Đề tài Tổng quan về tổng đài điện tử số

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, cùng với sự phát truyển của kinh tế-xã hội, nhu cầu trao đổi thông tin của con người ngày càng cao. Bởi vậy ngành điện tử viễn thông có một vai trò đặc biệt quan trọng nhất là trong thời buổi bùng nổ thông tin như hiện nay. Các hệ thống viễn thông trở thành phương tiện rất hữu ích cho việc trao đổi thông tin.Thông tin càng trở nên cần thiết hơn bao giờ hết, nó đặt nên một vấn đề là truyền đạt thông tin như thế nào để thông tin đi được nhanh nhất và chính xác nhất. Hệ thống tổng đài ra đời đã đáp ứng một phần nào nhu câu thông tin của xã hội. Hệ thống tổng đài là thiết bị làm việc kết nối phục vụ các loại dịch vụ thông tin khác nhau. Tổng đài cung cấp một đường truyền dẫn tạm thời để truyền thông tin đồng thời theo hai hướng giữa các loại đường dây truyền dẫn. Nó được các thiết bị chuyển mạch của tổng đài thực hiện thông qua trao đổi báo hiệu với mạng bên ngoài. Từ khi con người đưa tổng đài điện thoại đầu tiên vào xử dụng cho tới nay, kỹ thuật tổng đài có ngững bước tiến vô cùng to lớn. Đầu tiên là ngững tổng đài nhân công mà các chức năng chung đều do nhân công thực hiện. Sau đó là những tổng đài điện cơ bán tự động, nó được xây dựng trên cơ sở nguyên lý chuyển mạch từng nấc, chuyển mạch ngang dọc. Tiếp theo đó là những tổng đài điều khiển theo chương trình ghi sẵn cho tín hiệu số đã được xử dụng rộng rãi trên phạm vi toàn thế giới với số lượng và chủng loại ngày càng đa dạng, phong phú hơn. Ngày này với công nghệ ngày càng hiện đại, các loại tổng đài ngày càng được ứng dụng nhiều để liên lạc thông tin ,trong công ty, trường học và các khu nội bộ. Đặc biệt là tổng đài cơ quan PABX,và sử dụng nhiều là tông đài Panasonic KX-TES824. MỤC LỤC Lời mở đầu.............................................................................................1 Mục lục....................................................................................................2 Bảng chữ viết tắt........................................................................................5 Chương I- Tổng quan về tổng đài..............................................................6 1.2.1 Giới thiệu chung về Tổng đài SPC..................................................7 Phân loại tổng đài...........................................................................8 1.3- Nhiệm vụ chung của một tổng đài ....................................................10 1.3.1 Nhiệm vụ báo hiệu..........................................................................10 1.3.2 Nhiệm vụ xử lý các thông tin báo hiệu và điều khiển ....................10 1.3.3 Tính cước.........................................................................................10 1.3.4 Chức năng thiết lập cuộc gọi...........................................................10 1.4- Phương pháp điều khiển....................................................................14 1.4.1. Phương pháp điều khiển tập trung..................................................14 1.4.2. Phương thức điều khiển phân tán...................................................14 1.5 Sơ Đồ Khối Tổng Đài SPC ..............................................................15 1.5.1 Chức năng của các khốí..................................................................16 1.6 Chuyển mạch số.................................................................................20 1.6.1. Đặc điểm của chuyển mạch số........................................................20 1.6.2. Nguyên lý chuyển mạch không gian ..............................................21 1.6.3 Nguyên lý chuyển mạch thời gian ( T ) ..........................................23 1.6.4 Chuyển mạch không gian (S)..........................................................28 1.6.5 Chuyển mạch ghép..........................................................................32 1.7 Điều khiển trong tổng đài điện tử SPC.............................................45 1.7.1. Nhiệm vụ điều khiển......................................................................45 1.7.2. Cấu tạo của thiết bị điều khiển chuyển mạch................................46 1.7.3. Các phương pháp dự phòng cho hệ thống điều khiển...................49 1.8 Xử lý cuộc gọi..................................................................................55 1.8.1. Các chương trình xử lý gọi...........................................................55 1.8.2. Các loại bảng báo hiệu..................................................................58 1.8.3. Số liệu thuê bao.............................................................................59 1.8.4. Phân tích phiên dịch và tạo tuyến.................................................60 1.8.5. Thiết lập gọi..................................................................................61 1.8.6. Tính cước......................................................................................63 1.9 Báo hiệu............................................................................................64 1.9.1. Khái quát chung về báo hiệu........................................................64 1.9.2. Báo hiệu kênh riêng (CAS)..........................................................68 1.9.3. Báo hiệu kênh chung....................................................................72 1.9.3.1. Đặc điểm chung.........................................................................72 1.9.3.2. Hệ thống báo hiệu số 7 (CCITT No 7)......................................74 Chương II - Thông tin thoại -Máy điện thoại........................................76 2.1. Khái niệm ......................................................................................76 2.2. Những yêu cầu cơ bản về máy điện thoại......................................77 2.3. Những chức năng cơ bản của máy điện thoại................................78 2.4. Nguyên tắc cấu tạo của máy điện thoại..........................................78 Chương III- Mạng Điện thoại................................................................79 3.1 Mạng phân cấp mạng chuyển mạch................................................79 3.2 Các tính năng truyền của mạng điện thoại......................................80 Chương IV-Tổng Đài PABX................................................................84 4.1. Đặc điểm .....................................................................................84 4.2. Tính năng cơ bản...........................................................................85 4.3 Dung lượng hệ thống......................................................................86 4.4 Các loại CARD mở rộng ...............................................................87 4.5 Số liệu hệ thống .............................................................................89 4.6 Chi tiết kĩ thuật ............................................................................89 KẾT LUẬN …………………………………………………………..91 Bảng Chữ Viết Tắt SPC Stored Program Control Điều khiển bằng chương trình ghi sẵn PABX Private Automatic Branch Exchange Tổng đài cơ quan DTMF Dual Tone Multi Frequencie Chuông kép đa tần số PCM Pulse Code Modulation Điều xung mã DISA Direct Inward System Access Hệ thống truy cập trực tiếp bên trong VM Voice Message Hộp thư thoại DSS Direct Station Selection Trạm lựa chọn trực tiếp SLT Single Line Telephone Đường điện thoại đơn SMDR Station Message Detail Recording Trạm ghi âm chi tiết tin nhắn Chương I – Tổng quan tổng đài điện tử số. 1.1 - Sơ lược sự hình thành và phát triển của tổng đài điện tử số . Để khắc phục những hạn chế và nhược điểm của các loại tổng đài điện thoại cần nhiều kỹ thuật viên. Các nhà chế tạo tổng đài đã cho ra đời các loại tổng đài cơ điện và từng bước hoàn thiện chúng. Tổng đài tự động từng nấc đầu tiên điều khiển trực tiếp đã được chế tạo vào năm 1892. Nó được hoàn thiện trên tổng đài nhân công, song nó vẫn còn có nhiều nhược điểm như chứa nhiều các bộ phận cơ khí, khả năng tính toán linh hoạt bị hạn chế, kích thước cồng kềnh. Năm 1982 hãng ericsson của thuỵ điển đã cho ra đời loại tổng đài thanh chéo(cross bar) đầu tiên. các tổng đài này được sản xuất dựa trên cơ sở nghiên cứu kỹ thuật chuyển mạch và hoàn thiện hơn các bộ phận chức năng của tổng đài từng nấc, chủ yếu là chuyển mạch thanh chéo. Sau đó nhiều sự thay đổi có ý nghĩa cách mạng trong lĩnh vực điện tử đã tạo ra nhiêu điều kiện tốt để hoàn thiện các tổng đài ngang - dọc. Và nhiều khối chức năng điều khiển: bộ ghi phát đấu nối phiên dịch...trước đây được chế tạo trên cơ sở rơ le cơ điện nay đã được thay thế bằng máy tính đơn giản chế tạo ở dạng khối . Điều đó dẫn đến kích thước của tổng đài được thu nhỏ hơn, thể tích và trọng lượng của các thiết bị cũng giảm , tổng đài làm việc nhanh, tin cậy cao , dễ vận hành và bảo dưỡng. Sau đó công nghệ điện tử phát triển nhanh , đặc biệt là kỹ nghệ chế tạo các loại mạch tổ hợp mật độ trung bình và lớn đã ra đời tạo điều kiện cho may tính và tổng đài điện tử phát triển. Tổng đài điện tử số đầu tiên được chế tạo và khai thác vào năm 1965 là tổng đài tương tự làm việc theo nguyên lý SPC ( Điều khiển theo chương trình ghi sẵn ) . Tổng đài này có nhãn hiệu essn01 do hãng bell system chế tạo ở Mỹ, dùng trường chuyển mạch cơ điện, có dung lượng từ 10000 đến 60000 thuê bao. Nó có thể lưu loát lượng tải là 600 erlangs và có thể thiết lập 30 cuộc gọi/ giây. Từ năm 1974 - 1976 là giai đoạn phát triển kỹ thuật và cải tiến hiệu quả của công nghệ tổng đài số. Với sự phát triển của xã hội định hướng thông tin, các dịch vụ thông tin điện thoại, thông tin số liệu thông tin di động,... ngày càng trở nên phong phú, đa dạng. Sự phát truyển của công nghệ thông tin bao gồm cả truyền dẫn cáp quang, kỹ thuật số, kỹ thuật thông tin vệ tinh,... được phát truyển một cách nhanh chóng, các mạng thông tin ngày một nâng cao về tính năng và tốc độ phát truyển. Kỹ thuật số là kỹ thuật cơ bản cần thiết để xây dựng các mạng thông tin có tính năng hoạt động cao. Trung tâm của một mạng thông tin sử dụng kỹ thuật số là tổng đài điện tử số. Tổng đài điện tử số thực hiện chuyển mạch các kỹ thuật âm thanh. 1.2- Tổng quan tổng đài điện tử số SPC 1.2.1 Giới thiệu chung về Tổng đài SPC. Loại tổng đài này được điều khiển bằng chương trình lưu trữ đã được lưu sẵn trong bộ nhớ. Các chức năng chính tông đài SPC bao gồm: + Thứ tự sử lý các bước của tổng đài. + Số thứ tự của đường dây thuê bao,số thuê bao,thuộc tính thuê bao. + Duy trì và giám sát cuộc gọi. + Tính cước cuộc gọi. + Đấu nối các thuê bao. + Cung cấp các dịch vụ khách hàng. + Vận hành bảo dưỡng Trong tổng đài điện tử SPC, người ta sử dụng thiết bị điều hành, quản lý và bảo dưỡng tổng đài trong quá trình khai thác nhằm để giao tiếp với tổng đài. Các thiết bị này bao gồm màn hình, bàn phím điều khiển, các máy in tự động, các thiết bị đo thử đường dây và máy thuê bao ... Chúng được dùng để đưa các lệnh quản lý và bảo dưỡng vào thiết bị xử lý thao tác và bảo dưỡng của tổng đài. Ngoài các thiết bị nêu trên, ở các tổng đài SPC trung tâm còn có thiết bị ngoại vi nhớ số liệu. Thiết bị này bao gồm khối điều khiển bằng từ và đĩa từ. Chúng có tốc độ làm việc cao, dung lượng nhớ lớn và dùng để nạp phần mềm vào các loại bộ nhớ của các bộ xử lý, ghi các thông tin cước, thống kê... Tổng đài SPC có tính linh hoạt,mềm dẻo trong quá trình khai thác.Nếu cần phải thay đổi số thuê bao,số lượng thuê bao,các dịch vụ của thuê bao người ta không phải thay đổi kết cấu mạch điện ,cách đấu nối,hay phần cứng mà chi cần thay đổi bổ xung các số liệu vào bộ nhớ chương trùnh của tổng đài thông qua một hệ thống các máy tính đièu khiển Tổng đài SPC có khả năng lưu giữ các số liệu trong quá trình làm việc bằng các hệ thống băng từ,đĩa từ,bộ nhớ để cung cấp các số liệu cần thiết giúp cho iệc khai thác quản lí có hiệu quả. Tổng đài SPC có khả năng tự chuẩn đoán bằng chương trình tự động như thường xuyên đo lường,kiểm tra các thông số kĩ thuật của tổng đài cho phép phát hiện kịp thời các sự cố giúp cho việc sửa chữa thay thế nhanh chóng đảm bảo thông tin liên lạc thông suốt.Và cho phép nhiều dịch vụ gia tăng phi thoại. 1.2.2- Phân loại tổng đài. - Được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống viễn thông hiện nay người ta sử dụng tổng đài tự động điện tử kĩ thuật số được điều khiển theo chương trình ghi sẵn. - Căn cứ vào phương pháp làm việc của tổng đài người ta chia tổng đài thành hai loại: +) Tổng đài nhân công: là có người thao tác để chuyển mạch. +) Tổng đài tự động: được điều khiển theo chương trinh ghi sẵn. - Căn cứ vào cấu tạo của tổng đài người ta chia thành hai loại: +) Tổng đài cơ điện: là tổng đài được thực hiện việc đấu nối bằng các tiếp xúc cơ khí sử dụng các tiếp điểm rơle. +) Tổng đài điện tử: là tổng đài được thực hiện việc đấu nối bằng các tiếp xúc điện tử sử dụng các linh kiện điện tử như điốt, tranziztor, cổng logíc. - Căn cứ vào vị trí tổng đài trong hệ thống viễn thông: +) Tổng đài nội hạt: là tổng đài mà các thuê bao được đấu trực tiếp vào đó được tổ chức trong một khu vực địa lí. +) Tổng đài chuyển tiếp nội hạt:là những tổng đài chuyển tiếp tín hiệu thoại giữa các tổng đài nội hạt trong một khu vực hoặc một vùng. +) Tổng đài chuyển tiếp vùng. +) Tổng đài quốc gia. Hiện nay trên mạng viễn thông có 5 loại tổng đài sau: - Tổng đài cơ quan PABX: được sử dụng trong các cơ quan, khách sạn và thường sử dụng trung kế CO- Line(central office). - Tổng đài nông thôn (Rural Exchange): được sử dụng ở các xã, khu dân cư đông, chợ và có thể sử dụng tất cả các loại trung kế . - Tổng đài nội hạt LE ( Exchange Local): được đặt ở trung tâm huyện tỉnh và sử dụng tất cả các loại trung kế. - Tổng đài cửa ngõ quốc tế (Gateway Exchange): tổng đài này dùng để chọn hướng và chuyển mạch các cuộc gọi vào mạng quốc tế để nối các quốc gia với nhau, có thể chuyển tải cuộc gọi quá giang. - Tổng đài đường dài TE (Toll Exchange): dùng để kết nối các tổng đài nội hạt ở các tỉnh với nhau, chuyển mạch các cuộc gọi đường dài trong nước với nhau. 1.3- Nhiệm vụ chung của một tổng đài 1.3.1 Nhiệm vụ báo hiệu Là nhiệm vụ trao đổi báo hiệu với mạng ngoài bao gồm mạng các đường dây thuê bao và trung kế đấu nối tới các máy thuê bao hay tổng đài khác. 1.3.2 Nhiệm vụ xử lý các thông tin báo hiệu và điều khiển các thao tác chuyển mạch Thiết bị điều khiển chuyển mạch nhận các thông tin báo hiệu từ các đường dây thuê bao và trung kế, xử lý các thông tin này và đưa ra và đưa ra các thông tin điều khiển cấp các thông tin báo hiệu tới các đường dây thuê bao hay trung kế hoặc để điều khiển hoặc để điều khiển các thiết bị chuyển mạch và các thiết bị phụ trợ để tạo tuyến nối. 1.3.3 Tính cước Nhiệm vụ này là tạo ra các số liệu cước phù hợp với từng loại cuộc gọi sau khi mỗi cuộc gọi kết thúc. Số liệu cước này sẽ được sử lý thành các bản tin cước để phục vụ công tác thanh toán cước. Tất nhiên các nhiệm vụ nói trên được thực hiện có hiệu quả nhờ sử dụng máy tính điều khiển tổng đài. 1.3.4 Chức năng thiết lập cuộc gọi - Là phải tạo và thiết lập tuyến đấu nối trong nội bộ tổng đài để truyền tín hiệu thoại giữa các máy điện thoại. a) Thiết lập 1 cuộc thông tin nội hạt. Chú thích : A: thuê bao A B: thuê bao B B1: đặt tổ hợp B2: nhấc tổ hợp B3: âm mời quay số B4: gửi số điện thoại B5: phát và hồi âm chuông B6: hai bên đàm thoại B7: đặt tổ hợp +) nguyên lý: - B1 đặt tổ hợp trên giá máy - B2,B3 khi có nhu cầu làm việc A nhấc tổ hợp tổng đài nhận biết trạng thái đường dây thuê bao A thay đổi tổng đài lièn tiến hành xử lí nó và kiểm tra đường dây thuê bao,số máy thuê bao các thông số của thuê bao A nếu thuê bao bị khoá tổng đài gửi cho thuê bao âm báo bận vơí tần số f=425Hz nhịp ngắt 1:1 còn bình thường thì phát âm mời quay số với f=425 Hz phát liên tục - B4 A gửi các con số địa chỉ của thuê bao B - B5 tổng đài nhận các con số và ghi vào bộ nhớ và tiến hành xử li,giải mã địa chỉ xác định vị trí đường dây thuê bao,thuộc tính thuê bao B. nếu thuê bao B bận tổng đài sẽ phát tín hiệu báo bận cho thuê bao A bình thường thì tổng đài chuyển mạch và phát tín hiệu chuông cho thuê bao B và phát tín hiệu hồi âm chuông cho thuê bao A với f=425Hz nhip ngắt 2:4 - B6 B nhấc tổ hợp hai bên đàm thoại hệ thống tính cước của tổng đài bắt đầu hoạt động - B7 kết thúc cuộc gọi xảy ra hai trường hợp: + nếu A đặt tổ hợp trước tổng dài xác định đường dây thuê bao A thay đổi liền giải phóng tuyến đấu nối về hướng thuê bao A đồng thời phát tín hiệu báo bận cho thuê bao B nhắc B đặt tổ hợp vào giá máy khi B đặt tổ hợp vào giá máy tuyến đấu nối trong nội bộ tổng đài được giải phóng hoàn toàn. + nếu B đặt tổ hợp trước tổng dài xác định đường dây thuê bao B thay đổi liền giải phóng tuyến đấu nối về hướng thuê bao B đồng thời phát tín hiệu báo bận cho thuê bao A nhắc A đặt tổ hợp vào giá máy khi A đặt tổ hợp vào giá máy tuyến đấu nối trong nội bộ tổng đài được giải phóng hoàn toàn. b) thiết lập một cuộc thông tin qua hai tổng đài nội hạt. TĐ1 TĐ2 B A b5,b6 b4 b3 b2 b1 t/h chuông hồi âm chuông b7 b8 b9,b10 b11 Sơ đồ thiết lập thông tin qua hai tổng đài nội hạt Chú thích: b1 đặt tổ hợp. b2 nhấc tổ hợp. b3 âm mời quay số ( âm báo bận). b4 gửi số điện thoại. b5,b6 chiếm trung kế và xác nhạn chiếm trung kế,hồi âm chuông. b7 nhấc tổ hợp. b8,b11 đặt tổ hợp. b9,b10 giải phóng trung kế và xác nhận giải phóng trung kế. TĐ1 tổng đài nội hạt của thuê bao A TĐ2 tổng đài nội hạt của thuê bao B - b1 đặt tổ hợp trên giá máy - b2,b3 khi có nhu cầu làm việc A nhấc tổ hợp tổng đài nhận biết trạng thái đường dây thuê bao A thay đổi tổng đài lièn tiến hành xử lí nó và kiểm tra đường dây thuê bao,số máy thuê bao các thông số của thuê bao A nếu thuê bao bị khoá tổng đài gửi cho thuê bao âm báo bận vơí tần số f=425Hz nhịp ngắt 1:1 còn bình thường thì phát âm mời quay số với f=425 Hz phát liên tục - b4 A gửi các con số địa chỉ của thuê bao B - b5,b6 TĐ1 nhận các con số địa chỉ của thuê bao liền ghi vào bộ nhớ số liệu và tiến hành xử lí nó xác nhận thuê bao B thuộc TĐ2 liền chiiếm một đường trung kế đến TĐ2,TĐ2 xác nhận sự thay đổi đường dây trung kế liền phát tín hiệu công nhận chiếm trung kế khi nhận được tín hiệu chiếm trung kế TĐ1 liền gửi các con số địa chỉ của thuê bao B cho TĐ2 xử lý TĐ2 nhận và ghi vào bộ nhớ số liệu và tiến hành xử lí nó xác nhận đường dây thuê bao,thuộc tính của thuê bao B. nếu thuê bao bị khoá hay bận thì phát tín hiệu báo bận về cho thuê bao A xuyên qua TĐ1 còn bình thường TĐ2 gửi t/h chuông cho thuê bao B đồng thời phát t/h hồi âm chuông cho thuê bao A. - b7 B nhấc tổ hợp tuyến đấu nối cho 2 tb A&B xuyên qua 2TĐ được thiết lập 2 bên đàm thoại hệ thống tính cước của TĐ1 hoạt động. - b8,b9,b10,b11 kết thúc cuộc gọi xảy ra hai trường hợp: + A đặt tổ hợp trước : TĐ1 xác nhận trạng thái đường dây t/b A thay đổi liền giải phóng tuyến đấu nối về hướng thuê bao A giải phóng trung kế về hướng TĐ2,TĐ2 xác nhận trạng thái đường trung kế thay đổi lièn phát tín hiệu xác nhận giải phóng trung kế về phía TĐ1 và phát tín hiệu báo bận về cho t/b B nhắc B đặt tổ hợp vào giá máy tuyến đấu nối giữa 2 t/b A&B xuyên qua 2 TĐ được giải phóng hoàn toàn + B đặt tổ hợp trước : TĐ2 xác nhận trạng thái đường dây t/b B thay đổi liền giải phóng tuyến đấu nối về hướng thuê bao B giải phóng trung kế về hướng TĐ1,TĐ1 xác nhận trạng thái đường trung kế thay đổi lièn phát tín hiệu xác nhận giải phóng trung kế về phía TĐ2 và phát tín hiệu báo bận về cho thuê bao A nhắc A đặt tổ hợp vào giá máy tuyến đấu nối giữa 2 thuê bao A&B xuyên qua 2 TĐ được giải phóng hoàn toàn. 1.4- Phương pháp điều khiển 1.4.1. Phương pháp điều khiển tập trung Trong một số tổng đài SPC tất cả các thiết bị điều khiển có thể thay thế bằng một bộ vi xử lý. Vì vậy bộ vi xử lý này phải có tốc độ đủ lớn để nó có thể xử lý hàng trăm cuộc gọi trong một giây, ngoài ra nó phải hoàn thành các công việc điều hành và bảo dưỡng khác. Từ đó việc tập trung hoá hoàn toàn các chức năng cũng có nhược điểm vì phần mềm của bộ xử lý trung tâm rất cồng kềnh, phức tạp và khó có độ tin