nghiên cứu tổng quan về tổng đài điện tử số Alcatel 1000E10 OCB 283

§å ¸n tèt nghiÖp Lª Hµ
1
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Lời nói đầu
Sự phát triển của hạ tầng cơ sở thông tin là yếu tố quan trọng thúc đẩy
nền kinh tế phát triển và góp phần nâng cao đời sống xã hội của con ngời. Do
đợc thừa kế những thành tựu của các ngành công nghiệp điện tử, bán dẫn,
quang học, tin học nên công nghiệp viễn thông đã có những bớc tiến nhảy
vọt kỳ diện đa xã hội loài ngời bớc sang một kỷ nguyên văn minh mới. Trong
những năm gần đây ngành bu chính viễn thông Việt Nam đã có những bớc
phát triển mạnh mẽ. Với những chiến lợc đi thẳng vào kỹ thuật mới, hiện đại,
hàng loạt các tổng đài điện tử số đã đợc trang bị và đa vào khai thác để thay
thế cho hàng loạt các loại tổng đài cơ điện cũ. Trong một mạng viễn thông,
các nút chuyển mạch và hệ thống truyền dẫn đóng vai trò rất quan trọng, do
đó việc nghiên cứu nắm bắt các kỹ thuật về tổng đài và truyền dẫn là rất cần
thiết. Tổng đài Alcatel 1000 E10 của hãng Alcatel là một trong những tổng đài
só có dung lợng lớn và đang đợc sử dụng rộng rãi ở Việt Nam. Do đó trong đề
tài tốt nghiệp của em, em đã nghiên cứu tổng quan về tổng đài điện tử số
Alcatel 1000E10 OCB - 283.
Nội dung đồ án gồm các phần sau:
Phần I : Cơ sở kỹ thuật tổng đài điện tử số
Phần II: Tổng đài Alcatel 1000E10 (OCB - 283)
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn
Nguyễn Vũ Sơn cùng toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Điện tử thông tin
trờng Đại học Mở Hà Nội đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập
cũng nh hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Vì thời gian có hạn, kiến thức
còn hạn chế nên đồ án này chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót.
Em rất mong nhận đợc sự góp ý, đánh giá của thầy cô và các bạn cùng lớp để
em hoàn thành tốt bản đồ án này.
Hà Nội, tháng 5 năm 2003
Sinh viên

Lê Hà
Phần I: Cơ sở kỹ thuật tổng đài điện tử số
Ch ơng I: Kỹ thuật PCM và TDM
I. Kỹ thuật PCM:
ý tởng về hình thức xử lý số tín hiệu trong viễn thông đợc phát minh
trong những năm 30 của thế kỷ.
2
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Kỹ thuật điều chế xung mã PCM (Pulse Code Mudulation) là kết quả thu
đợc của các thủ tục xử lý rời rạc hoá tín hiệu Analogue theo thời gian lợng tử
hoá theo mức tín hiệu và mã hoá đại lợng mức lợng tử của tín hiệu thành các
tổ hợp mã nhị phân tơng ứng. Quá trình thông tin PCM đợc minh hoạ nh hình
vẽ (hình 1).
Hình 1: Tuyến thông tin số
Tuy vậy khi công nghệ bán dẫn ra đời và đạt đợc thành tựu to lớn trong
thập kỷ 60 mới cho phép ứng dụng PCM vào thực tế. Ngày nay phơng pháp
phổ biến nhất dùng để số hoá tín hiệu thoại là điều chế xung mã PCM.
Kỹ thuật PCM bao gồm có 3 bớc:
- Lấy mẫu
- Lợng tử hoá
- Mã hoá tín hiệu.
1. Lấy mẫu:
Lấy mẫu chính là quá trình rời rạc hoá tín hiệu tơng tự. Đây là bớc
chuyển tín hiệu mang thông tin dạng liên tục thành tín hiệu mang thông tin rời
rạc, bằng phơng pháp lấy mẫu (Sampling). Sao cho tín hiệu rời rạc phải mang
đẩy đủ thông tin của tín hiệu tơng tự, để tái tạo đợc thông tin một cách trung
thực ở đầu thu.
Quá trình rời rạc hoá tín hiệu sẽ làm cho tín hiệu liên tục thành một dãy
xung PAM.
Quá trình lấy mẫu dựa trên định lý Kachenhicốp đợc phát biểu nh sau:

Một tín hiệu X(t) liên tục theo thời gian có phổ hạn chế từ (0ữF
max
)Hz,
đợc hoàn toàn xác định bởi những giá trị X(k t) của nó lấy các khoảng thời
gian t =1/2F
max
với F
max
là tần số cao nhất của phổ làm X(t).
Nếu gọi T
1m
là chu kỳ lẫy mẫu và F
1m
là tần số lấy mẫu ta có:
T
1m
1/2F
max
.
3

Lọc và
lấy mẫu
L ợng tử
hoá
Mã hoá Chuyển dẫn
truyền dẫn
Giải mã Lọc

Đồ án tốt nghiệp Lê Hà

Hình 2: Sơ đồ minh hoạ định lý Kachenhicốp
Trong tín hiệu thoại vùng phổ tiếng nói từ 300Hz đến 3400Hz đợc sử
dụng. Thực tế phố tiếng nói của con ngời kể từ tần số thấp nhất đến vài trăm
Hz cho tới tần số rất cao. Tần số này đã đợc máy điện thoại hạn chế bớt, mức
hạn chế ở vùng tần số cao vẫn cha đủ, vì vậy trớc khi lấy mẫu, tín hiệu tiếng
nói cần phải cho qua bộ lọc thông thấp để hạn chế phổ tiếng nói dới 3400Hz.
Nh vậy ta đã biết phổ của tín hiệu thoại ừ 0,4 KHZ tới 4 KHz, ta tính đ-
ợc tần số lấy mẫu là:
T
1m
= 1/2F
max
= 1/8KHz = 125às.
Nếu muốn mẫu mã hoá 8 bit, ta có tốc độ bít của lệnh thoại số tiêu chuẩn là:
V
thoại
= 8 bít x 8 KHz = 64bit/s.
Hình 3: Sơ đồ biểu diễn minh hoạ sự phục hồi tín hiệu liên tục.
ở đầu thu để phục hồi lại đợc tín hiệu ban đầu, ngời ta dùng bộ lọc thông
thấp. Tín hiệu rời rạc theo định lý Kachenhicốp khi qua bộ lọc thông thấp, với
tần số cơ bản của tín hiệu sẽ cho ra tín hiệu ban đầu. Quá trình phục hồi đó đ-
ợc minh hoạ ở hình 3.
4
t t
X (t)X (t)

X (t)
X (t)
X(t)
T

1m
t
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Trong thực tế tín hiệu hữu hạn theo thời gian vì vậy phổ của tín hiệu biến
thiên một khoảng rất rộng. Cho nên khi tiến hành rời rạc hoá tín hiệu liên tục
theo thời gian, phổ của tín hiệu bị hạn chế.
Khi rời rạc hoá tín hiệu, yêu cầu xung PAM có thời gian tồn tại rất nhỏ
nhng thực tế tơng đối lớn, có một giá trị nào đó.
Khi rời rạc hoá tín hiệu, nếu F
1m
< 2 F
max
thì sau khi lấy mẫu các đoạn
phổ tín hiệu gốc sẽ bị chồng lên nhau. Hiện tợng này gọi là sự chồng phổ, khi
tín hiệu tách lại ở bên thu sẽ bị biến dạng so với bên phát. Do đó trớc khi lấy
mẫu thì phổ tín hiệu phải qua lọc.
5
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Hình 4: ảnh hởng của độ xung PAM đến phổ tín hiệu rời rạc.
Thực tế có nhiều tín hiệu có phổ không phải từ 0 tới F
max
, mà từ
F
min
ữF
max
với tín hiệu phổ từ F
min
ữF
max

, ta có F
1m
nh sau:
Gọi F = F
min
ữF
max
.
Nếu xét F
max
/F nếu tỷ số này nguyên thì F
1m
nhỏ nhất bằng 2F.
Còn nếu tỷ số này lẻ thì ta có trờng hợp sau:
Gọi n là số nguyên lớn nhất nhỏ hơn F
max
/F.
Nếu n = 1 thì F
1m
2F
max
n = 2 thì F
min
> F
1m
F
max.
n=3 thì (2/3) F
max
F

1m
Fmin.
Các mạch lấy mẫu thờng là lấy mẫu và duy trì, trong đó gồm một
tranzitor hoạt động nhanh và đóng vai trò khoá tắt mở theo sự điều khiển của
xung lấy mẫu. Mức tín hiệu đã lấy mẫu đợc tích lại trên một tụ điện và đợc đa
đến bộ khuếch đại đệm có trở kháng cao trớc lúc xử lý.
6
X(t)
S ()
= T/2
()
X(t)
S ()
= T/4
()
X(t)
S ()
= T/8
()
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Sử dụng trở kháng cao để ngăn ngừa sự giải phóng điện tử các dòng rò
trong khoảng thời gian giữa các xung lấy mẫu.
Hình 5: Sự chồng phổ
Sử dụng trở kháng cao để ngăn ngừa sự giải phóng điện tử các dòng rò
trong khoảng thời gian giữa các xung lấy mẫu.
2. Lợng tử hóa.
Là thay thế một tín hiệu tơng tự đã đợc lấy mẫu bằng tập hữu hạn của các
mức biên độ, tức là biến đổi tín hiệu liên tục theo các mức thành tín hiệu biên
độ rời rạc. Ưu điểm của lợng tử hóa tín hiệu đã lấy mẫu là giảm đợc ảnh hởng
của tạp âm.

Các mức tín hiệu rời rạc này gọi là mức lợng tử hoá, khoảng cách giữa
hai mức lợng tử hoá gọi là bớc lợng tử hoá.
7
S()

Phổ tín hiệu
gốc

Phổ tín hiệu sau
lấy mẫu
F
1m
2F
max
Phổ tín hiệu có
sự chồng phổ
F
1m
2F
max
Phổ tín hiệu
tách khi có sự
chồng phổ
x
Mức l ợng tử hoá
x: B ớc l ợng tử hoá
Biên độ
t
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Hình 6: Sơ đồ mô tả lợng tử hoá

Ngời ta thực hiện lợng tử hoá xung PAM bằng các mạch đặc biệt. Trong
các mạch này ngời ta so sánh các giá trị của xung PAM với các mức chuẩn
cho trớc, tơng ứng với các mức lợng để quyết định đa vào mức này hay mức
kia. Căn cứ vào bớc lợng tử hoá x = const gọi là lợng tử hoá tuyến tính thờng
chỉ dùng khi có tín hiệu có sự biến đổi về mức không lớn. Còn đối với tín
hiệu có sự thay đổi mức lớn, từ rất thấp tới rất cao, nếu áp dụng lợng tử hoá
tuyến tính thì sẽ có tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/N). Muốn giảm tạp âm lợng tử
thì ra phải giảm bớt lợng tử x, khi đó số mức lợng tử tăng lên, dẫn đến tăng
kênh truyền và tăng tốc độ. Để khắc phục ngời ta dùng lợng tử hoá phi tuyến.
Đối với lợng tử hoá phi tuyến bớc lợng tử x nhỏ khi tín hiệu nhỏ x lớn khi
tín hiệu lớn (x # const). Ngời ta chứng minh đợc rằng lợng tử hoá phi tuyến
theo luật logarit sẽ làm cho tỷ số S/N không phụ thuộc vào mức tín hiệu vào.
Trên thực tế sử dụng phổ biến hai quy luật A và à:
Luật nén - giãn A:
Thuật toán nén - giãn tín hiệu theo luật A đợc thực hiện theo công thức sau:
Sng (x) với X<1/A
A(x) =
Sng (x) với 1/A<x<1
Trong đó: Sgn (x): Hàm dấu của tín hiệu có biên độ X
A(x) : Hàm nén tín hiệu
A : Hằng số xác định mức độ nén.
CCITT: Khuyếch nghị giá trị A = 87,6.
Thành phần thứ nhất trong công thức trên chỉ rõ các giá trị mức nhỏ của
tín hiệu X, khi đó giá trị đầu ra biến thiên phụ thuộc tuyến tính đối với đầu
vào. Đối với thành phần thứ 2, giá trị tín hiệu đầu ra đợc lấy xấp xỉ hoá theo
các segment tuyến tính.
Đặc tuyến nén theo loại A có 8 segment trong cực tính dơng + và 8
segment trong cực tính âm - do vậy tổng số có 16 đoạn, tuy vậy có 2
8
Ax

1+ln(A)
1+ln Ax
1+ln(A)
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
segment đầu của cực tính + và - xấp xỉ hoá bằng một đoạn tuyến chung
do đó có tổng số segment là 13.
Hình 7: Đặc tuyến mã hoá theo luật A
9
U
m
Biên độ cực đại tín hiệu
OA 0ữU
m
/128 bớc lợng tử hoá q
AB U
m
/128 ữU
m
/64 Bớc lợng tử hoá q
BC : 2q
CD : 4q
DE : 8q
EF : 16q
FG : 32q
GH : 64q
11
96
80
6
48

32
1
A
B
C
D
E
F
G
H
U
m
/8 U
m
/4 U
m
/2
U
m
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Luật nén - giãn A có các đặc trng sau:
+ Dải động biên độ mẫu tín hiệu đầu vào đợc chia thành 8 segment cho
cả cực tính dơng và cực tính âm.
+ Cho mỗi segment, bớc lợng tử tăng theo cơ số 2.
+ Cho mục tiêu mã hoá, mỗi segment đợc mã hoá bằng một tổ hợp mã
nhị phân 3 bit
+ Mỗi segment đợc chia thành 16 bớc lợng tử đều và sử dụng tổ hợp mã
nhị phân 4 bit để mã hoá 16 mức.
+ Mỗi mức đợc trình diện bởi một tổ hợp mã nhị phân 8 bit (1 bit cho
dấu cực tính, 3 bit cho segment và 4 bit cho mức lợng tử trong một segment)

+Hằng số A = 87,6
+ Các giá trị biên độ tín hiệu đợc phân chia với giới hạn tối đa là 4096
trong cả hai cực tính.
+ Các điểm của segment, các mức lợng tử hoá và các tổ hợp mã nhị phân
tơng ứng theo luật A liệt kê trong bảng.
+ Có thể cho rằng biên độ mẫu tần số có giá trị tới 64, đợc xắp xếp vào b-
ớc lợngt ử 2,64 ữ128 vào 4 v.v
Luật nén à:
Đặc trng luật à đợc xác định theo hàm số:
à(X) = Sgn (X) trong đó: - 1X +1
à là yếu tố xác định mức độ nén - giãn. Luật à đợc sử dụng ở Nhật, Bắc
Mỹ trong các hệ thống PCM 24 kênh. Luật à có 15 segment và mẫu tín hiệu
vào có thể phân chia tới 8159 giá trị. Giá trị hằng số à = 255 và cũng dùng tổ
hợp mã nhị phân 8 bit và có dải động là 48 dB.
3. Mã hoá tín hiệu:
Sau khi lợng tử hoá xung PAM, mỗi xung PAM sẽ đợc lợng tử hoá theo 8
bits. Trong đó có 1 bit dấu và 7 bit số liệu.
10
Ln(1+àX)
Ln(1+à)
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Cấu trúc từ mã đợc thể hiện nh sau:
Hình 8: Cấu trúc từ mã
Để mã hoá tín hiệu ngời ta dùng các phơng pháp sau:
+ Đối với mã hoá tuyến tính:
-Phơng pháp đếm Counter:
Đếm liên tục các mức mẫu hoá x. Khi mã hoá n bit thì đếm tối đa là:
N = 2n-1 xung
Với phơng pháp này thời gian biến đổi lớn, nhng thiết bị gọn nhẹ đơn
giản (một mẫu x tơng ứng với một SB).

- Phơng pháp cân Iteral: (Digital at time):
Mã hoá n bít tơng ứng với n mẫu so sánh, mỗi mẫu tơng ứng với trọng l-
ợng bit.
- Phơng pháp mã hoá trực tiếp: (Word at aTime).
Trong phơng pháp này mã hoá trực tiếp hay là song song. Mã hoá n bít
toạ độ 2n-1 mẫu, mỗi mẫu tơng đơng với một x so với mẫu cạnh nó. Khi đó
phải có 2n-1 bộ so sánh.
Phơng pháp này rất nhanh chóng nhng quá phức tạp, không kinh tế, sai
số tơng đối lớn. Trong phơng pháp đếm và phơng pháp cân, ngời ta còn phân
ra làm hai loại, loại không có phản hồi và loại có phản hồi.
+ Mã hoá phi tuyến
- Loại1 : Analog Compander:
Hình 9: Sơ đồ mã hoá phi tuyến
11
Comp
A
Lin
code
LM
Decode
Analog
Exp
AnalogAnalog
Nén t ơng
tự
Mã hoá
tuyến tính
Giải mã
tuyến tính
Giãn t ơng

tự
B0B1B2B3B4B5B6B7
Các bit số liệu
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Loại 2: Digital Compander
Hình 10: Sơ đồ bộ mã hoá tuyến tính
Loại 3: Phản hồi phi tuyến
Hình 11: Sơ đồ bộ phản hồi phi tuyến.
ở đây chúng ta không đi sâu nghiên cứu các phơng pháp
Với tín hiệu thoại số thời gian dành cho 8 bits sẽ có một chu kỳ lấy mẫu
bằng 125 às. Do đó mỗi bit sẽ chiếm một khoảng thời gian bằng:
T 125/8 =15,6às.
Với thời gian nh vậy dòng xung lấy ra liên tiếp sẽ đạt tốc độ:
V = 1/15,6 = 64 kbit/s
II. Kỹ thuật TDM (Time division multiplex)
1. Giới thiệu kỹ thuật TDM
Do nhu cầu thông tin ngày càng cao khối lợng tin tức cần truyền ngày
càng nhiều. Vì thế để nâng cao hiệu quả truyền dẫn, tiết kiệm truyền dẫn phải
ghép nhiều tín hiệu để cùng truyền trên một phơng tiện truyền dẫn gọi là kỹ
thuật ghép kênh.
Trong kỹ thuật ghép kênh thì kỹ thuật TDM - ghép kênh theo thời gian là
phơng pháp ghép kênh đợc sử dụng trong thông tin số tức là các tín hiệu số đ-
ợc lần lợt, ghép vào các khung truyền dẫn chung theo thứ tự thời gian nhất
định và lần lợt đợc truyền dẫn xử lý. Về thời gian không đồng thời tại một thời
điểm, chỉ có một tín hiệu đợc xử lý và truyền dẫn. Về dải tần, tần số thì giống
nhau.
12
Lin
Code
Digital

comp
Digital
Exp
Lin
Decode
AnalogAnalog
Nén số
Giãn số
Đếm
Nonlin
Dac
Nonlin
Dac
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
2. Các phơng pháp ghép TDM
2.1.Ghép theo xung PAM (ghép sau lấy mẫu)
Giả sử tín hiệu x
1
(+) : Khi lấy mẫu ta đợc xung PAM
T
s
: Chu kỳ lấy mẫu
Sau 1 TS ta có 1 xung PAM
Hình 12: Ghép theo xung PAM
Trong một chu kỳ lấy mẫu T
s
lần lợt xếp vào nU
PAM
của n tín hiệu khác
nhau theo một thứ tự thời gian nhất định có chu kỳ. Chu kỳ lấy mẫu đợc gọi là

một khung ghép với thoại 1 khung giới hạn là 125à, 1s = 8000 khung ghép.
Do mã hoá cho cả chung dãy xung PAM, làm cho tốc đọ làm việc bộ mã
hoá tăng, gây khó khăn cho bộ mã hoá. Nên phơng pháp ghép theo xung PAM
không sử dụng.
2.2. Ghép theo tín hiệu số (ghép sau mã hoá)
a. Ghép xen kẽ từng bit (ghép xen bit)
Các dòng số đợc ghép xen kẽ lần lợt theo từng bit
1 2 3

n

1 2 3

n

13
12
ABAB
12
Xen bit
A
125às
B
125às
1 2
A
B
X
1
(t)

X
n
(t)
X
2
(t)
X
t
n
1 2
n
1 2
T
s
T
s

Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
1A 1B 2A 2B 3A 3B

n
A
n
B

Hình 13: Ghép xen kẽ từng bit
Nhận xét:
- TH nét bit
- Yêu cầu các dòng số đầu vào thiết bị ghép phải giống nhau số bit (đồng
bộ tuyệt đối).

- Ghép xen bit đợc sử dụng để ghép dòng số tốc độ thấp thành dòng số
tốc độ cao.
b. Ghép xen kẽ từng byte (xen byte)
Các dòng số đợc ghép xen kẽ từng byte một vì sai số không mất hết 1
byte (<1byte) 1byte = 8 bit
Hình 14: ghép xen kẽ từng byte
Ghép xen byte đợc sử dụng trong cấp ghép cơ sở (cấp ghép tín hiệu thoại
từ tơng tự sang số) trong cấp ghép phải có chứa thiết bị biến đổi A/D tơng tự
số (codec).
III. Cấu trúc kênh PCM sơ cấp 30/32
1. Cấu trúc khung
Trong hệ thống PCM cấp 1 có 32 lệnh đợc ghép, việc thực hiện ghép
không phải theo từng bit mà theo từng PCM.
Một từ PCM chứa 8 bit, các từ PCM của 32 kênh đợc cất trong một bộ
nhớ đệm. Sau đó từng PCM đợc đọc ra và nén đến 1/32 của độ dài ban đầu của
chúng (tốc độ bit trở nên lớp gấp 32 lần) trớc khi từ PCM đợc phát trên đờng
dây chung.
Khoảng phân định cho mỗi từ PCM trên đờng dây TDM đợc gọi là khe
thời gian Ts (time Slot).
14
Byte 1Byte 2
Byte 1Byte 2
A BAB



Xen byte
1 2
A
B

Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Ta có 32 kênh cùng tạo nên một khung, mỗi khung chứa một từ PCM của
1 trong 32 kênh.
0 1 2

15 16 17

31
Hình 15 : Cấu trúc 1 khung 32 khe thời gian
Kênh 0 và 16 đợc dùng cho đồng bộ và báo hiệu
Còn 30 kênh dùng cho các cuộc dàm thoại khác
Khe thời gian TS
0
dùng để đồng bộ dòng bit sao cho phát và thu đều
thống nhất khi bắt đầu một khung mới. Từ khoá của khung này mở đầu cho tất
cả các khung. Khi từ khoá của khung đến may thu nhỏ sẽ cho biết là các PCM
sau đó thuộc về 1 khung mới.
Còn khe TS
16
dùng cho mục đích báo hiệu.
Tốc dộ bit của 1 kênh PCM là 64 Kbit/s. ở bộ ghép tốc độ sẽ là:
32 x 64 =2048 kbit/s.
Để phát ra một cách hiệu quả các tín hiệu có tốc độ khác nhau nh tiếng
nói, báo hiệu ngời ta tổ chức thành các đa khung ghép kênh. Vì cần phải có
256 bit cho 1 khung nên phải sử dụng để đồng bộ khung và khe thời gian thứ
17 (TS16) đợc sử dụng để đồng bộ đa khung và báo hiệu. Vì vậy 30 khe thời
gian sử dụng cho tiếng nói. Cấu hình này còn đợc gọi là nhóm sơ cấp kiểu E1.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
15

125às
Khung
Đồng bộ Báo hiệu
3,9às
Các kênh thoại 1ữ15 Các kênh thoại 17ữ31
Tín hiệu đồng bộ khung
1khung 125às3,9 às
TS
0
TS
16
Các khe thời gian 1ữ8
TS
1ữ
ST
15
,TS
17
ữ
TS
31
1 2 3 4 5 6 7 8
Đồng bộ và báo hiệu đa khung
488ns
1khung 125às
TS
15
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 x 0 x x
Hình 16: Cấu hình khung của nhóm sơ cấp

2.Thông tin trong đa khung (MK)
Trong thông tin đa khung có trờng hợp xuất hiện các khe rông với các bit
đều bằng 0 sẽ dẫn đến nhầm lẫn. Để tránh nhầm lẫn ngời ta thực hiện đảo bit
nh sau:
0 0 0 0 0 0 0 0
n i n i n i n i
Với i : đảo n: không đảo
Vậy ta đợc khe kết quả sau:
0 1 0 1 0 1 0 1
Tổng số bit phát đi trong 2KM sẽ là:
8bit x 32 TS/1khung x 16 khung/1 đa khung = 4096bit/2ms
Trong 1 đa khung thì TS
0
và TS
16
dùng cho việc đồng bô khung và đồng
bộ đa khung. Vậy trong 16 khung sẽ có 1 khung dành cho đồng bộ còn 15
khung sẽ dành cho thông tin của 30 kênh thoại. Các giá trị sẽ tuỳ chọn để báo
cho đầu thu biết tình trạng đồng bộ.
16
Khe rỗng:
Đảo bit:
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Ch ơng II: Tổng đài điện tử số SPC
I. Cấu trúc hệ thống tổng đài
Các tổng đài điện tử số hoàn hảo biểu hiện sự kết hợp thành công giữa kỹ
thuật diện tử máy tính với kỹ thuật điện thoại. Các dấu hiệu thành công xuất
hiện thành công, xuất hiện tử những năm 60 của thế kỷ 20. Sau hai thập kỷ
phát triển, các thế hệ của tổng đài điện tử số chứa đựng nhiều thành tựu từ sự
phát triển của kỹ thuật điện tử. Sự phát triển này đợc thúc đẩy bởi nhu cầu gia

tăng chất lợng, cải thiện giá cả, tính duy trì và tính linh hoạt của các tổng đài
cơ và nhờ khai thác các u điểm tuyệt đối và tốc độ trong kỹ thuật điện tử và
máy tính.
ứng dụng đầu tiên của thiết bị điện tử vào các tổng đài điện thoại thuộc
về lĩnh vực điều khiển: Stored - program control hay còn gọi là SPC.
Chú thích:
Tuyến số
Tuyến analog
Tuyến điều khiển
Hình 17: Sơ đồ khối tổng quát của tổng đài điện tử số SPC
II. Các khối kỹ thuật chính của SPC
1 Kết cuối thuê bao Analog (Bộ thuê bao - BTB)
Kết cuối thuê bao thực hiện vai trò thiết bị giao tiếp giữa thuê bao và
tổng đài, mỗi thuê bao đợc nối với tổng đài đều đợc đấu với một số kết cuối
thuê bao. Kết cuối thê bao thực hiện 7 chức năng cơ bản sau: BORSCHT
17
Đơn vị tập trung thuê bao
Đơn vị kết
cuối đ ờng
thuê bao
m
u
x
Khối
chuyển
mạch tập
trung thuê
bao
MF
sig

Khối
chuyển
mạch
tập
trung
thuê
bao
Đơn vị kết
cuối trung kế
analog
tones
MF
sig
CCS
CCS
Hệ thống điều khiển tổng đài
Bộ điều khiển đ
ờng dây thuê bao

Các đâu cuối
điều hành
Các trung
kế Analog
Các trung
kế số
Đơn vị
chuyển mạch
nhóm
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
2 Khối ghép kênh MUX

Chúng ta đã tìm hiểu về các chức năng của kết cuối thuê bao (BTB), hiện
nay với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ điện tử, tin học nên tại mỗi
thuê bao đều đợc trang bị chức năng biến đổi A/D - D/A. Vì vậy tại đầu ra của
kết cuối thuê bao tín hiệu thoại đã là tín hiệu số. Để nâng cao hiệu suất sử
dụng đờng PCM đầu nối giữa các kết cuối thuê bao đầu nối tới bộ tập trung
thuê bao, giữa bộ tập trung thuê bao và trờng chuyển mạch trung tâm, ngời ta
sử dụng thiết bị ghép kênh MUX.
Nh vậy tại đầu ra bộ ghép kênh MUX ta có luồng PCM có mật độ lu lợng
trên các kênh thoại lớn hơn nhiều lần so với đầu vào bộ ghép kênh MUX.
Trong nhiều tổng đài, thực tế thờng ngời ta tổ chức mỗi ngăn thuê bao có khả
năng trang bị tối đa 256 thuê bao, các thuê bao trong một ngăn đợc đấu chung
với một hoặc vài thiết bị ghép kênh MUX để đa ra một hay nhiều đờng PCM
nội bộ đấu tới bộ tập trung thuê bao tuỳ theo cấu trúc mỗi loại tổng đài.
3 Bộ tập trung thuê bao (TTTB)
Bộ tập trung thuê bao thực hiện chức năng tập trung các luồng tín hiệu số
(PSHW) có mật độ lu lợng thoại thấp tại đầu vào (từ các thuê bao đa tới) thành
một số ít các luồng tín hiệu số PCM có mật độ lu thông thoại cao hơn ở đầu ra
(SHW) nhằm mục đích nâng cao hiệu suất sử dụng các đờng PCM đầu nối
giữa các bộ tập trung thuê bao và trờng chuyển mạch trung tâm (đờng SHW).
Trong tổng đài, bộ tập trung thuê bao còn thực hiện chức năng thiết lập
tuyến nối các thiết bị phụ trợ: cấp âm báo, thu xung đối tần với các thuê bao
để phục vụ cho quá trình thiết lập tuyến nối. Để thực hiện đợc các chức năng
trên, cấu trúc của bộ tập trung thuê bao gồm một trờng chuyển mạch, các bộ
ghép/ tách kênh (MUX/DMUX), bộ suy hao với hệ số suy âm
Các bạn có thể tìm hiểu chi tiết hơn các bộ tập trung thuê bao của tổng
đài, cụ thể sẽ đợc trình bày ở bài số 3 của chơng trình đào tạo này.
4. Thiết bị tạo âm báo
Thiết bị này thờng đợc cấu tạo bằng các vi mạch nhớ EPRROM, mỗi
vùng nhớ chứa một thông tin nhất định về các âm báo đã đợc số hoá, nh âm
quay số, âm báo bận, hồ âm chuông, âm báo tình trạng tắc nghẽ Đờng nối

giữa thiết bị tạo âm báo và bộ tập trung thuê bao là đờng tín hiệu số PSHW.
Theo sự sắp xếp từ trớc, bộ điều khiển chỉ cần đợc điều khiển đọc ngăn nhớ
18
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
thích hợp vào thời điểm định trớc, khi đó trên đờng PCM nội bộ đợc đấu giữa
thiết bị tạo âm báo và bộ tập trung thuê sẽ có khe thời gian khác nhau mà trên
đó có chứa các thông tin về các âm báo đã đợc số hoá.
Trong quá trình xử lý cuộc gọi, khi cần cấp một âm báo nào đó cho thuê
bao, bộ điều khiển chỉ cần điều khiển quá trình thiết lập tuyến nối giữa khe
thời gian dành cho thuê bao đó và khe thời gian có chứa âm báo cần thiết qua
trờng chuyển mạch của bộ tập trung thuê bao.
5. Thiết bị thu xung đa tần (MG Sig)
Thiết bị này thờng đợc đấu nối với bộ tập trung thuê bao qua đờng PCM
nội bộ, thực hiện chức năng thu xung đa tần từ các thuê bao đa tới sau đó
chuyển các thông tin địa chỉ thu đợc cho bộ điều khiển trung tâm để xử lý
cuộc gọi. Số lợng các bộ thu xung đa tần phải đợc tính toán sao cho đáp ứng
đợc nhu cầu sử dụng của thuê bao.
6. Khối chuyển mạch nhóm
Khối chuyển mạch nhóm hay còn gọi là khối chuyển mạch trung tâm.
Khối chuyển mạch nhóm thực hiện chức năng thiết lập các loại tuyến nối khác
nhau.
+ Khối tập trung trung kế số:
Khối tập trung kế số thực hiện chức năng tập trung tất cả các đờng trung
kế đợc đấu nối với tổng đài (đài vào khối tập trung kế số) để đa ra số luồng tín
hiệu số tơng đơng (đờng SHW) đa tới trờng chuyển mạch trung tâm. Các khối
báo hiệu kênh riêng, kênh chung đợc đấu nối với khối tập trung trung kế số.
Về cấu trúc khối tập trung trung kế số cũng bao gồm một trờng chuyển mạch
thời gian T, các thiết bị ghép kênh/ tách kênh để thực hiện chức năng tập
trung các đờng trung kế. Học viên có thể tham khảo chi tiết hơn ở phần giới
thiệu một số tổng đài cụ thể.

+ Thiết bị phụ trách báo hiệu R2, báo hiệu CCS7
Tuỳ theo tổ chức mạng báo hiệu của mạng viễn thông Việt Nam mà tổng
đài có thể đợc trang bị hay không trang bị thiết bị báo hiệu số 7. Các thiết bị
báo hiệu thực hiện chức năng Thu/ Phát các thông tin báo hiệu giữa hai tổng
đài và thông báo kết quả báo hiệu về hệ thống điều khiển trung tâm để xử lý.
19
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Nội dung về các phơng pháp báo hiệu sẽ đợc đề cập chi tiết ở phần sau:
+ Đờng nối giữa bộ ghép kênh và bộ tập trung thuê bao (PSHW)
Đờng PSHW là đờng PCM cơ sở tốc độ 2.048Mpbs. Nh phần bộ thuê bao
đã trình bày, quá trình thực hiện biến đổi A/D,D/A đợc thực hiện tại bộ thuê
bao, hay nói cách khác tại đầu ra bộ thuê bao tín hiệu là tín hiệu số. Để thực
hiện đợc điều này bộ điều khiển chuyển mạch điện thuê bao phải thực hiện
việc sắp xếp các khe thời gian trên đờng PCM dùng chung (đờng PSHW) cho
các thuê bao dang ở trạng thái nhấc tổ hợp. Điều này có nghĩa là thuê bao ở
trạng thái rỗi thì mạch điện thuê bao đó không đợc sắp xếp một khe thời gian
rỗi trên đờng PSHW. Vì vậy trên đờng PSHW mật độ lu lợng thoại không cao
do nhu cầu sử dụng điện thoại của thuê bao không phải là liên tục (phụ thuộc
vào thời gian trong ngày, ngày trong tháng, tháng trong năm ),nói cách khác
trên đờng PSHW rất ít khi xảy ra trờng hợp cả 30 kênh thoại đều bị chiếm cho
các cuộc gọi. Đó là lý do ngời ta gọi đờng này là PSHW.
* L u ý: Thuật ngữ PSHW chỉ đợc sử dụng ở một số tổng đài, nhng xét về
bản chất của đờng PCM đợc đấu giữa các bộ thuê bao với bộ tập trung thuê
bao, trong bài giảng này chúng tôi sử dụng thuật ngữ PSHW.
+ Đờng nối giữa bộ tập trung thuê bao và khối chuyển mạch nhóm (SHW).
Đờng SHW là đờng PCM cơ sở tốc độ 2.048 Mpbs (tiêu chuẩn CEPT).
Đây là đờng PCM đợc đấu nối giữa bộ tập trung thuê bao với khối chuyển
mạch nhóm (chuyển mạch trung tâm). Do bộ tập trung thuê bao đã thực hiện
tập trung các đờng PSHW có mật độ l lợng thoại thấp thành một ít đờng PCM
có mật độ lu lợng thoại cao hơn đợc gọi là SHW. Trên đờng này số khe thời

gian có mạng thông tin thoại, thông tin số liệu nhiều hơn so với đờng PSHW.
+ Đờng nối giữa bộ tâp trung trung kế và bộ chuyển mạch nhóm SHW.
Về cơ bản tơng tự nh trờng hợp vừa đề cập ở trên. Chỉ có khác bộ tập
trung trung kế hệ số tập trung là 1: Tức là số đờng PCM vào bộ tập trung trung
kế và số đờng PCM ra khỏi bộ tập trung trung kê là nh nhau.
+ Hệ thống điều khiển tổng đài (điều khiển trung tâm).
Hiện nay tồn tại nhiều cấu trúc điều khiển tổng đài khác nhau. Nhng tất
cả các cấu trúc điều khiển tổng đài đều sử dụng cấu trúc điều khiển nhiều bộ
xử lý (còn gọi là cấu trúc điều khiển xử lý). Với cấu trúc nhiều bộ xử lý việc
20
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
bố trí các bộ xử lý cũng nh tổ chức các phần mềm cho các bộ xử lý mà cấu
trúc hệ thống điều khiển tổng đài có thể có cấu trúc điều khiển tập trung, cấu
trúc điều khiển phân tán. Các cấu trúc điều khiển tập trung, điều khiển phân
tán đều có nhng u khuyết điểm riêng, vì vậy hiện nay các nhà sản xuất tổng
đài thờng kết hợp giữa hai cấu trúc điều khiển này để xây dựng một cấu trúc
điều khiển có khả năng xử lý cao hơn, độ tin cậy cao hơn.
Tuy nhiên đối với mỗi hệ thống chuyển mạch thì cấu trúc điều khiển lại
có những phơng thức kết hợp giữa điều khiển tập trung và phân tán khác đợc.
Trong tổ chức điều khiển tổng đài, các phần cứng, phần mềm tổng đài còn đợc
trang bị các cấu trúc d phòng khác nhau nh cấu trúc dự phòng trang bị kép cấu
trúc dự phòng N+1, cấu túc dự phòng phân tải
Chúng ta sẽ có dịp quy trở lại vấn đề này khi xem xét các cấu trúc điều
khiển của các tổng đài cụ thể.
+ Điều khiển mạch điện thuê bao:
Chúng ta đã biết hiện nay các tổng đài thờng tập trung các thuê bao nhất
định thành một ngăn maý (khoảng 256 thuê bao/ngăn), tại mỗi ngăn đợc trang
bị bộ điều khiển mạch điện thuê bao, bộ điều khiển này có chức năng giám sát
trạng thái của các thuê bao (chơng trình quét thuê bao), điều khiển mạch điện
cấp dòng chuông cho thuê bao, trao đổi các thông tin cần thiết với bộ điều

khiển cấp cao hơn.
21
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Ch ơng III: Các loại chuyển mạch
I. Chuyển mạch thời gian (time)
1.Sơ đồ
Hình 18: Cấu trúc trờng chuyển mạch thời gian tín hiệu số
2. Nguyên lý làm việc
Để thực hiện đợc quá trình trao đổi khe thời gian tín hiệu số ngời ta s
dụng vi mạch nhớ RAM.
Trờng chuyển mạch thời gian tín hiệu số gồm hai mạch vi nhớ RAM:
RAM tin (SM) và RAM địa chỉ (CM).
RAM tin có chức năng để lu tạm thời các thông tin thoại, số lợng ngăn
nhớ của RAM tin bằng số khe thời gian thời gian của tuyến PCM đầu vào. Số
lợng ô nhớ trong một ngăn nhớ của RAM tin bằng số bit của một kênh thoại.
RAM địa chỉ thực hiện lu giữ các thông tin địa chỉ về các ngăn nhớ của
RAM tin phục vụ cho mục đích ghi vào hoặc đọc ra tại RAM tin. Số lợng
ngăn nhớ tại RAM địa chỉ bằng 2n, trong đó n là số ô nhớ của một ngăn nhớ
và bằng số lợng ngăn nhớ tại RAM tin. Số ô nhớ (số bit) trong một ngăn nhớ
của RAM địa chỉ bằng số ngăn nhớ tại RAM tin.
Ngoài ra cấu trúc của chuyển mạch thời gian tín hiệu số còn có bộ đếm
khe thời gian để đếm các khe thời gian tín hiệu số.
22
TSA
Số liệu vào
TSA
Số liệu ra
Bộ đếm khe
thời gian
(O - W)

CM
SM
0
W
0
W
Điều khiển
Điều khiển
Tuyến nối:
TSA TSB
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
Hiện nay tồn tại hai phơng pháp điều khiển trờng chuyển mạch thời gian
tín hiệu số: phơng pháp điều khiển đầu ra, phơng pháp điều khiển đầu vào.
II. Chuyển mạch không gian.
1. Sơ đồ
Hình 19: Cấu trúc trờng chuyển mạch không gian tín hiệu số
2. Nguyên lý làm việc
Trờng chuyển mạch không gian tín hiệu số là trờng chuyển mạch có khả
năng thay đổi đợc mặt về mặt không gian (vị trí vật lý) của một tín hiệu số
(khe thời gian tín hiệu số) từ vị trí này sang vị trí khác (từ đờng PCM này sang
đờng PCM khác) mà không làm thay đổi thời điểm xuất hiện của tín hiệu số
đó (chỉ soó TS không đổi).
Trờng chuyển mạch là một ma trận các mạch logic AND gồm M hàng, N
cột (M có thể bằng N). Với mỗi hàng, cột là các chỉ số đờng PCM đầu vào/ra
tơng ứng. Các mạch logic And chịu sự điều khiển bởi một nhớ CMI tơng ứng
với mỗi cột.
Số lợng ngăn nhớ của bộ nhớ điều khiển bằng số khe thời gian của đờng
PCM. Mỗi ngăn nhơ của bộ nhớ điều khiển đợc sử dụng để ghi các thông tin
địa chỉ của tiếp điểm chuyển mạch AND. Bộ điều khiển chuyển mạch thực
23

1
1
2
3
2
3
Các đ ờng ra
Điểm nối logic
ADN
Khối
chuyển
mạch
Các đ ờng vào
n

1
w



1
w



1
w



1
w
Bus địa
chỉ
Các bộ nhớ
điều khiển
đầu nối
Đồ án tốt nghiệp Lê Hà
hiện điều khiển quá trình ghi vào các ngăn nhớ của CM các thông tin địa chỉ
cần thiết cho việc thiết lập tuyến nối, quá trình Đọc từ CM đợc thực hiện đồng
bộ với tuyến PCM.
Điều khiển đầu nối qua trờng chuyển mạch: Bộ điều khiển thực hiện đợc

đọc lần lợt các ngăn nhớ cả bộ nhớ điều khiển đầu nối đồng bộ với tuyến
PCM.
24
§å ¸n tèt nghiÖp Lª Hµ
III. ChuyÓn m¹ch ghÐp T - S - T (Time - Space - Time)
1.S¬ ®å
H×nh 20: Trêng chuyÓn m¹ch ghÐp T-S-T
25
45
CM-C2 CM-C3
SM-C1
SM-C2 SM-C3
C1 C3C2
TS45
CM-CL
124
TS124
Tr êng chuyÓn m¹ch
kh«ng gian sè
SM-A1
SM-C3
CM-A1
10 CM-A3
A1 A3A2
TS124
5
TS10
SMA2
124
TuyÕn nèi:

A2/TS124
C2/TS124