Luận văn tốt nghiệp : Mạch tự động ghi và trả lời điện thoại

Chia sẻ: Tien Van Van | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:77

Thêm vào BST

Báo xấu

227
lượt xem 78
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Năm 1876 việc truyền tiếng nói qua khoảng cách xa bằng sợi cáp đồng trở thành hiện thực khi Alexander Graham Bell phát minh ra máy điện thọai. Hệ thống tổng đài nhân công được gọi là tổng đài cơ điện được xây dựng ở New Haven của Mỹ năm 1878 là tổng đài thương mại đầu tiên trên thế giới. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ điện thoại một cách thỏa đáng, hệ thống tổng đài tự động được A.B Strowger của Mỹ phát minh năm 1889....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn tốt nghiệp : Mạch tự động ghi và trả lời điện thoại

Luận văn tốt nghiệp Đề tài: Mạch tự động ghi và trả lời điện thoại
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: MẠCH TỰ ĐỘNG GHI VÀ TRẢ LỜI ĐIỆN THOẠI CHƯƠNG I: TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ I. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TỔNG ĐÀI: Năm 1876 việc truyền tiếng nói qua khoảng cách xa bằng sợi cáp đồng trở thành hiện thực khi Alexander Graham Bell phát minh ra máy điện thọai. Hệ thống tổng đài nhân công được gọi là tổng đài cơ điện được xây dựng ở New Haven của Mỹ năm 1878 là tổng đài thương mại đầu tiên trên thế giới. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ điện thoại một cách thỏa đáng, hệ thống tổng đài tự động được A.B Strowger của Mỹ phát minh năm 1889. Phiên bản cải tiến mô hình này gọi là hệ thống tổng đài kiểu Strowger trở thành phổ biến vào các năm 20, trong hệ thống Strowger, các cuộc gọi được kết nối liên tiếp tùy theo các số điện thoại trong hệ thập phân và do đó được gọi là hệ thống từng nấc. Sau chiến tranh thế giới lần thứ II, nhu cầu về các tổng đài có khả năng xử lí các cuộc gọi tự động nhanh chóng tăng lên. Để phát triễn loại hệ thống tổng đài này yêu cầu phải có sự tiếp cận mới hồn tồn, do cần phải giải quyết các vấn đề phức tạp về tính cước và đối vơi việc xuất
hiện một cuộc gọi mới đòi hỏi phải xử lý nhiều tiến trình. Hệ tổng đài với các thanh ngang dọc được ra đời. Hệ tổng đài với các thanh ngang dọc được đặc trưng bởi việc tách biệt hồn tồn chuyển mạch cuộc gọi và các mạch điều khiển. Đối với chuyển mạch ngang dọc, loại thanh ngang dọc kiểu mở đóng được sử dụng, bằng cách sử dụng loại chuyển mạch này có một bộ phận mở đóng có sử dụng rờ-le điện từ. Chất luợng của cuộc gọi được cải thiện rất nhiều. Ngồi ra người ta còn sử dụng một hệ diều khiển chung để điều khiển đồng thời một số trường chuyển mạch. khi đó là các xung quay số được lưu trữ vào các mạch nhớ và sau đó bằng một thuật tốn được xác định trước, các thông tin địa chỉ thuê bao bị gọi sẽ được phân tích để lựa chọn, thiết lập tuyến nối tới thuê bao bị gọi. Năm 1965 tổng đài điện tử có dung luợng lớn được gọi là ESS No.1 được lắp đặt và đưa vào khai thác thành công ở Mỹ. Từ đó mở ra một kỉ nguyên mới cho hệ thống tổng đài điện tử. Hệ thống ESS No.1 là một hệ tổng đài sử dụng các mạch điện tử, bao gồm các vi mạch xử lí và các bộ nhớ để lưu trữ chương trình cho quá trình xử lí cuộc gọi và khai thác bảo dưỡng. Nhờ đó đã tăng được tốc độ xử lí cuộc gọi, dung lượng tổng đài được tăng lên đáng kể. Ngồi ra hệ tởng đài điện tử còn tạo được nhiều dịch vụ mới cung cấp cho người sử dụng, đồng thời để vận hành và bảo dưỡng tốt hơn, tổng đài này được trang bị chức năng tự chẩn đốn. Tầm quan trọng của việc trao đổi thông tin và số liệu một cách kịp thời có hiệu quả đang trở nên quan trọng hơn khi xã hội tiến đến thế kỉ thứ 21. Để đáp ứng một phạm vi rộng các nhu cầu của con người sống trong giai đoạn đầu của kỉ nguyên thông tin, các dịch vụ mới như dịch vụ truyền số liệu, dịch vụ truyền hình bao gồm cả dịch vụ điện thoại truyền hình, các dịch vụ thông tin di động đang được phát triển và thực hiện. Nhằm thực hiện có kết quả các dịch vụ này, IDN (mạng số tích hợp) có khả năng kết hợp công nghệ chuyển mạch và truyền dẫn thông tin qua quá trình xử lí số là một điều kiện tiên quyết. Ngồi ra việc điều chế xung mã PCM được dùng trong các hệ thống truyền dẫn đã được áp dụng cho các hệ thống chuyển mạch để thực hiện việc chuyển mạch số. Dựa vào công nghệ PCM, một mạng đa dịch vụ số (ISDN) có thể xử lí nhiều luồng với các dịch vụ khác nhau đang được phát triển hiện nay. II. GIỚI THIỆU: 1 Định nghĩa: Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ kết nối các cuộc liên lạc từ thiết bị đầu cuối chủ gọi (calling side) đến thiết bị đầu cuối bị gọi (called side). 2 Phân loại :
2.1 Tổng đài nhân công: Tổng đài nhân công ra đời từ khi mới bắt đầu hình thành hệ thống thông tin điện thoại. Trong tổng đài này, việc định hướng thông tin được thực hiện bởi sức người. Nói cách khác việc kết nối thông thoại cho các thuê bao được thực hiện bởi các thao tác trực tiếp của con người. Người thực hiện các thao tác này được gọi là điện thoại viên. Nhiệm vụ của điện thoại viên trong tổng đài này bao gồm: - Nhận biết nhu cầu của thuê bao gọi bằng các tín hiệu đèn báo hoặc chuông kêu, đồng thời định vị được thuê bao gọi. - Trực tiếp hỏi thuê bao gọi xem có nhu cầu thông thoại với thuê bao bị gọi nào. - Trực tiếp cấp chuông cho thuê bao bị gọi bằng cách đóng bộ chuyển mạch cung cấp dòng điện AC đến thuê bao bị gọi nếu thuê bao này không bận. - Trong trường hợp thuê bao bị gọi bận, điện thoại viên sẽ trả lời cho thuê bao gọi biết. - Khi thuê bao bị gọi nghe được âm hiệu chuông và nhấc máy, điện thoại viên nhận biết điều này và ngắt dòng chuông, kết nối hai thuê bao cho phép đàm thoại. - Nếu một trong hai thuê bao gác máy (thể hiện qua đèn hoặc chuông), điện thoại viên nhận biết điều này và tiến hành giải tỏa cuộc gọi, báo cho thuê bao còn lại biết cuộc đàm thoại đã chấm dứt. Như vậy những tổng đài nhân công đầu tiên, các cuộc đàm thoại đều được thiết lập bởi điện thoại viên nối dây bằng phích cắm hay khóa di chuyển. Tại tổng đài phải có một máy điện thoại và các nguồn điện DC, AC để cung cấp cho cuộc đàm thoại, đổ chuông. Nhược điểm của tổng đài nhân công: - Thời gian kết nối lâu. - Dễ bị nhầm lẫn do thao tác bằng tay. - Với dung lượng lớn, kết cấu thiết bị tổng đài phức tạp nên cần có nhiều điện thoại viên làm việc cùng một lúc mới đảm bảo thông thoại cho các thuê bao một cách liên tục. 2.2/ Tổng đài tự động: Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nhất là kỹ thuật điện tử, tổng đài điện thoại đã chuyển sang một phương thức hoạt động hồn tồn mới, phương thức kết nối thông thoại tự động. 2.3/ Tổng đài cơ điện:
Kỹ thuật chuyển mạch chủ yếu nhờ vào các chuyển mạch bằng cơ khí được điều khiển bằng các mạch điện tử. Trong tổng đài cơ điện việc nhận dạng thuê bao gọi, xác định thuê bao bị gọi, cấp các âm hiệu, kết nối thông thoại… đều được thực hiện một cách tự động nhờ vào các mạch điều khiển bằng điện tử cùng với các bộ thao tác chuyển mạch bằng cơ khí. So với tổng đài nhân công, tổng đài cơ điện có các ưu điểm lớn sau: - Thời gian kết nối thông thoại nhanh hơn. - Dung lượng tổng đài có thể tăng lên nhiều. - Giảm nhẹ công việc của điện thoại viên. Tuy nhiên buổi đầu ra đời nó vẫn còn tồn tại một số nhược điểm: - Thiết bị khá cồng kềnh. - Tiêu tốn nhiều năng lượng. - Giá thành các bộ chuyển đổi bằng cơ khí khá cao, tuổi thọ kém. - Điều khiển kết nối phức tạp. Các nhược điểm càng thể hiện rõ khi dung lượng tổng đài càng lớn. 2.4/ Tổng đài điện tử: Cùng với sự phát triễn của linh kiện bán dẫn, các thiết bị ngày càng trở nên thông minh hơn, giá thành ngày càng giảm. Nó lần lượt thay thế phần cơ khí còn lại của tổng đài cơ điện. Việc thay thế này làm cho tổng đài gọn nhẹ rất nhiều, thời gian kết nối thông thoại nhanh hơn, năng lượng tiêu tán ít hơn. Dung lượng tổng đài tăng lên đáng kể. Công tác sửa chữa bảo trì, phát hiện hư hỏng cũng dễ dàng hơn. Chính vì vậy tổng đài điện tử hiện nay đã hầu như thay thế hồn tồn tổng đài nhân công và tổng đài cơ điện trên thế giới. Hiện nay trên mạng viễn thông Việt Nam có 5 loại tổng đài sau : - Tổng đài cơ quan PABX: được sử dụng trong các cơ quan, khách sạn và thường sử dụng trung kế CO-Line(central office). - Tổng đài nông thôn (Rural Exchange): được sử dụng ở các xã, khu dân cư đông, chợ và có thể sử dụng tất cả các loại trung kế. - Tổng đài nội hạt LE (Local Exchange): được đặt ở trung tâm huyện tỉnh và sử dụng tất cả các loại trung kế. - Tổng đài đường dài TE (Toll Exchange): dùng để kết nối các tỗng đài nội hạt ở các tỉnh với nhau, chuyển mạch các cuộc gọi đường dài trong nước.
- Tổng đài cửa ngõ quốc tế (Gateway Exchange): tổng đài này dùng để chọn hướng và chuyển mạch các cuộc gọi vào mạng quốc tế để nối các quốc gia với nhau, có thể chuyển tải cuộc gọi quá giang. III SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI: Giao tiếp thuê bao Giao tiếp trung kế Các đường Các đường thuê bao trung kế Chuyển mạch Báo hiệu Báo hiệu thuê bao trung kế Điều khiển 1 Khối chuyển mạch: 1.1/ Chức năng: Chức năng chủ yếu của khối này là thực hiện thiết lập tuyến nối giữa một đầu vào bất kì với một đầu ra bất kì. Đối với hệ thống chuyển mạch số, để thiết lập tuyến đàm thoại giữa hai thuê bao cần phải thiết lập tuyến nối cho cả 2 hướng: đi và về. 1.2/ Yêu cầu: Khối chuyển mạch phải đảm bảo được khả năng đấu nối giữa một đầu vào bất kì với một đầu ra bất kì, nói cách khác khối chuyển mạch phải có độ tiếp thông hồn tồn (chuyển mạch không vướng – non blocking). 1.3/ Cấu tạo: Bao gồm chuyển mạch điện cơ (chuyển mạch từng nấc, chuyển mạch ngang dọc), chuyển mạch điện tử analog, digital…. Trong tổng đài số trường chuyển mạch số là trường chuyển mạch mà tín hiệu chuyển mạch qua đó dạng số (digital). Trường chuyển mạch số có các
cấu trúc khác nhau tùy theo dung lượng tổng đài và các nhà sản xuất tổng đài mà các trường chuyển mạch có các loại cấu trúc khác nhau. 2 Khối báo hiệu: 2.1/ Chức năng: Thực hiện việc trao đổi thông tin báo hiệu thuê bao, thông tin báo hiệu đường trung kế liên đài đề phục vụ cho quá trình thiết lập, giải phóng các cuộc gọi. Các thông tin này được trao đổi với các hệ thống điều khiển để thực hiện quá trình xử lý cuộc gọi (quá trình tìm chọn và thiết lập, giải phóng tuyến nối cho cuộc gọi). + Báo hiệu thuê bao tổng đài Bao gồm những thông tin đặc trưng báo hiệu cho các trạng thái: nhấc tổ hợp – hook off đặt tổ hợp – hook on thuê bao phát xung thập phân thuê bao phát xung đa tần DTMF thuê bao ấn phím Flash (chập nhả nhanh phím tổ hợp) … + Báo hiệu tổng đài thuê bao Đó là các thông tin báo hiệu về các âm báo như sau: âm mời quay số âm báo bận âm báo tắc nghẽn hồi âm chuông xung tính cước 12 Khz, 16 Khz từ tổng đài đưa tới ngồi ra còn có các bảng tin thông báo khác và dòng điện chuông 25Hz, 75V-90V từ tổng đài đưa tới thuê bao khi thuê bao bị gọi. Báo hiệu trung kế: là quá trình trao đổi thông tin về các đường trung kế (rỗi, bận, thông tin địa chỉ, thông tin cước, …) giữa hai hoặc nhiều tổng đài với nhau. Trong mạng hợp nhất IDN có 2 phương pháp báo hiệu trung kế được sử dụng: Báo hiệu kênh riêng CAS Báo hiệu kênh chung CCS 2.2/ Yêu cầu: Hệ thống báo hiệu của tổng đài phải có khả năng tương thích với các hệ thống báo hiệu của các tổng đài khác nhau trong mạng viễn
thông thống nhất, thuận tiện cho sử dụng, dễ dàng thay đổi theo yêu cầu của mạng lưới. 3 Khối Điều Khiển: 3.1/ Chức năng: Phân tích xử lí các thông tin từ khối báo hiệu đưa tới để thiết lập hoặc giải phóng cuộc gọi. Các cuộc gọi có thể là cuộc gọi nội hạt, cuộc gọi ra, cuộc gọi vaò, cuộc gọi chuyển tiếp… Thực hiện tính cước cho các cuộc gọi, thực hiện chức năng giao tiếp người- máy, cập nhật dữ liệu. Ngồi ra khối điều khiển còn có chức năng thuộc về khai thác bảo dưỡng hệ thống để đảm bảo cho hệ thống hoạt động tin cậy. 3.2/ Yêu cầu: Có độ tin cậy cao, có khả năng phát hiện và định vị hư hỏng nhanh chóng, chính xác, thủ tục khai thác bảo dưỡng linh hoạt, thuận tiện cho người sử dụng, khả năng phát triễn dung lượng thuận tiện… 3.3/ Cấu trúc: Bao gồm tập hợp các bộ xử lý, bộ nhớ (cơ sở dữ liệu), các thiết bị ngoại vi: băng từ, đĩa cứng, màn hình, máy in… hệ thống điều khiển có cấu trúc tập trung, phân tán và cấu trúc điều khiển giữa cấu trúc tập trung và phân tán. Các thiết bị điều khiển phải được trang bị dự phòng để đảm bảo độ tin cậy hệ thống. 4 Ngoại Vi Thuê Bao, Trung Kế: 4.1/ Chức năng: Thực hiện chức năng giao tiếp giữa các đường dây thuê bao, các đường trung kế với khối chuyển mạch. Thuê bao được trang bị có thể là thuê bao Analog, Digital tùy theo cấu trúc mạng tổng đài. Trung kế được trang bị có thể là trung kế Analog, Digital. 4.2/ Yêu cầu : Có khả năng đấu nối các loại thuê bao, trung kế khác nhau: như thuê bao analog thông thường, thuê bao số… đường trung kế analog, đường trung kế digital… có trang bị các thiết bị phụ trợ để phục vụ cho quá trìng xử lý cuộc gọi (tạo các loại âm báo, thu phát xung, bản tin thông báo, đo thử…) 4.3/ Cấu trúc: Ngoại vi thuê bao thường có cấu trúc là bộ tập trung thuê bao để thực hiệm tập trung lưu lượng trên các đường dây thuê bao thành một số ít đường PCM nội bộ có mật độ lưu thoại rất nhiều để đưa tới
trường chuyển mạch thực hiện điều khiển đổi nối thiết lập tuyến đàm thoại (đối với cuộc gọi ra). Ngoại vi trung kế thực hiện sự phối hợp về tốc độ, pha, tổ chức các kênh thoại trên tuyến PCM giữa đường PCM đấu nối liên đài và đường PCM đấu nối nội bộ trong tổng đài. IV CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH ĐIỆN TỬ: 1 Các Kỹ Thuật Chuyển Mạch: 1.1 Chuyển mạch theo phương pháp kết nối không gian (space switch): Chuyển mạch không gian thường được sử dụng cho chuyển mạch tương tự. Ngồi ra còn được sử dụng kết hợp với chuyển mạch thới gian trong các hệ chuyển mạch TST, STS, TSTS… Cấu tạo chung của chuyển mạch không gian là các ma trận tiếp điểm N đầu vào và M đầu ra. Mỗi đầu vào bầt kì trong các đầu vào có thể được nối với bất kì đầu ra nào trong M đầu ra. Có 2 loại chuyển mạch không gian là: chuyển mạch không gian tiếp thông hồn tồn (non- blocking) và chuyển mạch không gian tiếp thông không hồn tồn (blocking). • Chuyển mạch tiếp thông hồn tồn: M 100% N 1 2 3 ….. M 1 2 3 . . . N M=N Số đầu vào N và số đầu ra M bằng nhau. Như vậy tại một thời điểm đầu vào bất kì sẽ có ít nhất một tiếp điểm nối với đầu ra bất kì. Khả năng thông thoại là 100%. • Chuyển mạch tiếp thông không hồn tồn: Số đầu vào N lớn hơn số đầu ra M. khả năng kết nối đầu vào với
đầu ra là: 1 2 3 . . . M 1 2 3 N>M . . . N
• Chuyển mạch nhiều tầng : Hệ thống chuyển mạch một tầng dùng ma trận tiếp điểm vuông hay chữ nhật có nhược điểm là: khi muốn kết nối một thuê bao với một âm hiệu hay một thuê bao khác thì phải đóng một tiếp duy nhất tương ứng. Do đó nếu tiếp điểm này hỏng thì thuê bao đó sẽ bị cô lập. Hơn nữa số tiếp điểm tăng theo lũy thừa bậc 2 với số thuê bao nên phần cứng của tổng đài sẽ phức tạp và không có tính kinh tế khi tổng đài có dung lượng lớn. Để giảm số tiếp điểm trong khi vẫn cần phải tăng dung lượng thuê bao, người ta dùng phương pháp chuyển mạch nhiều tầng. N đầu vào được chia thành N/n nhóm, mỗi nhóm gồm n kênh. Các nhóm này là ma trận cấp thứ nhất. Các đầu ra của nó thành đầu vào các ma trận cấp thứ hai và cứ như vậy cuối cùng có N lớn đầu ra. Các thiết bị nối đầu vào của nó với cấp 1, đầu ra với cấp cuối cùng. Hình sau đây minh họa chuyển mạch 3 tầng. 1 n k α α k n 1 N đầu nj nj N vào đầu ra 1 1 n k α α k n nj nj 1 1 n k α α k n nj nj Có k ma trận cấp 2. Mỗi ma trận cấp 1có N đầu vào và k đầu ra nối vào ma trận cấp 2. Mỗi ma trận cấp 2 có α = N/ n đầu vào và α đầu ra nối với tất cả các ma trận cấp 1 và 3. Tổng số tiếp điểm của hệ thống chuyển mạch: NX = 2Nk + k(N / n )2 Giả sử muốn thiết lập đường nối từ a đến b, trường hợp xấu nhất là (n-1) đầu vào và(n-1) đầu ra của cấp giữa đang dùng. Như vậy có (2n- 2) bộ chuyển mạch của tầng trung tâm không cho phép đi từ a đến b. nếu có thêm một bợ chuyển mạch ở tầng trung tâm thì việc ngẽn sẽ không xảy ra. Nghĩa là tổng số ma trận ở tầng giữa để tắc ngẽn không xảy ra là: k=(2n-2) + 1 =2n-1
với k tối thiểu để không tắc nghẽn ở trên ta có: NX = 2N(2n-1) + (2n-1)(N/ n)2 Xác định n để NX đạt giá trị cực tiểu. Lấy đạo hàm bậc nhất của NX theo n rồi cho bằng 0 ta tìm được giá trị n: n = (N/ n)1/2 Vậy giá trị cực tiểu của NX là: NXMIN = 4n[(2N)1/2 – 1] Là các giá trị tối ưu khi phân chia số đường thuê bao trong mỗi nhóm và số tiếp điểm tối thiểu đễ thõa mãn non-blocking. Ta nhận thấy số tiếp điểm tăng theo tỉ lệ số mũ 3/2 so với mức tăng dung lượng của tổng đài, điều này làm giảm số tiếp điểm đáng kể trong quá trình thiết kế các tổng đài có dung lượng lớn và cực lớn, được minh họa trong bảng sau : Số đường nối Số tiếp điểm CM 3 tầng Số tiếp điểm CM đơn tần 128 7680 16384 512 63488 622144 3048 516096 4.2*106 8912 4.2*106 6.7*107
• Ưu và khuyết điểm của chuyển mạch không gian: Mạng chuyển mạch không gian là 1 loại chuyển mạch đầu tiên trong kỹ thuật chuyển mạch. Thế hệ thứ 1 là việc điều khiển kết nối các ma trận chuyển mạch thực hiện bởi con người. Với sự phát triển của kỹ thuật điện tử các tổng đài này dần dần được điện tử hóa. Ưu điểm của phươbg thức kết nối này là kết cấu đơn giản, chất lượng thông thoại cao vì tín hiệu được truyền trực tiếp mà không đi qua một phương thức điều chế nào cả. Tuy nhiên chuyển mạch không gian ngày nay ít được sử dụng do các nguyên nhân sau: nếu dung lượng tổng đài lớn thì kết cấu rất phức tạp, không thể phát triển theo đà số hóa của tín hiệu, việc giảm giá thành liên tục các linh kiện số so với linh kiện analog làm cho tổng đài dùng chuyển mạch số ngày một phát triển. 1.2/ Chuyển mạch theo phương pháp phân chia thời gian: • Phương thức ghép kênh PAM (Pulse Amplitude Modulation): Để giảm bớt ảnh hưởng của nhiễu trên đường truyền người ta tiến hành rời rạc hóa tín hiệu liên tục theo thời gian thành các xung rời rạc. Quá trình đó được gọi là quá trình lấy mẫu tín hiệu analog. Theo dịnh lý Shannon thì tần số lấy mẫu phải lớn hơn tối thiểu 2fmax (với f là tần số tín hiệu lấy mẫu) thì mới có khả năng phục hồi lại dạng tín hiệu analog ban đầu. Điều này cho phép khi truyền tín hiệu, không nhất thiết phải truyền tồn bộ tín hiệu đó, chỉ cần truyền những giá trị đã lấy mẫu từ tín hiệu. Ở đầu thu có thể phục hồi lại nguyên dạng tín hiệu ban đầu. Khảo sát tín hiệu thoại, người ta nhận thấy phổ tín hiệu thoại phần lớn nằm trong dãi tần từ 300 đến 3400 Hz. Như vậy chỉ cần tần số lấy mẫu tín hiệu thoại f = 2*3.4 = 6.8 KHz là đủ phục hồi lại dạng tín hiệu ban đầu ờ đầu thu. Trong thực tế do đáp ứng của bộ lọc trong quá trình khôi phục lại dạng tín hiệu không được lý tưởng, nên người ta dùng tần số lấy mẫu là 8KHz cao hơn tần số lấy mẫu tính tốn một ít. Quá trình lấy mẫu chính là quá trình điều biên xung PAM. Các xung được tạo ra trong quá trình lấy mẫu được truyền đi trên kênh truyền. Nhược điểm của tổng đài PAM là tín hiệu sau khi phục hồi sẽ bị méo dạng so với tín hiệu ban đầu. Mặt khác nếu các khe thời gian không được định thời chính xác sẽ dễ trùng lắp nhau gây nên hiện tượng nhiễu xuyên kênh. Để tránh hiện tượng này thì giữa 2 kênh cần có khoảng bảo vệ. Khi dung lượng tăng lên thì khoảng bảo vệ hẹp lại và hiện tượng nhiễu này càng dễ xảy ra. Do đó ghép kênh PAM không thích hợp với tổng đài có dung lượng lớn.
Ts : chu kì lấy mẫu T1 : thời gian giữa 2 mẫu liên tiếp của cùng một tín hiệu Kênh1 Kênh 2 Kênh N T2 Ts Kênh truyền tín hiệu PAM T2 : khoảng bảo vệ chống xuyên kênh 1 1 2 2 kênh PAM N N Nguồn phát Nguồn thu Sơ đồ kết nối thuê bao chuyển mạch PAM
Thuê bao 1 Thuê bao 2 Thêu bao N • Phương pháp ghép kênh PCM (Pulse Code Modulation): PCM là hệ thống số có thể mô tả như một phương pháp chuyển đổi thông tin tương tự thành số. Hệ thống xử lý và biến đổi tín hiệu tương tự thành PCM dựa trên 2 nguyên tắc lý thuyết sau: - Lý thuyết về rời rạc hóa của Shannon - Lý thuyết về tín hiệu số nhị phân Từ chuỗi xung PAM người ta nhận thấy khi truyền các xung này biên độ các xung sẽ suy giảm không đều nhau do tác động của nhiễu ngẫu nhiên trên kênh truyền. Do vậy để tránh tình trạng này người ta thực hiện việc mã hóa biên độ các xung sau khi lấy mẫu bằng một chuỗi nhị phân rồi mới đưa lên kênh truyền. Do quy luật biến đổi của tin tức tín hiệu thoại có tính ngẫu nhiên nên tập các giá trị xung PAM vô cùng lớn, để đơn giản hơn và gần đúng thì các xung PAM được qua bộ lượng tử hóa (nén hạn biên). Ýù nghĩa quan trọng của bộ lượng tử hóa là gần đúng hóa các xung PAM có biên độ xuất hiện xung quanh mức chuẩn PAMo. Vậy PAMo = PAM + x, trong đó x là lượng tử sai số. Dạng tín hiệu được lượng tử hóa này đưa vào bộ mã hóa để chuyển độ lớn biên độ các xung sang dạng một cụm bit nhị phân (thường là 8 bit gọi là một từ mã) biễu diễn biên độ này. Đây là tín hiệu truyền trên kênh truyền PCM. Ở đầu thu tín hiệu được phục hồi, sửa sai và đưa vào bộ giải mã để phục hồi lại tín hiệu thoại. • Chuyển mạch TSI: Tín hiệu từ N đầu phát qua bộ dồn kênh và biến đổi A/D được đưa vào bộ nhớ RAM theo thứ tự ô nhớ nội dung từ 1 đến N tương ứng với 1 đến N thuê bao ở Nû khe trong khung trên đường truyền. Địa chỉ ghi được cung cấp bởi bộ quét địa chỉ tuần tự (time slot counter). Khi đọc dữ kiệu ra từ Ram địa chỉ đọc không còn tuần tự mà theo một trình tự do CPU sắp đặt trong quá trình chuyển mạch.
1 A/D D/A 1 2 2 N N Bộ nhớ nội dung Bộ đếm Bộ nhớ địa dồng bộ chỉ Chuyển mạch TSI cho phép hoạt động đồng bộ và song song, đơn giản nhưng số lượng thuê bao phụ thuộc vào tốc độ truy xuất và kích thước bộ nhớ. Dể dàng tăng dung lượng thuê bao bằng cách tăng bộ nhớ mà mạch không cần thay đổi nhiều, tuy nhiên lúc đó độ trễ sẽ tăng. Để khắc phục nhược điểm của chuyển mạch TSI người ta phối hợp chuyển mạch thới gian và không gian. Đó là các chuyển mạch: • Chuyển mạch TS (Time Space Switching) : 1 1 T n n SPACE SWITCH N*N 1 1 n T n Trong chuyển mạch TS bộ chuyển mạch TSI được đưa vào một ma trận vuông chuyển mạch không gian. Với cấu hình chuyển mạch này cho phép tăng số lượng thuê bao rất lớn. Tuy nhiên nhược điểm chuyển mạch TS là vấn đề nghẽn mạch khi 2 đầu vào của một nhóm nối với 2 đầu ra có cùng khe thời gian. • Chuyển mạch TST (Time Space Time): 1 1 T T SPACE SWITCH N*N
n n 1 1 n n Với sơ đồ chuyển mạch TST ta tránh được trường hợp tắc nghẽn như ở chuyển mạch TS. V. BÁO HIỆU TRONG TỔNG ĐÀI: 1 Giới Thiệu Chung: 1.1/ Định nghĩa: Trong mạng viễn thông báo hiệu được coi như là một phương tiện để trao đổi thông tin và các lệnh từ điểm này đến điểm khác, các thông tin và các lệnh này liên quan đến quá trìng thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi. 1.2/ Phân loại hệ thống báo hiệu: Thông thường hệ thống báo hiệu được chia làm 2 loại đó là: • Báo hiệu thuê bao: là báo hiệu giữa thiết bị đầu cuối với tổng đài, thừơng thiết bị đầu cuối là máy điện thoại. • Báo hiệu trung kế: là quá trình báo hiệu giữa các tổng đài với nhau. Ta có sơ đồ tổng quan về hệ thống báo hiệu như sau: Báo hiệu Báo hiệu Báo hiệu trung kế thuê bao Báo hiệu kênh kết Báo hiệu kênh hợp CAS chung-- CCS Báo hiệu trung kế gồm 2 loại : • Báo hiệu kênh kết hợp CAS (báo hiệu kênh riêng): là hệ thống báo hiệu mà trong đó thông tin báo hiệu nằm trong kênh thoại hoặc trong kênh có liên quan chặt chẽ với kênh thoại.
• Báo hiệu kênh chung CCS : là hệ thống báo hiệu mà trong đó thông tin báo hiệu nằm trong một kêng tách biệt với các kênh thoại, kênh báo hiệu này được sử dụng chung để báo hiệu cho một số lớn các kênh thoại. 1.3/ Các chức năng của báo hiệu: Có thể tổng quát các chức năng của báo hiệu như sau: chức năng giám sát, chức năng tìm chọn, chức năng khai thác và bảo dưỡng mạng. • Chức năng giám sát: chức năng này được sử dụng để nhận biết sự thay đổi về trạng thái của đường dây thuê bao hoặc của trung kế (bao gồm các tín hiệu: nhấc máy chiếm, nhấc máy trả lời, trạng thái đường dây bận-rỗi-giải phóng…). Các tín hiệu giám sát có thể ở dạng có dòng (không dòng) hoặc là các mã nhị phân đặc trưng cho từng trạng thái. • Chức năng tìm chọn: liên quan chặt chẽ đến quá trình xử lý cuộc gọi như : trao đổi các thông tin địa chỉ, đặc tính thuê bao. Trong quá trình báo hiệu, chức năng tìm chọn phải được thực hiện trong một khoảng thời gian xác định thường được gọi là thời gian trễ quay số (PDD - Post Delay Dialing), đó là khoảng thời gian được xác định từ khi thuê bao chủ gọi phát xong các con số địa chỉ thuê bao bị gọi cho đến khi nhận được hồi âm chuông, yêu cầu thời gian trễ PDD càng nhỏ càng tốt. Ngồi ra yêu cầu đối với hệ thống báo hiệu mà cụ thể là chức năng tìm chọn phải có độ tin cậy cao, tốc độ báo hiệu nhanh, hiệu quả. • Chức năng khai thác và bảo dưỡng mạng : phục vụ cho việc khai thác duy trì sự hoạt động của mạng lưới. Các tín hiệu báo hiệu thuộc chức năng này gồm: - Nhận biết và trao đổi các thông tin về trạng thái tắt nghẽn của mạng. - Thông báo về trạng thái thiết bị, đường trung kế. - Cung cấp các thông tin tính cước. - Cung cấp các thông tin về lỗi trong quá trình truyền thông tin báo hiệu. 2 Các Hệ Thống Báo Hiệu: 2.1/ Báo hiệu thuê bao : Quá trình thuê bao được phân thành 2 hướng theo giản đồ sau: Thuê bao Tổng Thuê bao bị gọi đài gọi Tín hiệu nhấc máy Aâm mời quay số
* Báo hiệu thuê bao tổng đài: - Tín hiệu nhấc máy: để thực hiện một cuộc gọi, thuê bao chủ gọi nhấc máy, động tác này sẽ tạo ra một tín hiệu gửi đến tổng đài (có dòng điện mạch vòng trên đường dây thuê bao khoảng 20 mA) thông báo rằng thuê bao cần thiết lập cuộc gọi. - Tín hiệu quay số: khi thuê bao nghe được âm mời quay số (dial tone), thuê bao thực hiện phát thông tin địa chỉ tới tổng đài bằng cách quay số hoặc ấn phím số. Các thông tin địa chỉ có thể là xung thập phân hoặc xung đa tần DTMF. Tại tổng đài sẽ có thiết bị thu tương ứng để thu các thông tin địa chỉ này. - Tín hiệu Flash: (chập nhả nhanh tiếp điểm tổ hợp): trong quá trình đàm thoại thuê bao có thể sử dụng một số dịch vụ đặc biệt bằng cách ấn phím Flash, khi đó mạch vòng đường dây thuê bao sẽ bị cắt mạch trong một khoảng thời gian nhất định, tổng đài xác nhận được trạng thái này biết rằng thuê bao sử dụng dịch vụ đặc biệt. * Báo hiệu tổng đài thuê bao: Thông tin báo hiệu theo hướng từ tổng đài tới thuê bao có một số loại như sau: _ Dòng chuông 25Hz, 75-90V: dòng chuông được cung cấp tới thuê bao bị gọi khi gọi đến để thông báo cho thuê bao bị gọi biết.
_ Các loại âm báo: - Âm mời quay số: là âm liên tục để thông báo với thuê bao chủ gọilà thuê bao chủ gọi có quyền thiết lập liên lạc, lúc này thuê bao có thể bắt đầu quay số, khi thuê bao quay con số đầu tiên tổng đài sẽ cắt mạch điện cấp âm mời quay số. - Hồi âm chuông: để thông báo cho thuê bao chủ gọi biết là thuê bao bị gọi đang đổ chuông, tổng đài phải gửi một loại âm báo đặc biệt gọi là hồi âm chuông. Khi thuê bao bị gọi nhấc máy trả lời, tổng đài sẽ cắt mạch điện cấp hồi âm chuông. - Âm báo bận: thuê bao chủ gọi sẽ nghe được một loại âm báo đó là loại âm báo ngắt quãng theo nhịp nhanh, để thông báo rằng thuê bao bị gọi đang bận hoặc bị hỏng không có khả năng nối tới được. - Âm báo tắc nghẽn: khi thuê bao thiết lập cuộc gọi ra trên đường dây trung kế, nếu tổng đài không chiếm được một trung kế rỗi cho cuộc gọi ra đó, thì tổng đài sẽ thiết lập đầu nối “âm báo tắt nghẽn“ tới thuê bao chủ gọi. Ngồi ra tổng đài còn cung cấp cho thuê bao một số âm báo và bản tin thông báo khác. Tất cả các loại âm báo đó đều được số hóa và lưu trữ trong vi mạch EPROM, mỗi một âm báo chiếm một vùng nhớ nhất định. Aâm báo Nhịp thời gian Tần số Aâm mời quay số 425Hz Hồi âm chuông 1s 5s 1s 425Hz Aâm báo bận 0.25s 0.25s 425Hz Aâm báo nghẽn 0.25s 0.75s 425Hz 75ms Aâm chỉ dẫn 1.5s 425Hz Aâm báo đặc biệt 1800Hz 1400Hz 950Hz 2.2/ Báo hiệu trung kế liên đài: