Giáo trình Mạng viễn thông - Chương 2: Mạng IDN và N-ISDN

Chương 2 MẠNG IDN và N-ISDN 2.1.Mạng IDN 2.1.1. Truyền dẫn PCM-TDM (2t) 2.1.1.1.Công nghệ PDH và SDH 2.1.1.2.Mạng SDH 2.1.2. Chuyển mạch PCM-TDM (3 t) 2.1.2.1. Các phương thức chuyển mạch Phương thức chuyển mạch kênh Theo yêu cầu của người sử dụng thiết lập một kênh dẫn để các đối tượng trao đổi thông tin với nhau trên kênh dẫn đó. Thực hiện theo 3 bước : -Thiết lập kênh dẫn. - Duy trì kênh dẫn thông tin. - Giải phóng kênh dẫn cho người sử dụng khác. Việc sử dụng của người sử dụng thuận tiện cho việc trao đổi thông tin, thích hợp cho thông tin 2 chiều, thời gian thực và không trễ. Hiệu suất sử dụng kênh là không cao (có những khoảng thời gian không có ích như thời gian thiết lập, khôi phục). Nếu thời gian thiết lập và khôi phục rất nhỏ so với thời gian duy trì cuộc gọi thì hiệu suất sử dụng mới cao. Chuyển mạch kênh phù hợp với loại thông tin duy trì trong thời gian dài. Trong khoảng thời gian duy trì kênh, 2 bên thuê bao vẫn chưa tận dụng được hết kênh vì tại một thời điểm chỉ có một đường đi và một đường về nên hiệu suất sử dụng tối đa mới chỉ đạt 50%. Để tăng hiệu suất sử dụng kênh, số kênh được trang bị bao giờ cũng nhỏ hơn số lượng nhu cầu sử dụng kênh (do trong một thời điểm ít khi có nhiều thuê bao cùng gọi). Vì thế có thể xảy ra hiện tượng không đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng, tức là không còn kênh dẫn để cung cấp, thiết bị từ chối phục vụ, cuộc gọi bị tổn thất. Chú ý : trong chuyển mạch kênh phải có một hệ thống điều khiển để điều khiển thông tin về các thông số như thiết lập, duy trì hay giải phong cuộc gọi. Hệ thống này gọi là hệ thống báo hiệu.Hệ thống báo hiệu trao đổi thông tin điều khiển luôn là một đặc thù gắn liền với chuyển mạch kênh. Chuyển mạch tin báo. Là phương thức chuyển động thông tin đến đích theo yêu cầu của người sử dụng. Đặc điểm : Người sử dụng không làm chủ kênh dẫn, gây khó khăn cho việc trao đổi thông tin theo thời gian thực. Có hiện tượng trễ. Khái niệm trễ trong chuyển mạch tin giống như khái niệm tổn thất trong chuyển mạch kênh. Hiệu suất sử dụng kênh là cao. Cần chuẩn hoá cho việc gửi và nhận thông tin. Tuỳ theo cách chuẩn hoá mà chúng ta có những chuyển mạch tin khác nhau. Việc nhận và gửi hoàn toàn do các thiết bị đảm nhận. Chúng ta cần có một hệ thống giao thức để trao đổi thông tin giữa các thiết bị. Gắn liền với các mạng chuyển mạch tin là giao thức trao đổi thông tin (tương đương như hệ thống báo hiệu của chuyển mạch kênh). Trong chuyển mạch tin, do tiêu chuẩn chuẩn hoá thông tin theo gói, có một chuyển mạch điển hình là chuyển mạch gói. Chuyển mạch tin rất thích hợp với chuyển thông tin một chiều số liệu, điện thoại, thích hợp với cả mạng máy tính. Chuyển mạch đa chức năng. Theo định nghĩa đơn thuần của chuyển mạch kênh có thể thích hợp với bất kì loại thông tin nào nên có thể phát triển chuyển mạch kênh thành chuyển mạch đa chức năng (hay còn gọi là đa tốc). Tuy nhiên việc chuyển mạch gặp khó khăn, hiệu suất sử dụng kênh thấp cho nên phương thức này được xem xét nhưng không được chấp nhận. Phương thức thứ hai là phát triển chuyển mạch tin thành chuyển mạch đa chức năng. Chuyển mạch này có hiệu suất cao nhưng độ trễ lớn, loại hiện đại nhất của chuyển mạch tin là chuyển mạch là chuyển mạch gói đã ra đời những năm 80 nhưng có độ trễ lớn, không thể đáp ứng được những thông tin nhậy cảm như điện thoại hay truyền hình. Ngày nay công nghệ ATM (Asynchrnous Transfer Mode), tức chuyển giao không đồng bộ bằng tế bào được khuyến cáo như một công nghệ dùng cho chuyển mạch đa chức năng. 2.1.2.2. Chuyển mạch theo thời gian T (Time Switch) Sơ đồ ghép kênh theo thời gian Tín hiệu âm thanh được mã hóa qua bộ lọc codex, tín hiệu đầu ra được mã hoá 8 bit với fLM=8KHz, độ dài thời gian 8 bit là 125 ms ứng với tốc độ truyền dẫn là 64 Kbs. Tín hiệu sau bộ ghép kênh đươc sắp xếp tuần tự tại một thời điểm tương ứng là t1,t2,t3. . .,tn. HW gọi là luồng tốc độ cao. Chu kì chiếm kênh trên luồng tốc độh cao được gọi là một khe thời gian (ts). Trong trường hợp ghép kênh với số lượng là n kênh thì độ dài một khe thời gian là 125/n s. Hai bộ ghép kênh vá tách kênh phải được hoạt động đồng bộ nhau. Nguyên lí hoạt động của chuyển mạch thời gian ‘T’ Chuyển mạch thời gian bao gồm các bộ nhớ bán dẫn. Chuyển mạch thời gian có chức năng nhớ và trao đổi vị trí thời gian của các tín hiệu số. Bộ chuyển mạch thời gian xử lý chuyển mạch kênh trong chuyển mạch số bằng cách trao đổi vị trí thời gian của các tín hiệu giữa các mạch vào và các mạch ra. Việc trao đổi vị trí thời gian trong chuyển mạch được thực hiện giữa các khe thời gian của các tín hiệu. Sự trao đổi vị trí thời gian của các tín hiệu số được gọi là trao đổi theo thời gian. Trao đổi khe thời gian được thực hiện bằng các lưu tạm các tín hiệu được truyền trên luồng cao và bộ nhớ của chuyển mạch (đây là quá trình ghi, điều này thực hiện trên luồng cao để giảm tối đa tác hại của trễ đối với cảm nhận con người). Bộ nhớ RAM của chuyển mạch, và sau đó tập các tín hiệu đã được lưu bằng thứ tự khác với khi viết vào. Ví dụ :Đối với mạch đầu vào: a với b’ b với a’ n với c’ c với n’ Tại thời điểm t=t1 Tín hiệu A trong khe thời gian t1 được ghị vào địa chỉ số 1 trong chuyển mạch T. Tại cùng thời điểm này tín hiệu B’ được lưu giữ ở địa chỉ 2 được đọc ra (tín hiệu B’ đã được lưu trong khe thời gian t2 của khung trước đó). Tại thời điểm t=t2 Khi khe thời gian t2 đến thì tín hiệu B được ghi vào địa chỉ số 2 trong chuyển mạch thời gian. Trong cùng khoảng thời gian này, tín hiệu A đã được lưu trữ trong địa chỉ 1 đã được đọc ra (tín hiệu A đã được lưu trong khe thời gian t1 trước đó). Tại thời điểm t=t3 Khi khe thời gian t3 tiếp theo đến thì tín hiệu cũng được ghi vào địa chỉ số 3 trong chuyển mạch thời gian. Cũng trong thời gian này tín hiệu n’ lưu giữ tại địa chỉ thứ n thuộc khung trước đó thì được đọc ra. Theo cách như vậy, việc ghi tín hiệu từ luồng cao đầu vào đọc các tín hiệu được lưu trong chuyển mạch thời gian được thực hiện đan xen nhau cho đến khe thời gian cuối cùng thứ n của khung. Để đảm bảo độ chính xác thì các bộ nhớ không được đọc và ghi lại cùng một thời điểm. Vì vậy khoảng thời gian tương ứng của một khe thời gian được chia làm 2 nửa: 1 nửa cho ghi và một nửa cho đọc. Thao tác ghi tín hiệu chuyển mạch T được gọi là chu kỳ ghi.Thao tác đọc tín hiệu chuyển mạch T được gọi là chu kỳ đọc. Điều khiển trao đổi khe thời gian Có hai phương thức điều khiển là Điều khiển tuần tự và Điều khiển ngãu nhiên Điều khiển tuần tự : là điều khiển trong đó các địa chỉ trong bộ nhớ chuyển mạch được phân nhiệm một cách tuần tự khi ghi vào hoặc đọc ra. Trong điều khiển tuần tự một bộ đếm khe thời gian được sử dụng để thu nhận địa chỉ của ô nhớ. Bộ nhớ này sẽ tăng thêm 1 vào địa chỉ sau mỗi lần thay đổi khe thời gian. C B #1 #n A B . . . C #2A 1 Điều khiển ngẫu nhiên : là phương thức điều khiển trong đó các địa chỉ trong chuyển mạch thời gian không tương ứng với thứ tự của các khe thời gian từ t1- tn. Nhưng chúng được phân nhiệm từ trước theo việc ghi vào và đọc ra của chuyển mạch thời gian. Trong điều khiển ngẫu nhiên, có một bộ nhớ điền khiển được sử dụng để nhận địa chỉ của bộ nhớ. Phương pháp điều khiển trao đổi khe thời gian. trong đó việc ghi vào bộ nhớ được thực hiện theo kiểu tuần tự và việc đọc từ các bộ nhớ được thực hiện theo kiểu ngẫu nhiên được gọi là phương pháp ghi tuần tự, đọc ngẫu nhiên. Mặt khác, phương pháp điều khiển trao đổi khe thời gian, trong đó việc ghi vào bộ nhớ được thực hiện bằng điều khiển ngẫu nhiên và việc đọc từ các bộ nhớ được thực hiện bằng điều khiển tuần tự được gọi là phương pháp ghi ngẫu nhiên, đọc tuần tự. Bộ đếm khe thời gian được phân nhiệm cho luồng cao các đầu vào để sử dụng cho việc ghi tín hiệu vào chuyển mạch thời gian và bộ nhớ điều khiển sử dụng để đọc tín hiệu từ chuyển mạch thời gian ra.. Các tham số cơ bản của chuyển mạch ‘T’ M U X a b n D E M U X a’ b’ n’ M Add # 1 Add # 2 . Add # n Bộ nhớ điều khiển chuyển mạch CM Bộ nhớ đêm (lưu thoại) BM Dung lượng bộ nhớ đệm BM (Buffer Memory) CCM=n.B n : số ô nhớ = số kênh đầu vào B : số bít trong 1 ô nhớ (nếu PCM thì B = 8bit) Dung lượng của bộ nhớ điều khiển : CCM = n.log2n n : số ô nhớ Thời gian ghi và đọc vào bộ nhơ ́: TWR=TRD= n s 2 125 VD : cho tín hiệu điện thoại số mã nhị phân 16 bit và 4 kênh đầu vào. Tính dung lượng bộ nhớ chuyển mạch T. Dung lượng của bộ nhớ đệm : CCM= 4.16 = 64 bit Dung lượng của bộ nhớ điều khiển : CCM= 4.log24 = 4.2 = 8 bit Ghép các bít song song Trong tổng đài số các luồng cao bậc thấp không được đấu nối trực tiếp với chuyển mạch thời gian. Các luồng cao được ghép lại thành luồng cao với bậc ghép lớn hơn và sau đó mới được đấu nối vào chuyển mạch thời gian. Khi bậc ghép cao lên thì dung lượng của bộ nhớ chuyển mạch cũng cần phải lớn hơn  lúc đó hiệu quả vận hành của mạng cũng được tăng lên. Một phương pháp để tăng mức ghép và hiệu quả của chuyển mạch thời gian T là xắp xếp các tín hiệu số hoá 8 bít thành song song để đưa vào chuyển mạch thời gian truyển trên 8 đường dây riêng biệt. Các tín hiệu biến đổi từ nối tiếp thành song song qua bộ biển đổi (SIP – Series to Parallel). Các tín hiệu được truyền từ 8 đường vật lý từ bộ biến đổi. Khi các tín hiệu được xắp xếp thành song song thì 8 bit cho 1 kênh được coi như 1 khe thời gian và 8 đường vật lý từ bộ biến đổi được coi như một luồng cao. Điều này tạo ra một khoảng trống tương đương 7 bit/1kênh. Khoảng trống đó được dùng để ghép tín hiệu từ luồng cao khác. Trao đổi khe thời gian theo kiểu song song được hoàn thiện bằng việc sử dụng các luồng cao đầu vào và các luồng cao đầu ra, mỗi một đường gồm 8 đường vật lý và 8 đường chuyển mạch thời gian phụ. Trong mỗi bộ chuyển mạch thời gian phụ chỉ 1 bit trong 8 bit song song trong mỗi kênh được ghi đồng thời (khác với trao đổi khe thời gian theo kiểu nối tiếp là mỗi khe thời gian trên một luồng cao theo kiểu nối tiếp là mỗi khe thời gian trên một luồng cao chứa 8 bit cho mỗi kênh). 2 3 4 5 6 8 7 1 Bộ nhớ chuyển mạch thời gian phụ 2.1.2.3. Chuyển mạch không gian số “S” Nguyên lý hoạt động Dùng để chuyển mạch các khe thời gian (có cùng trị số giữa các luồng cao với nhau). Trong chuyển mạch ‘T’ đổi chỗ : Tsi↔Tsj Trong chuyển mạch ‘S’ đổi chỗ : a/Tsi↔ a/Tsj Về cấu trúc, chuyển mạch 'S' bao gồm một ma trận với các hệ thống PCM nhập và xuất. Để truyền bất kì khe thời gian nào trong luồng PCM của ngõ nhập đến khe thời gian tương ứng (có cùng chỉ số Ts) của luồng PCM ở ngõ ra, toạ độ thích hợp của ma trận không gian số phải được kích hoạt trong khoảng thời gian của khe thời gian này. Cấu trúc chuyển mạch “S” Chuyển mạch không gian số ‘S’ tạo ra một kênh dẫn vật lý giữa đầu vào và đầu ra mà không có trễ. Chuyển mạch ‘S’ không can thiệp về mặt thời gian mà chỉ can thiệp về mặt không gian. Trong chuyển mạch ‘S’ cũng điều khiển các kết nối bằng cách dùng các bộ nhớ. Các toạ độ trong một cột thì được điều khiển bởi bộ nhớ kết nối chuyển mạch. Bộ nhớ kết nối chuyển mạch lưu giữ W từ (khe thời gian) bằng số khe thời gian có trong một khung. Một địa chỉ dưới dạng nhị phân duy nhất được gán vào mỗi toạ độ trong một cột. Đối với cột 1, địa chỉ được đóng trong khoảng thời gian TS1 được lưu trữ trong vị trí số một của bộ nhớ kết nối CM1. Địa chỉ được đóng trong khoảng thời gian TS2 được lưu trữ trong vị trí số 2 của bộ nhớ kết nối CM1. Địa chỉ được đóng trong khoảng thời gian TSw được lưu trữ trong vị trí số W của bộ nhớ kết nối. Kích thước từ (ô nhớ) của bộ nhớ chuyển mạch phải chứa đủ 1 địa chỉ nhị phân cho mỗi tọa độ trong n toạ độ trong trạng thái mở (không kết nối). Do vậy dung lượng của 1 bộ nhớ chuyển mạch có độ rộng : CCM = W.logn(n+1) W : số khe thời gian trên một khung. N : số kênh đầu vào. Chú ý : Chuyển mạch có vướng nội tâm –Blocking, vì xác suất tranh chấp lớn khi có hai hay nhiều cuộc gọi còn xuất hiện ở các đầu vào khác nhau nhưng cùng muốn chiếm 1 khe thời gian trong 1 PCM ở đầu ra. Xét ví dụ sau : Kết nối : a/TS1 → d/TS1 a/TS2 →e/TS2 b/TS1→e/TS1 b/TS2 → d/TS2 b/TS3 → f/TS3 Tín hiệu : 3 Khe thời gian. 3 Kênh đầu vào. 3 Kênh đầu ra. Tính dung lượng CCM, vẽ hình minh họa. Bài giải : Dung lượng của CM : CCM = 3.log2(3+1) = 3.2 = 6 2 ô nhớ 2 bit, trạng thái mở 00. Trong khoảng thời gian TS1 a/TS1 d/TS1 địa chỉ 1 của cột 1 được kích hoạt. b/TS1 e/TS2 địa chỉ 2 của cột 2 được kích hoạt. Trong khoản thời gian TS2 a/TS2 e/TS2 b/TS2 d/TS2 Trong khoảng thời gian TS3 b/TS3 f/TS3 2.1.2.4. Khối chuyển mạch dung lượng lớn Giải quyết các vấn đề : đảm bảo chất luợng dịch vụ (QoS). đảm bảo dung lượng, tránh hiện tượng như Bocking ở chuyển mạch ‘S’. Nếu dùng một chuyển mạch ‘T’ đơn lẻ thì Cmax=1024 kênh, do đầu đi và về riêng biệt nên thực tế chỉ còn 512 kênh dẫn. Một số kênh được dùng để dự trữ, kênh báo hiệu ...nên chỉ còn 450 kênh được dùng.Cần kết hợp chuyển mạch ‘T’ và chuyển mạch ‘S’ để xây dựng chuyển mạch dung lượng lớn.Mô hình chuyển mạch ‘T’ và ‘S’ kết hợp. i jp q Cm: i/Ts#p j/Ts#q. Chúng ta có thể di chuyển bất kì khe thời gian nào của bất kì tuyến PCM nào vào tới bất kì khe thời gian nào của tuyến PCM ra khác. Các cách kết hợp chuyển mạch ‘T’ và ‘S’ : T và TS : dùng cho trường chuyển mạch có dung lượng nhỏ (tổng đài vài nghìn số). TST và STS : dùng trường chuyển mạch có dung lượng trung bình (tổng đài chục nghìn số). TS-ST và SS-T-SS : dùng cho trường chuyển mạch có dung lượng lớn và rất lớn (hàng trăm nghìn số ). Chú ý : không có trường chuyển mạch S đơn lẻ vì chuyển mạch S không can thiệp về mặt thời gian mà mỗi đối tượng tham gia vào mạng thông tin số đều được cấp một khe thời gian nên buộc phải có chuyển mạch thời gian T để làm cho khe thời gian của đối tượng phát trùng với khe thời gian của đối tượng thu. Các phương pháp kết hợp chuyển mạch T và S Có 2 phương pháp cơ bản : - TST : chuyển mạch T dùng ở phía ngoài. - STS : chuyển mạch S dùng ở phía ngoài. Mô hình T_S_T 24 kênh tương ứng 24 khe thời gian Mạch tương đương - Khối chuyển mạch ‘T’. - Khối chuyển mạch ‘S’ Phần tử chuyển mạch con không gian 2 kênh Với 24 kênh cần 24 khối chuyển mạch ‘S’ này. Mạch tương đương Chuyển mạch thời gian được đấu với luồng cao bao gồm 24 kênh ghép. Mạng tương đương được biểu diễn như hình vẽ, trong đó xuất hiện những mảng giao điểm hình chữ nhật với 24 kết nối trên đầu vào và đầu ra. Chuyển mạch thời gian được đấu nối với luồng cao bao gồm 24 kênh ghép. Mạng tương đương dược biểu diễn như hình vẽ trong đó xuất hiện những mảng giao điểm hình chữ nhật với 24 kết nối phía đầu vào và đầu ra. Mô hình S_T_S : Trong kiểu mạng TST số lượng các đường có thể được chọn trong chuyển mạch sơ cấp là 24. Số lượng các đường có thể chọn trong chuyển mạch TST lớn hơn rất nhiều so với mạng STS. Trong thời gian đầu giá thành bộ nhớ cao nên kiểu mạng STS được sử dụng. Hiện nay thì mạng TST đươc sử dụng phổ biến hơn. Ví dụ : minh họa khối chuyển mach T-S-T Nguyên tắc làm việc chung : Tầng chuyển mạch thời gian T1kết nối khe thời gian đầu vào với 1 khe thời gian rỗi nào đó với đầu vào chuyển mạch tầng S. Tầng chuyển mạch thời gian T2 ở phía đầu ra kết nối khe thời gian đã chọn của chuyển mạch S tới khe thời gian ra yêu cầu. Ở trong ví dụ này : Chuyển mạch thời gian T1 đổi chỗ TS # 4 cho TS # 10. Ô nhớ 10 của chuyển mạch T1 ghi địa chỉ số 4 của BM1–T1 (0100). Chuyển mạch T2 dổi chỗ khe thời gian thứ 10 cho khe thời gian thứ 6 đầu ra. Ô nhớ 6 của CM4T2 ghi địa chỉ của tọa độ số 10 của bộ nhớ BM4T2 (1010). Chuyển mạch S đổi chỗ khe thời gian 10 của luồng vào a cho d’. Ô nhớ 10của chuyển mạch CM4 ghi địa chỉ tọa độ đóng #1 (0001). Thực tế T1 thường làm việc ở chế độ ghi tuần tự và đọc ngẫu nhiên (SWRR) và T2 làm việc ở chế độ ghi ngẫu nhiên đọc tuần tự (RWSR) điều này giúp điều khiển khối chuyển mạch đơn giản hơn. Thông thường dung lượng của chuyển mạch T khoảng 1024 Ts còn kích thước của ma trận thường 8×8 ; 16×16 ; 64×64. 2.1.2.5. Khối chuyển mạch kênh 2 hướng Ứng dụng các tầng chuyển mạch đã xem xét ở trên có thể xây dựng khối chuyển mạch đơn hướng có kích thước bất kì. Trong thực tế, có thể thiết lập 1 kênh song hướng qua các tầng chuyển mạch chỉ dẫn tín hiệu theo một chiều. Ở đây có hai hướng giải quyết : Đường dẫn thứ 2 thiết lập tự do với đường dẫn thứ 1 hai đường độc lập thì việc truy nhập phức tạp hơn rất nhiều do sự phức tạp ở mạch điều khiển. Hai đường dẫn thiết lập với nhau. Nhận xét : Phương pháp thứ nhất có độ linh hoạt cao hơn còn ở phương pháp 2 làm cho hệ thống có khả năng tiết kiệm phần cứng hơn nhờ tính đối xứng của thiết bị chuyển mạch. Điều khiển ở phương pháp 2 đơn giản hơn vì việc tìm chọn đường nối cho cả hai hướng được thực hiện trong một phép tìm chọn. Xét ví dụ minh họa cho phương pháp 1 : Nối (a/Ts9) (d’/Ts19) ÷ Ts10 trung gian. (d/Ts19) (a’/Ts9) ÷ Ts11 trung gian. 2.1.3. Thiết bị chuyển mạch PCM-TDM 2.1.3.1. Thiết bị chuyển mạch Sơ đồ khối chức năng Định nghĩa: là một thiết bị phức tạp phải xử lý nhiều thông số song song trong thời gian thực, thực hiện liên tục và có tỉ lệ lỗi thấp. Mỗi một công ty sản xuất tổng đài đều có những loại sản phẩm riêng (theo hướng khác nhau tuỳ từng công ty). Ví dụ Thuỵ Điển (AXE) gồm 2 khối : APT và APZ. Pháp (Alcatel) gồm 3 khối: UD: ứng dụng, BD&KT: bảo dưỡng và khai thác.ĐN&ĐKĐN: đầu nối và điều khiển đầu nối. Nhật (NEAX – 61E; NEAX - 61). Chia làm 4 khối: ứng dụng, chuyển mạch, điều khiển, vận hành và bảo dưỡng. øng dông 1 ChuyÓn m¹ch Trung t©m ®iÒu khiÓn 3 4 IO 5 6 TMN I/O - thiết bị vào ra. TMN: mạng quản lý viễn thông từ xa (TeleManagement Network). Phân hệ chuyển mạch Bên trong trường chuyển mạch là các kênh dẫn được sử dụng để cấp cho các đối tượng trao đổi thông tin với nhau. Các kênh dẫn có thể có cấu tạo đơn giản là một đôi dây hoặc là phức tạp (hệ thống mạch điện). Đối với tín hiệu điện thoại số, kênh dẫn tương ứng là các luồng tín hiệu PCM 64 Kbps. Thông thường đầu vào và đầu ra trường chuyển mạch (mặt cắt 2) là các luồng PCM tốc độ 2 Mbps. Các luồng 32 khe thời gian vào và 32 khe thời gian ra. Mỗi một tổng đài có một số lượng kênh dẫn nhất định tuỳ thuộc dung lượng của mạnh chuyển mạch, các phần tử kênh dẫn được tạo nên từ các phần tử T và S. Thông thường các kênh dẫn là độc lập, tuy nhiên trong trường chuyển mạch hiện nay các kênh dẫn được tổ chức sao cho có thể nhóm một số kênh dẫn nhất định 64 Kbps thành một kênh tốc độ lớn hơn (để dùng cho tín hiệu băng rộng đi qua trường chuyển mạch). Có 3 loại kênh dẫn chính : Kênh dẫn cố định ( kênh thường trực ): là kênh được thiết lập bởi phần mềm và được để thường trực, dùng để kết nối các bộ phận trong tổng đài lại với nhau (Các kênh này bật máy lên là hoạt động ) Kênh dẫn bán cố định: được sử dụng để tạo các tin báo (báo bận, dỗi, nhầm số). Những kênh này chỉ được sử dụng trong những thời điểm cần thiết và chủ yếu nằm trong hệ thống báo hiệu. Kênh dẫn tạm thời: dùng để trao đổi thông tin. Khi kênh nay dùng xong thì được giải phóng. Trường hợp chuyển mạch là một bộ phận quan trọng trong tổng đài nên chúng ta cần có cấu trúc dự phòng thích hợp. Sử dụng phương thức dự phòng nóng: cấu trúc gồm hai bộ phận luôn hoạt động đồng thời, bộ phận chính luôn cập nhập và sử lí thông tin, còn bộ phận dự phòng có cập nhật nhưng không xử lý thông tin. Nhiệm vụ của dự phòng là không để mất thông tin. Trong quá trình chuyển đổi giữa dự phòng và hoạt động. Phân hệ ứng dụng Có nhiệm vụ giúp cho các đối tường sử dụng trường chuyển mạch trao đổi thông tin với nhau qua các kênh như nhau (có thể là điện thoại, fax...). Còn gọi là bộ phận phối ghép, giao tiếp điện... Phân hệ ứng dụng có tính chất phụ thuộc vào đối tượng sử dụng dịch vụ, thực chất nó giải quyết phối ghép về 3 phía: đối tượng sử dụng, trung tâm điều khiển, trường chuyển mạch Sơ đồ khối của phân hệ ứng dụng: gồm 4 khối. +Khối A: dùng điều khiển phối ghép về phía đường dây nối với người sử dụng. +Khối B: khối trung gian. +Khối C: điều khiển phối ghép về phía trường chuyển mạch. +Khối D: điều khiển phối ghép về phía trường thông tin điều khiển. Các bộ phận có thể phối ghép với nhau bằng phần mềm chứ không đấu nối cố định.Các bộ phận có thể được thiết kế sẵn các kênh để phối ghép. Khi này không còn các khối A, B, C, D tương ứng Chức năng từng khối: Khối A: đối tượng sử dụng chia làm 3 nhóm. Các thuê bao: tương tự và số. Các tổng đài (trung kế): tương tự và số. Các đối tượng khác... Khối B: làm công việc ghép, tách kênh có tập trung hoặc không. Giả sử khối B có N đầu vào, M đầu ra , ta có hệ số tập trung: M Nh  * Nếu h=1  ghép kênh và tách kênh đơn thuần. * Nếu h >1  thực hiện tập trung tải. Thực chất N là số có thuê bao, tuy nhiên các yêu cầu sử dụng của các thuê bao là không đồng đều, lệch nhau về thời gian và cường độ. Để nâng cao hiệu suất sử dụng của các phương tiện phía sau. Ví dụ như trường chuyển mạch người ta áp dụng việc tập trung tải N > M tuỳ thuộc theo mức độ sử dụng và độ tổn thất cho phép mà người ta chọn hệ số tập trung lớn hay nhỏ khác nhau. VD: N= 1024; M= 120; h=8,5 Thường người ta chọn hệ số tập trung là h=10  nên khối B có cấu trúc như khối dồn kênh. Cách tập trung tải có thể dùng phương thức chuyển mạch để tập trung tải: Khối B còn được gọi là bộ chuyển mạch đường dây có nhiện vụ tìm kênh dỗi ở đầu ra cho yêu cầu đầu vào, khối B được điều khiển trực tiếp từ khối D. Khối C: Phối ghép và điều khiển phối ghép về trường chuyển mạch. Phụ thuộc vào khoảng cách mà có 2 trường hợp xảy ra: Trường hợp bộ tập trung thuê bao ở tại chỗ. Trường hợp bộ tập trung thuê bao ở xa. Với trường hơp 1 việc truyền dẫn giữa khối C và trường chuyển mạch là đơn giản, sử dụng mã nhị phân không cần mã đường dây, thường kênh dẫn được gọi là LR (đường mã).Với trường hợp 2 việc tổ chức truyền dẫn giống như là truyền dẫn số thông thường PCM (có đồng bộ và báo hiệu). Khối D: là một bộ phận trung tâm điều khiển trong tổng đài, tuỳ theo quyền hạn xử lý thông tin. Trong trường hợp ghép kênh bình thường khối D được phân quyền ít.Trong trường hợp chuyển mạch và tổng đài ở xa điều khiển D được phân quyền nhiều.Khối D chuyên làm nhiệm vụ xử lý đường dây thuê bao, xử lý quá tải, xử lý sơ bộ báo hiệu. Trong những trường hợp trạm tập trung thuê bao ở xa có dung lượng lớn, khối D có thể được trao nhiệm vụ để trạm tập trung thuê bao trở thành tổng đài giải quyết liên lạc nội bộ của trạm. Khi đường liên lạc về tổng đài chính bị sự cố (chế độ làm việc trong trường hợp như vậy gọi là chế độ tự trị). Việc liên kết khối D và trung tâm điều khiển (mặt cắt 3) tuỳ thuộc vào khoảng cách giữa chúng (giống khối C): ở gần – thông tin được giải quyết bằng các bus dữ liệu, ở xa – sử dụng một kênh riêng hoặc ghép các bít ghép vào các kênh thông tin trên tuyến truyền dẫn số để trao đổi thông tin với trung tâm điều khiển chính. Phân hệ điều khiển Cấu trúc điều khiển: chia làm 2 loại: Đơn xử lý: có 1 bộ vi xử lý. Đa xử lý: có nhiều bộ vi xử lý. Với đơn xử lý: có cấu tạo từ một bộ vi xử lý: Ưu điểm: cấu tạo đơn giản. Nhược điểm: cấu trúc phần mềm phức tạp, phải sử dụng rất nhiều lệnh ngắt, vì vậy tốc độ xử lý là có hạn nên chỉ thích hợp tổng đài có dung lượng nhỏ, có cấu trúc điều khiển được xây dựng như là một bộ vi xử lý hoàn chỉnh.VD: tổng đài PABX. Với đa xử lý: dung trong tổng đài lớn. Các bộ xử lý được phối ghép hoạt động với nhau, để giải quyết vấn đề này , yêu cầu phải có bộ phận điều khiển phối hợp. Hoạt động của các bộ vi xử lý phụ thuộc cấu trúc, tổ chức và trao đổi thông tin giữa các bộ vi xử lý. Phụ thuộc vào cấu trúc, được chia làm 3 loại: Phân theo tải Phân theo chức năng Phân theo module Phân theo tải: tuỳ theo khả năng của bộ xử lý mà phân cho lượng tải nhất định để xử lý. Ưu điểm là : tận dụng được hết công suất của bộ xử lý ; khối lượng thông tin cần trao đổi giữa các bộ xử lý là thấp nhất ; các bộ xử lý hoạt động độc lập nên khả năng va chạm giữa các bộ xử lý được giảm thiểu.Nhược điểm: phần mềm phức tạp, không chuyên môn hoá được ; mỗi một bộ xử lý phải quản lý toàn bộ phần mềm tổng đài nên chỉ áp dụng cho các tổng đài có dung lượng vừa phải. Phân theo chức năng : trong tổng đài ,các chức năng liên quan mật thiết với nhau có thể gom thành từng nhóm mỗi một chức năng giao cho một bộ xử lý. Ưu điểm : chuyên môn hoá đượ bộ xử lý ; phần mềm có cấu trúc hệ thống ; mỗi bộ xử lý chỉ phải quản lí phần mềm của mình. Nhược điểm : khối lượng thông tin cần trao đổi giữa các bộ xử lí là lớn. Thích hợp cho tổng đài dung lượng lớn Phân theo module : trong thiết kế tổng đài thường được thiết kế theo kiểu module. VD : Module đường dây, module chuyển mạch, module bảo dưỡng và khai thác v.v Phần điều khiển của module dược thiết kế và chế tạo kèm theo.Điều khiển phân theo module thuận lợi cho chế tạo, điều chỉnh, bảo dưỡng và khai thác. Tổ chức trao đổi thông tin giữa các bộ xử lí : dùng bus điểu khiển trực tiếp ; dùng mạch vòng thông tin ;dùng ATM. 2.1.3.2. Kết cuối đường dây Analog Đơn vị kết cuối đường dây thuê bao (SLTU - Subcriber Line Termination Unit) phải được thiết kế chuẩn hóa và phải thực hiện được 7 chức năng: B O R S C H T. 1.B - Battery Feed : cấp nguồn 2.O - Overvoltage protection : bảo vệ quá áp 3.R - Ringing : rung chuông 4.S - Suppervision : giám sát 5.C - Coding : mã hóa 6.H - Hybrid transformer : ghép sai động (chuyển đổi 2 dây sang 4 dây ) 7.T - Testing : kiểm thử Sơ đồ kết nối của các chức năng trong SLTU Chức năng B – Battery Feed Ống nghe trong điện thoại chuẩn yêu cầu một dòng đủ mạnh được cấp từ nguồn trung tâm tại tổng đài nội bộ. Dòng điện này có cường độ từ 20÷100 mA. Trung bình dòng đươc cấp bởi một bộ pin có điện áp 48 V có dòng trung bình 40 mA. Năng lượng được cấp đến 2 thuê bao ở hai đầu A, B thường được cung cấp qua cầu truyền dẫn. Cầu truyền dẫn bao gồm nguồn cung cấp đến các thuê bao qua các cuộn cảm kháng, sự tự cảm của nó ngăn chặn việc truyền các tần số âm qua nguồn trung tâm. Trong tổng đài số mỗi SLTU thưc hiện một nửa chức năng của cầu truyền dẫn. Các khối chuyển mạch số A B Bus cấp nguồn SLTUA SLTUB Nguồn DC của tổng đài Trong bộ cấp nguồn cần có bộ ổn dòng để các thuê bao xa và gần đều được cấp một dòng điện tương đương nhau và duy trì cân bằng tải trên mỗi mạch của tổng đài. Dòng điện chạy xuyên qua máy điện thoại phụ thuộc điện áp của nguồn và điện trở của mạch vòng . Vì U = 48V = const. Zmạch vòng= điện trở dây thuê bao + điện trở ngõ vào điện thoại. Điện trở dây thuê bao 1250 ÷1800. Điện trở ngõ vào điện thoại 100 ÷200. Vậy muốn điều chỉnh Zmạch vòng thì chỉ cần điều chỉnh điện trở dây thuê bao hoặc điện trở ngõ vào điện thoại. Song do chỉ điều chỉnh được trong phạm vi nhỏ nên người ta điều chỉnh bằng các loại dây khác nhau sao cho cường độ là đều nhau. Chúng ta dựa vào dòng trên thuê bao có thể xác định nhu cầu thuê bao. Nếu thuê bao có nhu cầu thì mạch vòng được khép kín còn không thì mạch hở. Tuy nhiên chúng ta cần lưu ý sự cố kênh máy hay chập chờn đường dây thì chúng ta phải có một bộ phận phát hiện và ngắt dòng khi có sự cố, đồng thời phải khôi phục được khi hết sự cố. Chức năng O - Overvoltage protection Bất kì tổng đài nào cũng yêu cầu sự bảo vệ tránh điện áp cao và dòng điện cao nguy hiểm đến tổng đài và đội ngũ vận hành.Có 2 nguy cơ chủ yếu gây quá áp là: Sét và Do ảnh hưởng của sự phân bố điện năng. Khi có sét một điện thế khoảng 5000V có thể xuất hiên ở đầu vào tổng đài. Biện pháp khắc phục là tập hợp những dây dẫn của tổng đài vào một phiến hay giá đấu tại khung phân phối chính MDF để chống quá áp.Các bộ chống sét dùng ống phóng điện hay hạt nổ được kết nối với mỗi đường dây của mạch và ngắn mạch đường dây xuống đất khi điện áp vượt quá 750V. Điện áp nguy hiểm có thể gây ra do sự tiếp xúc điện lực và cáp điện thoại. Bởi sự cảm ứng của cáp điện lực không cân bằng pha đặt cạnh dây cáp điện thoại. Ngoài ra các thiết bị đầu cuối có nguồn điện riêng, cũng có thể đặt điện áp nguy hiểm bên đường dây. Khi bị lỗi, phương pháp bảo vệ là dùng cầu chì trong mỗi dây dẫn. Cầu chì có thể bảo vệ quá dòng tức thời hay dập tắt dòng sau một khoảng thời gian. Bảo vệ quá áp đối với những điện áp nhỏ (vẫn gây nguy hiểm cho mạch). Phương pháp dùng mạch biến áp hạn biên (cách li). Đường dây Tổng đài Chức năng cấp chuông R – Ringing Một nguồn điện thứ hai dùng theo chế độ ngắn hạn lặp lại để rung chuông cho máy điện thoại rung chuẩn thông thường nguồn 75V dòng 200mA và tần số khoảng 16 ÷25 Hz Dòng điện chuông được phát ra từ bộ phát nguồn dòng trong tổng đài, đặc tính gián đoạn của dòng điện chuông là nhịp chuông thường là 2 dây mở và 4 dây đóng. Khi một máy điện thoại được rung chuông, đường dây thuê bao được kết nối với bus dòng chuông với bộ phát nhịp. Sự trả lời của thuê bao được phát hiện bởi mạch vòng thuê bao khi thuê bao nhấc máy. Dựa trên cảm nhận của mình bộ phát hiện chuông sai tách đường thuê bao ra bộ phát nhịp chuông, đồng thời thông báo cho hệ thống tổng đài. Hiện nay tín hiệu rung chuông chỉ là tín hiệu báo cho điện thoại, còn máy tự rung theo nhạc được đặt của thuê bao lưu trong máy Bộ phát hiện ngừng chuông Bộ phát nhịp Báo chuông Tín hiệu chuông STLU Tín hiệu nhấc máy Chức năng giám sát S - Suppervision Thực hiện giám sát việc đặt, nhấc máy của thuê bao, giám sát cho phép xác định 7 trạng thái cơ bản của đường dây thuê bao. Các tình huống quản lí: Hoạt động của thuê bao Điều kiện vòng Tình huống quản lý Thuê bao gọi Nhấc ống nghe (off hook) Quay số Gác ống nghe (on hook) Vòng được khởi động Xung nối tiếp Không duy trì vòng Thuê bao gọi. Thuê bao quay số. Kết thúc cuộc gọi. Thuê bao bị gọi Chưa nhấc ông nghe Nhấc ông nghe Ông nghe đã nhấc trước đó Gác ống nghe. Không có vòng Tạo xung duy trì vòng, khi có chuông. Có vòng Không duy trì vòng Thuê bao rảnh Trả lời Bận Kết thúc trả lời Tín hiệu nhấc máy HSO: nhấc máy HSO=0 ; đặt máy HSO=1 Chức năng mã hóa và giải mã C – Coding Thực tế mã hoá và giải mã được tích hợp vào 1 IC. Code thực hiện 3 quá trình: lấy mẫu, lượng tử hoá và mã hoá.Được thực hiện bởi vi mạch IC CODEC. CODER DECODER PCM out PCM in Tx_CLK Tx_SYN HSO Rx_CLK Rx_SYN A out 2 dây A in 2 dây 2 dây Mỗi một Codec có một cổng thời gian khác nhau. Khi tập hợp các đầu ra của Codec vào thì ta được một khung đầy đủ 125s thực hiện ghép kênh. Mỗi một IC được gắn với một thuê bao và nó chỉ hoạt động khi thuê bao liên lạc. Vì vậy cần sử dụng một chân điều chỉnh là PD (PD = 1 hoạt động, PD = 0 không hoạt động). Giải pháp là nối PD với chân tín hiệu nhấc đặt máy (HSO) (đảo cực). Chức năng ghép biến áp sai động H – Hybrit Transformer Chuyển đổi 2 dây sang 4 dây (ghép sai động) Zcb3 2 4 1 Độ suy giảm: a12 , a34 : a14 , a31 nhỏ Tuy nhiên do các trở kháng này không thực tế nên vẫn có một phần quay trở lại (gọi là tiếng vọng). Vì điện trở cân bằng của cầu cân bằng không giống nhau.Để đảm bảo độ suy giảm chúng ta dựa vào tính chất của cầu cân bằng. Điều kiện cân bằng là: Zcb=Zl. Zl là điện trở của dây thuê bao không có định (thay đổi theo thuê bao). Zl là tham số phân bố. Zcb là tham số tập trung nên trong thực tế rất khó đảm bảo Zcb = Zl điều này gây ra hiện tượng phản xạ tín hiệu tại các điểm chuyển đổi 2 dây sang 4 dây, hiện tượng này gọi là tiếng vọng. Có 2 loại: tiếng vọng cho người nói và tiếng vọng cho người nghe.Hiện tượng tiếng vọng này chủ yếu xảy ra khi hai thuê bao A và B cách xa nhau vì khi khoảng cách xa thì âm nói phản xạ lại lần thứ nhất (= 2 khoảng cách) mới cách xa nhau về mặt thời gian. (Khi khoảng cách lớn hơn 50ms – trong cảm nhận thính giác đầu cuối thông tin).Để triệt để tiếng vọng người ta có thể có các phương pháp: Phương pháp 1 ; dùng các thiết bị để triệt tiếng vọng. Chia làm 3 loại: Dùng phương pháp tự cân băng điện trở trong. Dùng phương pháp bù tín hiệu. Dùng phương pháp cắt đường quay về. Phương pháp 2 : Lợi dụng thất thoát trên tuyến truyền đến để giảm tiếng vọng. Theo tiêu chuẩn ITU thì trên tuyến truyền dẫn phải suy hao 7dB (ở mỗi bộ sai động người ta tạo ra một suy hao 3,5 dB). 3,5dB 3,5dB Sự thất thoát của các mạch có thể đủ để lam suy giảm tiếng vọng đến mức chấp nhận được.Trong mạng quốc gia analog thì thất thoát truyền dẫn vẫn có đủ ngăn chặn tiếng vọng cho các cuộc gọi trong nước.Trong mạng số để kiểm soát và làm giảm tiếng vọng cần tạo ra một thất thoát truyền dẫn đủ lớn. Đối với các dự án truyền dẫn quốc gia, thực hiện một thất thoát qua mạng ít nhất 6dB. Chức năng kiểm thử T – Testing Một yêu cầu căn bản cho tất cả tổng đài nào là khả năng kiểm thử cho mỗi đường dây thuê bao. Thiết bị kiểm thử phải có khả năng truy nhập vào bất cứ đường dây thuê bao nào. Kiểm thử thường được thực hiện bởi 1 rơle truy nhập. Kiểm thử được thực hiện theo những nguyên tắc sau: mỗi đường dây thuê bao có thể truy nhập và đường kim loại phải kéo đến thiết bị kiểm thử trong thời gian kiểm thử ; các kiểm thử có thể thực hiện thường xuyên hay theo yêu cầu : truy cập vào SLTU và thiết bị kiểm thử có thể qua 1 bus hay một khối chuyển mạch riêng nhỏ. Thực tế người ta chia B O R S C H T chia làm 3 nhóm để chế tạo: Nhóm 1: Kiểm thử cấp chuông và bảo vệ quá áp. Nhóm 2: Quản lý cấp nguồn và ghép sai động. Nhóm 3: Mã hoá và giải mã cuộc gọi. 2.1.3.3. Kết cuối đường trung kế số Đơn vị kết cuối đường dây số DLTU ( Digital Line Termination Unit ). Thực hiện các chức năng phối hợp tín hiệu số và sự đồng pha trong sự hoạt động của khối chuyển mạch với môi trường truyền dẫn bên ngoài. Sự cần thiết của DLTU bao gồm : Kết cuối trung kế ngoài với tổng đài Kết nối trung kế nội bộ giữa các phân hệ trong tổng đài. Để thực hiện nhiệm vụ trên DLTU phải thực hiện 8 chức năng : G A Z P A C H O. G – Generation of Fame: tạo khung truyền dẫn. A – Alignment of Frame: hiệu chỉnh khung . Z – Zero String Supperession: triệt chuỗi xung ‘0’. P - Polar Conversion: biến đổi cực tính các tín hiệu. A - Alarm Processing: cảnh báo. C – Clock Recorery: khôi phục tín hiệu đồng hồ. H – Hunt During reFrame: tìm từ mã đa khung. O – Office Sigalling: báo hiệu liên đài. Chuyển mã đường dây sang nhị phân. Trên các hệ thống truyền dẫn thường dùng, các mã đường dây xây. VD: hệ thống Cab thì dùng hệ thống mã lưỡng cực HDB3 hay 4B3T, còn với Cap quang thường dùng mã 4B5B. Các DLTU thường cung cấp các giao chuẩn mà tiêu biểu là theo CCITT – G703HDB3 với những luồng tốc độ 2 Mb/s.Tất cả mã đường dây đều chuyển đổi sang mã nhị phân đơn giản của khối chuyển mạch.Sự chuyển phải thực hiện ở cả hai hướng truyền. Chức năng đồng bộ khung. Mỗi một hệ thống đường dây số kết cuối tại tổng đài các khung bắt đầu tại các thời điểm khác nhau. Để cho khối chuyển mạch số hoạt động được, tất cả các khung phải đồng bộ, được thực hiện bằng cách làm trễ tín hiệu số từ mỗi đường dây của hệ thống một cách vừa đủ để tất cả mọi khung trùng nhau tại thời điểm bắt đầu trong tổng đài.Thời gian trễ được thực hiện nhờ bộ đệm đồng bộ khung . Bộ đệm Bộ đệm Bộ đệm Đầu khung Khung Kênh 1 Kênh 2 Kênh 3 Mặt đồng bộ Định thời tổng đàiĐịnh thời tổng đài Định thời đọc Đồng bộ hoàn toàn với tổng đài Luồng PCM được ghi vào bộ đệm với tốc độ kênh đến (được xác định bởi đơn vị tách thông tin định thời). Tại thời điểm đầu khung của kênh đến. Nội dung của bộ đệm sau đó được đọc ra với tốc độ của đồng hồ tổng đài, bắt đầu tại thời điểm khung đầu tiên của tổng đài. Sự đồng bộ tại khung là không cần thiết trong hướng truyền bởi sự định thời và đồng bộ cho tất cả các đường dây được thực hiện trực tiếp bởi tổng đài. Bảo vệ khối chuyển mạch. Bảo vệ khối chuyển mạch giữa vào sự nhân bản của nó (hình thức nhân bản đơn giản là gấp đôi toàn bộ khối chuyển mạch). Các khối DLTU thực hiện các chức năng cho cả hai mặt phẳng song song của khối chuyển mạch. Trong đơn vị truyền: Tạo ra các mã kiểm tra (CRC). Tạo ra các luồng bit giống hệt nhau. Trong đơn vị nhận: Giám sát các mã kiểm tra trên đường đến từ các khối chuyển mạch. Chọn và chuyển giữa các đường dây dẫn đến. Khởi xướng các báo động để chỉ định sự thay đổi từ một mặt phẳng chuyển mạch này sang mặt phẳng chuyển mạch kia. Kết cuối truyền dẫn. DLTU thường dùng giao tiếp G703, giao tiếp này định nghĩa một số đặc tính về điện của tín hiệu đường dây cũng như cấu trúc khung. Các kết cuối thu và phát Rx và Tx cũng thực hiện một số chức năng như cấp nguồn, truy nhập và kiểm thử. Kết cuối thu Rx còn có chức năng phát hiện sự mất đồng bộ khung và thực hiện thủ tục phục hồi. Ngoài ra Rx còn có thể giám sát tỉ lệ lỗi trên tuyến truyền dẫn số bằng cách phát hiện sự gián đoạn của các từ đồng bộ khung.Thông thường cảnh báo xảy ra khi tỉ lệ lỗi bít là 10-5, 10-4 hay 10-3 (BER). 2.2.Mạng N-ISDN (10t) 2.2.1. Mạng truy nhập và vấn đề số hoá đường dây thuê bao (2t) 2.2.2. Các truy nhập cơ bản 2B+D, 30B+D (3t) 2.2.2.1. Các kênh chuẩn trong ISDN Kênh B là kênh có tốc độ 64 Kb/s. Dùng để : mã hoá tiếng nói (theo tiêu chuẩn PCM) hay các loại mã khác ; truyền dữ liệu ;dùng ghép kênh cho tín hiệu thoại hoặc tín hiệu dữ liệu. Kênh D tốc độ 16 Kb/s hay 64 Kb/s. Dùng cho tín hiệu báo hiệu người sử dụng để phục vụ cho những kết nối truyền số liệu hay chuyển mạch kênh. Ngoài ra kênh D cũng có thể truyền các tín hiệu đo lường và các tín hiệu đóng gói tín hiệu thấp. Kênh H0 tốc độ 384 Kb/s (=6B). Dùng cho tín hiệu VIDEO chuẩn hoặc truyền AUDIO high quality (chất lượng cao). Ngoài ra còn một số kênh khác: H11 : tốc độ 1536 Kb/s (~ 24*B) dùng cho chuẩn ghép T H12 : tốc độ 1920 Kb/s ( ~ 30* B) dùng cho chuẩn ghép E Chuẩn T : Nhật - Mỹ 24 kênh T1 Chẩn E : Châu Âu  30 kênh E1 Kênh H dùng để mang tín hiệu băng rộng bất kì hoặc mang nhiều kênh H0. Dựa trện tổ hợp các kênh B và D có thể tạo ra những tốc độ truy nhập khác nhau : Truy nhập tốc độ cơ bản BRI (Basic Rate Interface) = 2B+D = 144 Kb/s tạo ra truy nhập song công cho 2 kênh truyền thoại số. Kênh D tạo ra truy nhập kênh truyền báo hiệu. Truy nhập này cho phép ISDN liên lạc đồng thời với 2 thiết bị số khác. Truy nhập tốc độ sơ cấp PRI (Primary Rate Interface) PRI =30B+D=1984Kb/s. Dùng truyền tín hiệu giữa các tổng đài với nhau. 2.2.2.2. Truy nhập tốc độ cơ bản BRI (2B+D) TR : bộ phối hợp trở kháng cho cáp thiết bị. ET : kết cuối tổng đài. LT : kết cuối đường dây. NT1 :kết cuối mạng loại 1. TE1 : thiết bị đầu cuối loại 1 (có chức năng ISDN). TE2 : thiết bị đầu cuối loai 2 ( không có chức năng ISDN). U, S/T : điểm tham chiếu. R, U : điểm quy chuẩn. TA: bộ thích ứng đầu cuối giúp cho TE2 có thể kết nối vào mạng ISDN. (TE2+TA) có chức năng như TE1. Do quy chuẩn theo nhóm chức năng, trong mạng liên kết có các điểm tham chiếu. Chức năng của NT1và LT là như nhau , có nhiệm vụ phối hợp các đường dây thiết bị thực hiện chức năng lớp 1 theo mô hình 7 lớp OSI. chỉ khác là NT1 đặt ngoài còn LT đặt trong EXC. R có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất vì TA được chế tạo đi kèm TE2. Chỉ cần quan tâm tới S/T. Tổ chức kết nối : Theo quy chuẩn có 8 ổ cắm để cắm vào các thuê bao. Có thể nối 8 thuê bao vào một cáp thuê bao. Có thể có các loại kết nối như sau : Điểm nối điểm : NT1 TE1Km Kết nối điểm với đa điểm (dùng bus thụ động) : NT1 200m TE TETETE Kết nối điểm với đa điểm (bus thụ động mở rộng). Khoảng cách có thể tăng lên đến 500m. Tổ chức truyền dẫn trên giao diện S/T. Cáp thuê bao là cáp 4 dây và tổ chức truyền dẫn là 2 truyền NT TE và TE NT (NT TE). Tổ chức truyền dẫn song công trên hai kênh B và một kênh D. Các bit kênh B và kênh D ghép thành khung truyền dẫn, khung truyền dẫn từ TE NT khác khung truyền dẫn NT TE nhưng đều gọi chung là khung I430 là khung có 48 bit độ dài 250ms tương ứng tốc độ 192 Kb/s. Thực ra tốc độ 2B+D chỉ là 144 Kb/s nhưng trong khung truyền dẫn sử dụng thêm một số bit nghiệp vụ dùng đồng bộ hoặc kích hoạt khung nên tốc độ tăng lên 192 Kb/s. Có 8 kênh mới có một kênh D, do đó việc tổ chức truyền dẫn phải giải quyết việc tranh chấp kênh D khi nhiều TE cùng muốn truy nhập kênh D. Để giải quyết người ta đưa ra khái niệm bit E để điều khiển việc tranh chấp kênh D. Khi TE gửi bit D cho NT thì NT phải gửi lại một bit E cho TE. Khi TE nào nhận được bít E mới gửi thông tin. Quy định một TE phải nhận được một lương bit TE nào đó mới được gửi thông tin đi sử dụng bộ đếm bit E. ví dụ : đặt ở TE bộ đếm bit E = 5 với cơ chế đếm lùi, khi nào bộ đếm =0 TE mới được gửi thông tin. Tổ chức truyền dẫn trên giao diện U. Giao diện U nối giữa NT và NT. Việc tổ chức truyền dẫn trên đôi cáp đồng thuê bao 2 dây. Tổ chức truyền dẫn theo 1 trong hai cách là ghép kênh nén thời gian hay dùng bộ triệt tiếng vọng. Ghép kênh nén thời gian : luân phiên biến thiên chiều phát, chiều thu trên đôi dây để các dòng bit không va chạm vao nhau. Ta có thể chia khe thời gian làm 2 phần : một phần dành cho phát, một phần dành cho thu , thực tế cần một khoảng thời gian chuyển từ phát sang thuvà ngược lại do đó phải chia làm 3 phần, 1/3 cho phát ,1/3 cho thu, 1/3 cho phòng vệ. Tổng bit trong khung truyền dẫn 32 bit dung cho phat 10 bit, cho thu 10 bit va 12 bit cho phòng vệ. Do việc ghép kênh nén theo thời gian nên tốc độ bit tăng lên 256 bit/s (4 lần) nên khoảng cách NT và TE giảm xuống. Dùng bộ triệt tiếng vọng – biến áp sai động ở hai đầu NT1và LT để biến đổi tín hiệu Tốc độ trên đường dây thuê bao không bị tăng nên khoảng cách NT và tổng đài vẫn được đảm bảo. Độ dài đường dây thuê bao trong biến áp sai động có thể tăng gấp đôi so với ghép kênh nén. Tuy nhiên trên đường dây thuê bao người ta sử dụng mã 2B1Q nên biến áp phải hoạt động phù hợp với mã dẫn tới khó khăn cho việc chế tạo thiết bị. 2.2.2.3. Truy nhập tốc độ sơ cấp PRI NT2 EXC LT 30B + D Tốc độ : PRI = 30B + D với B = 64 Kb/s và D = 64Kb/s Sử dụng NT2 và truyền dẫn trên dao diện U là 4 dây có đường đi và đường về riêng biệt. NT1 chỉ thực hiện chức năng của lớp 1 còn NT2 thực hiện chức năng của các lớp 1, 2, 3 thực hiện cả truyền dẫn và chuyển mạch được sử dụng như bộ chuyển mạch địa phương. Truyền dẫn trên giao diện S/T tương tự với tốc độ truy nhập cơ bản BRI .Truyền dẫn trên giao diện U sử dụng cấu trúc 30B + D tương tự như truyền dẫn tín hiệu PCM ghép kênh 30/32. Tuy nhiên việc sử dụng những khe thời gian cho việc báo hiệu là khác nhau. Trong luồng PCM sơ cấp không quy định mối ràng buộc giữa các khe thời gian TS, các TS được sử dụng độc lập. Còn trong PRI có sự ràng buộc giữa các khe thời gian. Chúng ta có thể nhóm những khe thời gian lại để tạo thành tốc độ cao hơn. 2.2.3. Truyền dữ liệu và thoại trên cơ sở gói (3t) 2.2.4. Đánh giá về mạng đa dịch vụ băng hẹp (2t) 2.3.Hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) 2.3.1. Các khái niệm cơ bản 2.3.1.1. Điểm báo hiệu SP - Signalling Point SP là các nút chuyển mạch hoặc xử lý trong mạng báo hiệu có thể thực hiện các chức năng của hệ thống báo hiệu số ́ 7. SP : nơi thông tin báo hiệu được tạo ra được gọi là điểm nguồn. SP : nơi thông tin báo hiệu thu nhận được gọi là điểm đích. SP : nơi thông tin báo hiệu được thu và sau đó chuyển đến SP khác  được gọi là điểm chuyển giao tin báo STP (Signalling Tranfer Point). Mã của điểm báo hiệu : tất các điểm báo hiệu trong SS7 được nhận dạng bởi một mã duy nhất, độ dài mã này là 14 bit. 2.3.1.2. Kênh báo hiệu SL - Signalling Link Hệ thống báo hiệu kênh chung sử dụng các kênh báo hiệu SL để truyền tải thông tin báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu. Một số các kênh báo hiệu song song đấu nối trực tiếp hai điểm báo hiệu với nhau tạo thành chùng kênh báo hiệu. 2.3.2. Các khối chức năng của SS7 SS7 được tạo thành 2 phần : UP - Phần của người sử dụng - User Part. MTP - Phần chuyển giao tin báo - Messge Tranfer Part. UP - Phụ thuộc vào từng loại về phía người sử dụng. TUP - Phần của người sử dụng điện thoại. DUP - Phần của người sử dụng dữ liệu. ISUP - Phần của người sử dụng ISDN. MTUP - Phần của người sử dụng đIện thoại di động. MTP - Có nhiệm vụ truyền tải thông tin báo hiệu từ một phần của người sử dụng này tới người sử dụng khác theo một cách tin cậy có nghĩa là: Chuyển giao tin báo một cách đúng đắn. Sửa lỗi liên tiếp. Không bị tổn thất và lặp lại. 2.3.3. Bản tin báo hiệu Trong SS7 thông tin báo hiệu được truyền tải ở các khối tín hiệu, trong đó các tổ hợp bit có ý nghĩa khác nhau. Thực chất SS7 là một dạng thông số liệu chuyển mạch gói. Ở đây có 3 loại tín hiệu của SS7 : MSU, LSSU, FISU. MSU : là khối tín hiệu tin báo – chứa các thông tin báo hiệu. LSSU : là khối báo hiệu trạng thái kênh dùng để điều hành các kênh báo hiệu phải đồng bộ ban đầu, phải đồng bộ kết hợp sau sự cố. FISU là khối tín hiệu làm đầy được sử dụng để làm đầy các tín hiệu và để chấp nhận. được sử dụng để truyền giữa 2 SP khi 2 SP không có nội dung báo hiệu để kiểm tra tính sẵn sàng của đương truyền. Khuôn dạng của các bản tin. F – cờ hiệu (01111110). SF – trường trạng thái. SIO – octet thông tin địa chỉ. CR – kiểm tra. SIF - thông tin báo hiệu. LI - phần tử chỉ thị độ dài. LI = 0 - khối FISU. LI = 1-2 - khối LSSU. LI > 2 - khối MSU. EC-Sửa lỗi. Chú ý: cờ báo hiệu bản tin này chính là cờ báo hiệu kết thúc bản tin kia. Để tránh tổ hợp thông tin giống cờ hiệu thì người ta có thuật toán chèn 1 bít 0 sau 5 bít 1 liên tiếp trong tổ hợp thông tin. Trường kiểm tra CK thựờng dùng mã CRC để kiểm tra lỗi. SIF - chứa thông tin báo hiệu. SIO - chỉ thị báo hiệu thông tin thuộc về người sử dụng nào. 2.3.4. Mạng báo hiệu Yêu cầu đối với xây dựng mạng báo hiệu. Mạng báo hiệu phải có cấu trúc đơn giản. Phải có độ tin cậy. Thời gian trễ ngắn. Giá thành hợp lí. Cặp STP: để nâng cao độ tin cậy của STP thì các SP thường làm việc với nhau thành từng cặp. Thường thì lưu lượng báo hiệu được chia giữa 2 STP trên cùng một tải chung. Trong trường hợp có sự cố ở một STP thì STP khác phải có khả năng xử lí tất cả các lưu lượng báo hiệu ở các STP có sự cố. Đối với một số quốc gia thì cấu trúc phân lớp với 2 mức STP thường được chọn làm giải pháp để lập kế hoạch mạng báo hiệu. Mạng báo hiệu quốc gia Mạng báo hiệu vùng STP quốc gia STP vùng SP Cấu hình mạng báo hiệu 2.3.5. Mô hình phân lớp của SS7 Mô hình phân lớp của SS7 Hệ thống báo hiệu SS7 có 4 lớp thì 3 lớp thấp nhất tạo thành phần chuyển giao thông báo MTP, lớp thứ 4 chứa các phần tử của người sử dụng, ở trong mô hình CSI mô tả sự trao đổi định hướng đầu nối số liệu. Quá trình bao gồm thiết lập đầu ra nối, chuyển giao số liệu và cắt đấu nối. MTP chỉ cung cấp dịch vụ vận chuyển sự cắt nối (chỉ) có pha chuyển giao số liệu. Phần SCCP được bổ xung vào năm 1984 nhằm đáp ứng nhu cầu dịch vụ mở rộng. SCCP đưa ra cả dịch vụ vận chuyển sự cắt nối và định hướng đầu nối của mạng. TCAP phần ứng dụng cho các khả năng giao dịch và OMAP phần ứng dụng cho khai thác và bảo dưỡng được đưa thêm vào năm 1988 tương ứng lớp 7 trong mô hình OSI./