Nghiên cứu quá trình xử lý cuộc gọi trong tổng đài NEAX 61e

Đồ án tốt nghiệp



Lời nói đầu
Sự phát triển của cơ sở hạ tầng thông tin là yếu tố quan trọng
thúc đẩy nền kinh tế - xã hội phát triển và nâng cao đời sống của nhân loại.
Ngày nay song song với sự phát triển của các ngành công
nghiệp khác. Sự phát triển của công nghệ viễn thông đã có nhiều bớc tiến
nhảy vọt. Do vậy viêc không ngừng thúc đẩy phát triển hệ thống thông tin
đã trở thành vấn đế quan trọng và cấp bách của mỗi quốc gia trên thế giới
nói chung và Việt Nam nói riêng.
Sự thành của kỹ thuật số đã mở ra một bớc ngoặt mới trong
lĩnh vực thông tin. Song song với việc lắp đặt các Viba số, các đờng truyền
cáp quang,thông tin di động,thôngtin đa dịch vụ (ISDN)là kỹ thuật
chuyển mạch nhóm, kỹ thuật chuyển mạch gói và thay thế các tổng đài
bằng các tổng đài số đang phát triển.
Đóng vai trò quan trọng trong mạng viễn thông Việt Nam
là tổng đài điện tử số NEAX- 61E do hãng NEC sản xuất.Với dung lợng lớn
và đa dịch vụ tổng đài NEAX- 61E đã đáp ứng đợc nhu cầu của mạng viễn
thông Việt Nam. Do đó việc tiếp thu, nghiên cứu, am hiểu và vận hành các
thiết bị mới là nhu cầu cấp thiết đối với kỹ thuật chuyên viên nghành điện tử
- viễn thông. Vì vậy tôi đã nghiên cứu tìm hiểu đề tài gồm 3 phần sau:
Phần 1: Tổng quan về tổng đài NEAX- 61E.
Phần 2: Phân hệ xử lý của tổng đài NEAX- 61E
Phần 3: Nghiên cứu quá trình xử lý cuộc gọi trong tổng đài NEAX61E
Do khả năng và thời gian để hoàn thành đồ án có hạn nên đồ án không
tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong đợc sự đóng góp ý kiến của các thầy
giáo, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để đồ án đạt tính chính xác và tính
khoa học cao hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện:

3


§å ¸n tèt nghiÖp



Tµi liÖu tham kh¶o
- Kü thuËt chuyÓn m¹ch sè - TËp 2

T¸c gi¶: NguyÔn

TÊt §¾c (Chñ biªn)
- Call through Process
- Hardware Description, Application Subsystem
- Hardware Description, Processor Subsystem
- Hardware Description, Switching Subsystem
- Hardware Description, Operraton and mainternance
- Operraton System Description Software System
- Software System For Call Processing
- System Description

4

Subsystem


Đồ án tốt nghiệp

Các chữ số viết tắt
AALP

Audible Alarm Panel : Tấm cảnh báo âm thanh

ACRT

Access Route : Tuyến truy cập

ACT Active : Hoạt động
ALC Alarm Control :

Bộ điều khiển báo hiệu

ALDISP

Alarm Display :

Hiển thị báo hiệu

AN INS

Announcement Inserter :

Bộ chèn thông báo

ALT Automatic Subscriber Line Test : Kiểm tra đờng thuê bao tự

động
ASYN

Asynchronous : Không đồng bộ

AT Analog Trunk : Trung kế tơng tự
ATM Asynchronous Tranfer Mode : Truyền không đồng bộ
ATTU

Analog Trunk Terminating Unit : Kết cuối trung kế tơng

BC Bus Control : Bộ điều khiển Bus
BD Bus Driver : Điều khiển đờng truyền
BIU Bus Interface Unit : Đơn vị giao diện đờng truyền
BIU RT

Bus Interface Unit Route : Tuyến giao diện đờng truyền

BF Basic Frame : Khung cơ sở
BSC Bus Converter : Bộ biến đổi đờng truyền
CAS Chanel Asociated Signalling : Báo hiệu kênh kết hợp

5


Đồ án tốt nghiệp



CAW Commanl Address Word : Lệnh về địa chỉ

CC Central Control : Điều khiển trung tâm
CCS Common Chanel Signaling : Báo hiệu kênh chung
CCSP Common Channel Signaling Processor : Bộ xử lý tín
hiệu kênh
CCR Continuity Check Signalling : Yêu cầu kiểm tra liên tục
CD Cable Driver : Đờng Cable
CDC Condition Code : Mã điều kiện
CF Call Forwarding : Chuyển cuộc gọi
CLK REC Clock Reiver : Bộ nhận tín hiệu đồng hồ
CLP Call Processor : Bộ xử lý cuộc gọi
CM Connection Memory: Bộ nhớ kết nối
CMADP

Common Memory Adapter : Bộ phối hợp bộ nhớ chung

CMIM

Control MemoryInterface Module: Module giao tiếp bộ nhớ

CMM

Common Memory Module: Module nhớ chung

CODEC

Coder and Decoder: Mã hoá và giải mã

chung

CP Control Processor: Bộ xử lý điều khiển

CPM Control Processor Module : Module xửu lý điều khiển
CPU Central Processor Module : Đơnvị xử lý trung tâm
CR Cable Receiver : Cảnh báo giới hạn
CST Chanel Status: Trạng thái kênh
DF D-Type Flip-Flop: Loại mạch F-F
6


Đồ án tốt nghiệp



DGM Diagnostic Management: Quản lý chuẩn đoán
DGT DiagnosticTest: Kiểm tra chuẩn đoán
DKC Disk Controller: Bộ điều khiển đĩa
DKU Disk Unit: Đơn vị đĩa
DLSW

Digital Line Switch: Chuyển mạch đờng dây số

DST Device Status: Trạng thái thiết bị
DTI Digital Transmission Interface:Giao diện truyền dẫn số
DTIC Digital Transmission Interface Controller: Bộ điều
khiển giao diện truyền dẫn số
DTODirect Output: Hớng đầu ra
ECC Error Correcting code: Mã kiểm lỗi
EMA

Emergency Action: Hoạt động khẩn cấp
ESE

Emergency Supervisory Equipment: Thiết bị giám

sát tình trạng khẩn cấp
HIB High Intergrated Buses: Mã đờng truyền tổ hợp cao
HIBADP HIB Adapter: Bộ điều phối HIB
HW Highway: Đờng cao tốc
INS In Service : Dịch vụ
INST International Gateway Switching System: Hệ thống
chuyển mạch theo cổng quốc tế
IOA Input/Output Address: Địa chỉ vào ra
IOC Input/Output Controller: Bộ điều khiển vào ra
IOCS

Input/Output Controller System: Hệ thống điều khiển vào ra
7


Đồ án tốt nghiệp



IOP Input/Output Processor: Bộ xử lý vào ra
ISL Isolation: Cách ly
ICT Incomming Trunk Circuit: Mạch trung kế tới
ISDN

Mạng số các dịch vụ liên kết

ISP International Subsystem Processor: Bộ xử lý phân hệ kết nối

INMARSAT (Hệ thốngvệ tinh hàng hải quốc tế)
JHWJunctor Highway: Kết nối chính
LC Line Concentrate: Bộ tập trung thê bao
LM Line Module: Module đờng dây
LOC Local Controller: Bộ điều khiển địa phơng
LP Line Printer: Máy in của đờng dây
LR Location Register: Thanh ghi
LTC Line Test Console: Bàn điều khiển kiểm tra đờng dây
LTF Line Trunk Frame: Cấu trúc đờng dây
LTM

Line Test Module: Module kiểm tra đờng dây

MAT

Thiết bị đầu cuối quản lý và bảo dỡng

MM Main Memory: Bộ nhớ chính
MNC

Maintenance Controller: Bộ điều khiển nâng cấp

MNQ

Maintenance Queue: Bảo trì công việc

MP Main Processor: Bộ xử lý trung tâm
MPCMultiprocessor Controller: Bộ điều khiển đa xử lý
MTC

Magnetic Tape Controller: Bộ điều khiển băng từ

8


Đồ án tốt nghiệp
MTU



Magnetic Tape Unit: Bộ dồn kênh MUX của băng từ

NW Network: Mạng
OMP Operation and Maintenance Processor: Bộ xử lý vận
hành và bảo dỡng
OS Operation System: Hệ điều hành
PCP Position Control Processor: Bộ xử lýđiều khiển vị trí
PCMPulse Code Modulation: Điều khiển xung mã
PMUX

Primary Multyplexer: Bộ dồn kênh sơ cấp

PPT Phisycal Protection Table : Bảng bảo vệ vật lý
PSC Position Controler: Bộ điều khiển vị trí
REC Receiver: Bộ nhận tín hiệu
RSR Rigister Signal Receiving: Nhận tín hiệu thanh ghi
SB System Bus: Đờng truyền hệ thống
SBP System Bus Processor: Bộ xử lý đờng truyền hệ thống
SBY Standby: Dự phòng
SDMUX

Secondary Demultiplexer: Bộ phân kênh thứ cấp

SGM

Singler Mode: Chế độ đơn

SHW

Sub Highway: Phụ

SP

Speech Path: Đờng thoại

SPB Speech Path Bus: Đờng dẫn thoại
SPC Speech Path Controller: Bộ điều khiển đờng thoại
SPI Speech Path Interface: Giao diện đờng dẫn thoại
SPM Speech Path Module : Module đờng dẫn thoại
9


Đồ án tốt nghiệp



SSP System Service Processor: Bộ xử lý hệ thống
SVT Service Trunk Circuit: Mạch dịch vụ
SVTC

Service Trunk Controller: Bộ điều khiển dịch vụ

SYNC

Synchronous: Đồng bộ

TF Timer Fault: Thời gian lỗi
TSCPF

Time Switch and Call Processor Famer : Chuyển mạch

thời gian và Cấu trúc bộ xử lý gọi

10


Đồ án tốt nghiệp


Phần i

Lý thuyết chung về tổng đài điện tử số
I. Giới thiệu chung
Để khắc phục những hạn chế và nhợc điểm của các loại tổng đài điện thoại
nhân công các nhà chế tạo tổng đài đã cho ra đời các loại tổng đài tự động 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 đợc hoàn thiện trên cơ sở nhiệm vụ
của tổng đài nhân công nhng nó còn nhiều nhợc điểm nh chứa rất nhiều các bộ
phận cơ khí, khả năng và tính linh hoạt bị hạn chế, kích thớc quá cồng kềnh
Năm 1926 ở Thuỵ Điển đã xuất hiện một số tổng đài ngang dọc đầu tiên. Các

tổng đài này đợc sản xuất ra dựa trên cơ sở kết quả nghiên cứu kỹ thuật chuyển
mạch và hoàn thiện các bộ phận chức năng của tổng đài từng nấc. Các tổng đài này
cũng chỉ là các tổng đài điều khiển trực tiếp. Nó khắc phục đợc một số nhợc điểm
của tổng đài từng nấc, chủ yếu là quá trình chuyển mạch sử dụng các bộ nối dây
ngang dọc
Sau đó nhiều sự thay đổi có ý nghĩa cách mạng trong lĩnh vực điện tử đã tạo ra
nhiều điều kiện tốt để hoàn thiện các tổng đài ngang dọc. Nhiều khối chức năng
điều khiển nh bộ ghi phát, điều khiển đầu nối (Marker) phiên dịch tr ớc đây đợc
chế tạo bởi các rơ le cơ điện thì nay đã đợc thay thế bằng các máy tính đơn giản
chế tạo ở dạng khối nên kích thớc của các tổng đài đợc thu nhỏ về thể tích, trọng lợng thiết bị giảm, tổng đài làm việc nhanh hơn, tin cậy, linh hoạt, ít ồn ào, dễ điều
hành và dễ bảo dỡng hơn. . .
Sau đó do kỹ thuật điện tử phát triển ngày càng nhanh chóng, đặc biệt là kỹ
thuật chế tạo các loại mạch tổ hợp mật độ trung bình và lớn đã ra đời. Điều đó tạo
điều kiện thuận lợi cho kỹ thuật máy tính và kỹ thuật tổng đài điện tử phát
triển.Năm 1965 tổng đài điện thoại điện tử đầu tiên theo nguyên lý chuyển mạch
không gian tơng tự đợc đa vào khai thác ở trong New Tersey nớc Mỹ. Tổng đài loại
này cần cho mỗi cuộc gọi một tuyến vật lý ( Một mạch dây) riêng.
Vì vậy, không thể chế tạo một tổng đài có khả năng chuyển tiếp hoàn toàn.
Sau đó ngời ta hớng công việc nghiên cứu vào phơng thức chuyển mạch phân kênh
theo thời gian (gọi tắt là chuyển mạch thời gian). Theo phơng thức này ngời ta dùng
một mạch dây cho nhiều cuộc gọi trên cơ sở phân chia theo thời gian sử dụng. Dựa
vào phơng pháp này có thể thiết lập tổng đài chuyển tiếp hoàn toàn và không tổn
thất. Năm 1970 tổng đài điện thoại số đầu tiên đợc sản xuất, lắp đặt và đa vào khai
thác ở nớc Pháp. Cũng trong năm đó, RCA đã phóng thành công vệ tinh nhân tạo
vào không trung và là để dùng cho truyền dẫn quang đã đợc phát minh. Cũng vào
thời kỳ đó CATVs hai hớng, đĩa vi deo, máy điện toán đồ hoạ truyền ảnh qua vệ
tinh và các hệ thống tổng đài điện tử hoá đợc đa ra.
11

Đồ án tốt nghiệp


Chơng I
Kỷ thuật PCM & TDM

I. Kỷ thuật PCM ( Pulse Code modulasion)
Điều chế xung mã (PCM) là phơng pháp chuyển đổi thông tin từ dạng tơng tự
sang dạng số. Quá trình này có thể mô tả qua 3 giai đoạn: lấy mẫu, lợng tử hoá, mã
hoá.

tín hiệu Lấy
tương tự mẫu
vào

PAM

Lượng
tử hoá

Mã
hoá

PCM PCM Tái
truyền dẫn

tạo
từ mã

Bộ

giải
mã

tín hiệu
tương tự
ra

Hình 1.1: Sơ đồ khối của bộ mã hoá và giải mã nguồn của hệ thống PCM
I.1 Lấy mẫu (Sampling)
Là quá trình rời rạc hoá tín hiệu tơng tự theo thời gian. Tín hiệu sau khi lấy
mẫu là dãy xung có biên độ chính bằng giá trị tức thời của tín hiệu liên tục tại thơì
điểm lấy mẫu. Ngời ta gọi dãy xung này là các xung PCM (Punlse Amplitude
Modulation). Cơ sở lý thuyết của quá trình lấy mẫu dựa trên định lý Kachenikop
Định lý này phát biểu nh sau:
Với một tín hiệu X(t) liên tục theo thời gian có giải tần xác định (tức là phải
có giải tần từ FMAX đến FMax) FMax là tần số cao nhất của tín hiệu X(t), thì ta không
cần truyền đi toàn bộ các giá trị của nó mà chỉ truyền đi những giá trị rời rạc với
điều kiện (tần số lấy mẫu) phải thoả mãn biểu thức :
lm 2FMax

12


§å ¸n tèt nghiÖp


Xt)

X(t)

Xlm(t)
X(t).S(t)

X

t

S(t)
S(t)

t
H×nh 1.2: Qu¸ tr×nh lÊy mÉu
C¸c c«ng thøc to¸n häc biÓu diÔn qu¸ tr×nh lÊy mÉu.
Xung lÊy mÉu: S(t) =

+∞

∑ δ(t − n. T

lm

m = −∞

).

TÝn hiÖu sau khi lÊy mÉu:
+∞

Xlm(t) = X(t). ∑ δ( t − n. Tlm) =
m = −∞

+∞

∑ x (n T

lm

m = −∞

)δ( t − n Tlm) .

 0 ⇔ t ≠ n Tlm
Xlm(t) = 
.
 X(n Tlm) ⇔ t = n Tlm
§Ó biÓu diÔn mét tÝn hiÖu ta cã thÓ biÓu diÔn díi hai d¹ng, theo thêi gian vµ
theo tÇn sè. Khi biÓu diÔn tÝn hiÖu theo tÇn sè gäi lµ biÓu diÔn díi d¹ng phæ.
Phæ cña tÝn hiÖu X(t) lµ X(m).
Phæ cña xung lÊy mÉu S(t) lµ S(m).
S(m) =

2π

T lm

x ∑ δ(f − n f lm) víi flm =

2π

Tlm

.

Phæ cña tÝn hiÖu lÊy mÉu: Xlm(t) => Xlm(m).
Xlm(m) =

2π +∞
1
X(m). x ∑ δ(f − n f lm) =
2
T lm −∞

13

+∞

1
∑ T .[ δ(f − n f )]
lm

−∞

lm


Đồ án tốt nghiệp


X(m)

Dạng phổ X(t)

f
-F
F
S(m)
f

Phổ của S(t)
flm

0

flm
Xlm(m)

Phổ của PAM
flm-F

flm+F

-f

0

f

flm-F

flm+F

Hình 1.3: Biễu diễn dạng phế của xung PAM
Phía bên trái của điểm 0 là ảnh của phía bên phải điểm 0 nhìn vào dạng hình
1.3 ta thấy trong phổ của xung PAM có phổ của thành phần tín hiệu gốc X(t).
Nh vậy ở đầu thu muốn khôi phục lại tín hiệu gốc ta cần dùng bộ lọc thấp, tần
số cắt của bộ lọc thấp phải là:
F cắt lm - F (1.1)
Giải bất phơng trình (1.1) ta đợc
2F
Đó là điều kiện để lọc đợc mà tín hiệu thu về không bị méo
Từ đồ thị dạng phổ hình 1.3 ta giải thích tần số lấy mẫu
Nếu điều kiện của bất phơng trình (1.1) không thoả mãn thì dạng phổ của
xung PAM có dạng nh hình 1.4:
F

-flm

-f

f

+flm

Hình 1.4: Hiện tợng méo trùm phổ

14

f

Đồ án tốt nghiệp



Hiện tợng nh hình 1.4 gọi là hiện tợng méo trùm phổ
Trong thực tế có nhiễm tín hiệu có giải phổ từ FMin đến FMax nên tần số lấy mẫu
đợc xác định là:
2FMAX/n flm 2 FMin/(n-1)
Trong đó: n la phần nguyên của {FMAX /(FMAX FMIN)}
FMax đến FMin là giải tần số cần truyền
Đối với tín hiệu thoại Fmin= 0,3KHz
FMax=3,4KHz
Vậy 2Fmax lm < +
Với tín hiệu thoại nh trên, theo điều kiền (flm =2,4 KHz và flm 3,4KHZ ta chọn
flm=8 KHZ
Trong thực tế không phải tín hiệu nào củng có phổ từ 0 đến F MAX..Tuy
nhiên trong thực tế tín hiệu X(t) tồn tại hửu hạn nên phổ cũa tín hiệu F MAX
càng lớn , không thể thực hiện lấy mẩu đợc. Vì vậy khi rời rạc hoá tín hiệu ta
phải giã thiết tin hiệu X(t) là liên tục theo thời gian do vậy phổ bị đã hạn chế.
I.2 Lợng tử hoá (Quantiging)
Lợng tử hoá là quá trình thay thế một tín hiệu tơng tự đã đợc lấy mẫu (UPam)
bằng tập hữu hạn các mức biên độ để chuẩn bị cho các giai đoạn mã hoá đợc dễ
dàng.
T
x

t
T
Hình 1.5: Lợng tử hoá
Trong đó: x là bớc lợng tử

T là chu kỳ lấy mẫu
Trong quá trình lợng tử hoá, ta thấy tín hiệu sau khi lợng tử hoá sẽ thay đổi so
với xung PAM. Ngời ta nói rằng quá trình lợng tử hoá đã sinh ra tạp âm lợng tử.
Căn cứ vào bớc lợng tử hoá ngời ta phân biệt ra lợng tử hoá phi tuyến và lợng tử
hoá tuyến tính.
I.2.1 Lợng tử hoá tuyến tính (đều)
Là toàn bộ giải biên độ tín hiệu X(t) chia ra làm n mức đều nhau (tức là bớc lợng tử x = const)
15


Đồ án tốt nghiệp



Giả sử tín hiệu cần lợng tử hoá thay đổi từ (-XMax đến XMax )thì số mức lợng tử
là n:
n= 2 XMax/ x
Dùng cho phơng pháp làm tròn: Biên độ Xlm(t) ở gần mức lợng tử nào ta lấy
làm tròn bằng mức đó theo sai số: - x/2 đến + x/2
Do làm tròn mức lợng tử cho nên sai số lợng tử hoá và ở đầu thu khi khôi phục
lại thì tín hiệu không hoàn toàn giống đợc tín hiệu ban đầu. Sai số này gọi là sai số
tạp âm lợng tử. Vì bớc lợng tử x = const nên sai số lợng tử hoá đều với mọi mức
tín hiệu, do đó tỷ số tín hiệu trên tạp âm S/N (Sign/Noise) không đều bởi vì N=
Const (tạp âm không đổi) mà tín hiệu gốc X(t) lại thay đổi, dẫn đến hiện tợng tỷ số
S/N nhỏ thì tín hiệu nghe xấu, tỷ số S/N lớn thì tín hiệu nghe tốt. Do đó không chọn
đợc tỷ số S/N tối u. Muốn giảm tạp âm lợng tử thì ta phải giảm nhỏ bớc lợng tử x
khi đó số mức lợng tử n tăng lên dẫn đến kênh truyền có tốc độ tăng. Để khắc phục
nhợc điểm này ngời ta dùng lợng tử hoá phi tuyến.
I.2.2 Lợng tử hoá phi tuyến
Đối với lợng tử hoá phi tuyến thì tỷ số S/N không thay đổi( S/N = Const) dù

mức tín hiệu lớn hay nhỏ. Nghĩa là ngời ta nói to cũng nh nói nhỏ tạp âm đều bằng
nhau.
I.3 Mã hoá (Coding)
Là quá trình biến đổi xung PAM sau khi đã đợc lợng tử hoá nhóm xung nhị
phân.
Mỗi xung PAM sẽ đợc mã hoá theo 8 bit. Trong đó, có một bít dấu và 7 bít số
liệu.
Bit 0

Bit 1

Bit 2

Bit 3

Bit 4

Bit 5

Bit 6

Bit 7

Các phơng pháp mã hoá:
I.3.1 Mã hoá tuyến tính
Một bộ lợng tử đều có số mức lợng tử là n thì cần từ mã gồm b = Logn bít ( số
nhị phân) để biểu diễn cho mỗi mức riêng biệt.
- Mã hoá trực tiếp: Biên độ UPAM đợc so sánh trực tiếp với ma trận các mức
chuẫn. Vì vậy bộ mã hoá này kích thớc lớn, thời gian mã hoá dài.
16

Đồ án tốt nghiệp



- Mã hoá gián tiếp: Tức là điểm qua trung gian biến đổi PAM thành đại lợng
trung gian rồi đến đại lơng trung gian đó, phơng pháp này có nhợc điểm tín hiệu
mã hoá chậm vì phải đếm lần lợt qua tất cả các giá trị.
- Mã hoá so sánh : UPAM đợc lần lợt so sánh với các mẫu số điện áp mẫu là:
URFi= 2m - 1 trong đó ( i= 1 đến m ) m là số bít mức của từ mã.
Nếu UPAM > URFi thì đợc giữ lại ở bộ so sánh để tham gia vào bớc so sánh tiếp
theo.
Nếu UPAM < URFi thì bít tơng ứng nhận giá trị 0 và U RFi không tham gia vào
bớc só sánh tiếp theo.
I.3.2 Mã hoá phi tuyến (có 3 loại)
Loại 1: nén giãn tơng tự (analog compandor)

Analog

Analog
compressor

Linear
coder

LM
Decoder

Analog

expandor

Analog

Hình 1.6: Sơ đồ mã hoá phi tuyến
Tín hiệu tơng tự đợc tiến hành nén theo luật Loga. Sau đó đợc mã hoá phi
tuyến tính thành 8 bít. Bên thu tín hiệu số đợc giải mã rồi mới qua bộ phận giản tơng tự để khôi phục lại tín hiệu tơng tự nguyên thuỷ.
Loại 2: nén giãn số (Digital compandor):
Analog

Linear
coder

Digital
cormpessor

Digital
expandor

Analog

Analog

Hình 1.7: Sơ đồ mã hoá tuyến tính
Nh phần lợng tử hoá phi tuyến đã đề cập đối với một số tín hiệu nếu dùng phơng pháp lợng tử hoá phi tuyến chỉ cần 8 bít cho một từ mã thì khi dùng phơng
pháp lợng tử hoá phi tuyến mà thực hiện lợng tử hoá và mã hoá tuyến tính sử dụng
12 bít để biểu diễn cho một từ mã. Sau đó sẽ thực hiện bỏ bớt đi những bít d trong
nhóm từ mã 12 bít để có 8 bít nhằm tạo ra hiệu quả nh đối với lợng tử hoá phi
tuyến. Quá trình này gọi là nén số và quá trình ngợc gọi là giãn số.
II. Kỹ thuật ghép kênh TDM (Time Division Mux)

II.1 Giới thiệu kỹ thuật TDM
Để lợi dụng kênh truyền ngời ta sử dụng các thiết bị ghép kênh. Trong kỹ
thuật ghép kênh theo thời gian TDM các dòng số có cùng tốc độ bit nh nhau nhng

17


Đồ án tốt nghiệp



chiếm ở những khe thời gian nhất định và đợc lặp lại theo chu kỳ, có tần số lấy mẫu
của kênh đó.
Với tần số lấy mẫu 8 KHZ và số bít cho 1 mẫu là 8, tốc độ cho một dòng số là
64 KB/S
Tín hiệu số cơ bản này sẽ đợc lấy làm tốc độ trên chuẩn của một kênh thoại
số.
Việc ghép các kênh 64Kb/s đợc thực hiện ghép kênh theo thời gian. (TDM)
II.2 Phơng pháp ghép kênh TDM
Trong kỹ thuật TDM ngời ta sử dụng hai phơng pháp phổ biến là ghép bit và
ghép từ. Hai phơng pháp này đợc minh hoạ nh hình sau:
Tf = 125s

Aa1a2a3a4a5a6a7a8
Bb1b2b3b4b5b6b7b8
Cc1c2c3c4c5c6c7c8
Dd1d2d3d4d5d6d7d8
a1 .... a8 b1 .. b8

d1 d8

EABCD

Ghép từ

F12345678

Ghép bit

a1b1c1d1

a8b8c8d8

Hình 1.8: Sơ đồ biểu diễn các phơng pháp ghép từ và ghép bit
Trên đây là ví dụ về việc ghép 4 kênh đồng bộ tốc độ thấp thành một dòng số
tốc độ cao.
Đối với ghép từ: mỗi một tổ hợp mã (1 từ) của một kênh sẽ lần lợt chiếm một
khe thời gian riêng biệt.
Đối với ghép bit: các bit của mỗi kênh sẽ lần lợt truyền đi trong dòng tốc độ
cao một cách riêng rẽ.
Ta thấy ghép từ phức tạp hơn bởi nó yêu cầu phải sử dụng một bộ nhớ đệm để
ghi lại tín hiệu đầu vào và thâm nhập chậm. Những tín hiệu này sẽ đợc lấy mẫu phù
hợp với tốc độ kênh truyền đi một cách riêng rẽ. Ngoài ra còn phơng pháp sử dụng
trong vệ tinh (ghép thống kê).

18


Đồ án tốt nghiệp

Trạm 1



Trạm 2

Trạm n

Trạm 1

Đồng bộ sóng mangĐồng bộ chu kỳĐơn vị trạmĐiều
khiểnKênhKênh nKênh Kênh n

Các bit điều khiển

Các bit tức thời

Hình 1.9: Sơ đồ chu kỳ của hệ thống thâm nhập nhiều lần với sự phân chia
thời gian
Để đạt tốc độ truyền trong hệ thống là 50Mb/s, trong mỗi chu kỳ là 125às, sẽ
phải có 780 kênh với 8 bit. Tuy vậy, mỗi chu kỳ đợc phân thành các khoảng con
làm thành các chu kỳ con, mỗi chu kỳ con đợc sử dụng cho vài trạm mặt đất. Các
chu kỳ con có chu kỳ cố định, có thể hoàn thiện cho mỗi trạm mặt đất hoặc dung lợng của chu kỳ con có thể thay đổi một cách thích ứng phù hợp với yêu cầu của
mặt đất. Mỗi trạm mặt đất truyền thông tin dới dạng gói xung vô.
II.3 Sơ đồ khối của phơng pháp ghép TDM
Ghép n kênh tín hiệu tơng tự thành một dòng số chung, mỗi kênh T ghép N
kênh, ta sẽ có: T = N.Tdb.
Thiết bị nối ghép chọn một tín hiệu U x1 tại Tdb để tạo xung PAM. Bộ mã hoá
sẽ biến đổi xung PAM thành từ mã 8 bit trong khoảng kênh T db của khe thời gian.
Sau khi ghép N kênh cộng thêm xung đồng bộ, dòng số sẽ đợc đa đến thiết bị

truyền dẫn.
ở mạch thu, thu đợc dòng số từ thiết bị truyền dẫn, mạch đồng bộ sẽ tách
xung đồng bộ và báo hiệu. Giữa mạch đồng bộ phát và đồng bộ thu có mối quan hệ
chặt chẽ với nhau.

19


Đồ án tốt nghiệp

Phát X1

Thiết bị
ghép nối


Bộ mã
hoá chung

Cộng đồng bộ

Đồng bộ phát

Đồng bộ thu
Thu Xn

Thiết bị
ghép nối

Bộ mã

hoá chung

Tách đồng bộ

Hình 1.10: Sơ đồ khối kỹ thuật TDM
Chu kỳ 1n
Khe 1 Tđb1
Khe 2 Tđb2
Khe n Tđbn

Hình 1.11: Đồ thị của bộ phân đờng Thời gian xung
Bộ mã hoá chung 8 bít trong các khe thời gian tơng ứng thành các xung PAM.
Sau đó thiết bị ghép nối sẽ lần lợt chọn các xung PAM tơng ứng và biến nó thành
tín hiệu tơng tự. Do vậy thiết bị ghép nối phải làm việc theo 2 chiều:
Chiều thuận là chiều biến đổi tín hiệu analog thành các xung PAM
Chiều nghịch là chiều biến đổi các xung PAM thành tín hiệu analog.
Đối với dòng số có tốc độ khác tốc độ ghép, trớc khi ghép kênh phải qua khâu
chuyển đổi. Trong nguyên tắc ghép TDM ta phải tạo ra các khe thời gian T đb. Các
khe thời gian chứa đựng bộ mã hoá của các nguồn tín hiệu khác nhau. Để tạo thành
khe thời gian cho các nguồn tín hiêụ khác nhau, ngời ta sử dụng bộ phân đờng thời
gian xung đợc biểu diễn nh hình 1.11
III. Các hệ thống của Ghép kênh PCM sơ cấp
CCITT khuyến nghị hai hệ thống PCM cơ sở dùng cho kỹ thuật thông tin.
20


Đồ án tốt nghiệp


- Hệ thống 30 kênh do CEPT đề xuất

- Hệ thống 24 kênh do AT và T đề xuất
Các hệ thống này là cơ sở trong các cấu trúc các hệ thống truyền dẫn số. Ta
cần phân biệt giữa thiết bị ghép kênh PCM hoặc thiết bị đầu cuối PCM và đờng
truyền PCM. Thiết bị ghép kênh PCM có nhiệm vụ biến đổi một số tín hiệu tơng tự
(30 hoặc 24) thành một dãy tín hiệu số ở phía phát và thực hiện các chức năng ngợc
lại ở phía thu. Đờng truyền có nhiệm vụ truyền dẫn các tín hiệu số giữa hai thiết bị
ghép kênh ở hai phía.
III.1 Cấu trúc khung và đa khung của PCM 30
Thiết bị ghép kênh sơ cấp 30 kênh theo khuyến nghị G732 của CCITT hoạt
động với tốc độ 2,048Mbit/s. Luật mã hoá sử dụng là luật A(A=87,6) với 13 đoạn
số mức lợng tử là 256 mức.
Mỗi đa khung (hình1.12) có 16 khung dài 2ms đợc đánh số từ 0 đến 15 ( bên
phát là t0 đến t15, bên thu là u0 đến u15). Mỗi một khung dài 125 às gồm 32 khe thời
gian đợc đánh số từ 0 đến 31 (bên phát là từ s0 đến s31, bên thu là r0 đến r31). Mỗi
khe thời gian dài 3,9 às chứa một từ mã gồm 8 bít mỗi một bít dài 488 ns. Các bít
đợc đánh số từ 0 đến 7 (bên phát là p0 đến p7, bên thu là q0 đến q7)
Tốc độ bit của hệ thống bằng: 8.000 xung/s x 8 bit = 2048 Kbit/s 50.10-6.
Tín hiệu định thời phát lấy từ nguồn bên trong hoặc bên ngoài hoặc từ tín hiệu số
thu.

21


Đồ án tốt nghiệp



1 đa khung = 16 khung / 2ms
0123456789101112131415

1 khung (125às)
012151617293031

TS1 TS15
TS17- TS 31

TS0 t/h
đồng bộ khung

khe t/g
01234567

X0011011
TS16 SYN & SIG
đa khung

0000XAXX
Hình 1.12: Cấu trúc khung 2M
III.2 Cấu trúc khung và đa khung của PCM 24
III.1.1. Cấu trúc khung.
Thiết bị ghép PCM sơ cấp 24 kênh của CCITT hoạt động ở tốc độ 1544Kb/s.
Mã hoá sử dụng luật à đoạn, với à=255 và mỗi từ mã 8 bit.
Trong quãng thời gian 125às có chứa 1 bit phụ đợc sử dụng làm bit đồng bộ
khung và 8*24= 192 bit tin. Vì vậy mỗi khung có 193 bit.
Trong mỗi khung có 1 bit phụ và 24 khe thời gian đợc đánh số từ 1-24. Mỗi
khe thời gian dành cho 1 kênh thoại, độ rộng mỗi khe thời gian là 5,18às. Cấu trúc
khung nh hình 1.13
22

Đồ án tốt nghiệp



125à
123456789101112131415161718192021222324
Bit đồng bộ khung

Hình 1.13: Cấu trúc khung PCM 24
III.1.2. Cấu trúc khung có 12 khung.
Trong 1 đa khung có 12 khung đánh số từ 1-12, độ dài mỗi đa khung là:
TFM = 125à * 12 = 1,5 ms
Các bit đầu tiên trong khung lẻ là các bit đông bộ khung. Các bit đầu tiên
trong khung chẵn là các bit đồng bộ đa khung. Bit thứ 8 thuộc khung 6 và khung
12 sử dụng để truyền tín hiệu gọi.
1,5 ms
123456789101112
101010
00111S
AB

Hình 1.14: Cấu trúc đa kung 12 khung
III.1.3. Cấu trúc đa khung có 24 khung.
Trong mỗi đa khung này chứa 24 khung, mỗi khung có 193 bit. Độ dài của đa
khung băng 125às*24= 3ms.
Bit 1 trong khung đợc sử dụng vào 3 mục đích sau :
Cung cấp từ mã đồng bộ đa khung
Cung cấp mã kiểm tra độ d chu trình
Cung cấp tuyến số liệu 4 Kb/s
Bit 8 của khung 6,12,18,24, đợc sử dụng cho báo hiệu nhờ rút đi các bit truyền

số liệu.
Bit m là bit thứ nhất của khung để truyền từ mã đồng bộ khung. Từ mã đồng
bộ đa khung truyền vào các bit thứ nhất của các khung 4,8,12,16,24. Các bit e 1- e6
(là các bit thứ nhất của các khung 2,6,10,14,18,22) là từ mã kiểm tra độ d chu trình
và đợc ký hiệu là CRC (cyclic redundancy check).

23


Đồ án tốt nghiệp



Các bít CRC dùng để dự phòng cho việc tạo tín hiệu đồng bộ khung, hoặc khi
tại đó có nhu cầu nâng cấp khã năng giám sát lỗi. Từ mã này có tốc độ truyền
2Kb/s. Tín hiệu gọi đợc truyền vào vị trí thứ 8 của các khung 6 ,12 , 18 , 24 đợc ký
hiệu là A,B,C,D.
TFM = 3 ms
123456789101112131415161718192021222324
mmmmmmmmmmmm
e1e2e3e4e5e6
001011
ABCD

Hình 1.15: Cấu trúc đa khung 24 khung

24


Đồ án tốt nghiệp

Chơng II

lý thuyết chung về tổng đài điện tử SPC
I. Sự ra đời của tổng đài điện tử
Từ năm 1965, khi tổng đài điện tử đầu tiên đợc lắp đặt, đã có nhiều thay đổi
trong lĩnh vực công nghệ này. Mỗi sự thay đổi có những u và nhợc điểm riêng, nhng tổng thể đều đã góp phần cho các dịch vụ điện thoại tốt hơn và giảm giá thành
thiết bị. Tổng đài điện thoại điện tử đầu tiên đa vào khai thác năm 1965 là tổng đài
tơng tự làm việc theo nguyên lý SPC (Stored prorgam contrled: điều khiển theo chơng trình ghi sẵn) và là tổng đài nội hạt. Tổng đài này có nhãn hiệu là No 1 ESS do
hãng Bell systems sản xuất ở Mỹ, Trờng chuyễn mạch của nó là trờng chuyển mạch
cơ điện. Dung lợng từ 10.000 - 60.000 thuê bao. Nó có thể chuyển tải là 600
erlangs và có thể thiết lập 30 cuộc nối trong 1 giây.
Cũng ở nớc Mỹ hãng Bell Laboratory quyết định trong những năm đầu của
thập kỹ 70 hoàn thiện một tổng đài số dùng cho liên lạc chuyển tiếp. Mục tiêu đề ra
là tăng tốc độ truyền dẫn giữa các tổng đài nhờ phơng thức số. Tháng 1 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. Tổng đài này có dung lợng
107.000 kênh và mạch nghiệp vụ. Nó có khả năng chuyể tải tới 47500 erlangs và có
khả năng chuyển mạch cho 150 cuộc gọi mỗi giây.
Tổng đài E10-A là tổng đài nội hạt đầu tiên dùng phơng thức chuyển mạch số
đồng thời một số tổng đài của các hãng khác nh Northem Telecoms (Canada),
ericsson (Thuỵ Điển ) ... đã xuất hiện trên thị trờng.
Giai đoạn từ năm 1974 - 1976 là giai đoạn phát triển nhanh nhất và có hiệu
quả của kỹ nghệ của tổng đài số. Nhiều công ty, trong đó có những công ty mới
chuyển hớng sang lĩnh vực chuyển mạch điện thoại đã giới thiệu các sản phẩm của
mình.

25

Đồ án tốt nghiệp



Bảng 1.1: Giới thiệu một số tổng đài điện tử trên phạm vi thế giới theo thứ
tự thời gian bắt đầu sản xuất của nó:
Năm
1965
1969
1972
1973
1974

1975
1976

Ký hiệu
No 1 ESS
No 4 AXBETS
D10
METACONTA
No 1 ESS
EWSO
PRX-205
DROTEO
AXE

Loại tổng đài
Nội hạt

Chuyển tiếp
Nội hạt và chuyển tiếp
Nội hạt
Nội hạt và chuyển tiếp
Nội hạt
Nội hạt
Nội hạt và chuyển tiếp
Nội hạt

Hãng sản xuất
Bell Labs Mỹ
Bell Labs Mỹ
NEC - Nhật
LMT - Pháp
Bell Labs Mỹ
Siemems - Đức
Philips - Hà Lan
Proteo Italy
PTT,L,M Ericsson
Thuỵ Điển

Tổng đài số
Năm
1970
1976
1978
1981

Nhãn hiệu
E10 - A

No 4 ESS
AXE
E10 - B
E12
FETEX
NEAX61
E10 Alcatel

Loại tổng đàI
Nội hạt
Chuyển tiếp
Nội hạt
Nội hạt và chuyển tiếp
Chuyển tiếp
Nội hạt và chuyển tiếp
Nội hạt và chuyển tiếp
Nội hạt và chuyển tiếp

26

Hãng sản xuất
CII và CNET - Pháp
Bell Mỹ
LM Ericsson - Thuỵ Điển
CIT Alcatel - Pháp
CIT - CNET - Pháp
FUiITSU - Nhật
NEC Nhật
Alcatel - Pháp

Đồ án tốt nghiệp



Bảng 1.2: Một số tổng đài điện tử theo thứ tự thời gian sản xuất
Tổng đài tơng tự
Loại,
Dung lợng(nghìn) khả năng lu thoát thuê bao
Số lợng
hay trung tải hoặc xử lý gọi
nớc sản
(1979-1982)
xuất
Số cuộc gọi
Thuê bao Trung kế Tải(Erlangs)
đầu nối/s
Mỹ
No 1 ESS
Oct-65
6
30
1939
No 1 AESS
20 - 128
32
100
65
1978
No4AEESS

22,4
6.2
35
76
No4 ESS
107
47.5
150
29
Nhật
D10
98
14,3
4.4
30
250
XE1
13
2.5
FETEX150
240
60
24
194
NEAX61
2-100 2,5-60
27
194
2057(91)
EWSO

30
2
16-Nov
10
EWSF
13
5
1
EWSD
10-vài trăm vài chục 0.8er/TB
70 -280 2500(1992)
Anh
80
TXE
40
5
60
Italy
Proteo
30
15
Thuỵ Điển
10
35
AXE
64
Hà Lan
60
PRX205
10

1000
15-Oct 300(1982)
Pháp
20
E10B
30
4
2.400-2.600
25
8(1981)
Metuconta
Oct-60
10
83 - 100
1
E12
65
15
86
MT20
64
20
83 - 100
E10ALcatel
200
60
25
200

27