cấu trúc phần cứng tổng đài và các trạm điều khiển trong tổng đài a1000-e10

mục lục
Lời nói đầu
mục lục 1
Lời nói đầu 4
Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Anh Vũ đã tận tình hớng dẫn, để
em hoàn thành bài đồ án tốt nghiệp này. 4
1.1. Khái quát về tổng đài SPC: 5
1.1.1. Lịch sử ra đời của tổng đài SPC: 5
1.1.2. Vai trò của hệ thống tổng đài: 6
7
1.1.3. Các chức năng của hệ thống tổng đài: 7
1.2. Sơ đồ khối tổng đài điện thoại: 7
1.2.2. Khối báo hiệu: 8
1.2.3. Khối điều khiển: 8
1.2.4. Ngoại vi thuê bao, trung kế: 9
1.3. Các loại chuyển mạch trong tổng đài điện tử số: 9
1.3.1. Giới thiệu chung: 9
1.3.2. Phân loại: 10
1.3.2.1. Trờng chuyển mạch không gian S - SW: 10
1.3.2.2 Trờng chuyển mạch thời gian T - SW: 12
Chơng II: tổng quan về tổng đài alcatel 1000 - e10 23
2.1. Vị trí: 23
2.2. Giao diện của A1000 - E10 với mạng: 24
2.3. Cấu trúc phân hệ: 25
26
2.4. Các dịch vụ của tổng đài A1000 - E10: 26
Chơng III: Cấu trúc chức năng của tổng đài Alcatel1000 - E10. 31
32
3.1- Khối thời gian cơ sở (BT): 32
32
3.2- Ma trận chuyển mạch chính (MCX): 33

3.3- Khối điều khiển trung kế PCM (URM): 33
3.4. Quản trị thiết bị phụ trợ (ETA) 34
3.5. Khối điều khiển giao thức báo hiệu số 7: 34
3.6 Bộ xử lý gọi (MR) 34
3.7. Bộ quản trị cơ sở dữ liệu (TR): 35
3.8. Khối tính cớc và đo lờng (TX) 35
3.9. Khối quản lý ma trận chuyển mạch ma trận (GX): 35
3.10 Khối phân bố bản tin (MQ): 36
3.11. Khối vận hành và bảo dỡng (OM): 36
4.2.1.1 Trạm điều khiển chính SMC: 39
4.2.2. Trạm điều khiển thiết bị phụ trợ SMA: 45
4.2.2.4 Cấu trúc phần cứng của trạm SMA: 47
4.2.3. Trạm điều khiển trung kế SMT: 51
Hình 2.11. Tổ chức tổng quát của trạm CCX 56
4.2.5 . Trạm đa xử lý vận hành vào bảo dỡng SMM: 59
4.2.5.3. Cấu trúc chức năng của trạm SMM: 60
4.2.5.4. Quản trị dữ liệu: 63
4.2.6. Trạm đồng hồ và đồng bộ STS: 63
4.2.6.1. Vai trò của trạm đồng hồ và đồng bộ STS: 63
4.2.6.2. Cấu trúc của trạm đồng hồ và đồng bộ STS: 64
4.2.7. Mạch vòng thông tin (Token ring): 65
4.2.7.1. Các đặc tính chung của mạch vòng thông tin: 65
66
4.2.7.2. Coupler mạch vòng thông tin: 66
69
4.2.7.3. Các giao thức thông tin: 69
chơng IV: ứng dụng trong hệ thống quản lý số liệu 69
5.1- Quản lý số liệu: 69
5.1.1. Các định nghĩa: 69
5.1.1.1 Kiểu số liệu: 69

5.1.1.2. Tệp số liệu (file): 70
5.1.1.3. Lu trữ (Archive): 71
5.1.1.4. Kiểm tra (Check sums): 71
5.1.2. Cấu trúc số liệu: 71
5.1.2.1. Archive OM: 71
5.1.2.2. Giao dịch OM (OM transaction): 71
5.1.2.3. File OM 71
5.1.2.4. CDC archive: 72
5.1.2.5. CDC file: 72
5.1.2.6. CSN Archive: 72
5.1.3. Th viện thông tin (BBA và BBU) 72
5.1. 4. Quản lý phần mềm lu trữ dựa trên vài nguyên tắc cơ bản sau: 72
5.1.4.1. Tách riêng số liệu hệ thống và số liệu định vị (System và Site)
72
5.1.4.2. Kiểu lu trữ của các ML (thiết bị phần mềm) 73
5.1.4.4. Nhận dạng phần mềm: 75
5.1.4.5. Giám sát kết cấu: 75
5.1.6. Tổ chức phần mềm trên đĩa 76
5.2: Quản lý băng từ: 76
5.2.1. Giíi thiÖu chung: 76
Lời nói đầu
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển vợt bậc của các ngành
kinh tế, cũng nh các ngành khoa học, công nghệ điện tử, tin học, thì ngành Bu
chính viễn thông trên toàn cầu nói chung và ngành Bu chính viễn thông Việt
Nam nói riêng đã có những bớc phát triển mạnh mẽ, đang từng bớc đáp ứng
nhu cầu về đời sống xã hội.
Với sự phát triển của xã hội định hớng thông tin, các dịch vụ thông tin
nh điện thoại, truyền dẫn số liệu, thông tin di động ngày càng trở nên đa
dạng. Sự phát triển của công nghệ thông tin bao gồm cả truyền dẫn cáp quang,
kỹ thuật số, kỹ thuật hệ thống thông tin vệ tinh mật độ lớn, kỹ thuật mạch bán

dẫn đang đợc phát triển mạnh mẽ và mạng thông tin đã đợc nâng cấp về
tính năng và mức độ phát triển.
Sự thành công của kỹ thuật số và kỹ thuật vi mạch tích hợp mật độ đã
mở ra một bớc ngoặt mới đối với ngành thông tin. Các thiết bị viễn thông trở
nên gọn nhẹ, kinh tế và hoạt động nhanh, chính xác cao đã đáp ứng đợc nhu
cầu bức thiết của con ngời. Tổng đài A 1000 - E10 là tổng đài có dung lợng
lớn với cấu trúc mềm dẻo phù hợp với phát triển mạng. A 1000 - E10 thể hiện
rõ tính năng tối u của nó, đáp ứng rộng rãi các yêu cầu thông tin liên lạc của
mọi khách hàng hiện đại cũng nh trong tơng lai.
Đợc sự hớng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Trần Anh Vũ và
các thầy cô giáo trong khoa Điện tử Viễn thông Trờng ĐHBK Hà Nội, em đã
hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này với đề tài "Tổng quan về tổng đài
A1000 - E10". Trong tập đồ án của mình, em đã nghiên cứu về tổng đài với
các nội dung sau:
ChơngI: Giới thiệu chung về tổng đài SPC.
ChơngII: Tổng quan về tổng đài ALCATEL1000-E10.
Chơng III: Cấu trúc chức năng tổng đài A1000-E10.
Chơng IV: Cấu trúc phần cứng tổng đài và các trạm điều khiển
trong tổng đài A1000-E10
Chơng V: ứng dụng hệ thống trong quản lý số liệu.
Do nội dung kiến thức của đề tài tơng đối rộng, và vì thời gian có hạn,
cũng nh hiểu biết của em còn hạn chế, nên đồ án này không thể tránh khỏi
những thiếu sót. Em rất mong đợc sự thông cảm của thầy cô giáo.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Anh Vũ đã tận tình hớng dẫn, để
em hoàn thành bài đồ án tốt nghiệp này.
Chơng 1: giới thiệu chung về tổng đài sPC
1.1. Khái quát về tổng đài SPC:
1.1.1. Lịch sử ra đời của tổng đài SPC:
Trong thời kỳ cổ đại, âm thành và ánh lửa đợc xem là hai hình thức chủ
yếu dùng để truyền tin tức đi xa. Các thổ dân Châu Phi, Châu Mỹ thờng dùng

tiếng trống, ngời Trung Quốc thích dùng chiêng, ở nớc ta thì tiếng trống đồng,
tiếng tù và là phơng tiện truyền thông tin cổ nhất Các phơng tiện thông tin này
có tốc độ thấp và hạn chế nhng là những hệ thống thông tin đầu tiên, đơn giản
nhất của con ngời và đợc sử dụng trong thời gian dài.
Ngay từ đầu thế kỷ 19, ngời ta đã chú ý đến vấn đề truyền tin tức bằng
các tín hiệu điện theo dây dẫn. Nhờ sự cố gắng của nhiều nhà khoa học trên thế
giới, hệ thông thông tin bằng điện đã ra đời và phát triển rất nhanh đặc biệt là sau
phát minh của Moocxow (1836) về cách mã hoá các chữ cái. Việc truyền tiếng
nói của con ngời theo dây dẫn là một đề tài rất hấp dẫn, nhng cũng phức tạp. Vào
giữa thế kỷ 19 nhiều nhà khoa học nghiên cứu về điện thoại, điện báo nh
Huytxtown, Pâygiơ, Buôcxen v.v đều chú ý đến khả năng nh truyền tiếng nói
theo dây dẫn.
Những sự kiện dẫn đến phát minh của A.GBell (3-3-1847) (3-3-1847)
năm 1872 bắt nguồn từ ý đồ cùng một lúc phát đi nhiều tin tức điện báo trên một
đờng dây dẫn bằng các âm thoa có điều hởng, Bell gọi hệ thống này là điện báo
sóng hài.
Ngày 2-6-1875, trong khi đang làm việc với bộ phát sóng đa hài, Bell tình
cờ nghe thấy trên đờng dây dẫn một tiếng vang từ một lò xo thép ở đầu dây bên
kia gây ra. Khi tìm hiểu và nhận thức đợc đó là biểu hiện rõ rệt của nguyên lý
biến đổi dòng điện.
Ngày 3 - 6 - 1875 cơ cấu này đã truyền đợc tiếng nói Bell đã đăng ký phát
minh ngày 14 - 2 - 1876, đồng thời hoàn thiện và chế tạo nhng thực sự chỉ dùng
để liên lạc giữa hai máy với nhau. Ngày nay thì điều đó không thể chấp nhận đợc
vì nh thế nếu muồn liên lạc với 10 máy khác sẽ phải có 10 đôi dây và nh thế trên
bầu trời sẽ là mạng nổi tiếng ngời Hung là Púơcat Tivađo đã phát minh ra tổng
đài điện thoại đầu tiên, đem lại niềm tự hào cho dân tộc Hung. Và đợc sử dụng ở
Mỹ năm 1877. Còn ở Hung thì tổng đài xuất hiện năm 1881 với 50 số. Trong
điện thoại kiểu này, mỗi đờng dây thuê bao có một lỡi gà dùng để báo hiệu việc
gọi đến tổng đài.
Năm 1923 đợc xem là năm bắt đầu thế hệ thứ hai của tổng đài điện thoại.

Từ 1930, trên cơ sở kỹ thuật chuyển mạch ngang dọc, các tổng đài tự động phát
triển mạnh ở Thuỵ Điển, có tổng dung lợng đến 40.000 số.
Việc nghiên cứu tổng đài điện thoại tự động điện từ bắt đầu từ những năm
1934 111935 nhng sau đại chiến thế giới lần thứ hai mớiđợc triển khai, đặc biệt
là nó có quan hệ đến việc phát minh ra các dụng cụ bán dẫn. Thế hệ thứ t của
tổng đài điện thoại ra đời: tổng đài điện thoại từ động hoàn toàn điện tử phân
chia theo thời gian, nh loại tổng đài E10 của hãng CIT (Pháp), Tổng đài 4 ESS
(Mỹ), v.v
Ngày nay con ngời đang sống trong kỷ nguyên thông tin các dịch vụ nh
truyền số liệu, truyền hình, điện thoại truyền hình và các dịch vụ truyền thông tin
di động phát triển mạnh. Để thực hiện có hiệu quả các dịch vụ này, mạng tích
hợp ISDN kết hợp công nghệ truyền dẫn và chuyển mạch thông qua quy trình sử
lý số. Hơn nữa điều chế xung mã PCM đợc dùng trong các hệ truyền dẫn đợc áp
dụng cho hệ thống chuyển mạch để thực hiện chuyển mạch số. Nhờ đó, mạng đa
dịch vụ ISDN xử lý nhiều luông dịch vụ khác nhau đang và sẽ phát triển.
1.1.2. Vai trò của hệ thống tổng đài:
Hệ thống chuyển mạch (tổng đài, Node chuyển mạch) là thiết bị có chức
năng thu, xử lý và phân phối các thông tin chuyển tới từ các kênh thông tin kết
nối với hệ thống chuyển mạch.
Hình dới đây minh hoạ trờng hợp nếu kết nối N máy điện thoại, thực hiện
theo phơng pháp kết nối một cách trực tiếp từng cặp thì phải có N * (N-1)/2 đờng
dây.
Hình 1.1. Kết nối từng cặp trực tiếp.
xx xx
xx xx
xx
xx
xx
Khi N đủ lớn thì thực tế không thể thiếu đợc phơng án nh cách kết nối
từng cặp trực tiếp, số lợng đờng dây có thể giảm đợc tới N nếu sử dụng hệ thống

chuyển mạch nh sau:
Hình 1.2. Kết nối qua hệ thống chuyển mạch
1.1.3. Các chức năng của hệ thống tổng đài:
Mặc dù các hệ tổng đài đã đợc nâng cấp rất nhiều, nhng các chức năng cơ
bản của nó vẫn bao gồm:
- Xác định các cuộc gọi của thuê bao.
- Kết nối các thuê bao bị gọi.
- Tiến hành phục hồi lại khi cuộc gọi đã hoàn thành
1.2. Sơ đồ khối tổng đài điện thoại:
Tổng đài điện thoại bao gồm các khối chính nh sau:
- Khối chuyển mạch
- Khối báo hiệu
- Khối ngoại vi thuê bao, trung kế
- Khối điều khiển.
xx
xx
xx
xx
xx
xx
xx
Hình 1.3. Sơ đồ khối của tổng đài điện thoại.
1.2.1. Khối chuyển mạch:
Khối chuyển mạch là khối quan trọng nhất thực hiện chức năng đấu nối
và giải phóng các cuộc gọi (cho cả hai hớng đi và về - chuyển mạch 4 dây).
Yêu cầu khối chuyển mạch phải có tốc độ cao, gọn và không tổn thất (có độ
tiếp thông hoàn toàn).
1.2.2. Khối báo hiệu:
Thực hiện các chức năng chuyển thông tin từ khối này sang khối khác
và các lệnh có liên quan đến thủ tục xử lý gọi, vận hành và bảo dỡng.

- Báo hiệu đờng thuê bao.
- Báo hiệu liên đài (kênh riêng CAS, kênh chung (CS))
Yêu cầu dễ dàng tơng thích, mềm dẻo.
Cấu trúc đầu vào và đầu ra là các luồng tốc độ cao (thông thờng 8,112
Mb/s hoặc lớn hơn). Tín hiệu đa vào trờng chuyển mạch là tín hiệu đã đợc xử
lý tức là tín hiệu đồng bộ và báo hiệu đã đợc chiết ra.
1.2.3. Khối điều khiển:
Chuyển mạch
Báo hiệu
thuê bao
Các
đờng
thuê
bao
Báo hiệu
thuê bao
Điều khiển
Các đờng
trung kế
Thực hiện chức năng toàn bộ hoạt động của tổng đài trong đó có điều
khiển xử lý gọi, điều khiển vận hành bảo dỡng. Cấu trúc khối điều khiển có
thể là tập trung, phân tán, phân cấp.
Khối điều khiển đợc tạo ra từ các con vi xử lý
àMC880X0, à2800, Intel
Yêu cầu tốc độ cao, độ tin cậy lớn.
1.2.4. Ngoại vi thuê bao, trung kế:
Thực hiện chức năng giao tiếp giữa các đờng dây thuê bao, các dờng
trung kế với khối chuyển mạch.
Cấu trúc thờng là bộ tập trung thuê bao để thực hiện tập trung lu lợng
trên các đờng dây thuê bao thành một số ít các đờng PCM nội bộ có mật độ lu

luợng thoại lớn hơn nhiều để đa tới trờng chuyển mạch.
Yêu cầu phải có khả năng đấu nối các loại thuê bao, trung kế khác
nhau. Có trang thiết bị phụ trợ dể phục vụ cho quá trình xử lý cuộc gọi.
1.2.5. Phân hệ vận hành ,bảo dỡng:
Thực hiện chức năng:
- Giám sát và quản lý hệ thống.
- Lu trữ số liệu hệ thống.
- Xử lý thông tin ngời -máy.
- Điều khiển phòng vệ trạm.
- Khởi lập và khởi tạo lại.
- Giám sát các vòng ghép thông tin.
1.3. Các loại chuyển mạch trong tổng đài điện tử số:
1.3.1. Giới thiệu chung:
Chuyển mạch số là quá trình liên kết các khe thời gian giữa một số các
liên kết truyền dẫn kỹ thuật số TDM. điều này cho phép các tuyến số 2Mbps
hay từ các tổng đài khác hay các PABX kỹ thuật số đợc kết cuối một cách trực
tiếp trên chuyển mạch số, không cần chuyển đổi sang các kênh thoại thành
phần cho chuyển mạch nh trong tổng đài Analog.
Chuyển mạch PCM là loại chuyển mạch ghép hoạt động dựa vào công
nghệ dồn kênh chia thời gian và điều chế xung mã. Chúng đảm bảo việc thiết
lập các đờng truyền dẫn dành riêng cho việc truyền tin của quá trình thông tin
giữa hai hay nhiều thuê bao khác nhau. Để thực hiện chuyển mạch phân chia
thời gian ngời ta có thể dùng:
- Chuyển mạch không gian số S - SW
- Chuyển mạch thời gian T - SW
- Ngoài ra, để nâng cao dung lợng của tổng đài lên ngời ta đã kết hợp
giữa chuyển mạch không gian và chuyển mạch thời gian để tạo ra tầng chuyển
mạch ghép.
1.3.2. Phân loại:
1.3.2.1. Trờng chuyển mạch không gian S - SW:

Một chuyển mạch không gian số bao gồm một ma trận TDM với các hệ
thống PCM nhập và xuất. Do đó, để truyền bất kỳ thời gian nào không hệ
thống PCM đến khe thời gian tơng ứng (cùng chỉ số TS) của một hệ thống
PCM ngõ ra, toạ độ thích hợp của ma trận chuyển mạch không gian phải đợc
kích hoạt trong suốt thời gian củ khe TS này, và bất cứ khi nào khe thời gian
này suốt hiện (mỗi làn trên một khung) trong suốt thời gian của cuộc gọi.
a, Cấu tạo trờng chuyển mạch không gian.
Đợc cấu tạo từ một trận tiếp điểm (ma trận mạch logic AND) gồm M
đầu vào và N đầu ra (M có thể = N) tạo thành M*N tiếp điểm và tơng ứng với
một điểm chuyển mạch. Số lợng ngăn nhớ đợc sử dụng để ghi thông tin địa
chỉ của các tiếp điểm chuyển mạch AND. Bộ điều khiển chuyển mạch điều
khiển quá trình ghi vào các ngăn nhớ của C- mem các thông tin địa chỉ cần
thiết cho việc thiết lập tuyến nối, các thông tin địa chỉ cần thiết cho việc thiết
lập tuyến nối, quá trình đọc từ C - mem thực hiện đồng bộ với tuyến PCM.
b, Nguyên lý hoạt động.
Mỗi luồng ra sẽ có một khối điều khiển gọi là trờng chuyển mạch
không gian điều khiển đầu ra.
Mỗi một đấu nối theo hàng gọi là trờng chuyển mạch không gian điều
khiển đầu vào.
Khối LC (locontrol) gồm các khối chức năng sau:
- C- mem có nhiệm vụ lu thông tin địa chỉ cần phải đóng mở cổng
AND. Địa chỉ này chính là địa chỉ của điểm đấu nối. Nó là một bộ nhớ bằng
số lợng kênh ghép trên luồng PCM vào/ ra. Độ dài từ mã trong ô nhớ đợc xác
định.
L>=log M (M là số lợng hàng) + 1 bit đóng mở cổng hoặc L>=log N
(N là số cột) +1 bit.
- TS - counter thực hiện nhiệm vụ đến từ khe đầu tiên cho đến khe cuối
cùng.
- SEL bộ chọn có nhiệm vụ thiết lập trạng thái tơng ứng với các thời
điểm từ bộ đếm đa tới.

- CC phân tích yêu cầu và đa dữ liệu điều khiển để ghi vào trong C -
mem (tín hiệu đợc ghi từ CC đến SEL qua đờng truyền bus R/W tới C - mem).
Sau đó CC trao quyền điều khiển cho LC. Các xung nhịp tác động TS -
counter đồng bộ với việc xuất hiện các khe thời gian đầu vào và đầu ra chuyển
mạch cũng nh việc quét ô nhớ. Cổng mở trong khoảng thời gian = 125 às/số
lợng kênh ghép. Sau thời gian này thì cổng đóng.
Mã địa chỉ nhị phân đợc gán cho mỗi chuyển mạch trong một cột. Mỗi
địa chỉ thích hợp sau đó sẽ đợc sử dụng để chọn một điểm chuyển mạch yêu
cầu để thiết lập cuộc nói gia một đầu vào với một đầu ra của ma trận chuyển
mạch. Các địa chỉ chọn này đợc nhớ trong bộ nhớ điều khiển C - mem theo
thứ tự khe thời gian tơng ứng với biểu đồ thời gian kết nối hiện thời. Ngay sau
khi bộ nhớ điều khiển C - mem đợc nạp số liệu các địa chỉ của các điểm
chuyển mạch trong cột thì quá trình điều khiển chuyển mạch có thể thực hiện
đợc bằng cách đọc các nội dung của mối ô nhớ C- mem trong thời gian thích
hợp thích hợp tơng ứng với khe thời gian yêu cầu sử dụng các số liêu địa chỉ
đó để chọn điểm chuyển mạch cần thiết mà nó sẽ thông qua mạch trong thời
gian của TS. Quá trình này sẽ đợc tiếp tục lặp lại cho tới khi tất cả các ô nhớ
của C- mem đợc đọc và các điểm chuyển mạch đợc điều khiển một cách thích
hợp. Sau đó trong khoảng thời gian một khung tín hiệu, các khe thời gian trên
một tuyến PCM đầu vào đợc phân phối tới tuyến PCM đầu ra nào tuỳ thuộc
vào địa chỉ ô nhớ tơng ứng với khe thời gian đó.
Khi cùng một thời điểm chuyển mạch có hai hay nhiều vào cùng đòi
hỏi một đầu ra thì sẽ có một hiện tợng vớng nội tân (Internal Blocking) sẽ gay
ra tổn thất, dẫn đến tầng chuyển mạch S - SW có độ tiếp tông không hoàn
toàn.
Trờng chuyển mạch tín hiệu số chỉ cho phép thiết lập tuyến nối về mặt
không gian còn về thời gian là không đổi. Vì vậy không chỉ sử dụng duy nhất
trờng chuyển mạch không gian tín hiệu số để xây dựng duy nhất trờng chuyển
mạch không gian tín hiệu số để xây dựng trờng chuyển mạch cho tổng đài
điện từ số SPC.

Thời gian thiết lập truyền nối qua trờng chuyển mạch bị hạn chế và
thiết bị cồng kềnh do việc sử dụng mạch logic AND. Nhng về mặt thời gian
thì không bị trễ (vì vào TS nào thì ra TS ấy).
1.3.2.2 Trờng chuyển mạch thời gian T - SW:
Trờng chuyển mạch thời gian thực hiện việc thiết lập tuyến nối giữa các
khe thời gian của cùng một tuyến PCM. Các tín hiệu số đợc tạo ra thành nhóm
với kích thớc của các từ trong khe thời gian là thống nhất. Việc chuyển các
khe thời gian có thể thực hiện theo hai phơng pháp chính là:
- Phơng pháp dùng bộ trễ:
Dùng các đơn vị trễ có thời gian trễ đúng bằng một khe thời gian đặt
trên đờng truyền dẫn (trễ = 1 TS). Khi chuyển đổi n khe thời gian đòi hỏi phải
có n bộ trễ, do đó kích thớc bộ chuyển mạch và tốn kém. Chính vì vậy mà nó
không đợc dùng trong thực tế.
- Phơng pháp sử dụng bộ nhớ đệm.
Thông tin trong khe thời gian đợc ghi vào trong bộ nhớ đệm BM
(Buferr Memory), sau đó thông tin sẽ đợc đọc ra ở thời điểm tuỳ ý dới sự điều
khiển của bộ nhớ điều khiển C - mem (Coutrol Memory). Phơng pháp này đợc
sử dụng rộng rãi trong thực thế, vì kích thớc nhỏ dung lợng lớn và giá thành
hạ.
Cấu trúc của chuyển mạch thời gian gồm hai bộ nhớ chính là bộ nhớ tin
và bộ nhớ điều khiển (hay còn gọi là bộ nhớ địa chỉ), ngoài ra có bộ đếm khe
thời gian điều khiển bởi bộ điều khiển trung tâm. Hai bộ nhớ tin (BM) và bộ
nhớ điều khiển (C - mem) đợc liên kết với nhau thông qua hệ thống BUS địa
chỉ và chịu sự điều khiển của trung tâm hoặc trực tiếp qua bộ đếm khe thời
gian của tuyến PCM ở đầu vào trờng chuyển mạch để lu trữ nội dung của các
khe thời gian có số bit bằng 8. Bộ nhớ điều khiển có số lợng ngăn nhớ của bộ
nhớ tin nhng số lợng bit thì phụ thuộc vào số lơngj của khe thời gian cả tuyến
PCM đầu vào. Việc ghi số liệu vào và đọc số liệu ra trong trờng chuyển mạch
thời gian do bộ đếm khe thời gian và bộ nhớ điều khiển thực hiện. Chuyển
mạch thời gian có chức năng lu các tín hiệu thoại và các tín hiệu khác đã đợc

mã hoá theo kỹ thuật số trên các luông cao và nó có dung lợng chuyển mạch
tơng đơng với số lợng khe thời gian đợc ghép. Số lợng khe thời gian mà
chuyển mạch thời gian có thể chuyển mạch đợc là hạn chế.
Hình 1.4. Cấu hình chuyển mạch thời gian
Công thức đa ra dới đây mô tả mối quan hệ giữa khoảng cách lấy mẫu T,
mức ghép n, thời gian quay vòng Tc, số lần thâm nhập chuyển mạch
trong một khe thời gian A và số lợng các bit song song P.
T = 125 x 110
-6
= n x 8/p x A x tc.
Trong đó:
n : Bậc ghép
P: Số lợng các bit song song (P < = 8)
A: Số lần thâm nhập chuyển mạch
tc: Thời gian quay vòng
T: Khoảng lấy mẫu (T=125x 10
-6
giây).
Trong nhiều tổng đài số đang sử dụng hiện nay, mức ghép n có thể tăng
bằng cách thay đổi từng tham số ở phía bên phải công thức sau:
MUX
Bộ nhớ tin
DMUXMUX
Bộ đếm khe
thời gian
Bộ nhớ điều
khiển
n = T x P/8 x 1/A x 1/tc
Số lợng giá trị các bit song song P cực đại là 8, từ đó các tín hiệu gồm 8
bit. Số lợng lần thâm nhập bằng 1 trong trờng hợp thâm nhập song song. Giá

trị n có thể tăng bằng cách tối thiểu hoá A và giảm thời gian quay vòng bộ
nhớ tc.
Bộ nhớ RAM với tính năng hoàn hảo là loại linh kiện tốc độ cao, nó đ-
ợc sử dụng trong trờng chuyển mạch thời gian để có đợc độ ghép cao . Với
công nghệ tiên tiến hiện nay, thời gian quay vòng cảu bộ nhớ RAM là khoảng
30 ns.
Có 2 phơng pháp điều khiển trờng chuyển mạch thời gian sử dụng bộ
nhớ, đó là:
- Chuyển mạch thời gian điều khiển đầu vào (ghi ngẫu nhiên và đọc
tuần tự).
- Chuyển mạch thời gian điều khiển đầu ra (ghi tuần tự và đọc ngẫu
nhiên).
1. Chuyển mạch thời gian điều khiển đầu vào :
Sơ đồ nguyên lý:

Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý chuyển mạch thời gian điều khiển đầu vào.
- Nguyên lý điều khiển:
Các tín hiệu đợc đa qua bộ MUX để ghép kênh. Các tín hiệu ghép nối
tiếp đợc đa qua bộ biến đổi từ mã dạng nối tiếp thành dạng song song.
Các mẫu tín hiệu PCM từ đầu vào đa tới đợc ghi vào bộ nhớ theo phơng
thức có điều khiển, tức là trình tự ghi các xung mẫu PCM ở các khe thời gian
của tuyến dẫn PCM đầu vào các ô nhớ nào của bộ nhớ tiếng noí BM đợc quyết
định bởi bộ nhớ điều khiển. Còn quá trình đọc các mẫu tín hiệu mã hoá PCM
từ bộ nhớ tiếng nói vào các khe thời gian của tuyến ghép PCM ra đợc tiến
hành theo trình tự tự nhiên. Mỗi ô nhớ của bộ nhớ điều khiển đợc liên kết chặt
MUX
1 //
// l
DMUX
1

R-1
1
R-1
Bộ đếm
khe thời gian
khi
Bộ điều
khiển
khi
Bus địa chỉ
C-Mem
BM(bộ nhớ dệm)
chẽ với các khe thời gian của tuyến dẫn PCM đầu vào các ô nhớ nào của bộ
nhớ tiếng nói BM đợc quyết định bởi bộ nhớ điều khiển. Còn quá trình đọc
các mẫu tín hiệu mã hoá PCM từ bộ nhớ tiếng nói vào các khe thời gian của
tuyến ghép PCM ra đợc tiến hành theo trình tự tự nhiên. Mỗi ô nhớ của bộ nhớ
điều khiển đợc liên kết chặt chẽ với các khe thời gian tơng ứng của tuyến
PCM vào và chứa địa chỉ của khe thời gian cần đấu với tuyến ghép PCM đầu
ra.
Ta thấy BM và C-mem đợc quét đồng thời trong một khe thời gian xảy
ra hai lần truy cập đến BM. Đối với tín hiệu thoại, tần số lấy mẫu là 8KHz nên
cứ 125 àS thì một ô nhớ của BM đợc ghi / đọc một lần. Nếu Tw và Tr là thời
gian ghi và đọc của bộ nhớ đệm thì số kênh cực đại đợc chuyển mạch là:
R = 125 / (Tw + Tr)
Trong đó: R là số khe thời gian
Tw và Tr đợc tính bằng àS.
2. Chuyển mạch thời gian điều khiển đầu ra:
- Sơ đồ nguyên lý:
Về cấu tạo thì một bộ chuyển mạch thời gian tín hiệu số điều
khiển đầu ra cung gần 2 bộ nhớ có cấu tạo giống nh phơng thức điều khiển

đầu vào nhng về nguyên lý điều khiển đấu nối thì khác với nguyên lý điều
khiển đầu vào. Chuyển mạch thời gian điều khiển đầu ra tuân theo nguyên lý
điều khiển vào tuần tự, ra ngẫu nhiên (có sự điều khiển ở đầu ra).
- Nguyên lý hoạt động:
ở phơng thức này thì mẫu tín hiệu PCM ở tuyến dẫn PCM vào cần đợc
ghi vào các ô nhớ của bộ nhớ tiếng nói theo trình tự tự nhiên. Tức là mẫu ở
khe thời gian TSO ghi vào ô nhớ 00, mẫu ở khe thời gian TS1 ghi vào ô nhớ
01, và mẫu ở khe thời gian TSR-1 ghi vào ô nhớ R-1 của bộ nhớ tiếng nói.
Các mẫu tín hiệu PCM đầu vào ở các khe thời gian đợc ghi thứ tự lần l-
ợt vào các ô nhớ của bộ nhớ tiếng nói.
Bộ điều khiển chuyển mạch quét dọc lần lợt vào các ô nhớ của bộ nhớ
điều khiển đồng bộ với tuyến PCM ra. Khi đọc tới ô nhớ 5 thì nội dung 4 đợc
đa ra và từ mã PCM của TS4 ghi ở ô nhớ thứ 4 của bộ nhớ tiếng nói đợc đọc
Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý chuyển mạch thời gian điều khiển đầu ra
Bus địa chỉ
C-mem
MUX
1 //
1 //
1
R-1
Bộ đếm
khe thời gian
khi
DMUX
Bộ điều khiển
chuyển mạch
khi
R-1
R-1

BM (bộ nhớ đệm)
00
02
00
01
03
vào khe thời gian TS6 của tuyến PCM ra. Nh vậy khe thời gian TS4 đợc đấu
nối tới khe thời gian TS5 đầu ra.
* Nhận xét:
Trờng chuyển mạch thời gian T có thể thiết lập đợc tuyến nối giữa một
đầu vào bất kỳ nào với đầu ra bất kỳ.
Khi số khe thời gian đầu vào một tuyến PCM càng lớn, thời gian
chuyển mạch dành cho một tuyến nối càng nhỏ hay tốc độ chuyển mạch đòi
hỏi càng phải lớn. Điều này ảnh hởng đến tốc độ làm việc của RAM chuyển
mạch. Do đó không thể tăng quá lớn số khe thời gian đợc đấu nối với trờng
chuyển mạch. Thực tế ngời ta sử dụng RAM có thời gian truy nhập nhỏ đồng
thời chuyển mạch song song các bit của một kênh thoại. Sau khi chuyển đổi
mạch RAM các kênh thoại đợc tách kênh và biến đổi từ song song ra nối tiếp.
1.3.3. Trờng chuyển mạch ghép:
Đối với công nghệ chế tạo khi kích thớc tầng S tăng lên, thì số lợng
chân ra của vi mạch cũng sẽ rất lớn gây khó khăn chế tạo vi mạch. Còn việc
tăng dung lợng của tầng chuyển mạch tầng T thì bị hạn chế bởi vi mạch nhớ
RAM và các mạch logic điều khiển liên quan.
Nh vậy việc tăng dung lợng trờng chuyển mạch số để đảm bảo cho số l-
ợng thuê bao và trung kế lớn tuỳ ý theo yêu cầu chỉ còn cách phải xây dựng
trờng chuyển mạch sử dụng kết hợp các tầng S và T tiêu chuẩn. Có rất nhiều
phơng án ghép kết hợp giữa các chuyển mạch tầng T và S: T - S, S - T, S - T -
S, T - S - T, T - S - S - T, S - T - T - S,

1.3.3.1. Trờng chuyển mạch T - S

Hình 1.7. Sơ đồ khối bộ chuyển mạch T - S
Trờng chuyển mạch này là sự kết hợp giữa tầng chuyển mạch thời gian và
tầng chuyển mạch không gian. Trong đó mỗi một bộ chuyển mạch thời gian
đợc đấu nối tới một đờng vào của ma trận chuyển mạch không gian
(m * n). Tầng chuyển mạch thời gian đóng vai trò nh một bộ trao đổi khe thời
gian, sắp xếp các khe thời gian đầu vào vào các khe riêng biệt để kết nối tới
một đầu ra riêng biệt thông qua tầng chuyển mạch không gian.
1.3.3.2. Trờng chuyển mạch ghép S - T:
Trờng chuyển mạch này là sự kết hợp giữa 2 tầng chuyển mạch, trong
đó tầng chuyển mạch không gian ở đầu và tầng chuyển mạch thời gian ở sau.
Bộ chuyển mạch này thực hiện việc chuyển mạch không gian đầu tiên đối với
các kênh vào, tiếp theo thực hiện việc chuyển mạch thời gian, qua bộ chuyển
mạch thời gian thông tin đợc đa tới các khe thông tin ở đầu ra một cách chính
xác.
Loại chuyển mạch này cũng có hạn chế nh tầng chuyển mạch T - S đó
là nếu cùng một khe thời gian trên hai đờng n, n + 1 muốn đến cùng một
m * T khe thời gian vào
n * T khe thời gian ra
T
T1 1T
S
m * n
T
T2 2T
T
m
T
T
m
21 n

đuờng (khe thời gian khác nhau) ở đầu ra thì khi đó thông tin trên 2 khe đều
đợc chuyển tới cùng một khe thời gian.
Hình 1.8. Sơ đồ khối bộ chuyển mạch ghép S - T
1.3.3.3. Trờng chuyển mạch T - S - T:
Trờng chuyển mạch T - S - T có 2 tầng chuyển mạch thời gian T ở 2
bên và đợc kết nối với nhau thông qua tầng chuyển mạch không gian S ở giữa.
Các chuyển mạch thời gian có nhiệm vụ trao đổi khe thời gian trong cùng
tuyến PCM, còn chuyển mạch không gian làm nhiệm vụ trao đổi khe thời gian
trên các tuyến PCM khác nhau.
Hình 1.9. Sơ đồ khối tầng chuyển mạch ghép T - S - T
S
n * n
T
T1 1T
T
T2 2T
T
Tn
n
T
T
T1 1T
T
T2 2T
T
T
n
n
T
T

T
n
n
T
T
T1 1T
S
m * n
T
T2 2T
m * T khe thời gian vào
n * T khe thời gian ra
1 2
n
* Nguyên lý hoạt động:
Giả sử cần thiết lập tuyến nối TS10 luồng PCMO với tuyến TS20 luồng
PCM2.
Bộ xử lý trung tâm CC nhận biết yêu cầu và phân tích. Luồng PCMO
đến luồng PCM2 chọn S - SW một CMr2 tơng ứng với luồng kết nối này một
khe thời gian trung gian TStg = 16. Ghi vào tại ô nhớ 16 địa chỉ 2 (2 = 010) là
địa chỉ của cổng cần phải mở cho đấu nối này. Sau đó CC trao quyền điều
khiển cho bộ nhớ của các tầng chuyển mạch T.
Đối với tầng chuyển mạch thời gian T thì điều khiển trung tâm CC ghi
vào các chuyển mạch (CM) tơng ứng. CMv0 và CMr2.
- CMv0 trong ô nhớ 16 ghi 10 là địa chỉ cần đọc tin ra khỏi SM.
- Cmr2 trong ô nhớ 16 ghi địa chỉ 20 là địa chỉ cần ghi tin vào SM. Ta
thấy trờng chuyển mạch T - S - T với số khe thời gian đầu vào bằng số khe
thời gian trung gian và số khe thời gian đầu ra, hệ thống điều khiển luôn tìm
đợc một tuyến thích hợp cho các cuộc gọi qua trờng chuyển mạch đó. Có thể
nói rằng trờng chuyển mạch ghép T - S - T là trờng chuyển mạch không tổn

thất (No - Blocking).
1.3.3.4. Trờng chuyển mạch ghép S - T - S
Trờng chuyển mạch này có 2 tầng chuyển mạch không gian S ở hai bên
và đợc kết nối với nhau thông qua chuyển mạch thời gian T ở giữa, các
chuyển mạch thời gian có nhiệm vụ trao đổi khe thời gian trong cùng tuyến
PCM, còn các chuyển mạch không gian làm nhiệm vụ trao đổi khe thời gian
trên các tuyến PCM khác nhau.
Hình 1.10. Sơ đồ khối tầng chuyển mạch S - T - S
S
T
T1 1T
T
T2 2T
T
Tn nT
S
* Nguyên lý hoạt động:
Khi bộ nhớ chuyển mạch SMs quét đến ô nhớ r1 tơng ứng với khe thời
gian TSr1 thì nó đọc giá trị i trong ô nhớ này. Giá trị i trong ô nhớ này điều
khiển chuyển mạch S1 kết nối đờng PCMi và đọc nội dung MA từ đờng PCMi
vào trong bộ nhớ BM ở ô nhớ r. MA đợc chứa ở đây cho đến khe thời gian r2,
lúc đó bộ nhớ CMT sẽ chỉ ra cầu đọc thông tin trong ô nhớ r của bộ nhớ BM,
đó là thông tin MA, đồng thời ô nhớ r2 của chuyển mạch S sẽ điều khiển
chuyển mạch S2 nối đờng thứ I để chuyển tin tức MA vừa đọc đợc từ phía B.
Ngay sau khi đọc xong MA về B, cũng trong khoảng 1/2 thời gian cuối của
TSr2 thì tin tức MB từ B đợc ghi vào ô nhớ r của MB. MB đợc chứa ở đây cho
đến khi khe thời gian TSr1. Lúc đó thông tin MB sẽ đợc đọc về phía A đồng
thời thông tin MA sẽ lại đợc tiếp tục ghi vào trong ô nhớ r của bộ nhớ BM.
Lúc này đã thực hiện đợc một đờng kết nối 2 chiều.
1.3.3.5. Tham số đánh giá trờng chuyển mạch:

Để tạo thuận lợi cho việc đánh giá, so sánh trờng chuyển mạch của các
hệ thống tổng đài khác nhau chúng ta hãy xem xét các tham số cơ bản của tr-
ờng chuyển mạch:
- Dung lợng trờng chuyển mạch.
- Độ tiếp thông trờng chuyển mạch
- Khả năng phát triển dung lợng trờng chuyển mạch.
- Thời gian chuyển mạch (tốc độ chuyển mạch)
- Độ phức tạp trong điều khiển trờng chuyển mạch.
Chơng II: tổng quan về tổng đài alcatel 1000 - e10
2.1. Vị trí:
Tổng đài A1000 - E10 là hệ thống tổng đài số, điều khiển theo chơng
trình lu trữ SPC, do hãng ALCATEL CIT của Pháp chế tạo.
A1000 - E10 với tính năng đa ứng dụng có thể đảm đơng chức năng của
một tổng đài hoàn chỉnh, từ tổng đài thuê bao dung lợng nhỏ tới tổng đài
chuyển tiếp hay cổng quốc tế dung lợng lớn.
Hệ thống tổng đài do hãng ALCATEL sản xuất có thể thích hợp sản
xuất với mọi loại hình dân số khác nhau từ những vùng dân c tha thớt đến
những vùng dân c đông đúc, đồng thời nó cũng thích ứng với mọi loại hình
khí hậu khác nhau.
A1000 - E10 có thể cung cấp nhiều loại hình dịch vụ viễn thông khác
nhau, đáp ứng yêu cầu viễn thông hiện tại và tơng lai nh điện thoại, dịch vụ
trong ISDN, dịch vụ trong IN và các loại dịch vụ khác.
A1000 - E10 có thể cung cấp và quản lý đợc mọi loại hệ thống báo hiệu
trong mạng.
Tổng đài A1000 - E10 có thể đợc sử dụng cho tổng đài nội hạt, chuyển
tiếp quốc gia hay quốc tế.
Tổng đài A1000 - E10 có thể giao tiếp đợc với mọi mạng khác nhau
trong một mạng toàn cầu.
Môi trờng hoạt động của A1000 - E10 rất rộng lớn nh mạng điện thoại,
mạng báo hiệu CCS7, các mạng giá trị gia tăng VAN, các mạng số liệu và

mạng quản trị viễn thông TMN.
Hình dới đây minh hoạ vị trí của ALCATEL 1000 - E10 trong mạng
toàn cầu (Golbal network) của Alcatel.
Hình 2.1. Vị trí của Alcatel 1000 - E10 trong mạngtoàn cầu
2.2. Giao diện của A1000 - E10 với mạng:
A1000 - E10 có thể giao tiếp với mạng ngoài bằng các tốc độ khác
nhau, và các giao thức chuẩn theo khuyến nghị của CCITT. Nó đợc mô phỏng
nh hình dới đây:
Hình 2.2. Giao tiếp của tổng đài A1000 - E10 trong mạng
1- Thuê bao Analog chế độ 2, 3 hoặc 4 dây.
ALCATEL
1000 - E 10
ISDN
ALCATEL 1100
Packet switching
transpac
ALCANET
videotex value
added network
services VAN'S
Ninitel
intelligent
network
Freecal
ALCATEL 1000
Mobile
telephony
ALCATEL
1300
TMN telecommunications

management
netwwork
Broad band
ATM
ALCATEL
1100
ALCATEL
1400
xx
xx
H.2.2
NT
PABX
ALCATEL 1000 - E10
CAS
CCS
N
0
7
Mạng số liệu
VANS
Mạng O & M
3
2
1
6
7
54
2- Thuê bao ISDN, truy nhập cơ sở tốc độ 144 Kb/S qua bộ kết nối số
NT (2B + D)

3- Thuê bao ISDN, truy nhập sơ cấp (30B + D), tốc độ 2Mb/s
4 - 5 - Luồng PCM tiêu chuẩn (2Mb/s, 32 kênh, CCITT G732)
6 - 7 - Liên kết số liệu tơng tự hoặc số tốc độ 64 Kb/s
8- Đờng số liệu 64 Kb/s (giao thức X.25, giao tiếp Q3) hoặc đờng t-
ơng tự với tốc độ nhỏ hơn 19.200 b/s (giao thức V24).
2.3. Cấu trúc phân hệ:
ALCATEL 1000 - E10 đợc thiết kế với cấu trúc mở, nó
bao gồm có 3 phân hệ với các chức năng độc lập (đợc kết nối với nhau - bởi
các giao tiếp chuẩn).
1. Phân hệ truy nhập thuê bao: Do các bộ kết nối thuê bao tạo thành để
kết nối các thuê bao analog và thuê bao.
Những bộ két nối thuê bao này thực hiện nhiệm vụ kết nói, phối ghép
với các đờng dây thuê bao, tập trung lu lợng của chúng, số hoá các tín hiệu
analog và xử lý báo hiệu trên đờng dây thuê bao.
2. Phân hệ đấu nối và điều khiển: nó quản lý chuyển mạch kênh
phân chia theo thời gian và nó thực hiện chức năng xử lý cuộc gọi.
3. Phân hệ vận hành và bảo dỡng: khối thiết bị này cung cấp chức
năng cho vận hành, khai thác và bảo dỡng hệ thống.
Mỗi phân hệ có phần mềm riêng phù hợp với chức năng của nó. Các
phân hệ giao tiếp với nhau qua các chuẩn đấu nối. Thông qua nguyên tắc phân
phối hệ, nên A1000 - E10 có các u điểm sau:
- Tiết kiệm đầu t lắp đặt ban đầu
- Phát triển dần khả năng đấu nối đờng dây và khả năng xử lý.
- Tối u độ an toàn cho cả hệ thống.