Phần I

Mục lục
Lời giới thiệu

Giới thiệu về nguyên lý chung
Chơng 1
CÊu tróc hƯ thèng trun dÉn sè
1.1
Kü tht PCM
1.1.1
LÊy mÉu
1.1.2
Lỵng tử hoá
1.1.3
MÃ hoá
1.2
Kỹ thuật TDM
1.2.1
Phơng pháp ghép TDM
1.2.2
Sơ đồ khối ghép TDM
1.2.3
Cấu trúc phân cấp của hệ thống số
Chơng 2:
Tổng quan hệ thống chuyển mạch số
2.1
Định nghĩa
2.2
Chuyển mạch không gian
2.2.1

Chuyển mạch không gian điều khiển
đầu vào
2.2.2
Chuyển mạch không gian điều khiển
đầu ra
2.3
Chuyển mạch thời gian số
2.3.1
Định nghĩa
2.3.2
Chuyển mạch thời gian điều khiển
đầu vào
2.3.3
Chuyển mạch thời gian điều khiển
đầu ra
Chơng 3:
Giới thiƯu vỊ lý thut xÕp hµng
3.1
Lêi giíi thiƯu chung
3.2
Giíi thiƯu về lý thuyết xếp hàng
3.3
Các quá trình đến có thời gian gián đoạn
3.4
Các loại quá trình ngẫu nhiên
3.4.1 Quá trình sinh tử
3.4.2 Hàng xếp M/M/1
3.4.3 Hàng xếp M/D/1
3.4.4 Các mạng xếp hàng
3.4.5 Giải pháp nâng hiệu quả mạng xếp hàng

Phần II
Giới thiệu về tổng đài DMS- 100
Chơng 1:
Tổng quan về tổng đài DMS 100
1.1
Giới thiệu
1.2
Các ứng dụng và dịch vụ của tổng đài DMS 100
1.3
Các đặc tính kỹ thuật của Tổng đài DMS 100
1


1.4
100

Sơ đồ mạng viễn thông bu điện thành phố Hải
Phòng
Chơng 2:
Cấu trúc hệ thống tổng đài DMS
2.1
2.2

Chơng 3:
3.1
3.2
Chơng 4:
4.1
4.2


4.3

4.4

4.5

4.6
Chơng 5:
5.1
5.2

Tổng quan về cấu hình
Thông tin giữa phân hệ điều khiển và phân hệ
ngoại vi
2.2.1
Hệ thống vào ra
2.2.2
Tuyến thoại và bản tin
2.2.3
Giao tiếp DS30
2.2.4
Giao tiếp DS512
Phân hệ chuyển mạch
Giới thiệu chung về mạng chuyển mạch
Cấu hình mạng chuyển mạch
Phân hệ xử lý
Mô hình tổ hợp trung tâm điều khiển
Cấu hình kết nối nội bộ giữa các khối trong bộ
điều khiển trung tâm
4.2.1 CPU điều khiển trung tâm

4.2.2 Bộ nhớ chơng trình
4.2.3 Bộ nhớ dữ liệu
4.2.4 Bộ điều khiển bản tin
DMS – Super node
4.3.1 Khèi xư lý trung t©m cđa DMS - Super
node
4.3.2 C¸c bé nhí trong DMS – Super node
DMS – Core
4.4.1 CPU cđa modul tÝnh to¸n
4.4.2 Bé nhí cđa modul tính toán
4.4.3 Bộ điều khiển bản tin
4.4.4 Đồng bộ hoá điều khiển bản tin
4.4.5 Đồng hồ thời gian thực
DMS - Bus
4.5.1 P – bus vµ T – bus
4.5.2 Bé xử lý và bộ nhớ của chuyển mạch bản
tin
4.5.3 Bảng mạch giao tiếp cổng
4.5.4 Bộ biên dịch địa chỉ
4.5.5 Bảng mạch đồng hồ
Thiết lập đấu nối giữa DMS core và DMS bus
Phân hệ vận hành và bảo dỡng
Vị trí chức năng của modul ngoại vi
Cấu trúc phân hệ ngoại vi nói chung
5.2.1 Modul tập chung thuê bao
2


5.2.2
5.2.3

5.2.4
5.2.5
5.2.6
5.2.7
5.2.8
5.2.9

5.3

5.4

Chơng 6:
6.1

6.2

6.3
6.4

Modul điều khiển nhóm đờng dây
Modul điều khiển đờng dây ở xa
Modul tập chung trung kế
Bộ điều khiển trung kế đờng dây
Bộ điều khiển trung kế số
Bộ điều khiển nhóm vệ tinh
Modul bảo dỡng trung kế
Kết cuối báo hiệu chuyển mạch bản tin
và bộ đệm
Quản lý và bảo dỡng
5.3.1 Vị trí quản lý và bảo dỡng

5.3.2 Đo kiểm
5.3.3 Bộ điều khiển vào ra
Quá trình xử lý cuộc gọi
5.4.1 Quá trình quét LCM
5.4.2 Trung tâm điều khiển nhận bản tin gốc
5.4.3 Tạo âm mời quay số, tiếp nhận số và
phân tích số
5.4.4 Quá trình đấu nối báo chuông
5.4.5 Quá trình đấu nối thông tin thoại
5.4.6 Quá trình giải phống tuyến nối
Phân hệ ứng dụng
Môdul tập chung thuê bao
6.1.1 Mô tả phần cứng của modul tập chung
thuê bao
6.1.2 Thiết lập giao tiếp giữa LCM và LGC
Tổ hợp điều khiển
6.2.1 Card xử lý LCM
6.2.2 Card điều khiển
6.2.3 Card chuyển đổi nguồn
Ngăn thuê bao
6.3.1 Card giao tiÕp Bus
6.3.2 Card thuª bao
ThiÕt lËp dù phòng nóng
6.4.1 Tổ hợp điều khiển
6.4.2 Bộ tạo điện áp chuông
6.4.3 Bộ tạo điện áp ANI/COIN

3



Lêi giíi thiƯu

4


Ngày nay các hệ thống viễn thông đang đóng một vai trò rất
quan trọng trong sự phát triển kinh tế của mọi quốc gia trên thế
giới. Northern Telecomlà một trong những nhà cung cấp các hệ
thống viễn thông hàng đầu thế giới với những kỹ thuật tiên tiến
nhất, đồng thời cũng là một trong những hÃng luôn dẫn đầu
trong sự phát triển công nghệ viễn thông hớng về những mạng
viễn thông tơng lai đa dịch vụ ,hiệu quả về kinh tế. Với họ
tổng đài DMS-100, ngoài việc cung cấp các khả năng mới cho
các hệ thống đà đợc lắp đặt, hÃng còn tạo ra những khả năng,
những dịch vụ mới đáp ứng đợc những đòi hỏi của khách hàng
hiện tại cũng nh trong tơng lai. Tổng đài DMS-100 sử dụng
công nghệ mới nhất trong chế tạo những mạch tích hợp . Nó có
cấu trúc modul cả phần cứng và phần mềm.
Trong phần Luận văn tốt nghiệp này dợc chia thành 2 phần;
Phần một gồm 3 chơng :
Chơng 1 : Giới thiệu chung về hệ thống thông tin số
Chơng 2 : Giới thiệu về kỹ thuật chuyển mạch
Chơng 3 : Giới thiệu về lý thuyết xếp hàng
Phần hai gồm 6 chơng :
Chơng 1 : Tổng quan về hệ thống tổng đài
DMS100
Chơng 2 : Cấu trúc hệ thống tổng đài
Chơng 3 : Phân hệ chuyển mạch
Chơng 4 : Phân hệ điều khiển
Chơng 5 : Phân hệ vận hành bảo dỡng và xử lý

cuộc gọi
Chơng 6 : Phân hệ ứng dụng
Với sự giúp đỡ nhiệt tình của Thầy giáo hớng dẫn Phạm văn Phớc và các thầy cô trong khoa Điện - Điện tử mà em đà hoàn thành
đợc luận văn tốt nghiệp, tuy nhiên do sự hiểu biết còn hạn chế
và khả năng t duy có hạn, chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót.
Vì vậy em rất mong đợc đón nhận sự chỉ bảo của các thầy cô,
các bạn, giúp em khắc phục những thiếu sót của mình, vững
vàng hiẻu biết hơn trong nghỊ nghiƯp sau nµy.

5


Phần I
Giới thiệu về nguyên lý chung

Chơng I:

Cấu trúc hệ thèngtrun dÉn sè
1.1 Kü tht PCM
Trong hƯ thèng th«ng tin số tín hiệu truyền đi phải là tín hiệu
số. Mà các tín hiệu tiếng nói, âm thanh, hình ảnh ....là những tín
hiệu tơng tự. Do đó để truyền đợc trong hệ thống thông tin số
chúng phải đợc chuyển sang dạng số. Một trong nhiều phơng pháp
để chuyển đổi này là dùng kỹ thuật PCM.
Kỹ thuật PCM đợc đặc trng bởi ba quá trình :
Lấy mẫu

Lợng tử hoá
MÃ hoá
Sơ đồ tổng quát biểu diễn ba quá trình trên nh sau (Hình 11)

Tiến
g nói

Tiến
g nói

Lấy
mẫu

Khôi
phục tín
hiệu

Lượng
tử

MÃ hoá

Giải
mÃ

Ghép
kênh

Phân
kênh
6

Hình 1.1 : Sơ đồ nguyên lý hƯ


Chuy
Ĩn
m¹ch


Trong đó quá trình Lấy mẫu là quá trình khai triển có chu kỳ tín
hiệu tơng tự để thu đợc biên độ có tác động tức thời. Hay nó là quá
trình rời rạc hoá tín hiệu tơng tự .Đây là giai đoạn đầu tiên của tín
hệu tơng tự mang thông tin đợc chuyển thành dạng rời rạc mà vẫn
đảm bảo thông tin truyền đi một cách trung thực và tái tạo đợc ở
phía thu .Kết quả của quá trình nàyđợc một dÃy xung mang tin tức
gọi là các xung PAM .
Quá trình lấy mẫu dựa trên định lý Nyquist và đợc phát biểu nh sau :

Một tín hiệu X(t) có phổ hữu hạn từ (0 Fmax) Hz đợc hoàn
toàn xác định bởi những giá trị X(k.t) của nó lấy ở các
khoảng thời gian t = 1/2Fmax, với Fmax là tần số cao nhất thuộc
phổ của hàm X(t) cụ thể đợc biểu diễn qua công thức sau: Flm
= 1/ Tlm, trong đó: Tlm là chu kỳ lấy mẫu, Flm là tần số lấy
mẫu.
Sơ đồ minh hoạ định lý Nyquist (Hình 1- 2)

Xung PAM

Tlm

Hình 1-2 : Sơ đồ minh
hoạ định lý Nyquist
Víi tÝn hiƯu tho¹i phỉ cđa nã giíi h¹n tõ 0,3 đến 3,4 Khz còn
trong thực tế phổ tiếng nói con ngời giới hạn trong khoảng từ vài

7


trăm Hz đến vài ngàn Hz. Do đó khi qua máy điện thoại nó đợc hạn
chế nhờ sử dụng bộ lọc thông thấp. Vì thế nên khi lấy mẫu tốc ®é
lÊy mÉu b»ng 8000xung /s lµ võa ®đ. Thùc tÕ ngêi ta lÊy phỉ cđa
tÝn hiƯu tho¹i tï (0,3 - 4) Khz, nên chu kỳ lấy mẫu lấy mẫu là : Tlm =
1/ (2*4khz) = 1,25 s
TÝn hiÖu sau khi lấy mẫu qua mà hoá 8 bit thì ta có tốc độ bít
của kênh thoại số chuẩn là :
V thoại số =8 bít *8 Khz = 64Kb / s
Đầu thu sẽ tái tạo lại tín hiệu gốc cũng vẫn dùng bộ lọc thông
thấp.để cho tín hiệu tơng tự ban đầu . Quá trình khôi phục biểu
diễn qua hình sau :

X (t)

X (t)

X((t)
99

X(t)

t)

99

t)


Hình 1-3: Sơ đồ minh hoạ sự phục hồi tín
hiệu tương tự

Khi rời rạc hoá tín hiệu, yêu cầu độ rộng xung PAM càng nhỏ
càng tốt gần giống nh xung kim . Nhng thực tế nó lớn đến
một giá trị nào đó. Sở dĩ khi lấy mẫu phải tuân thủ nghiêm
ngặt theo định lý Nyquist tức là cần Flm  2*Fmax . V× nÕu
Flm  2*Fmax th× Tlm  Tmax / 2 ®Õn khi lÊy mÉu phỉ tÝn
hiƯu gèc sẽ bị chồng lấn nên nhau gọi là hiện tợng chång lÊn
8


phổ, từ đó phổ tín hiệu thu đợc bị biến dạng so với tín hiệu
ban đầu tín hiệu cần thu kém trung thực :
Trường hợp Flm 2 *Fmax thì phỉ tÝn hiƯu sau lÊy mÉu cã
d¹ng sau:
Xung lÊy mÉu 8
Khz

f
0.3
12

3.4 4

4.6

7.7

8


8.3

11.4

Trường hợp Flm < 2 *Fmax thì phổ tín hiệu sau lấy mẫu có
hiện tượng chồng lấn phổ:

0
f(Khz)

3

4

7

10

11

14

Hình 1 4 : Sơ đồ biểu diễn sự
chồng lấn phổ
Trong thùc tÕ tÝn hiƯu cã phỉ tÝnh tõ Fmin – Fmax thì tần số
lấy mẫu
(2 / n) *Fmax Flm  (2 / (n-1)) *Fmax
9



Với n là số nguyên lớn nhất trong khoảng 0, Fmax / F  trong ®ã
F = Fmax – Fmin .
Các mạch điện lấy mẫu là mạch láy mẫu và duy trì , gồm một
tranzitor hoạt động nhanh, đóng vai trò là khoá tắt mở theo sự
điều khiển của xung lấy mẫu .Mức tín hiệu đà lấy mẫu đợc tích lại
trên một tụ điện và đợc đa đến bộ khuyếch đại đệm có trở kháng
cao trớc khi xử lý. Sử dụng trở kháng cao để ngăn ngừa tích điện
của tụ điện từ các dòng rò trong khoảng thời gian giữa các xung lấy
mẫu .
2.Lợng tử hoá:
Tín hiệu sau khi lấy mẫu qua lợng tử hoá đợc biến đổi thành tín
hiẹu rời rạc chính là một tập hữu hạn các mức biên độ . Nh vậy tín
hiệu tơng tự qua hai giai đoạn lấy mẫu và lợng tử hoá đợc một dạng
tín hiệu vừa rời rạc hoá về thời gian vừa rời rạc về biên độ vừa . Ưu
điểm của lợng tử hoá tín hiệu đà lấy mẫu là giảm đợc ảnh hỏng của
tạp âm. Các mức tín hiệu rời ạc gọi là mức lợng tử hoá , khoảng cách
giữa hai mức lợng tử hoá gọi là bớc lợng tử .
Ngời ta thực hiện lợng tử hoá xung PAM bằng các mạch đặc biệt.
Trong các mạch này ngời ta so sánh giá trị của xung PAM với các mức
chuẩn cho trớc, tơng ứng với các mức lợng tử hoá chuẩn để lựa chọn
mức thích hợp. Tuỳ vào bớc lợng tử hoá X mà ta có lợng tử hoá tuyến
tính hay lợng tử hoá phi tuyến. Sai số giữa mức lợng tử hoá và xung
PAM gọi là tạp âm lợng tử hoá. Trong đó lợng tử hoá mà X = const
gọi là lợng tử hoá tuyến tính ,thờng sử dụng khi mức lợng tử hoá biến
đổi không lớn. Còn đối với tín hiệu có sự thay đổi lớn về mức,
không thể dùng lợng tử hoá tuyến tính vì sinh ra tỷ số tín hiệu trên
tạp âm lợng tử nhỏ (S/N), hay tạp âm lợng tử lớn. Để giảm tạp âm này
thì ta phải giảm bớc lợng tử X, nghĩa là số mức lợng tử tăng
lên ,dẫn dến tăng kênh truyền và tăng tốc độ. Ngời ta khắc phục

bằng cách sử dụng lợng tử hoá phi tuyến. Đối với lợng tử hoá phi tuyến,
bớc lợng tử X biến đổi theo mức tín hiệu, nghÜa lµ X nhá khi tÝn
hiƯu nhá vµ  X lín khi tÝn hiƯu lín. Thùc tÕ sư dơng lỵng tử hoá phi
tuyến theo quy luật hàm logarit làm cho tỷ số S/N không phụ thuộc
vào mức tín hiệu vào. Thờng dùng hai quy luật lợng tử đó là quy luật
A và quy luật . Lợng tử hoá tuyến tính là cơ sở để mà hoá tuyến
tính còn lợng tử hoá phi tuyến là cơ sở để mà hoá phi tun .
3.M· ho¸ tÝn hiƯu:
10


Sau khi lợng tử hoá xung PAM, mỗi xung PAM đợc mà hoá theo 8
bít .Trong đó có một bít dÊu (bÝt 0) vµ 7 bÝt sè liƯu (bit1-bÝt 7).
CÊu tróc tõ m· biĨu diƠn nh sau
C¸c :bÝt sè
liƯu
0 1 2
3
4
5
6
7
BÝt dÊu
H×nh 1 – 5 : CÊu tróc tõ
m·
1.2 Kü THUậT TDm
Việc truyền dẫn thông tin qua kênh truyền cố định cần phải có
các biện pháp làm tăng tính khả dụng của kênh truyền. Vì thế ngời
ta đa ra kỹ thuật ghép kênh thông qua các thiết bị ghép cụ thể để
tận dụng kênh truyền. Một trong số những kỹ thuật ghép kênh đợc

áp dụng thì kỹ thuật ghép kênh theo thời gian là thông dụng nhất .
Kỹ thuật TDM thực hiện trên cơ sở ghép các kênh (là các luồng số
) có tốc độ bít nh nhau thành một luồng số có tốc độ cao. Mỗi
luồng số sẽ chiếm một khe thời gian nhất định và lặp lại theo chu
kú, cã tÇn sè b»ng tÇn sè lÊy mÉu cđa tín hiệu kênh truyền.
Đối với tín hiệu thoại có giải tần số từ 0,3 3,4 Khz đợc lấy mẫu ë
tÇn sè 8Khz (T = 125 s) sau lÊy mÉu đợc đa vào mà hoá thành từ
mà 8 bít nên tốc độ một luồng số cơ bản là 8000*8 = 64000 bít /s
= 64Kb/s nó chính là tốc độ chuẩn thấp nhất cho kênh số áp dụng
với kênh thọại số tiªu chn .
HiƯn nay trªn thÕ giíi cã nhiỊu tiªu chuẩn ghép kênh khác nhau
tuỳ thuộc vào số lợng các kênh thoại chuẩn đợc ghép vào một kênh có
tốc độ bít lớn. Việc này đợc thực hiệu bằng việc co hẹp thời gian
của mỗi kênh và xắp xếp chúng vào những khe thời gian định trớc.
Nó cũng áp dụng cho việc ghép kênh thoại có tốc độ bít lớn hơn.
1. Phơng pháp ghép TDM
Trong kỹ thuật ghép TDM ngời ta sử dụng phổ biến hai phơng
pháp ghép kênh đó là ghép từ và ghép bít, cụ thể minh hoạ hình
vẽ sau cho việc ghép 4 kênh đồng bộ tốc độ thấp thành một dòng
có tốc độ cao:
11


0 1

0

2 3

1 2 3


4

5

4

6 7

5

0 1

2 3 4

0

2 3 4 5 6
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0

1

0 =*
0 =*
0 =*

0 =*
0 =*

0 =*

5

6 7

0 =*
0 =*
0 =*

6 7

7
0 0 0 ========* * * * * * * *
0 0 0 ========* * * * * * * *
0 0 0 ========* * * * * * * *

0 =*
0 =*
0 =*

GhÐp tõ
0 =*
0 =*
0 =*
0 =*
0 =*
0 =*

0 =*

0 =*
0 =*

0 =*
0 =*
0 =*

Ghép bít
Đối với ghép từ : mỗi một từ mà của một kênh sẽ lần lợt chiếm một
khe thời gian riêng biệt .
Đối với ghép bít : Các bít của mỗi kênh có cùng tên khe thời gian tại
mỗi luồng số đầu vào tơng ứng sẽ đợc truyền đi trên dòng số tốc độ
cao chiếm khe thời gian riêng lẻ
Ta thấy ghép từ phức tạp hơn bởi nó yêu cầu sử dụng bộ nhớ đệm
để ghi lại tín hiệu đầu vào xâm nhập chậm, và tín hiệu này sẽ đợc lấy mẫu phù hợp với tốc độ của kênh truyền. Nhng ghép bít gây
phức tạp hơn khi khôi phục lại tín hiệu đầu thu, do các bít của kênh
đợc truyền đi xen kẽ riêng lẻ.
2. Sơ đồ khối của phơng pháp ghép TDM :
12


Ux1

.
.
.
.
.
.
.

.

Thiết bị
nối
ghép

Bộ mà hoá
chung

Cộng
đồngbộ

Phát

Đồng bộ
phát

Đồng bộ
thu

Thiết bị
nối ghép
Uxn

Hình 1 8:
TDM

Bộ giải
mà chung


Tách
đồng bộ
thu

thu

Sơ đồ khối kỹ thuật

Nếu số kênh tín hiệu tơng tự cần ghép là N , tốc độ bít của mỗi
kênh Tđb thì tốc độ dòng bít của kênh sau khi ghép là : T = N*
Tđb. Ban đầu thiết bị nối ghép sẽ chọn một tín hiệu ux1 tại Tđb1,
để tạo ra xung PAM.
Bộ mà hoá : Dùng để biến đổi mỗi xung PAM thành từ mà 8 bít ,
trong khoảng kênh Tđb của khe thời gian. Sau khi ghép N kênh,
cộng thêm xung đồng bộ, dòng số ghép sẽ đợc đa đến thiết bị
truyền dẫn. Tại phía thu luồng số ghép trên kênh truyền đi vào bộ
tách đồng bộ để lấy xung đồng bộ và xung báo hiệu ra khỏi tín
hiệu tiếng nói. Giữa mạch đồng bộ thu và mạch đồng bộ phát có
quan hệ mËt thiÕt víi nhau. TiÕp sau ®ã tÝn hiƯu tiÕng nói đợc
đến bộ giải mÃ. Tại đây từ mà 8 bít trong các khe thời gian tơng
ứng dợc biến đổi thành các xung PAM . Sau đó thiết bị nối ghép
cũng lần lợt lấy tín hiệu xung PAM tơng ứng biến đổi thành tín
hiệu liên tục giống nh tín hiêụ gốc ở phía phát .
Nh vậy thiết bị nối ghép vừa dùng để biến đổi thành tín hiệu
tơng tự sang xung PAM (chiỊu thn ) võa biÕn ®ỉi tõ xung PAM
sang tín hiệu liên tục (chiều ngợc). Trong trờng hợp dßng sè cã tèc
13


độ khác với tốc độ ghép thì ta phải chuyển đổi tốc độ trớc khi

ghép. Nguyên tắc ghép TDM phải tạo ra các khe thời gian Tđb. Mỗi
từ mà của mỗi nguồn tín hiệu chiếm một khe thời gian tơng ứng. Để
tạo ra khe thời gian khác nhau cho các nguồn tín hiệu này cần phải
có bô phân đờng .

c
k

1

2

3

.
Khe1

Khe 2

Tđb1

.
Tđb 2

.

n

..


..

..

.......
...
Khe n

Tđb n

Hình 1 7 :Đồ thị thời gian của bộ phân đường
(thời gian xung)
3- Cấu trúc phân cấp của hệ thống thông tin số .
Cùng một kênh trun ngêi ta cã thĨ thùc hiƯn trun dÉn c¸c tín
hiệu số đà đợc mà hoá với giải tần khác nhau, tốc độ khác nhau tuỳ
thuộc vào phơng tiện truyền dẫn khác nhau. Nhờ việc ghép các
kênh theo một quy ớc chung do CCIIT khuyến ngị để hình thành lên
cấu tróc phan cÊp cđa hƯ thèng TDM.
HiƯn nay trªn thÕ giới có hai kiểu ghép kênh đó là cấu trúc phân
cấp của hệ thống số Châu Âu và của Nhật Bản với Bắc Mỹ .
a-Cấu trúc phân cấp của hệ thống số Châu Âu. (Hình 1.8)
.
14


64kb/s

1
. .
Cấp

I

.
.
3
2

2,048Mb/s

.

1

8,466Mb/s
Cấp
II

4
...

1

Cấp
III

4

34,368Mb/
s


1

Cấp
IV

139,264Mb
/s

4
1

Cấp
V

4
560Mb/s
Hình 1. 8 : Cấu trúc phân cấp hệ thèng sè ch©u
©u

15


Hệ thống số Châu âu lấy tín hiệu thoại số làm tốc độ chuẩn
thấp nhất của
mình là 64 Kb /s. Trong đó với cấp số I ghép 32
kênh thoại cơ bản thành dòng số có tốc độ 2,048 Mb /s.
Cấp hai ghép 4 kênh 2,048 Mb / s thành dòng sè cã tèc ®é 8,192
Mb /s . CÊp ba ghÐp 4 kênh 8,192 Mb / s đợc dồng số có tốc độ
34,368 Mb / s.
Cứ nh vậy ghép các kênh của cấp thấp ta đợc dòng số có tốc

độ cao hơn .
Trong thực tế ngời ta không ghép đơn thuần các tuyến thoại số
với nhau mà còn các dạng nguồn tín hiệu khác nh tín hiệu số liệu,
âm thanh, hình ảnh có tốc độ khác tốc độ tín hiệu thoại nên phải
chuyển đổi tốc độ mới ghép đợc.
Cụ thể với tín hiệu âm thanh có dải tần số từ 0 15 Khz ,nên có
tốc độ là 384 Khz , ghép chúng với nhau có thể tạo thành một kênh
có tốc độ 2,048 Mhz . còn với tín hiệu hình ảnh chiếm dải tần từ 4
6 Mhz nên tốc độ có thể lên đến hàng trăm Mb / s cụ thể là 144
Mhz . Nhng để làm đợc việc này ta phải áp dụng kỹ thuật DPCM
(Điều xung mà vi sai )
Phơng pháp DPCM thực chất là một kỹ thuật làm giảm độ rộng
băng tần hay làm giảm một nưa sè bÝt so víi kü tht PCM b»ng c¸ch
chØ truyền đi độ chênh lệch giữa các mẫu cạnh nhau đà đợc mÃ
hoá . Đặc biệt rất có lợi với tín hiệu âm thanh và tín hiệu hình ảnh
nh nói ở trên.Vì khi sử dụng DPCM cần số mức ít hơn nên số bít mÃ
hoá giảm làm cho độ rộng băng tần hạn chế hơn so với phơng pháp
PCM. Tuy nhiên phơng pháp này có nhợc điểm là sai số lợng tử lớn do
tín hiệu tơng tự thay đổi rất nhanh từ mẫu này qua mẫu khác
không có độ tơng quan cao . Các mạch điện thực hiện kỹ thuật
DPCM có bộ tơng tự mà hoá , giải mà bộ dự đoán ....trong đó bộ dự
đoán có nhiệm vụ lấy tín hiệu đà đợc lợng tử hoá cho trở về so sánh
với tín hiệu đà lấy mẫu ở đầu vào tiếp theo để đa ra trị số chênh
lệch giữa chúng. Trị số này đợc mà hoá thành mà nhị phân và đợc
truyền đi .
Ngoài ra trên thế giới còn có cấu trúc phân cấp số của Bắc Mỹ và
Nhật Bản (H×nh 1 -9)

I


II

III

IV

16

64

1,544

6,312Mb /

44,736Mb /

247,176Mb


Hình 1-9 : Sơ đồ biểu diễn cấu trúc phân cấp
của hệ thống Bắc Mĩ

4.Tổ chức ghép TDM có dòng số 2,048 Mb / s.
Theo tiêu chuẩn CCITT, để đạt đợc tốc độ 2,048 Mb/s ngời ta
ghép 32 kênh thoại sè. Nh vËy ta sÏ cã 32 kªnh* 64 Kb/s = 2,048
Mb/s
Cịng theo CCITT ngêi ta t¹o ra mét khung thời gian nh sau.

TS0


TS1
TS31
Đồng
bộ

.....

TS15 TS16 TS17

125 s

....

Báo
Hiệu

Hình 1 10 : cÊu tróc khe thêi gian cđa mét khung
Ngêi ta ghÐp 32 khe thời gian để tạo thành một khung dùng dành
tốc độ 2,048 Mb / s
cho 32 kênh thoại. Và lại ghép 16 khung để tạo thành một đa
khung , các đa khung ghép với nhau tạo thành siêu khung. Trong đó
tín hiệu đồng bộ khung chiếm khe tôừi gian số 0 (TS0) của các
khung chẵn (0, 2, 4, 6, 8 ...30) vµ cÊu tróc cơ thĨ cđa mét khe thêi
gian mang tÝn hiƯu ®ång bé nh sau : Nã bao gồm 8 bít : X0011011
tạo thành từ mà đồng bộ khung , trong đó từ bít số 2 là bít đứng
đầu của từ mà đồng bộ khung và bít số 8 là bít cuối của từ mÃ
đồng bộ khung, bÝt sè 1 dïng cho qc tÕ nÕu kh«ng sư dụng bít
này bằng 1. Còn đối với khung lẻ không cã tÝn hiƯu ®ång bé
khung tõ bÝt 2 ®Õn bÝt 8 , bÝt thø 1 còng dïng cho quèc tÕ hoặc
kiểm tra chu trình nếu cần không sử dụng bít 1bằng 1 bít 2 luôn

bằng 1 để đề phòng giả mạo đồng bộ khung còn bít thứ 3 dùng
cho chỉ thị cảnh báo (bình thờng bằng 0), nói chung khe thời
gian số 0 của các khung lẻ có dạng : X1AXXXXX (X là tuỳ ý, A là bít
báo trạng thái ®ång bé ).
17


Còn tín hiệu báo hiệu chiếm dụng khe thời gian số 16 của mỗi
khung ,vói khung số 0(K0) từ mà báo hiệu có dạng : 0000XAXX. Còn
từ mà báo hiệu của các khung từ K1đến K15 có dạng : abcdabcd 4
bít của mỗi khe thời gian thứ 16làm chỉ số báo hiệu cho mỗi kênh
thoại. Nếu bcd không sử dụng thì b =1 ,c = 0, d = 1.

Chơng 2:

Tổng quan về hệ thống chuyển
mạch số
2.1. Định nghĩa : Hệ thống chuyển mạch số là một hệ thống
chuyển mạch trong ®ã tÝn hiƯu trun dÉn qua trêng chun m¹ch
ë d¹ng số. Thông tin tín hiệu truyền qua có thể là thông tin tiếng
nói hoặc số liệu, các tín hiệu này tríc khi trun qua trêng chun
18


mạch phải đợc ghép theo thời gian để tạo thành ®êng trun dÉn
chung cã tèc ®é cao .
Hai thuª bao trao đổi thông tin với nhau chính là sự trao ®ỉi
khe thêi gian cđa hai mÉu tiÕng nãi . C¸c mẫu này có thể trên cùng
một tuyến PCM hoặc ở các tuyến PCM khác nhau đà đợc số hoá (mÃ
hoá theo phơng thức PCM nh đà nói ở trên ) .Thực tế có hai phơng

pháp thực hiện chuyển mạch các tổ hợp mà này theo hai hớng đó là
chuyển mạch thời gian và chuyển mạch không gian. Trên các đờng
truyền dẫn PCM chung đó ,tải đi nhiều kênh thông tin (tiếng nói và
báo hiệu ) và các kênh này đợc tách ra trên nguyên lý phân kênh
theo thời gian. Quá trình ghép và tách kênh PCM đợc thực hiện bởi
các thiết bị ghép và tách trớc và sau thiết bị chuyển mạch .
Sơ đồ minh hoạ đơn giản một bộ chuyển mạch số đợc biểu
diễn nh sau :
PCM0

PCM0

Bộ

PCM1

PCM1

chuy
ển
mạch
số

PCMn

PCMn

Các
tuyến
PCM vào


Các
tuyến
PCM ra

Hình 2.1 : Sơ đồ đơn giản bộ chuyển mạch
số
2.2 Chuyển mạch không gian số
2.2.1 Phơng thức chuyển mạch không gian số
Bộ nhớ
Phơng
tên của các
điềupháp này cho phép các khe thời gian cùngMa
trận
tuyến khiển
PCM khác nhau trao đổi thông tin với nhau. Nh vậy qua trờng
tiếp điểm
chuyển mạch này không có sù chËm trƠ khi tõ mét tun
PCM vµo tíi
chun
mét tun PCM ra.
mạch
2.2.2 Sơ đồ nguyên lý chung (hình sau)
0

0

1

1

n

n
19

Hình Hình
2.2 Sơ dồ khối
chuyển
gian
2.2:
Sơ mạch
đồkhông
khối


Cấu tạo tổng quát một bộ chuyển mạch không gian tÝn hiƯu sè :
Bao gåm mét ma trËn c¸c tiếp điểm chuyển mạch kết nối theo
kiểu các hàng và các cột .Các hàng đầu vào các tiếp điểm chuyển
mạch đợc gắn với các tuyến PCM vào ,và lần lợt đợc gán các địa chỉ
: x0, x1 ,x3.....xn (có n đầu vào ). Còn các cột đầu ra các tiếp điểm
chuyển mạch tạo thành các tuyến PCM dẫn ra đợc ký hiệu y0 ,
y1 , .....ym (m đầu ra) . Tại các tiếp điểm chuyển mạch là các cửa
logíc và. Thờng ngời ta dùng ma trận chuyển mạch không gian
kích thớc nn (n đầu vào và n đầu ra). Trong chuyển mạch không
gian có bộ nhớ điều khiển để điều khiển thao tac các chuyển
mạch của các tiếp điểm. Và tuỳ vào phơng thức điều khiển mà
phân chia làm hai loại: chuyển mạch không gian có điều khiển đầu
vào và chuyển mạch không gian có điều khiển đầu ra. Các ô nhớ
trong bộ nhớ điều khiển cũng dựa vào hai loại chuyển mạch trên mà
có bộ nhớ điều khiển xắp xếp theo hàng nhớ (điều khiển đầu ra)

và bộ nhớ điều khiển xắp xếp theo cột nhớ (điều khiển đầu vào ).
Nguyên lý chuyển mạch :
Hai khe thời gian cùng tên của hai tuyến PCM khác nhau trao
đổi thông tin víi nhau trong kho¶ng mét khe thêi gian qua mét tiếp
điểm. Khe thời gian này xuất hiện mỗi khung một lần và lặp lại có
chu kỳ bằng thời gian của một khung. Nên trong khoảng thời gian
của khe khác cũng một tiếp điểm đó lại đợc dùng để trao đổi
thông tin cho các kênh khác. Do đó ma trận chuyển mạch không gian
20