CHƯƠNG 4
KỸ THUẬT TỔNG ĐÀI
4.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Tổng đài là thiết bị được sử dụng trong mạng điện thoại cố định để thực hiện chức năng
chuyển mạch tạo kết nối cho cá cuộc gọi tư đầu cuối đến đầu cuối.
Từ khi ra đời cho đến nay, tổng đài đã trải qua các thế hệ:
o Tổng đài nhân công
o Tổng đài cơ khí
o Tổng đài điện cơ
o Tổng đài điện tử
Nhờ các ưu điểm vượt trội của mình, tổng đài điện tử được sử dụng duy nhất hiện nay.
4.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TỔNG ĐÀI
Mỗi máy điện thoại là một thuê bao được nối với một tổng đài bằng đường dây. Khi
thuê bao chủ gọi quay số cần gọi, người trực tổng đài sẽ tiếp chuyển đường dây tại tổng đài
bằng phích cắm. Nhiều tổng đài lại được nối với nhau bằng đường truyền cáp quang hoặc
vệ tinh hay các trạm chuyển tiếp vô tuyến. Hiện nay tất cả các thao tác bằng tay đã được tự
động hóa bằng hệ thống tổng đài điện tử. Chính vì vậy mới có các card cắm trong tổng đài
trong đó có card xử lý.
Các cơ quan, doanh nghiệp hoặc tư nhân lắp tổng đài nội bộ phục vụ nhu cầu của
mình và thuê đường truyền của bưu điện để nối ra ngoài thì thường gọi đây là trung kế.
Tổng đài điện thoại có nhiệm vụ kết nối tất cả các máy điện thoại với nhau, muốn
như vậy nó phải hoạt động như sau:
− Nhận biết được tình trạng của từng máy nhánh (nhấc máy, gác máy).
− Khi nhận được máy điện thoại nhấc máy tổng đài phát tín hiệu mời gọi đi (tín
hiệu U dài mà bạn nghe khi nhấc máy lên).
− Nhận các thông tin được ấn từ bàn phím máy điện thoại (nhận biết được số được
bấm từ bàn phím).
− Xử lý các thông tin đó.
− Định tuyến kết nối vào máy nhánh cần gọi đến.
− Phát tín hiệu gọi chuông và cuối cùng là kết nối cuộc gọi cho 2 máy điện thoại.
− Card xử lý là card trong tổng đài để xử lý các hoạt động của tổng đài.
− Trung kế là đường dây kết nối từ tổng đài này đến tổng đài khác. Đó có thể là
đường kết nối từ tổng đài của nhà cung cấp đến tổng đài con thuê bao hay đường
kết nối giữa 2 tổng đài lớn với nhau.
− Máy nhánh là máy điện thoại kết nối với một tổng đài còn gọi là máy con.
Thí dụ : tổng đài có 10 trung kế và 32 máy nhánh có nghĩa là tổng đài có thể kết nối
ra bên ngoài tối đa 10 đường dây và có thể đấu nối được tối đa 32 máy điện thoại từ tổng
đài đó.
4.3 CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA TỔNG ĐÀI
4.3.1 Khối chuyển mạch
Ở các tổng đài điện tử, thiết bị chuyển mạch là một trong các bộ phận chủ yếu và có
kích thước lớn. Nó có các chức năng chính sau:
- Chức năng chuyển mạch: thực hiện thiếp lập tuyến nối giữa hai hay nhiều thuê bao
của tổng đài hoặc giữa tổng đài này và tổng đài khác.
- Chức năng truyền dẫn: trên cơ sở tuyến nối đã thiết lập, thiết bị chuyển mạch thực
hiện truyền dẫn tín hiệu tiếng nói và tín hiệu báo hiệu giữa các thuê bao với độ tin
cậy chính xác cần thiết.
4.3.2 Khối báo hiệu
Trong mạng điện thoại tồn tại nhiều loại tổng đài khác nhau như: nhân công, điện cơ
từng nấc, ngang dọc, cận điện tử, điện tử tương tự, điện tử số...Mỗi loại tổng đài có hệ thống
báo hiệu riêng, do vậy, muốn hoà mạng thì tổng đài điện tử phải có thiết bị phối hợp báo
hiệu phù hợp với hệ thống báo hiệu hiện có.
- Báo hiệu dạng một chiều, địa chỉ thập phân: các thông tin trao đổi dạng khống chế
dòng một chiều, các xung sổ có tốc độ trong một chuỗi xung địa chỉ 1 -10 xung.
Tổng đài điện tử cần có thiết bị thu nhận dạng báo hiệu này.
- Báo hiệu dạng đa tần: các hướng báo hiệu đều sử dụng tổ hợp tín hiệu mã đa tần để
thông báo trạng thái và các con số. Tổng đài điện tử cần có thiết bị phối hợp với các
dạng tín hiệu đa tần khác nhau của các hệ thống tín hiệu.
Tổng đài điện tử sử dụng hai phương thức báo hiệu:
- Các tín hiệu được truyền dẫn chung trên kênh tiếng nói hoặc kênh báo hiệu gắn liền
với kênh tiếng nói được gọi là tín hiệu báo hiệu kênh riêng, tín hiệu này riêng biệt
cho mỗi kênh truyền dẫn.
- Các tín hiệu báo hiệu truyền dẫn chung cho mọi cuộc gọi trên một kênh tín hiệu để
chỉ cho tổng đài xử lý tất cả các cuộc gọi ở tổng đài và vào - ra, gọi là báo hiệu kênh
chung. Các hệ thống báo hiệu kênh chung, thiết bị được chuyên môn hoá, hệ thống
có tốc độ xử lý và truyền dẫn tín hiệu cao, do vậy lượng thông tin qua hệ thống lớn,
ngoài ra hệ thống này còn truyền dẫn cả các thông tin điều hành mạng lưới.
4.3.3 Khối điều khiển
Bộ điều khiển trung tâm gồm một bộ xử lý có công suất lớn cùng các bộ nhớ trực
thuộc. Bộ xử lý này được thiết kế tối ưu để xử lý cuộc gọi và các công việc liên quan trong
một tổng đài. Nó phải hoàn thành các nhiệm vụ kịp thời hay còn gọi là xử lí thời gian thực
hiện các công việc sau đây:
− Nhận xung hay mã chọn số (các chữ số địa chỉ).
− Chuyển các tín hiệu địa chỉ đi ở các trường hợp chuyển tiếp cuộc gọi.
− Trao đổi các báo hiệu cho thuê bao hay các tổng đài khác.
Bộ điều khiển gồm các khối:
Khối xử lý chuyển mạch bao gồm một bộ xử lý trung tâm, các bộ nhớ chương trình,
số liệu và phiên dịch cùng thiết bị vào/ra làm nhiệm vụ phối hợp để đưa các thông tin vào
và lấy các lệnh ra.
Bộ xử lý trung tâm là một bộ xử lý hay vi xử lý tốc độ cao và có công suất xử lý tuỳ
thuộc vào vị trí xử lý chuyển mạch của nó. Nó làm nhiệm vụ điều khiển thao tác của thiết
bị chuyển mạch.
Bộ nhớ chương trình: dùng để ghi lại các chương trình điều khiển các thao tác chuyển
mạch. Các chương trình này được gọi ra và xử lý cùng với các số liệu cần thiết.
Bộ nhớ số liệu dùng để ghi lại tạm thời các số liệu cần thiết trong quá trình xử lý các
cuộc gọi như các chữ số địa chỉ thuê bao, trạng thái bận - rỗi của các đường dây thuê bao
hay trung kế...
Bộ nhớ phiên dịch chứa các thông tin về loại đường dây thuê bao chủ gọi và bị gọi,
mã tạo tuyến, thông tin cước...
Bộ nhớ số liệu là bộ nhớ tạm thời còn các bộ nhớ chương trình và phiên dịch là các
bộ nhớ bán cố định, số liệu hay chương trình trong các bộ nhớ bán cố định không thay đổi
trong quá trình xử lý cuộc gọi. Còn thông tin ở bộ nhớ tạm thời (nhớ số liệu) thay đổi liên
tục từ lúc bắt đầu tới lúc kết thúc cuộc gọi.
4.3.4 Khối ngoại vi thuê bao và trung kế
Làm nhiệm vụ đệm (hay giao tiếp) về mặt tốc độ xử lý và công suất giữa mạch xử lý
trung tâm có tốc độ điều khiển cao, công suất ra nhỏ với các thiết bị tải có tốc độ chậm và
tiêu thụ công suất lớn.
− Thiết bị dò đường dây:
Có nhiệm vụ phát hiện và thông báo cho bộ xử lý trunị tâm các biến cố mang tính tín
hiệu của các đường dây thuê bao, trung kế. Trạng thái tín hiệu ở các đường dây thuê bao
và đường trục đưa tới thường là khác nhau. Đối với các tín hiệu chọn số thì cần phải dò thử
ở tốc độ 10 ms/lần, với các trường hợp như nâng tổ hợp, đặt tổ hợp... thì có thể kéo dài vài
trăm ms. Như vậy dể dò thử trạng thái mạch đường dây thì bộ dò thử làm việc cứ sau
khoảng 300 lần cho mỗi mạch và mỗi lần dò thử tiến hành cho 8, 16 hay 32 kênh đồng thời.
− Thiết bị điều khiển đấu nối:
Làm nhiệm vụ thành lập hoặc giải phóng các cuộc gọi. Nó nhận tín hiệu điều khiển
từ bộ xử lý trung tâm, các tín hiệu này là kết quả của quá trình xử lý gồm: xử lý các chương
trình, xử lý gọi trên cơ sở các số liệu về cơ sở dữ liệu thuê bao và các thông tin địa chỉ. Quá
trình thiết lập một tuyến qua trường chuyển mạch được thực hiện đồng thời qua các tiếp
điểm đấu nối và sau khi xác định trạng thái thuê bao bị gọi là rỗi.
Ở tổng đài điện tử số, thiết bị điều khiển đấu nối làm nhiệm vụ điều khiển ghi và đọc
các mẫu tín hiệu (hay các bit) qua bộ chuyển mạch thời gian phù hợp với địa chỉ tuyến
PCM và khe thời gian vào - ra. Đồng thời nó cũng điều khiển các tiếp điểm chuyển mạch
của thiết bị chuyển mạch không gian số. Các tiếp điểm này được duy trì đóng cho một cuộc
gọi nào đó theo chu kỳ tương ứng với khe thời gian dành cho nó. Những khoảng thời gian
khác được duy trì đóng các tiếp điểm này cho các cuộc gọi khác.
− Thiết bị phối hợp tín hiệu:
Nhằm đệm về mặt tín hiệu giữa tải có tốc độ chậm, tiêu thụ công suất lớn với mạch
điều khiển trung tâm có công suất nhỏ, tốc độ cao. Nó cung cấp các tín hiệu đường dây
như: đóng mở các rơle, cấp chuông cho thuê bao... dưới sự khống chế của điều khiển trung
tâm.
4.3.5 Tổng đài nội bộ
PABX (Private Automatic Branch Exchange): bộ chuyển mạch tự động trong đó bao
gồm các máy nhánh và các đường trung kế dùng để liên lạc với bên ngoài. Mỗi máy nhánh
có 1 số điện thoại riêng dùng để liên lạc với nhau và tổng đài cũng cấp mã số để các máy
chiếm đường dây trung kế gọi ra ngoài.
Tổng đài PABX có dung lượng từ 4 số máy nội bộ đến vài trăm số máy nội bộ, sử
dụng các đường dây trung kế là các số điện thoại do Bưu điện cung cấp.
Sơ đồ khối của tổng đài nội bộ:
KHỐI CHUYỂN MẠCH KHỐI THUÊ BAO
KHỐI TRUNG KẾ
KHỐI ĐIỀU KHIỂN
VÀ ÂM HIỆU
KHỐI NGUỒN
Hình 4.1: Sơ đồ khối tổng đài nội bộ