Đề tài Tổng quan về tổng đài Alcatel 1000 E10 và nghiên cứu hệ thống chuyển mạch trong tổng đài

1 Đề tài: “Tổng quan về tổng đài Alcatel 1000 E10 và nghiên cứu hệ thống chuyển mạch trong tổng đài” 2 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................ 5 PHẦN I TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI ALCATEL1000 E10 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỔNG ĐÀI ALCATEL 1000 E10 (OCB - 283) ............................................... 6 I.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ...................................................... 6 I.2. VỊ TRÍ VÀ ỨNG DỤNG CỦA TỔNG ĐÀI E10 TRONG MẠNG VIỄN THÔNG. ............................................................... 7 I.2.1. Vị trí của E10 trong mạng thoại. ...................................................... 7 I.2.2. Mạng toàn cầu. .................................................................................. 8 I.2.3. Các thông số kỹ thuật. ...................................................................... 9 I.3. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA TỔNG ĐÀI ALCATEL E10. .. 9 I.3.1. Các loại đấu nối thuê bao. ................................................................ 9 I.3.2. Các dịch vụ cung cấp cho thuê bao tương tự (Analog). .................. 10 I.3.3. Các dịch vụ cung cấp cho thuê bao số (Digital). .............................. 10 I.3.4. Các loại cuộc gọi. ............................................................................... 11 I.3.5. Liên kết đấu nối đường dài. .............................................................. 12 I.3.6. Hệ thống báo hiệu. ............................................................................ 12 I.3.7. Đấu nối với operator. ........................................................................ 12 I.3.8. Chức năng về vận hành và bảo dưỡng. ............................................ 12 CHƯƠNG II: CẤU TRÚC TỔNG QUAN TỔNG ĐÀI A1000 E10 (OCB 283) ............................................................................. 13 II.1. CẤU TRÚC CHỨC NĂNG CỦA TỔNG ĐÀI ALCATEL A1000 E10 .13 II.2. CẤU TRÚC TỔNG THỂ CỦA TỔNG ĐÀI E10. ............................. 14 II.3. CẤU TRÚC PHẦN CỨNG TỔNG ĐÀI ALCATEL A1000 E10. .... 15 II.3.1. Đặc tính của phần cứng. .................................................................. 15 3 II.3.2. Cấu trúc các trạm phần cứng. ........................................................ 16 II.3.3.Trạm điều khiển chính SMC. .......................................................... 18 II.3.3.1. Vị trí và chức năng của SMC. ...................................................... 18 II.3.3.2. Cấu trúc tổng quát của một trạm SMC. ...................................... 19 II.3.4. Trạm điều khiển các thiết bị phụ trợ SMA. ................................... 22 II.3.4.1. Vị trí chức năng. ........................................................................... 22 II.3.4.2. Cấu tạo của một trạm SMA. ........................................................ 23 II.3.4.3. Dạng vật lý của trạm SMA. .......................................................... 24 II.3.5. Trạm điều khiển trung kế SMT. ..................................................... 27 II.3.5.1. Vai trò và vị trí của SMT. ............................................................ 27 II.3.5.2. Cấu trúc của một trạm SMT. ....................................................... 28 II.3.5.3. Dạng vật lý của trạm SMT. .......................................................... 30 II.3.6. Trạm đồng bộ thời gian cơ sở STS. ................................................ 30 II.3.6.1. Cấu trúc chức năng. ..................................................................... 30 II.3.6.2. Các vùng hoạt động của STS. ...................................................... 32 II.3.7. Ma trận chuyển mạch MCX. .......................................................... 33 II.3.8. Mạch vòng thông tin. ....................................................................... 33 II.3.9. Trạm đa xử lý vận hành và bảo dưỡng SMM ................................ 34 II.3.9.1. Vai trò và vị trí của SMM. ........................................................... 34 II.3.9.2. Cấu trúc chức năng SMM. ........................................................... 34 II.4. PHẦN MỀM CỦA TỔNG ĐÀI ALCATEL A1000 E10. ................. 37 II.4.1. Các module phần mềm. ................................................................... 38 II.4.2. Module điều khiển trung kế URM. ................................................. 39 II.4.3. Module tạo nhịp và phân phối thời gian BT. ................................. 40 II.4.4. Module điều khiển đấu nối ma trận chuyển mạch GX. ................. 40 II.4.5. Module quản lý thiết bị phụ trợ ETA. ............................................ 41 II.4.6. Module điều khiển giao thức báo hiệu số 7 (PUPE)....................... 41 II.4.7. Bộ điều khiển báo hiệu số 7 (PC). ................................................... 41 4 II.4.8. Module xử lý gọi MR. ...................................................................... 42 II.4.9. Bộ quản trị cơ sở dữ liệu (Bộ phiên dịch) TR. ............................... 42 II.4.10. Module tính cước TX..................................................................... 43 II.4.11. Module phân phối bản tin. ............................................................ 44 II.4.12. Khối ghép kênh thông tin (Communication Multiplex). ............. 44 II.4.13. Module vận hành và bảo dưỡng OM. ........................................... 44 PHẦN II. NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH TRONG TỔNG ĐÀI VÀ PHÂN HỆ CHUYỂN MẠCH CỦA TỔNG ĐÀI ALCATEL 1000 E10 .............................................. 46 CHƯƠNG III: KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH SỐ ......................... 46 III.1. GIỚI THIỆU CHUNG...................................................................... 46 III.1.1. Tầng chuyển mạch không gian số ................................................. 46 III.1.1.1. Bộ chuyển mạch không gian số điều khiển theo đầu ra. ........... 47 III.1.1.2. Bộ chuyển mạch không gian số điều khiển theo đầu vào. ......... 51 III.1.2. Bộ chuyển mạch thời gian số. ........................................................ 53 III.1.3. Khả thông của chuyển mạch S. ..................................................... 58 III.2. TRƯỜNG CHUYỂN MẠCH SỐ. .................................................... 58 III.2.1. Giới thiệu chung. ............................................................................ 58 III.2.2. Cấu trúc trường chuyển mạch số. ................................................. 60 III.2.3. Mạng chuyển mạch T-S-T. ............................................................ 62 III.3. ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN MẠCH SỐ. .............................................. 65 III.3.1. Sơ đồ khối chức năng. .................................................................... 65 III.3.2. Thuật toán chọn kênh rỗi. ............................................................. 70 III.3.3. Độ an toàn và tin cậy của khối chuyển mạch số. .......................... 72 CHƯƠNG IV: PHÂN HỆ CHUYỂN MẠCH TRONG TỔNG ĐÀI ALCATEL A1000E10. ........................................................ 74 IV.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRƯỜNG CHUYỂN MẠCH. ............. 74 5 IV.2. CẤU TRÚC CỦA TRƯỜNG CHUYỂN MẠCH TRONG TỔNG ĐÀI ALCATEL 1000E10 (OCB-283). ....................................................... 74 IV.2.1. Hệ thống ma trận chuyển mạch chính CCX. ................................ 75 IV.2.1.1. Chức năng của CCX.................................................................... 75 IV.2.1.2. Tổ chức của CCX. ....................................................................... 75 IV.2.2. Khuếch đại chọn nhánh SAB. ........................................................ 76 IV.2.3. Ma trận chuyển mạch MCX. ......................................................... 77 IV.2.4. Trạm điều khiển chuyển mạch SMX. ........................................... 79 IV.2.5. Giao tiếp lệnh.................................................................................. 80 IV.2.6. Phần giao tiếp đường ma trận RCID. ........................................... 81 IV.2.7. Phần ma trận đấu nối..................................................................... 82 IV.2.8. Bảng ma trận RCMT. .................................................................... 84 IV.2.9. Phòng vệ đấu nối. ........................................................................... 87 IV.2.9.1. Thuật toán phòng vệ đấu nối. ..................................................... 87 IV.2.9.2. Kiểm tra đấu nối.......................................................................... 87 KẾT LUẬN ................................................................................................. 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 89 6 PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI ALCATEL1000 E10 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỔNG ĐÀI ALCATEL 1000 E10 (OCB - 283) I.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN. Alcatel 1000 E10 là tổng đài điện tử số được phát triển bởi công ty kỹ nghệ viễn thông CIT của Pháp. Tổng đài E10A là tổng đài của thế hệ đầu tiên được sản xuất và đưa vào áp dụng từ đầu năm 1970, là tổng đài điện tử đầu tiên sử dụng kỹ thuật phân kênh theo thời gian. 7 Để tăng dung lượng và phát triển kỹ thuật mới, công ty đã cho ra đời hệ thống tổng đài E10B, điều này đã thực sự tạo nên hệ thống chuyển mạch có khả năng thao tác cao hơn và linh hoạt hơn. Trong những năm gần đây, để hoà nhịp với cuộc đổi mới của đất nước, ngành Viễn thông Việt nam đã có rất nhiều cố gắng trong việc hiện đại hoá mạng lưới viễn thông. Để nhanh chóng hiện đại hoá mạng lưới viễn thông và đáp ứng nhu cầu thông tin ngày càng cao của khách hàng, ngành đã có chủ động tiếp nhận công nghệ viễn thông từ nhiều hãng sản xuất thiết bị truyền thông trên Thế giới. Năm 1990, thiết bị chuyển mạch số ALCATEL (OCB - 181) (ALCATEL A1000 E10 Version B kiểu 1. Hệ thống xử lý A8100) đã được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nơi trên đất nước ta. Thiết bị này có nhiều tính năng hiện đại, phù hợp với yêu cầu phát triển hiện nay và tương lai của mạng Viễn thông Việt nam. Từ đó đến nay, qua sự củng cố, nâng cấp và phát triển bằng việc áp dụng các thành tựu của công nghệ vi xử lý, tin học đã cho ra đời sản phẩm ALCATEL E10 (OCB - 283). (ALCATEL A1000 E10 version B kiểu 2. hệ thống xử lý A8300). Hệ thống tổng đài này có khả năng đa dụng, có thể sử dụng cho chuyển mạch có dung lượng khác nhau. Có khả năng thích nghi với các vùng dân cư và mọi loại hình khí hậu khác nhau... I.2. VỊ TRÍ VÀ ỨNG DỤNG CỦA TỔNG ĐÀI E10 TRONG MẠNG VIỄN THÔNG. I.2.1. Vị trí của E10 trong mạng thoại. Tổng đài ALCATEL E10 là hệ thống chuyển mạch hoàn toàn số hoá, điều khiển theo chương trình lưu trữ SPC. Với tính năng đa dụng, ALCATEL E10 có thể đảm đương chức năng của một tổng đài hoàn chỉnh, từ tổng đài nội hạt có dung lượng nhỏ đến tổng đài quá giang hay cửa ngõ quốc tế có dung lượng lớn. 8 Hệ thống E10 được thiết kế với cấu trúc mở nên có thể phát triển và mở rộng kỹ thuật, dung lượng tổng đài mà không ảnh hưởng đến những cấu trúc sẵn có của nó. Do đó, sự tiến hoá về mặt kỹ thuật công nghệ và chức năng ngày càng phong phú trong tổng đài. Điều đó có nghĩa là ALCATEL E10 có được khả năng tốt để chống lạc hậu. TR TR L L S S S L TR S L TR CTI CIA CID S S Hình 1.1: Vị trí của Alcatel 1000 E 10 trong mạng thoại 9 S: Bộ tập trung thuê bao xa. CIA: Tổng đài quốc tế gọi vào. CTI: Tổng đài chuyển tiếp quốc tế. L: Tổng đài nội hạt. TR: Tổng đài chuyển tiếp. CID: Tổng đài quốc tế gọi ra. ALCATEL E10 có thể cung cấp tất cả các dịch vụ viễn thông hiện tại và trong tương lai như: Điện thoại hội nghị; mạng liên kết đa dịch vụ; điện thoại di động; và tất cả các ứng dụng của mạng thông minh. Hệ thống khai thác và bảo dưỡng có thể là nội bộ hoặc tập trung cho một tổng đài hoặc vừa là nội bộ vừa là tập trung tại một thời điểm. Nó thích nghi với mọi vùng có mật độ dân cư khác nhau và mọi loại khí hậu khác nhau, từ vùng cực lạnh đến vùng cực nóng. I.2.2. Mạng toàn cầu. Packet switching Transpace Alcanet A 1000 E 10 Video conference Broadband ATM TMN Telecommunication Management Netwwork Free call Intelligent Network Minitel vidcotex value aded Newwork services Mobile Telephony Hình 1.2: Vị trí của Alcatel 1000 E10 trong mạng toàn cầu 10 Sự phát triển của tổng đài E10 là một trong những yếu tố trọng tâm của phương thức phát triển mạng toàn cầu của Alcatel. Đó là một mạng viễn thông có thể đáp ứng được tất cả các dịch vụ viễn thông hiện tại và các dịch vụ khác mà khách hàng yêu cầu trong tương lai. Hình 1.2 mô tả vị trí của tổng đài E10 trong mạng Viễn thông toàn cầu. Nó bao gồm mạng thoại và sự tiến triển của nó thành mạng ISDN, các mạng số liệu...các mạng vận hành bảo dưỡng và cuối cùng là sự phát triển thành mạng ISDN dải rộng sử dụng kỹ thuật truyền không đồng bộ. Sự phát triển của E10 là một trong những yếu tố trọng tâm của phương thức phát triển mạng toàn cầu đối với các nhóm của Alcatel, với sự hỗ trợ bằng kỹ thuật hiện đại, công nghệ tiên tiến, với hệ thống đa xử lý A8300 của Alcatel, cùng kinh nghiệm sẵn có và phần mềm mềm dẻo đa dạng, cấu trúc mở. I.2.3. Các thông số kỹ thuật. Các thông số kỹ thuật của bất kỳ một tổng đài nào đều phụ thuộc rất lớn vào môi trường của nó. Do vậy, ở tổng đài AlCATEL 1000 E10 dung lượng được đưa ra sau đây cũng dựa trên môi trường tham khảo trung bình: - Dung lượng đấu nối của ma trận chuyển mạch chính đến 2048 PCM, nó cho phép: + Xử lý đến 25000 erlangs. + Có thể đấu nối cực đại đến 200.000 thuê bao. + Đấu nối cực đại 60.000 trung kế. - Dung lượng xử lý cực đại của hệ thống là: 280 CA/s (cuộc thử / giây), theo khuyến nghị Q543 của ITU về tải kênh B. Tức là 1.000.000 BHCA (cuộc thử / giờ). Ngoài ra, hệ thống còn sử dụng kỹ thuật tự điều chỉnh để tránh sự cố khi quá tải, kỹ thuật này được phân bố tại từng mức của hệ thống dựa vào sự đo đạc số lượng của các cuộc gọi có nhu cầu và số lượng cuộc gọi được xử lý. I.3. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA TỔNG ĐÀI ALCATEL E10. I.3.1. Các loại đấu nối thuê bao. Hệ thống có thể đấu nối tới các thuê bao: 11 + Thuê bao là máy điện thoại tương tự có tốc độ chọn số (8 - 22 xung/giây) đã được ITU tiêu chuẩn hoá. + Các thuê bao số có tốc độ 144 Kb/s (với kênh 2B + D). + Tổng đài nhân công hoặc tổng đài tự động PBX. + Điện thoại công cộng. + Các thuê bao số 2 Mb/s (30B + D) như tổng đài PABX với phương tiện đa dịch vụ (Multisever). I.3.2. Các dịch vụ cung cấp cho thuê bao tương tự (Analog). + Đường chuyển xung đảo cực nguồn. + Gộp nhóm các đường dây. + Đường dây nóng. + Đường dây đặc biệt chỉ gọi ra hay gọi vào. + Đường dây tính cước. + Dịch vụ bắt gửi. + Quay lại con số thuê bao tương tự. + Dịch vụ vắng mặt (Ghi âm lại cuộc gọi). + Dịch vụ thoại 3 hướng. + Quay số tắt. + Chuyển tạm thời các con số thuê bao vắng mặt. + Dịch vụ đánh thức. + Dịch vụ hạn chế gọi ra, thường xuyên hay do điều khiển. I.3.3. Các dịch vụ cung cấp cho thuê bao số (Digital). Các thuê bao số có thể sử dụng mọi dịch vụ như thuê bao tương tự, ngoài ra nó còn có thêm một vài dịch vụ đặc biệt khác như: - Dịch vụ từ xa: + Videotex mã hoá theo kiểu chữ cái. + Điện thoại hội nghị. + Fax nhóm 2, nhóm 3 hoặc nhóm 4. 12 + Teletex với MODEM trên kênh B hoặc giao tiếp chuẩn X.25 để phối hợp kênh B (Kênh tốc độ 64 Kb/s). + Audio Video Tex 64 Kb/s. - Dịch vụ mạng: + Chuyển mạch kênh giữa các thuê bao số. + Chuyển mạch kênh trong dải tần (300  3400 Hz). Ngoài ra còn có một số dịch vụ phụ trợ khác như: + Mạng tổ hợp trong khi gọi. + 1 đến 4 vùng địa dư. + Quay số vào trực tiếp. + Chuyển tạm thời. + Liệt kê các cuộc gọi không trả lời. + Tăng giá thành cuộc gọi. + Hiển thị các con số chủ gọi. + Dấu các con số chủ gọi. + Báo hiệu từ người này đến người kia (Tên bên gọi, khoá xâm nhập, mật khẩu...). + Quản trị dịch vụ khung. I.3.4. Các loại cuộc gọi. Tổng đài E10 xử lý các cuộc gọi điện thoại vào/ra mạng chuyển mạch quốc gia, quốc tế. Nó còn truyền số liệu giữa các thuê bao ISDN mà nó quản lý cũng như truyền số liệu vào/ra mạng chuyển mạch gói. Các cuộc gọi bao gồm: + Cuộc gọi nội hạt: Tư nhân - Công cộng. + Cuộc gọi ra, vào quá giang nội hạt. + Cuộc gọi vào, ra quá giang trong nước. + Các cuộc gọi vào, ra quốc tế. + Các cuộc gọi vào ra của tổng đài nhân công. 13 + Các cuộc gọi đến các dịch vụ đặc biệt. + Các cuộc đo kiểm. I.3.5. Liên kết đấu nối đường dài. Tổng đài E10 là tổng đài nội hạt, quá giang nội hạt, hay vừa là nội hạt vừa quá giang đều có thể được kết nối đến các tổng đài khác trong mạng. - Đấu nối bằng đường PCM sơ cấp (2 Mb/s, 30 kênh theo tiêu chuẩn ITU G.732) hay bằng các đường ghép kênh cấp cao hơn. - Kết nối bằng đường trung kế Analog. I.3.6. Hệ thống báo hiệu. Hệ thống báo hiệu giữa các tổng đài có thể sử dụng hệ thống báo hiệu sau: - Báo hiệu kết hợp: + Mã đa tần R2. + Mã thập phân Strowger. - Báo hiệu kênh chung CCS7. I.3.7. Đấu nối với operator. Tổng đài E10 - có sử dụng hệ thống đấu nối với người điều hành là SYSOPE, đó là: - Một Module mềm dẻo, có thể sử dụng để quản lý từ vài hệ thống nội hạt đến vài trăm hệ thống nội hạt, ở xa trong một vùng hoặc nhiều vùng khác nhau. - Hoạt động với độ tin cậy cao, phần mềm có cấu trúc phân cấp, có thể thay đổi dễ dàng tại bất kỳ thời điểm nào và đề cập đến nhiều chức năng: Hoá đơn thanh toán, đo lưu lượng tải... I.3.8. Chức năng về vận hành và bảo dưỡng. Quản trị giám sát các sự cố và mọi hoạt động của tổng đài một cách tự động, tự động kiểm đường thuê bao, trung kế, hiển thị cảnh báo, xác định vị trí lỗi, vận hành thiết bị đầu cuối thông minh... Quản trị cước: Tính cước tại chỗ, tập trung lập hoá đơn chi tiết. 14 Quản trị an toàn dùng mã khoá cho các trạm vận hành và cho người điều hành để tránh xâm nhập không cho phép. CHƯƠNG II: CẤU TRÚC TỔNG QUAN TỔNG ĐÀI A1000 E10 (OCB 283) II.1. CẤU TRÚC CHỨC NĂNG CỦA TỔNG ĐÀI ALCATEL A1000 E10 Cấu trúc chức năng của E10 được trình bày trên hình 2.1. Trong đó: - NT: Kết cuối số. - PABX: Tổng đài tự động cơ quan . - Phân hệ xâm nhập thuê bao (Subscriber Access Subsystem): Để đấu nối thuê bao tương tự và thuê bao số. Telephone Network Data Network Value added Network Operation and Maintanance Netword Operation and Maintanance Subscriber Access Subsystem Connection And Control CCITT N07 Signalling Network ổ đĩa OCB-283 NT PABX   Hình 2.1: Cấu trúc chức năng của Alcatel1000 E10 15 - Phân hệ đấu nối và điều khiển (Connection and Control): Đấu nối và xử lý cuộc gọi. - Phân hệ vận hành và bảo dưỡng (Operation and Maintainance): Hỗ trợ mọi chức năng cần thiết cho điều hành và bảo dưỡng . - Telephone Network: Mạng điện thoại. - Data Network: Mạng số liệu. - Value added Network: Mạng dịch vụ hỗ trợ. - Operation and Maintanance Network: Mạng vận hành và bảo dưỡng. II.2. CẤU TRÚC TỔNG THỂ CỦA TỔNG ĐÀI E10. Được thiết kế với cấu hình mở, tổng đài E10 được chia làm 3 phân hệ chính có chức năng độc lập và được liên kết với nhau bởi các giao tiếp chuẩn. - Phân hệ truy nhập thuê bao. - Phân hệ vận hành bảo dưỡng. - Phân hệ điều khiển đấu nối. Trong đó, phân hệ điều khiển và phân hệ vận hành bảo dưỡng nằm trong OCB - 283. Liên lạc giữa phân hệ truy nhập thuê bao, phân hệ đấu nối và điều khiển sử dụng hệ thống báo hiệu số 7. Các phân hệ được đấu nối với nhau bởi các đường ma trận LR hay các đường PCM. Mỗi một phân hệ đều có phần mềm riêng phù hợp với chức năng mà nó đảm nhiệm Phần mềm hệ thống được chia thành các Module phần mềm (ML) để hỗ tr