Kĩ thuật chuyên mạch báo hiệu - Chương 1: Chuyển mạch kênh (circuit switching)

CHƯƠNG 1: CHUYỂN MẠCH KÊNH (CIRCUIT SWITCHING) NỘI DUNG • Bài 1: Chuyển mạch kênh • Bài 2: Chuyển mạch không gian tương tự • Bài 3: Điều chế biên độ xung PAM • Bài 4: Công nghệ PCM và chuyển mạch số BÀI 1: CHUYỂN MẠCH KÊNH • NỘI DUNG: 1. Khái niệm chuyển mạch 2. Chuyển mạch kênh 3. Phân loại chuyển mạch kênh CHUYỂN MẠCH Khái niệm: • Chuyển mạch là sự thiết lập kết nối theo yêu cầu để truyền thông tin từ ngõ vào yêu cầu đến ngõ ra được yêu cầu trong một tập các ngõ vào và ngõ ra Hình: Chuyển mạch CÁC LOẠI THÔNG TIN • Thông tin được trao đổi qua mạng viễn thông rất đa dạng Voice Image Video Text Data Yêu cầu thiết bị truyền dẫn và chuyển mạch khác nhau Thông tin nhạy cảm với trễ → Dùng chuyển mạch kênh để phục vụ CHUYỂN MẠCH KÊNH • Nguyên lý hoạt động  Một kênh thông tin (một tuyến kết nối) được thiết lập xuyên qua mạng từ mạch điện của thiết bị đầu cuối này tới mạch điện của thiết bị đầu cuối kia Kênh thông tin này được dành riêng cho cuộc gọi đó từ khi bắt đầu cho đến khi kết thúc cuộc gọi Các cuộc gọi đồng thời phải được thực hiện trên các kênh độc lập nhau PHÂN LOẠI CHUYỂN MẠCH KÊNH Chuyển mạch kênh Chuyển mạch không gian tương tự Chuyển mạch PAM Chuyển mạch số PCM Nhân công SSWTự động 4 dây2 dây TSW Tổ hợp BÀI 2: CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN TƯƠNG TỰ • Nội dung: 1. Khái quát về chuyển mạch không gian tương tự 2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ chuyển mạch không gian 3. Các trường chuyển mạch KHÁI QUÁT • Chuyển mạch không gian tương tự tạo ra tuyến kết nối truyền thông tin để kết nối mạch điện thuê bao này với mạch điện thuê bao kia • Các cuộc liên lạc đồng thời phải được tiến hành qua các tuyến nối riêng biệt (không có đoạn mạch điện dùng chung) MÔ HÌNH CHỨC NĂNG CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN C á c đ ầ u và o (I) C á c đ ầ u ra (O ) C(α,β) 1 2 N 1 2 M . . . . . . Các tín hiệu điều khiển MÔ HÌNH CHỨC NĂNG CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN Đặc điểm chung của bộ chuyển mạch không gian cơ bản • Số đầu vào Input và số đầu ra Output có thể giống hoặc khác nhau (N=M hoặc N#M) • Nếu có nhiều cuộc gọi đi qua bộ chuyển mạch thì phải đảm bảo một đầu vào chỉ nối với không quá một đầu ra (các C(α,β) và C(x,y) tồn tại đồng thời khi và chỉ khi x#α và y#β) CẤU TẠO BỘ CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN CƠ BẢN I1 I2 I3 IN . . . OMO2 O3 O4O1 C á c đ ầ u và o (I) Các đầu ra (O) 12 11 13 1N 21 22 23 2N 31 32 33 3N 42 41 43 4N M2 M1 M3 MN M a trậ n ch u yể n m ạ ch P h ầ n tử ch u yể n m ạ ch PHẦN ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN MẠCHSLĐK . . . I4 14 24 34 44 M4 CẤU TẠO BỘ CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN CƠ BẢN Có cấu trúc ma trận gồm: • Ma trận chuyển mạch • Phần tử chuyển mạch (PTCM) • Phần điều khiển chuyển mạch CẤU TẠO BỘ CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN CƠ BẢN Ma trận chuyển mạch gồm: • Các đầu vào 1, 2N • Các đầu ra 1,2M Phần tử chuyển mạch (PTCM): giao điểm giữa 1 đầu ra và mỗi đầu vào Phần điều khiển chuyển mạch: thường là bộ nhớ và giải mã số liệu điều khiển CẤU TẠO BỘ CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN CƠ BẢN Yêu cầu đối với các PTCM • Không làm suy hao tín hiệu (attenuation) • Không gây xuyên âm (cross-talk) • Không tạo ra tạp âm nền (back ground noise hoặc ambient noise) • Trạng thái mở (nối thông): trở kháng phải cực nhỏ→0 (lý tưởng =0) • Trạng thái đóng (hở mạch): trở kháng phải rất lớn (∞) →tín hiệu ở kênh thông tin này không bị xuyên sang cuộc gọi khác CẤU TẠO BỘ CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN CƠ BẢN Yêu cầu đối với các PTCM • Điều kiện cần của PTCM là hệ số chuyển mạch H >=108 • Các PTCM có thể là rơ le (relay) điện từ, rơ le ống kín (Heccon), các phần tử bán dẫn như diode, transistor CÁC KÝ HIỆU CỦA BỘ CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN TƯƠNG TỰ CÁC KHÁI NIỆM Bộ chuyển mạch toàn thông (tiếp thông hoàn toàn) • Mỗi đầu vào đều có khả năng nối tới đầu ra bất kỳ Hình: Bộ chuyển mạch toàn thông CÁC KHÁI NIỆM Bộ chuyển mạch không toàn thông (tiếp thông không hoàn toàn) • Khác bộ chuyển mạch toàn thông ở chỗ một số giao điểm của ma trận chuyển mạch không có phần tử chuyển mạch Hình: Bộ chuyển mạch không toàn thông CÁC KHÁI NIỆM Bộ chuyển mạch gập • Nếu phép nối C(i,j)≡C(j,i) và C(α,α)≡1 thì các phần tử có thể tập trung ở một phía của đường chéo chính trên ma trận chuyển mạch • Số PTCM = n(n-1)/2 Hình: Bộ chuyển mạch toàn gập KÍCH THƯỚC BỘ CHUYỂN MẠCH Chuyển mạch vuông • Khi số đầu vào và đầu ra của bộ chuyển mạch bằng nhau và toàn thông Chuyển mạch chữ nhật • Chuyển mạch toàn thông nhưng số đầu vào và đầu ra khác nhau ỨNG DỤNG CỦA CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN TƯƠNG TỰ Xây dựng trường chuyển mạch của các tổng đài phân kênh theo không gian Nối mạch điện giữa các thuê bao (chuyển mạch nội bộ) Nối mạch giữa trung kế với thuê bao (chuyển mạch trung kế) Nối mạch giữa thuê bao hoặc trung kế tới các thiết bị báo hiệu TRƯỜNG CHUYỂN MẠCH MỘT KHÂU G H É P T Ă N G Đ Ầ U R A GHÉP TĂNG ĐẦU RA Nguyên tắc • Các bộ chuyển mạch (hoặc trường chuyển mạch) cần ghép phải có số đầu vào bằng nhau • Ghép song song đồng tên các đầu vào của bộ chuyển mạch này với các đầu vào của bộ chuyển mạch khác → để tăng số đầu ra TRƯỜNG CHUYỂN MẠCH MỘT KHÂU G H É P T Ă N G Đ Ầ U V À O GHÉP TĂNG ĐẦU VÀO Nguyên tắc • Các bộ chuyển mạch (hoặc trường chuyển mạch) cần ghép phải có số đầu ra bằng nhau • Ghép song song đồng tên các đầu ra của bộ chuyển mạch này với các đầu ra của bộ chuyển mạch khác → để tăng số đầu vào ĐẶC ĐIỂM TRƯỜNG CHUYỂN MẠCH MỘT KHÂU Mỗi yêu cầu chuyển mạch giữa một đầu vào với một đầu ra của trường chuyển mạch chỉ qua một phần tử chuyển mạch Luôn tồn tại tương quan 1:1:1 giữa đầu vào - phần tử chuyển mạch - đầu ra nếu các bộ chuyển mạch trong sơ đồ 1 khâu là toàn thông NHƯỢC ĐIỂM TRƯỜNG CHUYỂN MẠCH MỘT KHÂU Số PTCM tăng nhanh khi tăng số đầu vào hoặc đầu ra của trường chuyển mạch (Số PTCM = số đầu vào × số đầu ra) Khi nối song song nhiều bộ chuyển mạch để tăng số đầu vào và đầu ra của trường chuyển mạch sẽ gây ra hiện tượng dò kênh TRƯỜNG CHUYỂN MẠCH HAI KHÂU Có nhiều nguyên tắc đấu nối sơ đồ 2 khâu Xét nguyên tắc đấu nối đơn giản nhất, đó là nguyên tắc 1:1, đồng tên NGUYÊN TẮC 1:1, ĐỒNG TÊN 1:1: Giữa một bộ chuyển mạch khâu trước với mỗi bộ chuyển mạch khâu sau chỉ có duy nhất một dây trung gian Đồng tên: các đầu ra của bộ chuyển mạch thứ i khâu trước sẽ được nối lần lượt vào mỗi đầu vào thứ i của từng bộ chuyển mạch khâu sau S Ơ Đ Ồ T Ổ N G Q U Á T T R Ư Ờ N G C H U Y Ể N M Ạ C H H A I K H Â U A1 1 2 3 4 m 1 2 3 4 β A2 1 2 3 4 m 1 2 3 4 β A3 1 2 3 4 m 1 2 3 4 β Aα 1 2 3 4 m 1 2 3 4 β B1 1 2 3 4 α 1 2 3 4 n B2 1 2 3 4 α 1 2 3 4 n B3 1 2 3 4 α 1 2 3 4 n Bβ 1 2 3 4 α 1 2 3 4 n ab11 ab12 ab13 ab1β ab21 ab22 ab23 ab2β ab31 ab32 ab33 ab3β abα1 abα2 abα3 abαβ NHẬN XÉT Tổng số đầu ra của các bộ chuyển mạch khâu A phải bằng tổng số đầu vào của các bộ chuyển mạch khâu B Nếu có α bộ chuyển mạch ở khâu A, mỗi bộ có β đầu ra thì để nối theo nguyên tắc 1:1, đồng tên thì phải đảm bảo có β bộ chuyển mạch khâu B, mỗi bộ có α đầu vào. KẾT LUẬN Mỗi yêu cầu nối giữa 1 đầu vào và 1 đầu ra của trường chuyển mạch phải đi qua: 1 PTCM của bộ chuyển mạch khâu A → 1 dây trung gian giữa khâu A và khâu B → 1 PTCM của bộ chuyển mạch khâu B Đường đi này là duy nhất Do mỗi bộ chuyển mạch khâu A với từng bộ chuyển mạch khâu B chỉ có duy nhất 1 dây trung gian nên tại mỗi thời điểm chỉ có thể phục vụ không quá một phép nối từ 1 trong các đầu vào của bộ chuyển mạch khâu A đó với 1 trong các đầu ra của cùng bộ chuyển mạch khâu B → Hiện tượng gọi hụt (tổn thất nội của trường chuyển mạch) S Ơ Đ Ồ T Ổ N G Q U Á T T R Ư Ờ N G C H U Y Ể N M Ạ C H B A K H Â U A1 1 2 3 4 m 1 2 3 4 β A2 1 2 3 4 m 1 2 3 4 β A3 1 2 3 4 m 1 2 3 4 β Aα 1 2 3 4 m 1 2 3 4 β B1 1 2 3 4 α 1 2 3 4 γ B2 1 2 3 4 α 1 2 3 4 γ B3 1 2 3 4 α 1 2 3 4 γ Bβ 1 2 3 4 α 1 2 3 4 γ ab11 ab12 ab13 ab1β ab21 ab22 ab23 ab2β ab31 ab32 ab33 ab3β abα1 abα2 abα3 abαβ C1 1 2 3 4 β 1 2 3 4 n C2 1 2 3 4 β 1 2 3 4 n C3 1 2 3 4 β 1 2 3 4 n Cγ 1 2 3 4 β 1 2 3 4 n bc11 bc12 bc13 bc1γ bc21 bc22 bc31 bc32 bc3γ bcβ2 bcβ3 bcβγ bc23 bc2γ bc33 bcβ1 NHẬN XÉT  Xây dựng theo nguyên tắc 1:1, đồng tên  Mỗi yêu cầu nối giữa 1 đầu vào của trường chuyển mạch và 1 đầu ra của nó phải đi qua 3 khâu A, B, C và khi qua mỗi khâu phải đi qua 1 bộ chuyển mạch nào đó.  Đường đi: 3 bộ chuyển mạch ở 3 khâu và 2 dây trung gian ở giữa  Chỉ có bộ chuyển mạch ở khâu A và khâu C có chứa đầu vào và đầu ra của yêu cầu chuyển mạch (tuyến nối theo yêu cầu buộc phải đi qua)  Bất cứ bộ chuyển mạch nào của khâu B cũng có thể được dùng để phục vụ yêu cầu nối miễn sao các dây trung gian ab và bc từ bộ chuyển mạch đó tới bộ chuyển mạch đầu vào khâu A và đầu ra khâu C theo yêu cầu chưa bị dùng KẾT LUẬN Cho phép tạo tuyến nối linh động khi cần thực hiện một yêu cầu chuyển mạch Cho phép thực hiện nhiều yêu cầu nối đồng thời giữa 1 nhóm đầu vào khâu A với các đầu ra cùng nhóm khâu C Giảm đáng kể khả năng gọi hụt so với sơ đồ 2 khâu QUY TẮC CHUNG XÂY DỰNG TRƯỜNG CHUYỂN MẠCH NHIỀU KHÂU Số đầu ra của mỗi bộ chuyển mạch khâu trước phải bằng số bộ chuyển mạch khâu sau Số đầu vào của các bộ chuyển mạch khâu sau bằng số bộ chuyển mạch khâu trước Từ nguyên tắc đấu nối 1:1, đồng tên này có thể biến tấu thành nhiều nguyên tắc đấu nối có quy luật hoặc bất quy luật KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÁC CẤU TRÚC CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN TƯƠNG TỰ Sơ đồ 1 khâu: dùng ở cấp chọn mà số đầu vào và đầu ra chênh lệch nhiều Sơ đồ 2 khâu: dùng ở cấp chọn mang tính tự do(chỉ có 1 địa chỉ bắt buộc) Sơ đồ 3 khâu: dùng ở cấp chọn mà cả hai địa chỉ đều là bắt buộc ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC CẤU TRÚC CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN TƯƠNG TỰ Sơ đồ 1 khâu có số PTCM lớn nhất nhưng đơn giản nhất và không có tổn thất nội Sơ đồ 2 khâu cần dùng ít PTCM nhất nhưng tổn thất nội cao nhất Sơ đồ 3 khâu dùng nhiều PTCM hơn sơ đồ 2 khâu nhưng ít hơn sơ đồ 1 khâu, tổn thất nội giảm hơn so với sơ đồ 2 khâu SƠ ĐỒ KHỐI CÁC TRƯỜNG CHUYỂN MẠCH TRONG TỔNG ĐÀI PHÂN KÊNH THEO KHÔNG GIAN Bài 3: ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ XUNG PAM (Pulse Amplitude Modulation) • Nội dung: 1. Nguyên lý điều chế biên độ xung và ưu thế phân kênh theo thời gian 2. Chuyển mạch PAM 4 dây dùng trung kế âm tần 3. Chuyển mạch PAM 4 dây không dùng trung kế âm tần 4. So sánh chuyển mạch PAM 4 dây dùng trung kế âm tần và không dùng trung kế âm tần 5. Chuyển mạch PAM 2 dây NGUYÊN LÝ ĐIỀU BIÊN XUNG Đường bao ĐỊNH LUẬT KOCHENISKOV Đối với tín hiệu liên tục có tần số cực đại là Fmax thì không cần truyền liên tục tín hiệu đó mà chỉ cần truyền giá trị tức thời của tín hiệu tại các thời điểm cách đều nhau sao cho tần số rời rạc hóa lớn hơn 2Fmax. Tại đầu thu có thể tái tạo lại tín hiệu tương đối chính xác trên cơ sở các giá trị rời rạc thu được NGUYÊN LÝ PHÂN KÊNH THEO THỜI GIAN HỆ THỐNG PHÂN KÊNH THEO THỜI GIAN tx độ rộng khe thời gian (độ rộng của mỗi xung PAM) Các khóa cứ đóng mở tuần tự sau mỗi chu kỳ T (thông thường T có giá trị 80, 100, 125 μs)  FLM càng cao → số xung PAM càng lớn → tín hiệu tái tạo lại càng gần với tín hiệu gốc. FLM càng cao → T càng nhỏ Để đảm bảo chất lượng tín hiệu thì phải giảm số kênh Để đảm bảo số kênh thì phải giảm thời gian xung HỆ THỐNG PHÂN KÊNH THEO THỜI GIAN (tt) Để tránh xuyên âm giữa các kênh lân cận thì giữa các khe thời gian kênh cần có khoảng thời gian phòng vệ tr (giữa các xung PAM của các kênh sẽ là các khoảng trống) Công thức tính số kênh Trong đó • V: số kênh • T: chu kỳ • tx: độ rộng xung • tr: thời gian phòng vệ HỆ THỐNG PHÂN KÊNH THEO THỜI GIAN (tt) Suy hao tín hiệu do rời rạc được xác định theo biểu thức Trong hệ thống thực tế tx (0,5÷10μs) tr (0,5÷3μs) Kết luận: có sự liên quan ràng buộc giữa tần số rời rạc hóa tín hiệu, số kênh và năng lượng tín hiệu PAM. CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN CÙNG NHÓM Giải pháp: dùng bộ trung kế âm tần để giữ chậm các xung PAM từ khe thời gian của thuê bao phát tới khe thời gian của thuê bao thu theo mỗi hướng → tạo ra 1 dây giữ chậm tín hiệu theo mỗi hướng Dây giữ chậm tín hiệu bao gồm: • Van V: là khóa điện tử khống chế thời gian thu tín hiệu PAM • Bộ giải mã điều chế D: dùng để bù năng lượng cho xung PAM, tạo lại đường bao liên tục để giữ chậm tới khe thời gian chuyển tiếp • Phần tử điều chế vừa là khóa điện tử M: khống chế thời gian phát tín hiệu PAM và tạo lại xung PAM CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN CÙNG NHÓM (tt) Mạch điện mỗi thuê bao gồm • Van V • Bộ giải điều chế D • Bộ sai động H: dùng chuyển đổi kiểu truyền dẫn song công 2 phía đường dây thành kiểu 4 dây thu/phát riêng phía bên trong tổng đài Mỗi mạch điện thuê bao được gán một tín hiệu nhịp N có tần số nhịp bằng tần số rời rạc hóa tín hiệu và lệch pha nhau số nguyên lần khe thời gian CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN CÙNG NHÓM (tt) CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN CÙNG NHÓM (tt) Chú ý: • Các phần tử của trung kế âm tần khi phục vụ một cuộc gọi nào đó mới được cấp cặp tín hiệu nhịp tương ứng của cặp thuê bao mà nó phục vụ • Tín hiệu nhịp cho các thuê bao được gán cố định Xét hướng truyền từ thuê bao x sang thuê bao y • Tại khe thời gian TSx: tín hiệu từ thuê bao x → Hx →Mx→T→VA→DA nhớ tại trung kế âm tần • Tại khe thời gian TSy: Tín hiệu từ trung kế âm tần →MB→ R→Vy→Dy→Hy→thuê bao y THỜI GIAN GIỮ CHẬM THÔNG TIN  Giả sử khe thời gian x trước khe thời gian y (y>x) • Khoảng thời gian giữ chậm thông tin từ x tới y là (y - x)(tx + tr) = (y-x)tTS • Khoảng thời gian giữ chậm thông tin từ y tới x là (N-y+x)(tx + tr)=(N-y+x)tTS • Tổng thời gian giữ chậm thông tin cả hai hướng là (N-y+x+y-x)tTS = NtTS =T • Trong đó x và y là thứ tự khe thời gian, tTS là độ rộng 1 khe, T là chu kỳ lấy mẫu, N là số khe thời gian của 1 chu kỳ  Thông tin bị giữ chậm theo cả 2 hướng đúng bằng 1 chu kỳ lấy mẫu → mỗi trung kế âm tần chỉ có thể phục vụ duy nhất một cuộc gọi tại mỗi thời điểm từ khi bắt đầu cho tới khi kết thúc cuộc gọi CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN KHÁC NHÓM CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN KHÁC NHÓM (tt)  Khi phục vụ cuộc gọi liên nhóm giữa TBx nhóm 1 với TBy nhóm 2 phần điều khiển sẽ chọn 1 bộ trung kế âm tần liên nhóm và gán nhịp của 2 thuê bao cho các phần tử chuyển mạch trung gian  Xét hướng truyền từ thuê bao x sang thuê bao y • Tại TSx: tín hiệu từ thuê bao x → Hx →Mx→T1→Z1T→T*→VA→DA giữ chậm trong trung kế âm tần liên nhóm tới TSy • Tới TSy: Tín hiệu từ trung kế âm tần liên nhóm →MB→ R*→Z2R→R2→Vy→Dy→Hy→TBy  Thông tin bị giữ chậm theo cả 2 hướng đúng bằng 1 chu kỳ lấy mẫu → mỗi trung kế âm tần chỉ có thể phục vụ duy nhất một cuộc gọi tại mỗi thời điểm từ khi bắt đầu cho tới khi kết thúc cuộc gọi CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY KHÔNG DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN CÙNG NHÓM CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY KHÔNG DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN CÙNG NHÓM (tt) Cặp khe thời gian được chọn theo 1 trong 3 nguyên tắc oChọn tự do (p và q không phụ thuộc) oChọn liên tiếp (p=q+1) oChọn một nửa chu kỳ lấy mẫu (q=p+n/2) CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY KHÔNG DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN KHÁC NHÓM SO SÁNH NGUYÊN LÝ CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG VÀ KHÔNG DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN KHÔNG DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN Mỗi thuê bao trong mỗi nhóm có khe thời gian riêng → Dung lượng mỗi nhóm không vượt quá tổng số khe thời gian của chu kỳ lấy mẫu Gán động khe thời gian cho thuê bao → dễ dàng tăng giảm số thuê bao → giải pháp cung cấp tín hiệu nhịp phức tạp Chuyển mạch thời gian tương tự Chuyển mạch không gian tác động nhanh theo nhịp thời gian CHUYỂN MẠCH PAM 2 DÂY CHUYỂN MẠCH PAM 2 DÂY(tt) Mạch điện thuê bao gồm oBiến áp Tr oBộ lọc thông thấp F oTụ điện C oVan V o Cuộn cảm L và tụ C tạo nên khung cộng hưởng, chu kỳ dao động riêng của khung được điều chỉnh bằng thời gian thông tín hiệu qua khóa V CHUYỂN MẠCH PAM 2 DÂY(tt) Nhận xét oSơ đồ ứng dụng đơn giản hơn so với chuyển mạch PAM 4 dây oChất lượng tín hiệu kém hơn chuyển mạch PAM 4 dây BÀI 4: CÔNG NGHỆ PCM VÀ CHUYỂN MẠCH SỐ • NỘI DUNG: 1. Lợi thế của sự kết hợp giữa truyền dẫn số và chuyển mạch số 2. Công nghệ PCM, chức năng của CODEC 3. Tuyến PCM cơ sở và tổ chức các tuyến bậc cao trong tổng đài số 4. Khái niệm chuyển mạch PCM LỢI THẾ CỦA SỰ KẾT HỢP TRUYỀN DẪN SỐ VÀ CHUYỂN MẠCH SỐ Lợi thế về chất lượng tín hiệu  Hỗ trợ giữa chuyển mạch và truyền dẫn Lợi thế về sử dụng cơ sở linh kiện công nghệ cao Dễ phối hợp giữa chuyển mạch số và điều khiển theo chương trình ghi sẵn SPC Lợi thế về chất lượng phục vụ và các dịch vụ nâng cao Lợi thế về tổ chức báo hiệu LỢI THẾ VỀ CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU Tác động của nhiễu khi truyền tín hiệu tương tự Tác động của nhiễu khi truyền tín hiệu số HỖ TRỢ GIỮA CHUYỂN MẠCH VÀ TRUYỀN DẪN Chuyển mạch tương tự truyền dẫn tương tự hoặc số Chuyển mạch số và truyền dẫn số LỢI THẾ VỀ SỬ DỤNG CƠ SỞ LINH KIỆN CÔNG NGHỆ CAO Kỹ thuật vi mạch số và DSP phát triển → chế tạo các linh kiện có độ tích hợp cao, nhiều tính năng, dung lượng lớn, tốc độ cao mà kích thước nhỏ, tiêu thụ năng lượng thấp, giá thành hạ → thiết bị chuyển mạch kích thước nhỏ, khả năng thông cao, đa năng, chất lượng dịch vụ nâng cao DỄ PHỐI HỢP GIỮA CHUYỂN MẠCH SỐ VÀ ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH GHI SẴN Các chuyển mạch số hoạt động với tốc độ cao, mức tín hiệu điều khiển phù hợp với mức logic TTL, CMOS nên dễ phối ghép với các hệ thống vi xử lý  SPC phát huy hiệu quả của chuyển mạch số và làm giàu các dịch vụ cho thuê bao LỢI THẾ VỀ CHẤT LƯỢNG PHỤC VỤ VÀ CÁC DỊCH VỤ NÂNG CAO Chuyển mạch số có khả năng thông cao  Truyền dẫn số sử dụng đường truyền tốc độ cao → ít bị nghẽn mạch trong tổng đài và trên tuyến truyền dẫn SPC và CCS làm cho QoS được nâng cao thể hiện ở tốc độ xử lý nhanh, chọn tuyến tối ưu đối với cuộc gọi đường dài, tránh tắc nghẽn trên mạng ngoài, tăng thêm dịch vụ nâng cao cho thuê bao LỢI THẾ VỀ TỔ CHỨC BÁO HIỆU Hệ thống analog rất khó thêm hoặc thay đổi báo hiệu → khó thêm dịch vụ mới  Hệ thống digital dễ thêm hay thay đổi một đơn vị báo hiệu → dễ thêm dịch vụ mới PCM (PULSE CODE MODULATION) PCM là công nghệ số hóa tín hiệu trên cơ sở kênh thoại cơ bản gồm các bước lọc thông thấp,lấy mẫu, nén-lượng tử hóa, mã hóa theo hướng mã hóa và các bước giải mã, giãn, lọc tạo lại đường bao theo hướng giải mã Mô hình công nghệ PCM PCM (PULSE CODE MODULATION) (tt) Hướng mã hóa  Bộ lọc thông thấp: loại bỏ dãi tầng ngoài 300- 3400 Hz  Bộ lấy mẫu: rời rạc hóa tín hiệu FLM = 8 kHz  Nén – lượng tử: nén xung điều biên (biên độ), so sánh với các mức lượng tử (256 mức)  Bộ mã hóa: mã hóa 1 xung PAM bằng 1 tổ hợp 8 bits  Tốc độ của kênh thoại cơ bản là 64 kbit/s PCM (PULSE CODE MODULATION) (tt) Hướng giải mã  Bộ giải mã: chuyển tổ hợp 8 bit thành mức lượng tử của xung PAM  Bộ giãn: nhận biên độ xung PAM  Bộ lọc: tái tạo lại đường bao, bù năng lượng rời rạc hóa VI MẠCH CODEC (CODE-DECODE) Các chân chức năng của vi mạch CODEC VI MẠCH CODEC (CODE-DECODE) (tt) Các chân chức năng  Ain: đầu vào bộ mã hóa để đưa tín hiệu analog vào  Aout: đầu ra bộ giải mã để lấy tín hiệu analog  Din: đầu vào bộ giải mã để đưa tín hiệu digital vào  Dout: đầu ra bộ mã hóa để lấy tín hiệu digital ra  Txsyn: đồng bộ khe thời gian phát, mở đầu ra Dout  TXCLK: Tín hiệu nhịp đồng bộ tốc độ bit ra trên đầu Dout  Rxsyn: đồng bộ khe thời gian thu, mở đầu vào Din  RXCLK: tín hiệu nhịp đồng bộ tốc độ bit vào trên đầu Din  V+ và V- , GND: các chân cấp nguồn  PD: chân điều khiển nguồn 