phân hệ chuyển mạch trong tổng đài

Đồ án tốt nghiệp
Lời nói đầu
Cùng với sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa của đất nớc,
và sự phát triển không ngừng của khoa học kỷ thuật trong mọi lĩnh
vực, đòi hỏi sự lu thông cũng nh trao đổi thông tin rất quan trọng.
Đứng trớc những thách thức đó sự phát triển của cơ sở hạ tầng, thông
tin viển thông là một yếu tố không thể thiếu để đáp ứng nhu cầu đó.
Trên cơ sở thừa kế những thành tựu của ngành công nghiệp điện
tử, bán dẫn, quang học, tin học cho nên chúng ta thấy rằng viển
thông là một lĩnh vực phức tạp, nhng lại rất hấp dẫn đối với mọi ngời
nên em đã chọn đề tài về tổng đài
Đợc sự hớng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Xuân Dũng và quá
trình tìm hiểu qua các tài liệu, trong đồ án tốt nghiệp này em trình
bày tổng quan về tổng đài SPC, tổng đài NEAX-61E mà chủ yếu
trong tổng đài NEAX- 61E em trình bày chủ yếu về phân hệ chuyển
mạch.
Qua đây cho em bày tỏ lòng biết ơn của em đến thầy Nguyễn
Xuân Dũng đã hớng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Do còn hạn chế về kiến thức nên đồ án này còn nhiều sai sót về
cả nội dung và cách trình bày, nên em rất mong đợc sự chỉ bảo của
quý thầy cô và các bạn.
Sinh viên
Phần I: Giới thiệu chung về tổng đài
Đồ án tốt nghiệp
1.1 quá trình ra đời và phát triển của tổng đài
Để khắc phục những hạn chế và nhợc điểm của các loại tổng đài điện thoại
công nhân, các nhà chế tạo tổng đài đã cho ra đời các loại tổng đài cơ điện và
từng bớc hoàn thiện chúng. Tổng đài tự động từng nấc đầu tiên điều khiển trực
tiếp đã đợc chế tạo vào năm 1892. Mặc dù nó đã đợc hoàn thiện trên cơ sở nhiệm
vụ của tổng đài công nhân nhng nó có rất nhiều nhợc điểm đó là nó chứa nhiều
bộ phận cơ khí, khã năng và tính linh hoạt hạn chế, kích thớc cồng kềnh.

Nhng cùng với sự thay đổi có tính cách mạng trong lĩnh vực điện tử đã tạo
nhiều điều kiện tốt để hoàn thiện các tổng đài, nhiều khối chức năng điều khiển
nh bộ điều khiển ghi phát, điều khiển đầu nối phiên dịch tr ớc đây đợc chế tạo
bằng các rơ le cơ khí thì giờ đây đã đợc thay thế bằng các máy tính đơn giản chế
tạo ở dạng khối, từ đó kích thớc của tổng đài đợc thu nhỏ, ít tổn hao, dễ bảo
hành, bảo dỡng.
Từ những năm 1965 tổng đài điện tử đầu tiên theo nguyên lý chuyển mạch
không gian tơng tự đã đợc đa ra khai thác thành công ở Mỹ, từ đó mở ra một kỷ
nguyên mới cho thế hệ tổng đài điện tử SPC. Hệ tổng đài sử dụng các mạch điện
tử bao gồm vi mạch xử lý và các bộ nhớ để lu trử, các chơng trình cho quá trình
xử lý cuộc gọi, dung lợng của tổng đài đợc tăng lên đáng kể, chi phí cho khai
thác bảo dỡng đã giảm đi nhiều. Ngoài ra hệ tổng đài điện tử mới còn tạo đợc
nhiều dịch vụ mới cung cấp cho ngời sử dụng.Đồng thời để vận hành và bảo dỡng
tốt hơn tổng đài đã đợc trang bị chức năng tự chuẩn đoán. Tầm quan trọng của
việc trao đổi thông tin và số liệu một cách kịp thời và có hiệu quả đang trở nên
quan trọng hơn khi xã hội càng phát triển. Để đáp ứng đầy đủ một phạm vi rộng
các nhu cầu sống trong những kỷ nguyên thông tin, các dịch vụ mới nh dịch vụ
truyền số liệu, dịch vụ truyền hình bao gồm tất cả các dịch vụ điện thoại truyền
hình và các dịch vụ truyền thông di động đang đợc phát triển và thực hiện. Nhằm
thực hiện có kết quả các dịch vụ này, mạng số tích hợp IDN có khả năng kết hợp
công nghệ chuyển mạch và truyền dẫn thông qua quy trình xử lý số. Ngoài ra
Đồ án tốt nghiệp
việc điều chế xung mã PCM đợc dùng trong các hệ thống truyền dẫn đã đợc áp
dụng cho các hệ thống chuyển mạch để thực hiện chuyển mạch số. Dựa vào công
nghệ PCM một mạng đa dịch vụ ISDN có thể xử lý nhiều luồng với các dịch vụ
khác nhau đang đợc phát triển nh hiện nay.
Năm 1976 tổng đài chuyển tiếp theo phơng thức chuyển mạch số mang
tính chất thơng mại đầu tiên trên thế giới đã đợc lắp đặt và đa vào khai thác.
Hiện nay nhiều tổng đài điện tử số đang đợc sử dụng trên mạng lới viễn
thông Việt Nam .

Đồ án tốt nghiệp
1.2 sơ
đồ khối chức năng của tổng đài SPC
Kết cuối
thuê bao (SLTU)
MUX
Tập trung thuê
bao
Chuyển mạch nhóm
Kết cuối trung kế tơng tự
Hệ thống khai thác bảo dỡng
Bộ điều khiển đờng thuê bao
Bộ tạo âm báo
MFSIG
MF Sig
CAS
CCS
Hệ thống điều khiển tổng đài
Hình 2
Đồ án tốt nghiệp
1.2.1 Nguyên lý hoạt động
Đối với các cuộc gọi nội bộ (cuộc gọi xảy ra giữa hai thuê bao trong cùng
một tổng đài) khi thuê bao nhấc máy gọi đi, mạch điện đờng dây thuê bao kín
mạch, trên dòng dây thuê bao có dòng điện mạch vòng khoảng 20mA, bộ thuê
bao sẽ nhận biết đợc trạng thái thuê bao nhấc máy (chức năng giám sát) nhờ bộ
điều khiển mạch điện thuê bao này và thông báo cho bộ điều khiển trung tâm.
Khi bộ điều khiển trung tâm đã xác định xong đặc tính thuê bao chủ gọi và thuê
bao đợc quyền thiết lập liên lạc. Bộ điều khiển trung tâm yêu cầu bộ điều khiển
mạch điện thuê bao thiết lập cầu nối giữa thuê bao chủ gọi với khe thời gian có

chứa thông tin âm mời quay số của bộ phận tạo âm. Nếu đồng thời máy điện
thoại ở chế độ phát xung đa tần thì bộ điều khiển mạch điện thuê bao cùng thực
hiện đầu nối thuê bao chủ gọi với một bộ xung đa tần. Lúc này thuê bao chủ đã
nghe đợc âm mời quay số, còn tổng đài sẵn sàng thu xung đa tần từ thuê bao chủ
gọi tới. Bộ điều khiển trung tâm sau khi nhận đợc xung đa tần từ bộ điều khiển
thuê bao. Sau đó yêu cầu bộ điều khiển thuê bao ngắt mạch cấp âm mời quay số.
Đồ án tốt nghiệp
Thuê bao tiếp tục phát các con số tiếp theo và bộ điều khiển trung tâm cũng nhận
đợc các con số thuê bao bị gọi theo mạch. Bộ điều khiển trung tâm thực hiện
phân tích các con số thu đợc theo hai bớc:
+ Phân tích chỉ số tiền định: khi vừa nhận các con số đầu tiên của thuê bao
bị gọi, điều khiển trung tâm thực hiện quá trình tiền phân tích để xác định lại
cuộc gọi đó là cuộc gọi nội hạt, cuộc gọi ra hay cuộc gọi dịch vụ đặc biệt.
+ Phân tích biên dịch: khi thu nhận các con số thuê bao chủ gọi, điều
khiển trung tâm thực hiện biên dịch. Quá trình này tổng đài sẽ thực hiện biên
dịch từ danh bạ thuê bao bị gọi thành chỉ số thuê bao bị gọi. Nói cách khác hệ
thống xác định vị trí của thuê bao bị gọi, thuê bao bị gọi thuộc bộ tập trung thuê
bao nào, bộ điện thuê bao nào quản lý và chỉ số của kết cuối thuê bao bị gọi.
Khi đã xác định đợc vị trí thuê bao bị gọi, bộ điều khiển trung tâm sẽ yêu
cầu bộ điều khiển thuê bao của thuê bao bị gọi, thực hiện kiểm tra thuê bao bị gọi
nếu thuê bao bị gọi rồi thì phát dòng chuông tới thuê bao bị gọi.
Khi thuê bao bị gọi nhấc máy trả lời, bộ điều khiển của thuê bao bị gọi xác
định đợc trạng thái này sẽ thông báo cho điều khiển trung tâm. Điều khiển trung
tâm sẽ thực hiện đàm thoại qua đờng chuyển mạch trung tâm đồng thời các bộ
điều khiển mạch điện thuê bao liên quan cũng cắt các dòng chuông, mạch điện
tạo âm với thuê bao bị gọi, chủ gọi. Lúc này hai thuê bao đàm thoại và hệ thống
tính cớc bắt đầu làm việc. Mạch đàm thoại giữa hai thuê bao đợc giám sát chơng
trình cớc ở bộ điều khiển trờng chuyển mạch trung tâm. Khi một trong hai thuê
bao đặt máy, trạng thái đó đợc bộ điều khiển mạch đờng dây thuê bao tơng ứng
xác định.

* Đối với cuộc gọi ra: khi thuê bao nhấc máy gọi đi, công việc thực hiện ở
các bộ điều khiển đờng dây thuê bao, bộ điều khiển trung tâm làm việc nh đối
với cuộc gọi nội bộ.
Khi bộ điều khiển trung tâm đã xác định xong đặc tính của thuê bao chủ
gọi và nhận thấy thuê bao có quyền đợc thiết lập liên lạc bộ điều khiển trung tâm
Đồ án tốt nghiệp
yêu cầu bộ điều khiển mạch điện thuê bao thiết lập đầu nối thuê bao chủ gọi với
khe thời gian có chứa thông tin âm mời quay số của bộ tạo âm.
Nếu máy điện thoại để ở chế độ phát xung đa tần thì sẽ đợc đầu nối thuê
bao chủ gọi với một bộ thu xung đa tần rỗi. Lúc này thuê bao chủ gọi đã nghe đ-
ợc âm mời quay số, còn tổng đài thì sẵn sàng thu xung đa tần từ thuê bao chủ gọi
tới. Thuê bao chủ gọi quay số đầu tiên cho đến số cuối cùng của thuê bao bị gọi
theo mạch: thuê bao, tập trung thuê bao, thu xung đa tần, điều khiễn thuê bao,
điều khiển trung tâm.
Điều khiển trung tâm thực hiện phân tích các con số thu đợc: phân tích tiền
định để xác định loại cuộc gọi. Phân tích tìm tuyến nối thích hợp tuỳ theo vai trò
vị trí tổng đài trong mạng viễn thông mà đối với mỗi cuộc gọi sẽ có tuyến đi cụ
thể nh cuộc gọi ra đó là cuộc gọi trong vùng hay liên tỉnh, quốc tế Quá trình
này phải tìm lấy một hớng đi thích hợp cho cuộc gọi đó, có nghĩa là tại hớng đi
vừa xác định phải có khã năng chọn đợc một đờng trung kế rỗi phục vụ cho cuộc
gọi ra đó. Bởi vì sẽ có thể xảy ra trờng hợp hớng đi thông thờng của cuộc gọi đó
bị tắc nghẽn do thiếu đờng trung kế, các đờng trung kế bị sự cố thì khi đó hệ
thống sẽ tự động tìm một hớng tràn của cuộc gọi ra đó (nếu việc tổ chức mạng
viễn thông đã lập sẵn hớng này) nếu không hệ thống sẽ điều khiển cấp âm báo
bận hoặc bản thông báo cho thuê bao chủ gọi để thông tin về tình trạng không
chiếm đợc một đờng trung kế rỗi cho thuê bao chủ gọi. Khi đã chiếm đợc một đ-
ờng trung kế rỗi cho cuộc gọi ra, giữa hai tổng đài thực hiện các thông tin báo
hiệu cần thiết để phục vụ cho việc thiết lập tuyến rỗi giữa hai tổng đài.
Khi tổng đài đã xác định đợc hớng đi cho cuộc gọi ra đó tổng đài sẽ thực
hiện báo hiệu liên đài với tổng đài đối phơng để trao đổi các thông tin liên quan

đến cuộc gọi ra đó. Khi kết thúc quá trình báo hiệu tổng đài chủ gọi với kênh
thoại vừa đợc chiếm trên đờng trung kế đấu nối giữa hai tổng đài lại, tổng đài bị
gọi sẽ thực hiện quá trình xử lý cho cuộc gọi vào. Nếu thuê bao bị gọi rỗi tổng
đài bị gọi nhận đợc thông tin này sẽ thực hiện thiết lập tuyến nối để cấp hồi
Đồ án tốt nghiệp
chuông cho thuê bao chủ gọi qua kênh trung kế vừa chiếm đợc và thuê bao chủ
gọi sẵn sàng đàm thoại nếu thuê bao bị gọi nhắc tổ hợp trả lời.
* Đối với cuộc gọi vào, gọi chuyển tiếp: giữa hai tổng đài đợc trang bị các
luồng PCM, và giữa chúng luôn tồn tại các phơng pháp báo hiệu nhất định báo
hiệu kênh chung, báo hiệu kênh riêng. Vì vậy tổng đài đối phơng có yêu cầu về
cuộc gọi đến, thông qua kết quả của quá trình báo hiệu liên đài mà tổng đài nhận
biết đợc thông tin về các con số thuê bao bị gọi.
Tổng đài thực hiện quá trình tiền phân tích biên dịch tạo tuyến
Khi thu đợc 1,2 con số đầu, bộ điều khiển trung tâm cũng thực hiện nh đối
với cuộc gọi nội bộ, tiền phân tích. Khi đã xác định đợc chỉ số tiền định là của
tổng đài đó thì toàn bộ quá trình xử lý cuộc gọi sẽ diễn ra đối với cuộc gọi nội
bộ. Chỉ khác là tổng đài để thông báo về trạng thái, về đặc tính thuê bao bị gọi
cho tổng đài đối phơng trong quá trình báo hiệu liên đài để tạo điêù kiện hai tổng
đài thiết lập tuyến nối thích hợp. Sau quá trình tiền phân tích nhận thấy chỉ số
tiền định thu đợc không thuộc tổng đài mình thì khi đó tổng đài sẽ thực hiện
phân tích trong cơ sở dữ liệu của mình và xác định đó là chỉ số tiền định của tổng
đài lân cận. Cuộc gọi đó sẽ đợc tổng đài xử lý nh cuộc gọi ra, quá trình này gọi là
quá trình xử lý cuộc gọi chuyển tiếp.
1.2.2 Vai trò các khối chức năng
a. Kết cuối thuê bao (bộ 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 kết cuối thuê bao. Kết cuối thuê bao
thực hiện 7 chức năng cơ bản BORSCHT:
B: Chức năng cấp nguồn ( Battery )
O: Bảo vệ quá áp ( Overvolt protection )

R: Cấp chuông ( Ringing current )
S: Giám sát ( Supervision )
Đồ án tốt nghiệp
C: Chuyển đổi A/D, D/A ( A/D, D/A Convesion )
H: Chuyển đổi 2/4 giây ( Hybrid )
T: Kiểm tra ( Testing )
b. Khối ghép kênh MUX:
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 ngời ta tổ chức mỗi ngăn thuê bao có khả năng trang bị tối đa 256 thuê
bao, các thuê bao trong mỗi ngăn đợc cấp chung với một hoặc vài thiết bị ghép
kênh MUX để đa ra một hay nhiều đờng PCM nội bộ tới bộ tập trung thuê bao
tuỳ theo cấu trúc mỗi loại tổng đài.
c. 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 bộ thuê bao đa tới) thành một số ít các tín hiệu
số PCM có mật độ lu lợng thoại cao hơn ở đầu ra (SHW) nhằm nâng cao hiệu
suất sử dụng các đờng PCM đấu nối giữa các bộ tập trung thuê bao và trờng
chuyển mạch trung tâm.
Trong nhiều tổng đài, bộ tập trung thuê bao còn thực hiện chức năng thiết
lập tuyến nối các thiết bị phụ trợ: cáp âm báo, thu xung đa tần với các thuê bao
để phục vụ cho quá trình thiết lập tuyến nối. Để thực hiện các chức năng này cấu
trúc bộ tập trung thuê bao gồm một trờng chuyển mạch, các bộ ghép tách kênh
(MUX, DMUX), bộ suy hao với hệ số suy hao âm.
d. Thiết bị tạo âm báo:
Thiết bị này đợc cấu tạo bằng các vi mạch nhớ EPROM, mỗi vùng nhớ
chứa một thông tin nhất định về các âm báo đã đợc số hoá, nh am mời quay số,
âm báo bận, hồi âm chuông, âm báo tình trạng tắc nghẽn Đờng nối giữa thiết bị
Đồ án tốt nghiệp
tạo âm báo và bộ điều khiển chỉ cần thiết điều khiển đọc ngăn nhớ thích hợp vào

thời điểm định trớc, khi đó trên đờng PCM nội bộ đợc đấu nối giữa thiết bị tạo
âm báo và bộ tập trung thuê bao sẽ có các khe thời gian khác nhau mà trên đó có
chứa các thông tin về các âm báo đã đợc số hoá.
e. Thiết bị thu xung đa tần (MF 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 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.
f. Khối chuyển mạch nhóm
Thực hiện chức năng thiết lập các loại tuyến nối khác.
+ Khối tập trung kế số: thực hiện chức năng tập trung tất cả các đờng trung
kế đấu nối với tổng đài (đấu vào khối tập trung, 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 cũng đợc đấu nối với khối tập trung trung kế số.
Về cấu trúc khối tập trung trung kế số cũng bao gồm một đờng chuyển mạch thời
gian T, các thiết bị ghép tách kênh để thực hiện chức năng tập trung các đờng
trung kế.
+ Đờng nối giữa bộ ghép kênh và bộ tập trung thuê bao (PSHW)
+ Đờng nối giữa bộ tập trung truê bao và khối chuyển mạch nhóm (SHW)
+ Đờng nối giữa bộ tập trung trung kế và khối chuyển mạch nhóm (SHW)
+ Điều khiển mạch điện thuê bao: các tổng đài thờng tập trung các thuê
bao nhất định thành ngăn máy (256 thuê bao/ngăn) tại mỗi ngăn trang bị bộ
điều khiể mạch điện thuê bao. Bộ điều khiển này có chức năng giám sát trạng
thái của thuê bao (chơng trình quét thuê bao) điêù khiển mạch điện dòng
chuông cho thuê bao trao đổi các thông tin cần thiết với bộ điều khiển cho cao
hơn.
Đồ án tốt nghiệp
1.3 nguyên lý chuyển mạch củatổng đài SPC
1.3.1 Đặc điểm chuyển mạch số:

Hệ thống chuyển mạch số là hệ thống chuyển mạch trong đó tín hiệu truyền
dẫn qua đờng chuyển mạch ở dạng số. Tín hiệu này có thể mang thông tin tiếng
nói hay số liệu. Nhiều tín hiệu số của các kênh tiếng nói đợc ghép theo thời gian
vào một đờng truyền dẫn chung khi truyền dẫn qua hệ thống chuyển mạch.
Để đấu nối hai thuê bao với nhau cần phải trao đổi khe thời gian của hai mẫu
tiếng nói. Các mẫu này có thể trên cùng một tuyến PCM hoặc ở các tuyến PCM
khác nhau và đã đợc số hoá (mã hoá theo phơng thức PCM) có hai phơng pháp
thực hiện chuyển mạch tổ hợp mã này, đó là chuyển mạch không gian và thời
gian.
Các kênh tín hiệu PCM đợc truyền dẫn trên các tuyến dẫn PCM. Trên các
tuyến dẫn PCM chung đó tải đi nhiều kênh thông tin (tiếng nói hoặc báo hiệu) và
các kênh này đợc tách ra theo nguyên lý phân kênh theo thời gian. Quá trình
ghép và tách kênh PCM đợc thực hiện bởi các thiết bị ghép và tách kênh ở trớc và
sau thiết bị chuyển mạch. Để thực hiện cho các cuộc gọi đòi hỏi phải sắp xếp các
tín hiệu số (các tổ hợp mã) từ một khe thời gian là bộ ghép hoặc một tuyến PCM
sang cùng một khe thời gian hoặc sang một khe thời gian khác của bộ ghép hai
tuyến PCM khác.
Việc trao đổi các khe thời gian tức là chuyển mạch tín hiệu số đợc thực hiện
theo hai phơng pháp phối hợp với nhau hoặc tách bịêt:
- Chuyển mạch không gian
- Chuyển mạch thời gian
ở phơng pháp chuyển mạch không gian khe thời gian tơng ứng của các tuyến
PCM vào và ra khác nhau đợc trao đổi cho nhau. Một mẫu tín hiệu PCM khe thời
gian định trớc của tuyến PCM vào. Do đó không có sự chậm trễ tuyến dẫn cho
mẫu tín hiệu khi chuyển mạch từ một tuyến PCM vào này tới một tuyến PCM
Đồ án tốt nghiệp
khác. Mẫu tín hiệu nhận vị trí ở cùng khe thời gian trong khung thời gian ở tuyến
PCM vào và PCM ra.
Phơng pháp chuyển mạch thời gian thì quá trình mạch là quá trình trao đổi
vị trí khe thời gian mang mẫu tín hiệu PCM từ tuyến PCM vào tới tuyến PCM ra

của bộ chuyển mạch thời gian. Trờng hợp này xuất hiện thời gian trễ khi thực
hiện chuyển mạch.
1.3.2 Chuyển mạch không gian số (S):
a. Sơ lợc về ký thuật số thực tế:
Chuyển mạch không gian tín hiệu số là chuyển mạch có khã năng thay đổi
đợc về mặt không gian (vị trí vật lý) của tín hiệu số (khe thời gian tín hiệu số) từ
vị trí này sang vị trí khác (từ đờng chuyền PCM này sang đờng PCM khác) mà
không làm thay đổi thời điểm xuất hiện của tín hiệu số đó.
Một bộ ghép kênh số là một thiết bị thờng có dạng một mạch tích hợp (IC)
thực hiện kết nối ngõ ra đơn của nó với một trong n ngõ vào của nó, tuỳ thuộc
vào địa chỉ nhị phân đặt vào các đờng điều khiển. Một bộ phân giải kênh số thực
hiện một kết nối giữa ngõ nhập đơn và một trong n ngõ của nó, đợc chỉ định bởi
một địa chỉ nhị phân đặt ở tuyến điều khiển.
Với điều khiển theo cột, ma trận chuyển mạch không gian NxN đợc chế
tạo bởi một hàng gồm N bộ ghép kênh mà ngõ ra của chúng hình thành nên N
đầu ra của ma trận (hình-3a). Các ngõ nhập N vào ma trận đợc đặt vào các ngõ
nhập tơng ứng của mỗi bộ ghép kênh. Bộ nhớ kết nối chọn các hàng nhập nào đ-
ợc kết nối đến các cột ra. Với điều khiển theo hàng, ma trận bao gồm N bộ phân
giải kênh số mà các ngõ ra đợc gộp chung lại hình thành N ngõ ra của khối
chuyển mạch (hình-3b). Bộ nhớ kết nối chọn các cột ngõ ra nào đợc nối đến các
hàng ngõ vào.
Sự lựa chọn hớng điều khiển phụ thuộc vào cấu hình khối chuyển mạch và
mức độ phối hợp điều khiển với các tầng chuyển mạch thời gian.
MUX
§å ¸n tèt nghiÖp
MUX
MUX
CM-N
CM-2
CM-1

12
N
1
2
N
C¸c ngâ vµo
C¸c ngâ ra
a-§iÒu khiÓn híng cét
DEMUX
DEMUX
DEMUX
CM-1
CM-2
CM-N
1
2
N
§å ¸n tèt nghiÖp
1
2
N
C¸c ngâ vµo
C¸c ngâ ra

H×nh 3: cÊu tróc chuyÓn m¹ch kh«ng gian thùc
tÕ
C¸c tuyÕn ®Çu ra
Bé nhí kÕt nèi
12
w

12
w
12
w
1
2
w
b-§iÒu khiÓn híng ngang
Đồ án tốt nghiệp
1
2
3
n
1 2 3 n
CM1 CM2 CM3 CM n
Hình 4: Sơ đồ nguyên lý chuyển mạch không gian
Nguyên lý chuyển mạch.






Chuyển mạch (CM) không gian số dùng để chuyển mạch các khe thời gian
(có cùng chỉ số T
s
giữa các luồng cao) chuyển mạch không gian số bao gồm một
ma trận TDM với các hệ thống PCM nhập và xuất để truyền bất cứ khe thời gian
nào trong luồng chuyển mạch đến các khe thời gian tơng ứng (cùng trị số T
s

) của
luồng PCM ở đầu ra. Toạ độ thích hợp của chuyển mạch không gian phải đợc
kích hoạt trong suốt thời gian của khe T
s
này.
Các tuyến
đầu vào
Đồ án tốt nghiệp
Chúng ta cũng biết rằng chuyển mạch s tạo ra kênh dẫn vật lý giữa đầu
vào và đầu ra mà không có trễ. Chuyển mạch s chỉ can thiệp về mặt không
gian, không can thiệp về mặt thời gian. Việc đợc kết nối bằng bộ nhớ, các toạ độ
trong mỗi luồng đợc điều khiển bằng một bộ nhớ kết nối chuyển mạch lu từ w từ
bằng số khe thời gian có trong một khung của địa chỉ dới dạng nhị phân duy
nhất đợc gán vào một toạ độ trong mỗi cột. Đối với cột một chỉ toạ độ đợc đóng
trong khoảng thời gian T
s1
đợc lu giữ trong vị trí số một của bộ nhớ kết nối
chuyển mạch một. Địa chỉ toạ độ đợc đóng trong khoảng thời gian T
s2
đợc lu
giữu trong vị trí số 2 của bộ nhớ kết nối CM
2

Kích thớc từ của bộ nhớ CM phải chứa đủ 1 địa chỉ nhị phân cho mỗi toạ
độ trong n toạ độ cộng một địa chỉ giữ tất cả các toạ độ ở trạng thái mở (không
kết nối). Vì vậy mà dung lợng của bộ nhớ của CM là:
C
CM
= w.log
2

(n+1)
W: Số khe thời gian của một khung
n : Số kênh ở đầu vào
Chuyển mạch s có hiện tợng vớng nội (blocking) gây ra vì xác suất tranh
chấp lớn khi có hai hay nhiều cuộc gọi cùng xuất hiện ở các đầu vào khác nhau
nhng cùng muốn chiếm cùng một khe thời gian trong luồng PCM đầu ra của ma
trận chuyển mạch.
1.3.3 Chuyển mạch thời gian (T):
a. Cấu tạo chung.
Bộ đếm khe thời gian
(O-W)
Số liệu ra
Số liệu vào
SM: speech Memory (Nhớ thoại)
Điều khiển
Điều khiển
Tuyến nối TASTSB
Đồ án tốt nghiệp
TS
0
W
Hình 5: Cấu trúc chuyển mạch thời gian tín hiệu số
b. Sơ lợc về kỷ thuật và chuyển mạch thời gian thực tế
Chuyển mạch thời gian đợc định nghĩa nh là sự vận chuyển nội dung một
khe thời gian này đến khe thời gian khác, không nhất thiết phải trùng chỉ số. Quá
trình liên quan đến sự xuất hiện một thời gian trễ thích hợp trong một chuyển
mạch thời gian.
Trong thực tế cả bộ nhớ kết nối và bộ nhớ lu thoại đều đợc thiết lập từ các
chíp bộ nhớ bán dẫn truy xuất ngẫu nhiên kỷ thuật số (RAM) có cổng nhập xuất
dữ liệu và địa chỉ, các cổng nhận lệnh đọc và ghi vào một ngõ nhập đồng hồ định

thời. Tất cả các cổng trong RAM hoạt động theo chế độ song song.
CM: Control Memory
(nhớ điều khiển)
Đồ án tốt nghiệp
c. Nguyên lý ghép kênh theo thời gian (PCM)
Tín hiệu âm thanh đợc mã hoá qua bộ CODEC. ở đầu ra đợc mã hoá là 8
bit. Độ dài thời gian của bit đó là 125às. Tốc độ truyền dẫn là 64kbit/s. Tín hiệu
sau bộ ghép kênh đợc sắp xếp một cách tuần tự tại các thời điểm tơng ứng: T
1
,
T
2
, T
n
. T là bộ ghép kênh còn đợc gọi là luồng cao (HW). Chu kỳ chiếm của
kênh trên luồng cao đợc là 1 khe thời gian (time slot) T
s
= 125/n às (ghép n
kênh). Nguyên tắc ghép kênh theo thời gian là hoạt động theo nhịp để chia tín
hiệu bằng các khung. Tín hiệu đợc ghép thônhg qua bộ định thời phát ở phía phát
và đợc tách ra các kênh thông qua bộ định thời thu ở phía thu. Hai bộ định thời
này phải hoạt động đồng bộ với nhau.
MUX
CODEC
Bộ nhớ
CODEC
Bộ nhớ
CODEC
Bộ nhớ
Bộ điều khiển đọc

MUX
01011011
SYN
a
b
n
n
b
a
N C B A
125às
T
s
Tín hiệu điều khiển
125às
Đồ án tốt nghiệp
Hình 6: Sơ đồ nguyên lý
Phần tử chuyển mạch
1
k
Hoạt động phải đợc điều khiển sao cho một đầu vào có thể có nhiều đầu ra
Phần tử chuyển mạch có: N đầu vào, M đầu ra, K kênh dẫn (yêu cầu
K<N,M)
Phần tử chuyển mạch có dạng giống nh chuyển mạch kênh theo thời gian
nhng ở chuyển mạch kênh theo thời gian thì một đầu ra phải tơng ứng một đầu
vào. Còn ở phần tử chuyển mạch thì tín hiệu có thể vào ở bất kỳ đầu vào nào và
ra ở bất kỳ đầu ra nào. Khi tín hiệu đầu ra và đầu vào là tơng ứng thì ta coi phần
tử chuyển mạch nh là bộ ghép kênh TDM.
1
2

M
12
N
Đồ án tốt nghiệp
Để tín hiệu ở đầu vào có thể ra ở những đầu ra khác nhau thì phải huỷ bỏ
cơ chế đồng bộ. Và muốn chọn đầu ra theo ý muốn thì phải có một bộ điều
khiển.
d. Hoạt động của chuyển mạch thời gian
Chức năng: Nhớ và trao đổi vị trí khe thời gian của tín hiệu số. Bộ chuyển
mạch thời gian xử lý chuyển mạch bằng cách trao đổi vị trí thời gian của các tín
hiệu mạch vào và mạch ra.
Trao đổi khe thời gian thực hiện bằng cách: lu lại các tín hiệu đợc truyền luồng
cao và các bộ nhớ của chuyển mạch thời gian (ghi) và sau đó đọc các tín hiệu đã
lu theo thứ tự khác với khi đợc ghi vào.
A
B
C
.
.
N
N C B A
C A N B
1.3.4 Chuyển mạch kết hợp
a. Khái niệm chuyển mạch kết hợp
Mặc dù các tiếp điểm điện tử không đắt lắm nhng chi phí để xây dựng một
bộ chuyển mạch không gian số cũng khá tốn kém do chi cho việc hàn nối để tiếp
cận với các chân của phiến mạch. Ngoài các chân ra của linh kiện vi mạch cũng
Đồ án tốt nghiệp
không thể gần nhau quá vì không gian hàn nối không cho phép. Từ đó kích thớc
của bộ chuyển mạch không gian cũng tăng lên khi dung lợng lớn.

Còn đối với kiểu chuyển mạch thời gian thì yêu cầu về ô nhớ cũng tăng lên
rất nhiều đối với các bộ chuyển mạch thuần tuý theo thời gian ở các tổng đài có
dung lợng lớn. Nh vậy hiệu quả kinh tế không cao mà giá thành mỗi bít nhớ càng
cao.
Vì vậy hiện nay từ một vài hệ thống tổng đài sản xuất tại pháp là có cấu
trúc mạch thời gian thuần tuý, còn lại đa số các tổng đài dung lợng trung bình và
lớn đều có cấu trúc chuyển mạch kiểu trờng nhiều đốt ghép hợp của hai phơng
thức chuyển mạch thời gian và không gian. Trờng hợp này trờng chuyển mạch đ-
ợc tạo nhiều đốt, mỗi đốt đợc ghép từ một số ma trận chuyển mạch kích thớc nhỏ
hoặc các bộ chuyển mạch thời gian dung lợng nhỏ để chuyển mạch thành một tr-
ờng chuyển mạch dung lợng lớn. Nh vậy cần thiết phải thay đổi khe thời gian và
tuyến PCM trong quá trình chuyển mạch. Vì thế trờng chuyển mạch phải sử dụng
cả hai phơng thức chuyển mạch thời gian và không gian. Loại này của trờng
chuyển mạch gọi là trờng chuyển mạch ghép hợp, chúng có thể có các cấu trúc
ghép khác nhau, TS, STS, TST, TSST
Để đảm bảo có khả năng tiếp thông hoàn toàn thì cần thiết chỉ sử dụng các
chuyển mạch kiểu T hoặc kiểu S, kiểu tiếp không hoàn toàn. Nhng các trờng
chuyển mạch có cấu trúc kiểu TT, TTT không kinh tế vì thực tế có thể chấp
nhận một giới hạn tổn thất gọi ở mức độ cho phép.
Mặt khác trờng chuyển mạch hai đốt dùng hai loại chuyển mạch TS hoặc
ST chỉ thích hợp cho các tổng đài dung lợng nhỏ. Thông dụng nhất hiện nay là tr-
ờng chuyển mạch ba đốt kiểu TST hoặcSTS cho các tổng đài dung lợng trung
bình và lớn. Tuy nhiên ở một số tổng đài dung lợng trung bình và lớn ngời ta còn
sử dụng các kiểu trờng chuyển mạch TSST, TSSST
Trờng chuyển mạch STS có cấu trúc điều khiển đơn giản nên thờng sử
dụng cho các trờng chuyển mạch dung lợng nhỏ. Mặt khác ở khía cạnh tổn thất
Đồ án tốt nghiệp
thì ta phải chú ý nhiều với tầng ra. Tại đây tầng ra làm việc theo nguyên lý trờng
chuyển mạch không gian nên thông thờng cấu trúc theo kiểu tổn thất. Vì vậy loại
truờng chuyển mạch này không thích hợp cho hệ thống tổng đài dung lợng lớn.

Trờng chuyển mạch TST có tổn thất ít hơn vì có đốt ngoài là đốt chuyển
mạch thời gian nên không sinh ra tổn thất ở đây. Còn đốt chuyển mạch không
gian ở giửa có thể cấu trúc kiểu không tổn thất hoặc tổn thất nhỏ. Vì vậy trờng
chuyển mạch loại này dùng có hiệu quả nhất của cấu trúc chuyển mạch lu thoát
lợng tải lớn. Còn đối với các trờng chuyển mạch cần lu thoát lợng tải lớn hơn nữa
nh ở các tổng đài chuyển tiếp dung lợng lớn có thể sử dụng loại cấu trúc chuyển
mạch TSST hoặc TSSST.
Việc chọn dùng một cấu trúc trờng chuyển mạch kiểu nào đó còn phụ
thuộc vào các nhân tố khác nữa, chẳng hạn nh tính phức tạp, độ linh hoạt, khả
năng đo thử, khả năng phát triển dung lợng Trong thực tế cấu trúc TST vẫn là
cấu trúc phổ thông nhất đợc sử dụng nhiều cho các tổng đài số hiện nay.
b. Trờng chuyển mạch
Trờng chuyển mạch TST có hai điểm chuyển mạch thời gian ở hai phía đợc
phân tích bởi một đốt chuyển mạch không gian ở giữa. Đốt chuyển mạch thời
gian và thực hiện chức năng chuyển đổi khe thời gian. Tầng không gian làm
nhiệm vụ trao đổi tuyến PCM.
Xét trờng hợp chuyển mạch TST có n tuyến PCM đầu vào và n tuyến PCM
đầu ra. Nh vậy ở các đốt đầu vào và đầu ra có n bộ chuyển mạch thời gian, đốt
chuyển mạch không gian có một ma trận chuyển mạch kích thớc n x m. Bộ nhớ
tiếng nói cũng nh bộ nhớ điều khiển của mỗi bộ chuyển mạch thời gian và mỗi
cột (hay mỗi hàng) nhớ điều khiển của bộ chuyển mạch không gian có m ô nhớ,
tơng ứng với m khe thời gian nào của mỗi tuyến PCM vào và ra. Vì vậy có thể
đấu nối bất kỳ khe thời gian nào của tuyến dẫn PCM vào tới bất kỳ khe thời gian
nào của tuyến ghép PCM ra.
Đồ án tốt nghiệp
Còn tại tổng đài nội hạt, trờng chuyển mạch là loại trờng gập thì các tuyến
ghép PCM ra đợc đấu nối quay về các tuyến dãn PCM và qua thiết bị ghép. Còn
đối với trờng chuyển mạch của tổng đài chuyển tiếp là loại không gặp thì các
tuyến dãn PCM vào và ra các tuyến PCM ra hoàn toàn tách biệt với nhau. Tuy
nhiên trong thực tế thì tổng đài nội hạt ở trờng chuyển mạch là kết hợp của hai

loại.
1.3.5 Hệ thống phần mềm
Các phần mềm sử dụng thờng đợc chia ra thành các khối chức năng tuỳ
theo nhiệm vụ của nó trong hệ thống. Cách phân này có u điểm là có thể kết hợp
các khối chức năng đơn giản để đáp ứng các nhu cầu khác nhau, trong các điều
kiện khác nhau với các công việc khác nhau, từ quy mô nhỏ nh một máy thoại
đến một mạng dịch vụ nào đó thông thờng trong một hệ thống ngời ta thiết kế
sao cho cùng một chức năng có thể sử dụng nh nhau ở cả tổng đài nội hạt lẫn
quốc tế. Các chức năng có sự kết hợp của phần mềm và phần cứng hoặc chỉ thuần
tuý là phần mềm hoặc phần cứng.
1.3.6 Hệ thống phần cứng
Đợc cấu tạo bởi các khối:
- Khối thiết bị kết cuối thuê bao: mạch điện thuê bao, mạch trung kế, thiết
bị tập trung và xử lý tín hiệu số.
- Khối thiết bị chuyển mạch: gồm các tầng chuyển mạch thời gian, không
gian hoặc ghép hợp.
- Thiết bị ngoại vi kênh riêng: hợp thành thiết bị ngoại vi báo hiệu, thông
thờng báo hiệu kênh chung để xử lý thông tin báo hiệu kênh riêng.
- Ngoại vi chuyển mạch: các thiết bị phân phối , báo hiệu, thiết bị đo thử,
thiết bị điều khiển đều phối hợp thành thiết bị ngoại vi chuyển mạch. Đây là
ngoại vi cho hệ thống điều khiển.
- Thiết bị điều khiển trung tâm: bộ xử lý trung tâm cùng các bộ nhớ của nó
tạo thành bộ điều khiển trung tâm.
Đồ án tốt nghiệp
- Thiết bị trao đổi ngời máy: là các loại máy hiện hành, bàn phím , máy
in để trao đổi thông tin vào ra và các tổng đài quốc tế còn có các khối chức
năng khác nh tính cớc, thống kê, đồng bộ mạng, trung tâm xử lý tin, thiết bị giao
tiếp thuê bao
Phần ii: tổng đài neax- 61e
Chơng I: tổng quan về tổng đài neax-61e

1.1 giới thiệu chung về tổng đài neax-61e
Hệ thống tổng đài NEAX-61E là một trong những sản phẩm do công ty
NEAX của Nhật sản xuất. Công ty NEAX đợc thành lập năm 1899 với t cách sản
xuất và nhập khẩu thông tin, trong đó bao gồm tổng đài và các thiết bị có liên
quan đến điện thoại, với hơn 100 năm kinh nghiệm của mình công ty NEAX
ngày càng phát triển. Những thiết bị tổng đài đóng vai trò quan trọng với công ty.
Tổng đài NEAX có dung lợng lớn đợc thiết kế để đáp ứng những nhu cầu với
những ứng dụng thay đổi của mạng. Nó cũng là hệ thống chuyển mạch số ghép
kênh phân chia theo thời gian và tất cả các chức năng đieèu khiển theo chơng
trình định sẵn. Nhờ ứng dụng công nghệ mới nhất của công nghệ bán dẫn bao
Đồ án tốt nghiệp
gồm cấu trúc khối nhỏ có mật độ hàn dán cao và tích hợp lớn. NEAX giảm nhỏ
về mặt cấu trúc vật lý và kinh tế hơn so với những tổng đài trớc đây. Các đặc
điểm nh: chơng trình đa xử lý và một mạng logic là chủ yếu, đã tạo nên sự lựa
chọn hòan hảo cho một hệ thống tổng đài mới.
Bên cạnh đó NEAX còn có khả năng ghép nối dễ dàng với các trung tâm
thông tin hiện có của các hãng, các nớc trên thế giới để tạo thành mạng thông tin
xuyên quốc gia, mạng toàn cầu.
1.2 khả năng, ứng dụng của neax-61e
Là một trong những hệ thống có miền rất lớn cho ứng dụng chuyển mạch,
nó có thể xử lý dung lợng lớn cho khu vực đông dân hoặc dung lợng nhỏ cho
nông thôn nhờ dễ dàng thay đổi cấu hình phần cứng cũng nh phần mềm. Nó có
thể phục vụ cho mạng quốc gia.
Nó còn đợc dùng nh một cổng chuyển mạch quốc tế, tổng đài quá giang,
tổng đài liên tỉnh hay tổng đài kết hợp liên tỉnh và nội hạt cũng nh thoả mãn về
nhu cầu điện thoại di động hay hệ thống dịch vụ chuyển tiếp lu lợng TASS và
nhắn tin, qua hình 7 chúng ta có thể thấy khả năng nối ghép của NEAX.
NEAX61E
TASS
RUS

RLU
INMASAT
DOMSAT
LS
TLS
TS
MS
INTS
MTS
PAGING