đầy được xem như là không có thiết bị trung tâm. Phối ghép 1 và 2 có chức năng chuyển các tín hiệu từ tổng đài đến thuê bao, thông qua tuyến truyền dẫn PCM - TDM và ngược lại. Hệ thống PCM - TDM là hệ thống truyền dẫn thông tin số phân chia theo thời gian. Như vậy bất kể tín hiệu nào khi chuyển qua tuyến kênh truyền tin PCM - TDM đều phải ở dạng số và ghép kênh theo thời gian. Tuyến truyền dẫn PCM - TDM lấy luồng 2M làm gốc, tức là tín hiệu thoại, số liệu được gửi vào các khe thời gian TS1 đến TS15 và TS17 đến TS31. Các tín hiệu báo hiệu được gửi vào khe thời gian TS16. Các bit đồng bộ được gửi vào he thời gian TS0. Cụ thể phối ghép 1 và 2 cần chuyển: * Về phía thuê bao xa: + Chuông + Thoại và số liẹu. + Các âm thông báo của tổng đài. * Về phía tổng đài: + Trạng thái thuê bao. - Tín hiệu quay số hoặc TONE của thuê bao. + Thoại và các số liệu. EXC Ring75v 25Hz Tone, voice HSO Dialing Voice 11 MRC M1 Tone, voice E'1 S16 MX Si PMC1 R16 DMX rj r16 DMX ri PMC2 s16 MX sj E1 TV M'1 12 MRC Ring75v 25Hz Tone, voice HSO Dialing Voice Hình 7.2: mô phỏng tín hiệu truyền qua tuyến PCM - TDM Sơ đồ trên thể hiện các hưức năng chủ yếu của nối ghép 1 và 2 như sau: * Hướng từ tổng đài đến thuê bao. Tín hiệu chuông 75v-25Hz được chuyển thành bit M1 đưa đến TS16 của PCM - TDM, để bên thu thu được tín hiệu E1 ở 2. Các tín hiệu bit E1 điều khiển dòng chuông ~75V-25Hz tại chỗ cho thuê bao. Cụ thể là làm cho Rơle KB làm việc đóng các tiếp điểm KB1 và KB2 cấp điện cho chuông. Chuyển tín hiệu thoại và số liệu Analog (0,3KHz-3,4KHz) thành các PCM - Tx phát vào các kênh tương ứng TSi đến thu, phía thu 2 nhận tín hiệu PCm - Tx chuyển thành tín hiệu thoại số liệu cấp cho thuê bao. Chuyển các âm thông báo Tone: Âm TONE dựa trên cơ sở tín hiệu hình sin chaủan 425Hz, với các nhịp ngắt khác nhau. + Âm mời quay số 425Hz liên tục. + Âm báo bận 425Hz ngắt 1s, đóng 1s. + Âm hồi chuông 425Hz ngắt 1s đóng 3s. * Hướng thuê bao xa đến tổng đài. Chuyển ttheo trạng thái nhấc đặt máy (trạng thái thuê bao HSO) thành bit M2 chuyển vào khe thời gian TS16 của PCM. Bên thu nhận được bit qua chập mã M2. Dựa vào tần số lần chập mã mà tổng đài biết được máy thuê bao được mời thoại. - Chuyển thoại - số liệu Analog thành dạng PCM-Tx, phát vào khe thời gian TSi tương ứng. Bên thu chuyển ngược lại sang tín hiệu thoại 0,3KHz - 3,4KHz. - Chuyển các tín hiệu xung quay số: Các xung quay số được chuyển nhờ việc chập mã M2. Dựa vào tần số lần chập mã mà ta biết được mã số của tổng đài mời thoại. Qua phân tích trên chúng ta thấy rõ được chức năng của từng giao tiếp 1 và 2. Bây giờ ta sẽ đi sâu phân tích thiết kế hai phần giao tiếp đó. 7.4 Phân tích mạch điện giao tiếp thuê bao với tuyến truyền dẫn PCM- TDM. a. Các số liệu ban đầu. Qua phân tích các đường tín hiệu vào ra khối giao tiếp thuê bao với tuyến truyền dẫn PCM - TDM ở trên, ta lập được sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giữa khối giao tiếp thuê bao với tuyến truyền dẫn PCM - TDM như sau: Thuê bao Giao tiếp thuê bao -75v-25KHz -5v +5v GND +12v -48v GND48v -Tx Rx Tx.Syn Tx.Clock Rx.Clock -75v-25KHz M E S.Clock Tuyến truyền dẫn Signaling Timing Data Nguồn PCM-TDM Hình 7.3: Biểu diễn mối quan hệ giữa thuê bao với tuyến truyền dẫn Từ thuê bao chỉ có một đôi dây âm tần nối đến khối giao tiếp. Giữa khối giao tiếp và tuyến truyền dẫn PCM-TDM có các tín hiệu sau: Nguồn ~75v-25Hz (một đôi dây). +5v, GND 5v +12v, GND 12v -48v, GND 48v Data: Tx, Rx. Timing: Tx, Syn Rx, Syn (800Hz). Signaling: M, E, S. Clock (=500Hz). b. Sơ đồ khối tiếp thuê bao với truyền dẫn PCM - TDM: Hình 7.4: khối tiếp thuê bao với truyền dẫn PCM - TDM: Từ sơ đồ khối về mối quan hệ giữa thuê bao với tuyến truyền dẫn PCM - TDM ở trên, ta lập nên sơ đồ khối giao tiếp thue ebao với tuyến truyền dẫn như sau: Việc cấp nguồn - 48V được đưa qua khối B.S.O B: Cấp nguồn; S: giám sát đường giây; O: bảo vệ quá áp; H: Hybrid: đây là mạch sai động dùng để đổi 2/4 dây, từ biến áp 2 dây sau khi qua bộ H đầu ra 4 dây (A in và Mass, A out và Mass). Mạch CODER và DECODER là mạch mã hoá và giải mã. * Khi thuê bao nhấc máy, nguồn -48V qua B.S.O, qua 1 - 3 (KB1), qua thuê bao, qua 3-1 (KB2) qua B.S.O về GND 48V. Tại B.S.O tạo ra bit M1 thông báo thuê bao nhấc máy. Còn bên khách gọi đến thuê bao, lúc này sẽ có bit E1, bit E1 làm cho KB hoạt động. KB đóng KB1 (3-2) và KB2 (3-2) lại, cấp nguồn chuông 75v - 25Hz cho thuê bao. Khi thuê bao nhấc máy, dòng xoay chiều sẽ chạy kín mạch, thông qua cả tụ C ) c = 2m), tụ C để cho dòng âm tần đi qua, dòng này sẽ tạo thành dòng khép kín. Mạch vòng này sẽ phản ánh lên thứ cấp biến áp tín hiệu thoại. Tín hiệu ở L3 được nối tiếp bộ chuyển đổi 2/4 dây tạo ra tín hiệu A in đưa vào CODER và A out từ DECODER đưa về qua L1 và L2 để đưa đến thuê bao. Bộ chuyển đổi 2/4 dây tách dây phát riêng (A in) và dây thu riêng (A out). Đối với dây thu từ PCm in, qua DECODER đưa vào 2/4 dây, qua biến áp đến thuê bao. Tại CODER, ta muốn phát 1 trên kênh nào, ta dùng Tx. Syn để điều khiển, ta phát là TSi. Còn khi thu về cũng từ một tín hiệu Rxj nào đó (i và j có thể bằng nhau hoặc khác nhau), không nhất thiết là i phải khácj. Do đó Rx.Syn nên khi thu ta chỉ thu được Rxj nào đó, trong số n kênh mà đối phương gọi đến. Khi phát ra cũng vậy, ta chỉ phát ở kênh i nào đó mà thôi. Bộ CODER muốn hoạt động được phải có tín hiệu CLK và tín hiệu điều khiển điện áp nguồn PD. Tín hiệu PD được lấy từ khối B.S.O (bit M1). Khi thuê bao nhấc máy, sẽ có bit M1. Bây giờ ta sẽ phân tích các khối sau: * Bộ mã hoá và giải mã: CODER DECODER A in A out PCM out PD -5v +5v GND 5v Rx c/k Rx.Syn Tx c/k Tx.Syn Hình 7.5: khối nguyên lý bộ CODER - Phần mã hoá: A in là đầu vào của tín hiệu thoại tương tự, được đưa qua CODER có dải tần số là 0,3 KHz -3,4 KHz, ở tuyến thông tin PCM 30/32 ứng với mỗi kênh thoại có tần số là f = 8KHz (đây là tần số lấy mẫu của khối CODER). Ra khỏi CODER là PCM out, là một dòng tín hiệu số (digital signalling) mang thông tin thoại, với cùng cấp nhịp đồng hồ là 2M c/k Tx để CODER làm việc tạo ra dòng tín hiệu số 2M Tx. Chân PD là chân điều khiển nguồn. Khi PD có mức logic 1 thì CODER được cấp nguồn, ngược lại thì không. - Phần giải mã: Dòng xung đồng hồ thu vào đưa qua CODER 2M c/k Rx lấy từ bộ định thời thu. Dòng số 2M Rx là tín hiệu từ DEMUX đưa tới. A out là tín hiệu từ đầu ra của DECODER, sau khi giải mã PCM in, cho ta Aout là tín hiệu thoại. Việc định thời phát và định thời thu phụ thuộc hoàn toàn vào tín hiệu Tx. Syn và Rx. Syn. Có thể khi phát tín hiệu PCM out ở khe TSi còn khi thu thì ở khe TSj (i, j có thể khác nhau hoặc bằng nhau). * Bộ sai động - chuyển đổi 2/4 dây (Hybrid). Tín hiệu A out từ DECODER đưa qua IC (bộ khuếch đại), biến trở R điều chỉnh hệ số khuếch đại của IC1. A out sau khi được khuếch đại qua IC1, qua R đến R2, mặt khác nó sẽ qua R4 và R7 phản hồi lại. Hai tín hiệu phản hồi của A out qua R4 và R7 đến chân 3 và chân 2 của IC2 có giá trị biên độ như nhau và ngược chiều nhau nên bị triệt tiêu. Vậy sẽ không có tín hiệu phản hòi lại do A out. Sơ đồ: Hình7.6: Bộ sai động chuyển đổi 2/4 dây(Hybrid) Mặt khác, khi có tín hiệu thoại từ thuê bao đưa đến qua biến áp, đến dây nó sẽ đi qua R1 và R2 vào cả IC. Ta biết rằng cửa vào chân 6 của IC1 có trở kháng rất lớn, thực chất tín hiệu không qua được, mà dòng thoại sẽ qua IC2, qua R5 tạo tín hiệu A in đưa vào cấp cho CODER. Như vậy, nhờ hai bộ khuếch đại lắp theo kiểu cầu cần bằng ta đã chuyển đổi được 2 đầu dây thành 4 đầu dây và ngược lại. * Bộ thu tín hiệu báo chuông thuê bao: Sơ đồ: Hình7.7: Bộ thu tín hiệu báo chuông thuê bao Khi có tín hiệu chuông (có bit E1) đưa đến chân D của 74LS thì Flip-Flop sẽ hoạt động. - Đèn LED sáng, báo có tín hiệu chuông. - Q ở mức 1 nên thông, dòng điện 12v chạy qua cuộn rơle KB, KB làm việc đóng KB1 và KB2 nối kín mạch dòng chuông ~75v - 25Hz cho thuê bao. * Mạch tín hiệu nhắc đặt máy: Hình 7.8: Mạch tín hiệu nhấc đặt máy Khi thuê bao nhấc máy, tiếp điểm ở thuê bao chập lại đóng kín mạch một chiều -48v. Dòng một chiều này qua bọ ổn dòng LB1011, qua chân 8 về chân 3 (LB1011), qua L1, qua thuê bao đến chân 1, ra chân 5 (LB1011), qua R4, R5 làm cho T thông, qua R6 về đất. Khi đó có sụt áp trên R6, ở chân D của 74LS74 có mức logic 1,74LS74 làm việc, chân Q của nó có mức logic 1. Đây chính là tín hiệu PD đóng mạch cấp nguồn cho CODER và cũng chính là tín hiệu nhấc đặt máy cho tổng đài (M). Khi quay số, tín hiệu M sẽ ngắt quãng (theo thời gian) mà qua đó tổng đài biết được số của thuê bao chủ gọi. c. Sơ đồ mạch điện chi tiết của giao tiếp thuê bao với tuyến truyền dẫn PCM - TDM. Sau đây ta sẽ phân tích sơ đồ mạch điện chi tiết của giao tiếp thuê bao với tuyến truyền dẫn PCM - TDM. Sơ đồ này được biểu diễn ở hình sau. * Hoạt động của mạch được diễn giải như sau: + Khi thuê bao gọi đi: Thuê bao nhấc máy sẽ đóng kín mạch -48v, -48v đi qua hạ dòng, qua thuê bao, qua R20, qua R18 trở về GND 48v. Chân D của 74LS74 (chân 2) sẽ có mức logic 1, 74LS74 chuyển trạng thái, đầu Q sẽ có mức logic 1. Bit M được chuyển đến tổng đài, mặt khác nó còn cung cấp bit PD đóng mạch cấp nguồn cho CODER chuẩn bị nối thông thoại. Khi thuê bao quay số, mạch điện làm việc như khi nhấc máy nhưng lúc này bit M được chập mã, tổng đài sẽ đếm số xung đó, biết được mã số thuê bao được mời thoại. Trong mạch Diode D1 đóng vai trò là mạch cấm, ta sẽ phân tích sau. Tất nhiên, khi thuê bao nhấc máy lên, nếu không bận tổng đài sẽ phát TONE mời quay số 425Hz liên tục qua Rx, qua CODER, qua mạch chuyển đổi 2/4 dây, qua cuộn thứ cấp biến áp. Trên cuộn sơ cấp có tín hiệu TONE, lúc này mạch cấp TONE 425Hz khép kín, qua thuê bao, qua cuộn dây TR2 và tụ C4, trong tai nghe có tín hiệu âm mời quay số liên tục. Nếu như tổng đài banạ, âm báo bận cũng đi qua đường trên. Việc quay số thành công, máy bị gọi không bận tổng đài sẽ nối tắt cho 2 thuê bao thông thoại với nhau. Các tín hiệu CLK-500Hz cấp cho các flip - flop làm việc. Các tin hiệu 2M. Rx. Tx. Syn là đồng bộ phát. Tx. Rx. Syn 8KHz là đồng bộ thu. Mạch cấp 5v qua R5 là cấp điện cho mạch phát Tx. + Khi tổng đài gọi đến: Lúc này có bit E qua chân T1 (C2383), T1 làm việc, nối ngắn mạch +12v qua rơle KB về GND12v. Rơle làm việc, đóng mạch chuông của thuê bao. Khi thuê bao nhấc máy, sẽ có tín hiệu M gửi đến tổng đài báo thuê bao đã nhấc máy và đóng cấp nguồn cho CODER chuẩn bị kênh. Lúc này thì ở chân 9 (Q) của 74LS74 đang ở mức 1 chuyển về mức 0, tín hiệu qua R9 đến 74LS74 về GND 5v, vì vậy mà T1 không mở, rơle KB không làm việc. Mặt khác qua bit M ta cũng biết được thuê bao mời thoại đang bận để phát âm báo bận cho thuê bao quay số mời thoại. 7.5 Thiết kế mạch điện giao tiếp tổng đài với tuyến truyền dẫn cao tần PCM - TDM: a. Các số liệu ban đầu. Từ việc phân tích các đường tín hiệu vào và ra khối giao tiếp giữa tổng đài và tuyến truyền dẫn PCM - TDM ở mục 1, ta lập được sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giao tiếp tổng đài với tuyến truyền dẫn như sau: Hình 7.9: biểu thị mối quan hệ giữa khối giao tiếp tổng đài với tuyến truyền dẫn PCM - TDM. Khối giao tiếp và tuyến truyền dẫn có các tín hiệu sau: Nguồn +5v, GND 5v +12v, GND 12v Data Tx, Rx. Timing Tx, Syn Rx, Syn (= 800Hz). Tx.Clock, Rx.Clock (= 2Khz). Signaling M, E S. Clock (= 500Hz). b. Thiết lập sơ đồ: Qua sơ đồ biểu diễn mối quan hệ trên ta xây dựng sơ đồ khối của giao tiếp tổng đài với tuyến truyền dẫn tốc độ cao PCM - TDM như sau: Sơ đồ: Hình7.10: sơ đồ khối của giao tiếp tổng đài với tuyến truyền dẫn tốc độ cao PCM - TDM Khi có tín hiệu chuông từ tổng đài, mạch điện sẽ khép kín như hình vẽ, ~75v-25Hz qua C1 đến RR. Bộ RR sẽ chuyển tín hiệu chuông thành bit M báo cáo chuông cho thuê bao. Tất nhiên không thể qua KA1 được, do KA1 bị hở mạch (KA chưa làm việc). Khi thuê bao nhấc máy, ta thu được bit E về, KA sẽ làm việc, đóng KA1 lại, khi đó dòng điện một chiều -48v không chạy qua C1 được mà qua KA1, qua cầu diod, qua mạch HOLDER. Nó không chạy qua biến áp do có tụ C2 ngăn lại. HOLDER là bộ tải giả sau này ta sẽ bộ ổ dòng ở đây. Khi tổng đài biết được thuê bao nhấc máy, tổng đài sẽ phát âm mời quay số. Sở dĩ mạch phải lắp cầu diod là vì dòng điện-48v có thể đảo đầu nối được (đảo ±). Âm TONE mời quay số 425Hz không qua cầu diod được mà đi qua biến áp TR1, qua mạch Hybrid, đi vào CODEC lên tuyến truyền dẫn PCM - TDM đến thuê bao. Thuê bao nghe âm mời quay số. Để xác định thuê bao cần mời thoại, tổng đài chỉ việc phân tích quá trình chuyển bit M từ thuê bao nào gọi đến, sau khi tổng đài đã được được thuê bao được mời gọi, sẽ đóng thông mạch dẫn PCM - TDM. Các phần mạch: Hybrid, CODER, bộ cảm nhận chuông tương tự như phần trước ta sẽ không xét lại. * Bộ HOLDER: Sơ đồ: Hình 7.11: Bộ HOLDER Đây là một bộ giới hạn đóng vai trò tải giả. Cầu diod đảm bảo cho ta có thể đổi cực của -48v. Với mạch này dòng điện chạy trong mạch được ổn định tỏng khoảng 20mA - 40mA. Ta giả thiết nếu có bị chập đường dây thuê bao xuống mass hay mạng điện thì dòng điện chạy trong tổng đài vẫn không bị tăng lên. Việc duy trì sự ổn định đó nhờ vào bộ ổn dòng, đảm bảo an toàn cho tổng đài. Dòng điện chạy trong tổng đài khép mạch như sau: Từ nguồn -48v qua R4, qua cầu diod, đến chân 8 (LB1011), ra chân 5 (LB1011), qua T1, T2 đến chân 4 của LB1011 đến (-) của cầu diod về GND48v. Giả sử có một lý do nào đó làm cho dòng điện tăng lên đột ngột. Khi đó sụt áp trên R1 tăng lên làm cho cực B của T1 âm hơn. T1 khoá bớt làm cho dòng điện chạy trong mạch giảm xuống. KHi T1 khoá lại làm cho sụt áp trên R2 giảm, cực B của T2 bớt dương hơn làm hco T2 khoá bớt dòng điện lại. Nếu dòng điện giảm xuống thì sụt áp trên R1và R2 đều giảm, điện áp trên cực B của T1 bớt âm hơn, T1 mở cho dòng điện quá lớn hơn. Nhờ vậy dòng điện được ổn định. * Bộ RR (Ring Receiver). Sơ đồ: Hình 7.12: Bộ Ring - Receiver. Bộ RR thực chất là bộ chuyển đổi dòng chuông ~75v - 25Hz, tổng đài không chuyển trực tiếp dòng chuông đến thuê bao mà chỉ chuyển đi một bit báo chuông cho thuê bao để đóng mạch chuông của thuê bao mà thôi. Hoạt động của mạch như sau: Khi có ~75v-25Hz qua R1, C1 đến D1 (nắn dòng), thành dòng một chiều nạp cho tụ C2, qua D2, D3 về GND 75v. Khi C2 được nạp đủ lớn D4 sẽ thông và phát quang, chân D của 74LS74 sẽ có mức logic 1, 74LS74 sẽ làm việc chuyển trạng thái ở đầu ra Q đảo có mức logic 1. Đấy chính là bit M1 được gửi cho thuê bao, để thuê bao đóng mạch ửo mạch chuông thuê bao. Hai diod ổn áp D2 và D3 mắc ngược chiều nhằm ổn định điện áp 6,2v. Tụ C1 ngăn dòng một chiều, chỉ cho dòng xoay chiều ~75v - 25Hz đi qua. Diod D1 là diod nắn dòng để nạp cho tụ C2. d. Thiết kế mạch điện tổng hợp mạch điện ghép nối giao tiếp tổng đài với tuyến truyền dẫn PCM - TDM. Mạch điện tổng hợp được thiết kế hoạt động như sau: Khi thuê bao nhấc máy, tổng đài nhận được bit E đưa vào flip - flop 74LS74, flip-flop lật trạng thái làm cho Q (đảo) và Q đều đổi mức logic. Q từ mức 1 về mức không, LED D9 sáng báo nhấc máy. Q (đảo) từ mức 0 đến mức 1, tín hiệu này làm cho T3 mở, dòng điện +12v qua cuộn rơle KA đến T3, đến D8 về GND 12v. Rơle KA làm việc đóng KA1 và KA2 lại, chuẩn bị ch thông thoại. Mặt khác cấp nguồn cho CODEC thông qua bit PD (chân 16 của TP-3067). Sau đó tổng đài sẽ cấp TONE mời quay số theo đường thoại. Khi thuê bao nhận được âm TONE, thuê bao sẽ quay số làm bit E thay đổi mức logic, LED D9 nháy và KA chập nhả tiếp điểm của nó, qua đó tổng đài biết được số thuê bao mà thuê bao này cần gọi để đóng mạch thông thoại. Vấn đề trên được hiểu: Tổng đài sẽ làm việc với thuê bao được mời thoại. Nếu thuê bao được mời thoại bận thì tổng đài sẽ cấp âm TONE báo bận cho thuê bao gọi đến qua đường thoại. Nếu thuê bao được mời thoại rỗ thì tổng đài sẽ cấp tín hiệu chuông (bit M) thông qua mạch RR để thông báo dòng mạch chuông cho thuê bao mời thoại và thuê bao được mời thoại có thể nói chuyện trực tiếp với nhau. Tài liệu tham khảo - Tổng đài kỹ thuật số SPC - Điên thoại số - SPC digital telephone exchange - Digital telephone