Đề tài Tổng quan về hệ thống tổng đài Rlu-Axe 810

huyển từ số sang tương tự ngay tại ngoại vi của khối chuyển mạch. Chuyển đổi A/D và D/A này, cùng với bất kỳ sự chuyển đổi báo hiệu cần thiết nào được đảm trách bởi ‘thiết bị liên kết mạng’. Vai trò của thiết bị liên kết mạng được mô tả trong một kiến trúc tổng quát ở hình sau: Theo sơ đồ khối trên thì các luồng số PCM nhập vào khối chuyển mạch một cách trực tiếp ngay tại mức ghép kênh, trong khi các mạch analog kết cuối tại mức mạch riêng trên thiết bị liên kết mạng. Do đó, thiết bị liên kết mạng phải chịu sự thất thoát về giá cả và kích thước so với một tổng đài chuyển mạch số. Một khối chuyển mạch số cung cấp các kết nối giữa một số các hệ thống PCM, mỗi hệ thống bao gồm 30 hay 24 kênh trong một khung TDM kết thúc tại khối chuyển mạch trên các bus tốc độ cao. Do đó, chuyển mạch số liên quan đến việc truyền các từ mã PCM của một kênh trong một khe thời gian trên một bus ngõ nhập vào một khe thời gian trên một bus ngõ ra. Nói chung, một hệ thống chuyển mạch số phục vụ một số nguồn tín hiệu đã được ghép kênh theo thời gian. Các kênh tín hiệu PCM này được truyền trên các tuyến dẫn PCM. Trên các tuyến truyền dẫn PCM chung đó tải đi nhiều kênh thông tin (tiếng nói hoặc báo hiệu) và các kênh này được tách ra theo nguyên lý phân kênh theo thời gian. Quá trình ghép và tách kênh PCM được thực hiện bởi các thiết bị ghép và tách kênh ở trước và sau thiết bị chuyển mạch. Để thực hiện chuyển mạch cho các cuộc gọi đòi hỏi phải sắp xếp các tín hiệu số (các tổ hợp mă) từ một khe thời gian ở một bộ ghép (hoặc một tuyến truyền dẫn PCM) sang cùng một khe thời gian hoặc sang một khe thời gian khác của một bộ ghép kênh hay tuyến PCM khác. Việc trao đổi các khe thời gian, tức là chuyển mạch tín hiệu số được thực hiện theo 2 phương pháp phối hợp với nhau hoặc tách biệt: Chuyển mạch không gian. Chuyển mạch thời gian. 2.1. Chuyển mạch không gian. Sơ đồ nguyên lý. Ở phương pháp chuyển mạch không gian, khe thời gian tương ứng của các tuyến PCM vào ra khác nhau được trao đổi cho nhau. Một mẫu tín hiệu PCM ở khe thời gian định trước của tuyến PCM vào, chẳng hạn tuyến PCM vào số 0, được chuyển tới khe thời gian cùng thứ tự (cùng tên) của một tuyến PCM khác, chẳng hạn tuyến PCM ra số 1. Như vậy không có sự chậm trễ truyền dẫn cho mẫu tín hiệu khi chuyển mạch từ một tuyến PCM vào này tới một tuyến PCM ra khác. Từ là mẫu tín hiệu nhận vị trí ở cung khe thời gian trong khung thời gian ở tuyến PCM vào và PCM ra. Cấu tạo tổng quát một bộ chuyển mạch không gian tín hiệu số gồm có một ma trận các tiếp điểm truyền đạt mạch kết nối theo kiểu các hàng và các cột. Các hàng đầu vào các tiếp điểm chuyển mạch được gắn với các tuyến PCM, các tuyến này được gắn địa chỉ x0, x1, x2, … xn; ; Còn các cột đầu ra được ký hiệu y0, y1, y2, … yn. Các tiếp điểm chuyển mạch là các cửa logic “and”. Như vậy ta có một ma trận chuyển mạch không gian số kích thước nxm. Trong thực tế ma trận này thường là ma trận vuông, có nghĩa là số tuyến PCM dẫn vào bằng số tuyến PCM dẫn ra. Để điều khiển thao tác chuyển mạch của các tiếp điểm cần có bộ nhớ điều khiển. Bộ nhớ này gồm các cột nhớ hoặc các hàng nhớ tuỳ theo phương thức điều khiển đầu vào hay đầu ra. Nếu bộ chuyển mạch làm việc theo nguyên lý điều khiển đầu ra thì mỗi một cột nối tới các đầu vào điều khiển của các tiếp điểm có một cột nhớ điều khiển . Số lượng các ô nhớ ở mỗi cột nhớ điều khiển bằng số khe thời gian của mỗi tuyến PCM đầu vào. Trong thực tế các tuyến tiếp ghép PCM này có từ 256 đến 1024 khe thời gian tuỳ theo cấu trúc và quy mô của bộ chuyển mạch. Số lượng bit nhớ (tế bào nhớ) của mỗi ô nhớ có mối quan hệ phụ thuộc vào số lượng các tuyến PCM dẫn vào theo hệ thức: 2t = N Trong đó t: số bit nhớ của mỗi ô nhớ. N: số lượng tuyến PCM đầu vào. Ở các tổng đài thực tế trên mạg lưới của nước ta hiện nay thì mạng chuyển mạch không gian số là các ma trận 8x8, 16x16, hoặc 32x32. Ở tổng đài E10B thì bộ chuyển mạch không gian làm việc theo nguyên lí điều khiển đầu ra. Trong khi đó ở tổng TDX-1B thì bộ chuyển mạch không gian có ma trận 8x8 lại làm việc theo nguyên lí điều khiển đầu vào. 2. 2. chuyển mạch thời gian. 2.2.1.Chuyển mạch điều khiển đầu vào. Ở phương pháp chuyển mạch thời gian thì quá trình chuyển mạch là trao đổi vị trí khe thời gian mang mẫu tín hiệu PCM từ tuyến PCM vào tới tuyến PCM ra của bộ chuyển mạch thời gian. Rõ ràng trường hợp này xuất hiện thời gian trễ khi thực hiện chuyển mạch. a.Sơ đồ nguyên lý: Về cấu tạo, một bộ chuyển mạch thời gian tín hiệu số bao gồm 2 bộ nhớ; một bộ nhớ tiếng nói và một bộ nhớ điều khiển. Bộ nhớ tiếng nói có số lượng các ô nhớ bằng số lượng khe thời gian được ghép trong khung của tuyến dẫn PCM đưa vào . Ở sơ đồ ta giả thiết là các tuyến ghép PCM đầu vào và đầu ra có 32 khe thời gian nên các bộ nhớ tiếng nói và điều khiển có 32 ô nhớ. Trong thực tế các tuyến ghép PCM này có 256 đến 1024 khe thời gian. Khi đó các bộ nhớ cũng phải có số lượng các ô nhớ tương ứng. ở bộ nhớ tiếng nói mỗi ô nhớ có 8 bit nhớ để ghi lại 8 bit mang tin của mỗi từ mã PCM đại diện cho một mẫu tín hiệu tiếng nói. Bộ nhớ điều khiển có số lượng ô nhớ bằng bộ nhớ tiếng nói nhưng mỗi ô nhớ của nó có số lượng bit nhớ tuỳ thuộc số lượng khe thời gian của các tuyến ghép PCM; chúng có quan hệ với nhau theo hệ thức. 2r = C Trong đó r: Số bit nhớ của một ô nhớ ở bộ điều khiển. C: Số lượng khe thời gian của tuyến ghép PCM. Thông thường số lượng khe thời gian của các tuyến ghép chuẩn trong các hệ thống chuyển mạch là 256, 512, 1024; lúc đó số lượng các bit nhớ trong mỗi ô nhớ điều khiển là 8, 9 hoặc 10 bit. Hai bộ nhớ tiếng nói và bộ nhớ điều khiển của bộ chuyển mạch thời gian số liên kết với nhau thông qua hệ thống BUS địa chỉ và chịu sự điều khiển của bộ điều khiển chuyển mạch hoặc trực tiếp hoặc qua bộ đệm khe thời gian. b.Nguyên lý làm việc: Theo phương thức chuyển mạch thời gian điều khiển đầu vào các mẫu tín hiệu PCM từ đầu vào đưa tới được ghi vào bộ nhớ theo phương pháp có điều khiển; tức là trình tự ghi các xung mẫu PCM ở các bộ nhớ tiếng nói được quyết định bởi bộ nhớ điều khiển. Còn quá trình đọc các mẫu tín hiệu mã hoá PCM từ bộ nhớ tiếng nói vào các khe thời gian của tuyến ghép PCM ra được tiến hành theo trình tự tự nhiên. Mỗi ô nhớ của bộ nhớ điều khiển được liên kết chặt chẽ với khe thời gian tương ứng của tuyến PCM vào và chứa địa chỉ của khe thời gian cần đấu nối đến tuyến ghép PCM ra. Giả thiết cần đấu nối khe thời gian TS4 của tuyến truyền dẫn PCM vào tới khe thời gian TS6 của tuyến ghép PCM ra. Để thực hiện được tuyến nối này thì ô số 4 của bộ nhớ tiếng nói sẽ được sử dụng để ghi từ mã PCM mang mẫu tiếng nói chứa ở khe thời gian TS4. Để từ mã này được đọc vào khe thời gian TS6 của tuyến ghép PCM ra thì tổ hợp mã ở TS4 cần được ghi vào ô nhớ 06 của bộ nhớ tiếng nói. Còn địa chỉ của ô nhớ này được bộ điều khiển chuyển mạch ghi vào ô số 04 của bộ nhớ điều khiển ở dạng mã nhị phân 00110. Sau khi tiến hành ghi các từ mã mang tin ở các khe thời gian của tuyến truyền dẫn PCM vào theo phương thức có điều khiển nhờ bộ nhớ điều khiển, nội dung các ô nhớ này được đọc ra tuần tự theo thứ tự. Quá trình điều khiển ghi thực hiện như sau: Bộ điều khiển chuyển mạch quét đọc lần lượt nội dung các ô nhớ của bộ nhớ điều khiển theo thứ tự 00, 01, … , 31 đồng bộ với thứ tự các khe thời gian của tuyến PCM xuất hiện ở đầu vào. Khi đọc tới ô nhớ 04 đúng vào lúc khe thời gian TS4 xuất hiện ở đầu vào bộ nhớ tiếng nói. Lúc này nội dung 0010 ở ô 04 của bộ nhớ địa chỉ được đọc ra, qua BUS địa chỉ kênh ghi được đưa tới cửa điều khiển mở cho ô nhớ 06 của bộ nhớ tiếng nói. Kết quả 8 bit mang tiếng nói chứa ở khe thời gian TS4 của tuyến PCM vào được ghi vào 8 bit nhớ của ô nhớ này. Khi đọc ra, 8 bit này đọc vào khe thời gian TS6 của tuyến PCM ra. Kết quả là khe thời gian TS4 đầu vào đã được chuyển mạch tới khe thời gian TS6 của tuyến PCM ra. 2.2.2.Chuyển mạch điều khiển đầu ra. a.Sơ đồ nguyên lý: Về cấu tạo thì bộ chuyển mạch thời gian tín hiệu số điều khiển đầu ra cũng gồm có hai bộ nhớ có cấu tạo giống như của bộ chuyển mạch theo phương thức điều khiển đầu vào (hình vẽ). Thế nhưng nguyên lý làm việc để thực hiện đấu nối thì khác với nguyên lý điều khiển đầu vào. b.Nguyên lý làm việc: Ở phương thức chuyển mạch thời gian điều khiển đầu ra thì mẫu tín hiệu PCM ở tuyến dẫn PCM vào cần được ghi vào các ô nhớ của bộ nhớ tiếng nói theo trình tự tự nhiên. Tức là mẫu ở khe thời gian TS0 ghi vào ô nhớ 00; mẫu ở khe thời gian TS1 ghi vào ô nhớ 01 v.v… và mẫu tín hiệu ở khe thời gian TS31 ghi vào ô nhớ 31 của bộ nhớ tiếng nói. Khi đọc các nội dung ở các ô nhớ này vào các khe thời gian của tuyến ghép PCM ra thì phải thực hiện có điều khiển để mẫu tín hiệu PCM ở một khe thời gian nào đó ở đầu vào cần phải chuyển đến một khe thời gian định trước của tuyến PCM ra (gọi là khe thời gian đích). Để thực hiện được công việc này, mỗi khe thời gian của tuyến ghép PCM ra được liên kết chặt chẽ với một ô nhớ điều khiển theo thứ tự tự nhiên; tức là khe thời gian TS0 gắn nhớ 00, khe thời gian TS1 gắn với ô nhớ 01 … khe thời gian TS31 gắn với ô nhớ 31. Nội dung của các ô nhớ này được bộ điều khiển chuyển mạch ghi địa chỉ của khe thời gian đầu vào (khe thời gian gốc) cần được chuyển mạch tới khe thời gian ra tương ứng. Xét một sự chuyển mạch đó là sự đấu nối khe thời gian TS4 của tuyến PCM vào tới khe thời gian TS6 của tuyến PCM ra. Theo phương thức điều khiển đầu ra thì căn cứ vào thông tin địa chỉ bộ điều khiển chuyển mạch ghi địa chỉ ô nhớ số 4 (00100) vào ô nhớ số 6 của bộ nhớ điều khiển. Các mẫu tín hiệu PCM đầu vào ở các khe thời gian được ghi thứ tự lần lượt vào các ô nhớ của bộ nhớ tiếng nói. Bộ nhớ điều khiển chuyển mạch quét đọc lần lượt các ô nhớ của bộ nhớ điều khiển điều khiển đồng bộ với tuyến ghép PCM ra. Khi đọc tới ô nhớ 06 thì nội dung 4 được đưa ra và từ mã PCM của khe thời gian TS4 ghi ở ô nhớ 04 của bộ nhớ tiếng nói được đọc vào khe thời gian TS6 của tuyến PCM ra. Như vậy khe thời gian TS4 được đấu nối tới khe thời gian TS6 đầu ra. 2.3.Chuyển mạch số ghép hợp. a.Khái niệm về chuyển mạch ghép hợp: Mặc dù các tiếp điểm điện tử không đắt lắm nhưng chi phí để xây dựng một bộ chuyển mạch không gian số cũng khá tốn kém do chi phí cho việc hàn nối để tiếp cận với các chân của phiến mạch. Ngoài ra các chân ra của các linh kiện vi mạch cũng không thể gần nhau quá vì không gian hàn nối không cho phép. Từ đó kích thước của bộ chuyển mạch không gian cũng tăng lên khi dung lượng lớn. Còn đối với kiểu chuyển mạch thời gian thì nhu cầu về ô nhớ cũng tăng lên rất nhiều đối với các bộ chuyển mạch thuần tuý theo thời gian ở các tổng đài dung lượng lớn. Như vậy về hiệu quả kinh tế cũng không cao, đặc biệt là khi giá thành mỗi bit nhớ còn cao. Vì vậy hiện nay, từ một vài hệ thống tổng đài sản xuất tại Pháp là có cấu trúc chuyển mạch thời gian thuần tuý, còn lại đa số các tổng đài dung lượng trung bình và lớn đều có cấu trúc chuyển mạch kiểu trường nhiều đốt ghép hợp của 2 phương thức chuyển mạch thời gian và không gian. Trường hợp này trường chuyển mạch được tạo bởi nhiều đốt, mỗi đốt được ghép từ một số ma trận chuyển mạch kích thước nhỏ hoặc các bộ chuyển mạch thời gian dung lượng nhỏ để tạo thành một trường chuyển mạch dung lượng lớn. Như vậy cần thiết phải thay đổi khe thời gian và tuyến PCM trong quá trình chuyển mạch. Vì thế trường chuyển mạch phải sử dụng cả 2 phương thức chuyển mạch thời gian và không gian tín hiệu số. Loại trường chuyển mạch này gọi là trường chuyển mạch ghép hợp, chúng có thể có cấu trúc ghép khác nhau như TS, STS, TST, TSST … (T: Bộ chuyển mạch thời gian: Time Switch; S: Bộ chuyển mạch không gian: Space switch). Mặt khác, trường chuyển mạch 2 đốt dùng 2 loại TS hoặc ST chỉ thích hợp cho các tổng đài dung lượng nhỏ. Thông dụng nhất là trường chuyển mạch TST hoặc STS cho các tổng đài dung lượng trung bình và lớn. Tuy nhiên ở một số tổng đài trung bình và lớn người ta còn sử dụng các kiểu trường chuyển mạch TSST, TSSST, hoặc SSTSS. Trường chuyển mạch STS có cấu trúc điều khiển đơn giản nên thường được sử dụng cho các tổng đài dung lượng nhỏ. Mặt khác ở khía cạnh tổn thất thì ta phải chú ý nhiều tới tầng ra. Ở đây tầng ra làm việc theo nguyên lý chuyển mạch không gian nên thông thường cấu trúc theo kiểu có tổn thất. Vì vậy nó không thích hợp cho các hệ thống tổng đài dung lượng lớn. Trường chuyển mạch TST có tổn thất nhỏ hơn vì các đốt ngoài là các đốt chuyển mạch thời gian nên không sinh ra tổn thất ở đây. Còn đốt chuyển mạch không gian ở giữa có thể là cấu trúc kiểu không tổn thất hoặc tổn thất nhỏ. Vì vậy trường chuyển mạch loại này được dùng có hiệu quả nhất cho các trường chuyển mạch cần lưu thông lượng tải lớn hơn nữa như ở các tổng đài chuyển tiếp dung lượng lớn có thể sử dụng loại cấu trúc chuyển mạch TSST hoặc TSSST. Việc chọn dùng một cấu trúc trường chuyển mạch kiểu nào đó phụ thuộc vào các nhân tố khác nữa; chẳng hạn như tính phức tạp, độ linh hoạt, khả năng đo thử, khả năng phát triển dung lượng … Trong thực tế cấu trúc TST vẫn là cấu trúc phổ biến nhất. 2.3.1.Trường chuyển mạch TST. Với một trường chuyển mạch TST, chuyển mạch thời gian ở ngõ nhập khe thời gian nhập đến bất kỳ khe thời gian tự do nào trên bus đi đến ngõ nhập của chuyển mạch không gian, trong khi chuyển mạch thời gian ngõ ra kết nối khe thời gian được chọn từ chuyển mạch không gian đến khe thời gian được yêu cầu. Do đó, các cuộc nối xuyên qua khối chuyển mạch có thể được định tuyến xuyên qua chuyển mạch không gian trong bất kỳ một khe thời gian thuận tiện nào. Sự sắp xếp được trình bày như hình vẽ cho cuộc nối ví dụ từ A2/TS10 đến C1/TS45. Với khe thời gian ở bus nhập và khe thời gian ở bus xuất được chỉ định, điều khiển chuyển mạch có thể chọn bất kỳ một khe thời gian tự do nào xuyên qua chuyển mạch không gian tại toạ độ A2 và cột C1 (tọa độ 2 cột C1). Giả sử rằng chuyển mạch không gian có 124 khe thời gian và các nội dung cần thiết của các CM cũng được trình bày. Bộ nhớ CM của chuyển mạch thời gian ngõ nhập A2 của địa chỉ ‘10’ tại vị trí 124; do đó, với mỗi chu kỳ đọc và chu kỳ ghi, khe thời gian nhập TS10 được kết nối đến khe thời gian xuất TS124. Chuyển mạch không gian có các bộ nhớ CM được định hướng theo cột. Địa chỉ toạ độ ‘2’ được giữ trong CM-B1 tại vị trí 124 để ngõ ra của chuyển mạch thời gian A2 được kết nối đến ngõ nhập của chuyển mạch thời gian C1 trong thời gian của mỗi khe 124. Vì các lý do của điều khiển đối xứng , một số các ưu điểm trong vấn đề tổ chức các chuyển mạch thời gian ngõ ra trong chế độ ghi đọc theo chu kỳ. Nội dung của CM-C1 trong vị trí 124 là địa chỉ ‘45’. Sau đó, dữ liệu ngõ ra từ cột B1 của chuyển mạch không gian trong thời gian khe 124 được truyền đến bus C1 xuất trong thời gian của khe 45. Tuần tự này được lặp lại trên mỗi khung cho đến khi nội dung của các bộ nhớ kết nối CM liên hệ được thay đổi, tạo một đường dẫn từ A2/TS10 đến C1/TS45. Để thiết lập một kết nối hai hướng, một đường dẫn tương ứng cũng được yêu cầu cho truyền thông tin từ C1/TS45 đế A2/TS10. Hai đường dẫn này xuyên qua khối chuyển mạch có thể được thiết lập một cách độc lập cho mỗi cuộc gọi hay được thiết lập như một đôi. Phương pháp thứ nhất có tính linh hoạt hơn trong việc sử dụng khối chuyển mạch, nhưng phương pháp thứ hai có xử lý điều khiển đơn giản hơn bởi kết nối được tiến hành đối xứng. 2.3.2. Chuyển mạch S - T - S. Cấu trúc chuyển mạch S - T - S có quá trình tương tự như chuyển mạch T - S - T. Việc lựa chọn khe thời gian vào và ra được xác định bằng đường giao tiếp theo yêu cầu. Do bộ biến đổi khe thời gian có thể bằng cách dùng hai chuyển mạch không gian do đó độ linh hoạt của đấu nối được cải thiện. Trường chuyển mạch S - T - S có cấu trúc điều khiển đơn giản nên thường được sử dụng cho trường chuyển mạch có dung lượng nhỏ. Ở tầng ra làm việc theo nguyên lý chuyển mạch không gian nên thường có tổn thất vì vậy nó không thích hợp cho hệ thống dung lượng lớn. *Tóm lại các mạng lưới T - S - T, S - T - S có thể được thiết kết để có cùng khả năng kết nối cuộc gọi và tỉ lệ khoá cuôc gọi. Việc này chứng tỏ tỷ lện phân bố 1 : 1 được tiến hành giữa phân chia thời gian và phân chia không gian. CHƯƠNG IV: HỆ THỐNG TỔNG ĐÀI RLU-AXE 810 I.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG AXE 1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống AXE. Được phát triển từ năm 1975, các hệ thống AXE liên tục được phát triển và được sử dụng phổ biến trên toàn thế giới. Có thể tóm tắt lịch sử phát triển của hệ thống AXE của Erricson như bẳng sau: - Năm 1975: Tổng đài nội hạt AXE đầu tiên ra đời. - Năm 1982: Tổng đài số hoàn toàn được lắp đặt ở Phần Lan. - Năm 1985: Tổng đài AXE được bán ra trên 63 nước, trong đó được sử dụng trong 22 hệ thống mạng di động. - Năm 1988: Lắp đặt được 4 triệu line, chiếm 10% thị trường thế giới. - Năm 1991: Erricson lắp đặt hệ thống tổng đài AXE cho hệ thống GSM. - Năm 1993: Được lắp đặt trên 101 quốc gia, dung lượng 12 triệu line. - Năm 1995: Lắp đặt thêm 14 triệu line, tổng số line toàn thế giới là 105 triệu line. Hệ thống tổng đài AXE cho mạng di động phục vụ 34 triệu thuê bao trên 75 quốc gia. - Năm 2000: Tổng số line là trên 186 triệu. Trên 125 quốc gia đã sử dụng AXE cho mạng di động. - Năm 2005: Có 19.000 tổng đài AXE được lắp đặt trên thế giới và cũng có 1.200 cơ sở dữ liệu cho trạm (HLR and SCP) dùng công nghệ AXE. - Hiện nay để đáp ứng những yêu cầu thông tin ngày càng cao về quy mô và chất lượng dịch vụ hãng Erricson đã chuyển từ thế hệ tổng đài AXE 10 lên thế hệ mới AXE 810 . AXE đang phát triển đến một hệ thống mở, đó là: Phần mềm phát triển theo hướng modul hóa ứng dụng, các giao diện được thiết kế lại để đáp ứng nhu cầu mới nhưng về cơ bản vẫn giữ nguyên. Phần cứng được phát triển theo hướng nhỏ gọn hơn và tương thích về mặt điện tử đến tận mức các bo card. Các bộ xử lý sẽ được phát triển theo hướng tăng thêm sức mạnh cho các bộ xử lý vùng, và các bộ vi xử lý. Điều khiển và bảo dưỡng thông qua các hệ thống vào/ra tiêu chuẩn, dựa trên hệ điều hành Unix, bao gồm các bộ xử lý phụ, được lập trình bằng ngôn ngữ C, C++, Java. Ngoài vai trò là nền tảng cho vào/ra, các bộ xử lý phụ còn được sử dụng cho các ứng dụng khác, ví dụ như tính cước. Chuyển mạch nhóm được phát triển dưới dạng nền tảng chuyển mạch gồm nhiều ma trận kết nối với nhau, cho phép xử lý các kiểu lưu lượng từ băng rộng cho đến băng hẹp. Dung lượng của chuyển mạch nhóm cũng tăng lên. 1.2. Đặc điểm của hệ thống AXE. AXE là kiến trúc cho phép hội tụ các dịch vụ viễn thông, công nghệ thông tin (truyền dữ liệu và internet) và giải trí (truyền hình cáp). AXE có kiến trúc mở, có khả năng hỗ trợ tất cả các loại dịch vụ cho cả các mạng lớn và nhỏ, mạng di động và cố định. AXE là giải pháp cho tương lai, trên cơ sở của quá trình liên tục nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực truyền thông và đáp ứng được các yêu cầu trong tương lai nhờ kết hợp các công nghệ tiên tiến như tăng cường năng lực các bộ xử lý, tăng dung lượng lưu trữ, tăng tốc độ chuyển mạch và cải thiện hiệu suất phục vụ. AXE có khả năng mở rộng và có thể điều chỉnh để hỗ trợ các ứng dụng khác nhau một cách hiệu quả nhất. Hệ thống AXE 810 chứng minh vai trò của các hệ thống AXE là hệ thống chuyển mạch hàng đầu, cho phép chuyển sang mạng 3G và đa dịch vụ. AXE được thiết kế để đáp ứng các tiêu chuẩn về chuyển mạch và báo hiệu theo khuyến nghị của ITUT, ETSI và ANSI (viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ) cũng như các tiêu chuẩn quốc gia của Trung Quốc và Nhật Bản. Các tính năng chính của AXE là: Tính Modul. Đáp ứng các yêu cầu của các nhà điều hành mạng. Là một node viễn thông. KIẾN TRÚC HỆ THỐNG: Kiến trúc modul mở: Hệ thống AXE được thiết kế sử dụng công nghệ tiên tiến nhất và kết hợp với rất nhiều các kỹ thuật chuyên về viễn thông duy nhất của ERICSSON để đáp ứng các yêu cầu phát triển rất nhanh của khách hàng trên thế giới. Các phát triển gần đây đã đem lại kiến trúc hệ thống với tính năng mở ngày càng cao. Với tính năng mở của AXE, cho phép dễ dàng hơn trong xử lý, giảm giá thành vận hành và linh hoạt để tương thích với sự thay đổi của truyền thông đa phương tiện, Internet, Video, thoại... Tính modul có thể được biểu diễn dưới các mặt sau: Tính đa chức năng: Đa chức năng ở đây có nghĩa là cùng 1 hệ thống AXE có thể sử dụng được trong tất cả các ứng dụng, từ node chuyển mạch nội hạt loại nhỏ cho đến các trung tâm chuyển mạch quốc tế. PSTN, ISDN, các thuê bao di động và mạng thông minh (IN) đều được hỗ trợ trong các khu vực nông thôn, đô thị và ngoại ô. Tính modul về ứng dụng: Cho phép kết hợp dễ dàng với các ứng dụng mạng khác nhau trên cùng một node mạng. AXE dựa trên khái niệm modul hóa ứng dụng của Ericsson (AM). Modul về chức năng: Các phần khác nhau của AXE được xác định theo các chức năng mà chúng thực hiện. Nghĩa là các chức năng có thể được thêm vào, xóa đi, thay đổi mà không ảnh hưởng đến các phần khác của hệ thống. Tính modul của phần mềm: Các modul của phần mềm được lập trình độc lập với nhau, tương tác với nhau qua các giao diện chuẩn. Các lỗi được cô lập trong mỗi modul, không ảnh hưởng đến các dữ liệu thuộc về modul khác, đảm bảo mức độ an ninh ở mức cao. Modul trong công nghệ: AXE là hệ thống mở, cho phép các công nghệ và chức năng mới có thể được thêm vào, cải tiến một phần mà không ảnh hưởng đến các phần khác của hệ thống. Modul của phần cứng: Phần cứng được đóng gói thành các đơn vị modul (các bo mạch, card), cho phép linh hoạt trong việc lắp đặt và mở rộng. 1.3. Ứng dụng của tổng đài AXE. Tổng đài nội hạt: Kiến trúc hệ thống AXE cho phép có thể triển khai ở cả các khu vực đô thị có mật độ dân cư đông đúc cho đến khu vực nông thôn dân cư thưa thớt. Hệ thống có thể hỗ trợ: Các ứng dụng truyền thông, PSTN, ISDN cũng như Internet, mạng thông minh (IN). Truy nhập cáp đồng, cáp quang, vô tuyến. Các giao thức, giao diện tiêu chuẩn như: V5.1, V5.2, QSIC, CCS7… Tổng đài quá giang: Tổng đài AXE cũng có thể được sử dụng làm tổng đài quá giang quốc gia và quốc tế, hỗ trợ PSTN, ISDN, mạng thông minh cũng như các truyền thông thương mại khác. AXE có thể được sử dụng làm: Gateway quốc tế. Transit quốc gia. Điểm điều khiển dịch vụ SCP. Điểm chuyển mạch dịch vụ SSP. Điểm chuyển tiếp báo hiệu STP. Các đặc điểm hấp dẫn của hệ thống AXE quá giang đối với người vận hành mạng. Truy nhập ISDN tốc độ sơ cấp. Hỗ trợ hệ thống báo hiệu số 7. Tính cước. Định tuyến động. Mạng riêng ảo quốc tế. Thiết bị nhân kênh số. Bộ triệt tiếng vọng. Ngoài ra, AXE cũng có thể làm tổng đài quá giang cho mạng di động. Đối với các khách hàng không muốn sử dụng 2 loại tổng đài nội hạt và quá giang riêng biệt, AXE cung cấp loại tổng đài kết hợp tính năng của cả 2 loại trên, gọi là AXE Translocal. II. CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG AXE Cấu trúc của hệ thống AXE bao gồm các mức khác nhau: Mức hệ thống 1: Là mức hệ thống cao nhất tại đó các node và cấu hình mạng được định nghĩa. Mức hệ thống 2: Tùy vào cấu trúc hệ thống nào được sử dụng mà các phân hệ được sự kết hợp thành APT và APZ trong các hệ thống không phát triển trên AM, và các modul ứng dụng, nền tảng modul tài nguyên (RMP). Hệ thống trên dùng trong các hệ thống dựa trên AM. Hệ thống AXE được cấu trúc phân cấp thành các mức chức năng như (hình 2.1) sau: Tại mức hệ thống 2, hệ thống AXE được chia thành 2 phần: ¨ APT: là phần chuyển mạch. Ví dụ: APT cung cấp chức năng chuyển mạch trong tổng đài nội hạt. ¨ APZ: là phần điều khiển. Ví dụ: phân hệ chuyển mạch nhóm là phần chuyển mạch trung tâm của hệ thống AXE. Hình 2.1: Cấu trúc phân cấp của hệ thống AXE. APZ là hệ thống máy tính, chạy các chương trình phần mềm điều khiển hoạt động của phần chuyển mạch. APT và APZ lại tiếp tục được chia thành các phân hệ, mỗi phân hệ có một chức năng xác định. Tên của mỗi phân hệ phản ánh chức năng của nó. III. KIẾN TRÚC PHẦN CỨNG. ¨ Hệ thống gồm hai phân mức: * Hệ thống ứng dụng APT. * Hệ thống điều khiển APZ. Ngoài ra chúng ta còn lưu ý tới: * Hệ thống khai thác và bảo dưỡng IOG. Được thiết kế với cấu trúc mở, nó gồm 3 phân hệ chức năng độc lập (được liên kết với nhau bởi các giao tiếp chuẩn) Kết nối giữa các hệ thống là các giao diện chuẩn tốc độ cao (digital link) như giao diện các DL2, DL3 hoặc các BUS điều khiển được dùng truyền nhận tín hiệu thoại và tín hiệu điều khiển giữa hệ thống ứng dụng và hệ thống điều khiển. Phần cứng xoay quanh bộ phận chuyển mạch nhóm GS890, bộ phận mà có đến 512 vị trí ghép kênh, mỗi một vị trí ứng với tốc độ 64 bít/s. Hình 3.1: Mô tả kiến trúc phần cứng. Sự thay đổi lớn nhất trong cấu trúc phần cứng là việc cấu tạo bổ sung thêm một giao diện tổng đài mới (the DL34) trong DL3 hiện hữu và các giao diện DL2. Giao diện DL34 trợ giúp từ 128 – 2,688 (lần) khe thời gian đến mỗi bộ thiết bị, với các nhịp đều 128, đi qua giao diện phẳng trong bộ khung Ericssion cùng nhóm, thiết bị mà đang vận hành với tốc độ 222 Mbit/s. Giao diện này có thể làm tăng sự kết nối giữa các thiết bị với bộ phận chuyển mạch nhóm, làm giảm đi năng lượng đầu vào (nguồn tiêu thụ), cáp dẫn, bảng mạch, các khe để lắp các bảng mạch làm giảm thời gian lắp đặt và các thông số khác. Giao diện DL34 tốc độ cao đã tạo điều kiện cho nét đặc trưng có hiệu quả hơn trong bộ chuyển mạch nhóm, và nó cũng đã định vị trong GEM. Một thay đổi khác về mặt cấu trúc (hình 3.1) đó là mạng kết nối bệ. Trong giai đoạn đầu, mạng kết nối bệ sẽ được sử dụng để đẩy nhanh việc truyền thông giữa bộ xử lý trung tâm và bộ xử lý phụ. Giao diện căn cứ vào Ethernet. Giai đoạn tiếp theo, nó sẽ tăng tốc đến Gigabít. Tất các các thiết bị mà hỗ trợ cho giao diện DL34 có thể bị xáo trộn ít hay nhiều không có giới hạn trong GEM. Dung lượng tối đa của mỗi GEM là 16 k nhân lên nhiều lần cho nhiều vị trí, mà ứng với 8 bộ STM-1ET chẳng hạn. Về mặt vật lý học, có một không gian để lắp đặt 22 bộ thiết bị trong một GEM. Nếu bộ chuyển mạch đang sử dụng mà lớn hơn 16 k MUPs hoặc khi số lượng các thiết bị vượt qua 22, thì các bộ GEM phụ phải được lắp đặt thêm vào. Việt này có thể được định hình mà không cần làm gián đoạn quá trình vận hành. Một tổng đài mà được dựa trên cơ sở GEM thì có thể được nhân rộng. Kích thước tối đa của bộ chuyển mạch là 512 K MUPs với tốc độ bình thường là 16 kbít/s hoặc 128 MUPs ở tốc độ phụ là n x 8 kbít/s. Bằng việc chèn vào một cặp đường truyền số phức hợp trong GEM, chúng ta có thể biến đổi giao diện trượt DL34 thành 4 giao diện cấp DL3. Điều đó cho phép tất cả các thiết bị trong bộ thiết bị cùng nhóm, có thể sử dụng với một lõi chuyển mạch mới. Điểm ưu việt trong cách bố trí của các khối nguồn và các khối kết nối là phải định rõ các giao diện trước trong quá trình bố trí. Khi các giao diện bị đóng băng, các khối hệ thống chuyên biệt có thể được thiết kế độc lập với khối khác, và thường được định vị ở các vị trí khác nhau, cũng giống như trong cấu tạo Ericssion. Sau đây chúng ta xem xét từng hệ thống của Ericsson AXE 810. Sơ đồ khối chung của tổng đài AXE 810  3.1. Hệ thống ứng dụng APT. APT hệ thống ứng dụng bao gồm group switch và các thiết bị kết nối vào nó. Trong phần này em chỉ trình bày cấu trúc hệ thống chuyển mạch GSS.: GSS kết nối các kênh vào ra theo cấu trúc cơ bản T-S-T của hãng Ericsson, Có rất nhiều dạng kết nối vào GS thông qua một giao diện chuẩn được gọi là SNT. Các thiết bị đó được kết nối thông qua giao diện DL2 nằm ở backboard của subrack GDM bao gồm các digital link multiplexers (DLMUX) được gọi là digital link multiplexer half-height board (DLHB). Còn các DLHB kết nối vào chuyển mạch thời gian bằng giao diện mới là DL3 (digital link interface 3rd generation). Trong đó mỗi SNT tương ứng với một PCM và chúng kết nối vào trường chuyển mạch thông qua một điểm được gọi là SNTP. GSS cung cấp rất nhiều chức năng trong hệ thống AXE 810 như chức năng kết nối và giải phóng cuộc gọi, quản lý quá trình đồng bộ, quản lý các PCM… Hình 3.2: Chức năng các khối trong GSS Chức năng các khối trong sơ đồ khối trên như sau: - GS: các phần mềm trung tâm và các tín hiệu điều khiển cũng như vận hành quá trình kết nối/giải phóng của tuyến thoại. Ngoài ra nó còn cung cấp giám sát và bắt giữ cuộc gọi. - GSM1/GSM2 (group switch maintenance blocks) phần mềm trung tâm, dùng cho chức năng bảo dưỡng cho các TSM và SPM. Khối này còn quản lý các (SNT) kết nối vào Group Switch. - TSM (time switch module) phần mềm trung tâm và vùng dùng để điều khiển kết nối và giải phóng cuộc gọi trong TSM và chức năng giám sát lưu lượng. - GSBOARD (group switch board names) phần mềm trung tâm. Chức năng chính là biên dịch các lỗi của phần cứng bị nghi ngờ trong quá trình chuẩn đoán. - CLT (clock pulse generation and timing) phần mềm trung tâm và vùng cho chức năng đồng hồ, đồng bộ cho GS. - NS (network synchronization) phần mềm và phần cứng để đồng bộ với mạng quốc gia thông qua Reference clock function (RCF), cesium clock module (CCM), hoặc the incoming clock function (ICF). - O&M Blocks, Dùng cho chức năng vận hành và bảo dưỡng GS. - NSC (network switching command block) gồm chức năng tìm kiếm lỗi implement fault detection (SNEFD), cô lập lỗi fault isolation (SNEFI), cung cấp chức năng TEST routines (SNETR), đưa và kết thúc các cảnh báo (SNEAL), và khối lệnh (SNEC) cho chuyển mạch nhóm (group switch). - DLM, digital link multiplex block, Điều khiển các kết nối tín hiệu số tới group switch. Với các chức năng trên khối GS trong AXE810 có cấu trúc mới GEM - Generic Ericsson Magazin như (hình 3.3) sau: Hình 3.3: Cấu trúc khe thời gian trong GEM. Mỗi GEM gồm hai bộ xử lý SCB-RP, hai khối chuyển mạch 16K và 22 vị trí tuỳ chọn chức năng. Các thiết bị kết nối vào GS thông qua backplane bằng giao diện có tên là “DL 34” có tốc độ 222,2 Mbit/s. Một card ET155 có thể kết nối giới hạn 63 x 2.048 Mbit/s = 2016 khe thời gian, có thể kết nối qua giao diện DL34. Các thiết bị với tốc độ chậm hơn cũng có thể giải quyết kết nối giống các kênh mềm dẻo. Hình 3.4: Cấu trúc điều khiển trong GEM. Như ta đã thấy trong hình vẽ trên Bus số 1 là bus điều khiển vùng (RP) trong GEM, dùng để giao tiếp với trung tâm điều khiển (CP). Bus số 2 là hình dáng tượng trưng cho bus Ethernet 100 Mbit/s, sẽ được sử dụng cho các ứng dụng sau này. Khối SCB-RP có chức năng chuyển mạch Ethernet dung lượng 1Gbit/s với một giao diện 100 Mbit/s Ethernet phía trước card sẽ sử dụng cho các chức năng tương lai ở AXE. Mỗi GEM có một chuyển mạch 16 K với cấu trúc Time-Space (TS) với dung lượng tối đa là 512 K tức là có thể điều khiển 260.000 line cùng lúc (theo lý thuyết). Mạch SCB-RP, nhìn phía trước.( Hình 3.5) SCB-RP distributes the Serial Regional Processor Bus (RPS-B). Tập trung các bus xử lý vùng nối tiếp cung cấp nguồn -48V cho tất cả các PIUs trong GEM. Nó có chức năng như một chuyển mạch Ethernet điều khiển thông tin với các PIUs trong GEM như là APZ và APG. Nó còn là bộ xử lý vùng Regional Processor, chức năng bảo dưỡng bus và quạt gió (Fan) cũng được điều khiển bằng SCB-RP. Có hai card chuyển mạch (XDB), nằm ở khe 1 và khe 24. Các thiết bị còn lại được kết nối với hai khe trên. Hình 3.5 chuyển mạch XDB (X là chuyển mạch và DB là “được phân bổ theo card”). Các card XDB có một chuyển mạch chứa đựng 16K và có phần trong GEM, cấu trúc của nó gồm hai plane A và plane B.(hình 3.6) Hình 3.6: Card chuyển mạch XDB trong GEM. Trên card XDB, có 3 ASICs (application specific integrated circuit) – vi mạch riêng cho ứng dụng, là công cụ chuyển mạch 16 K. Một ASIC là sự ghép kênh và lưu giữ thoại (của 2 thuê bao) và lưu trữ sự kiểm soát một bộ xử lý vùng (RPI) cũng trên một card XDB. Các card XDB được kết nối với thiết bị bằng khe rãnh của khung tủ và được kết nối với các card XDB khác bằng các sợi cáp nối chuyên dụng (giắc cắm) ở phía trước card. Mô tả ở (hình 3.7) sau: Hình 3.7: ASICs trong mạch XDB . Để kết nối các XDB người ta dùng ma trận chuyển mạch gồm 4 hàng 8 cột như sau: Hình 3.8 Ma trận chuyển mạch. Hình 3.9 Đấu nối một thực thể từ mạch thứ nhất trong ma trận chuyển mạch. Để thực hiện đấu nối này ta có cấu trúc card như sau: Hình 3.10: Cấu trúc card đấu nối của GDM. Tất cả các thiết Device Magazines (GDM) dùng cho BYB501 có thể kết nối vào GS890. Được thực hiện bằng cách dùng Digital Link multiplexer for Existing equipment Boards (DLEB), gồm 11 khe trong GEM. Mỗi DLEB dùng để chuyển 4 DL-34 links từ Digital Link Half size Boards (DLHB, ROJ 204 06/1) trong GDMs thành 1 DL-34. DLEB có cấu hình như plane A and plane B. Hình 3.11: Đấu nối trong DLEB. Hình 3.12: Card DLEB. * Các thiết bị kết nối vào trường chuyển mạch: - Generic device magazine (GDM) - Generic Device Magazine (GDM) là nơi tập trung các thiết bị (cụ thể là card luồng E1, card thuê bao...) bao gồm RP, DLHB và 16 khe cho các thiết bị. - Vị trí 2 và 80 dùng cho RP4 còn 8 và 76 cho DLHB. - Vị trí 12 đến 72 dùng cho các ứng dụng khác ETC5, PDSPL2, RPG2/RPG3 etc. Hình 3.13:Modul bố trí các card. Hình 3.14: Cấu trúc giao diện GDM-H . Hai RP4-H trong GDM-H kết nối tới CP bằng bus nối tiếp RPB (RPB-S). Nguồn (-48 V) cấp cho toàn khối bằng backplane và các EM-bus, RP-bus cũng tập trung tại đây. Mạch DLHB dùng để kết nối với chuyển mạch bằng DL3-link. Còn DL3-link nhận được thì tách thành 16 DL2-links và tập trung sau backplane. Có các loại địa chỉ cho GDM-H sau: + Địa chỉ Magazine: Địa chỉ magazine được đặt bằng thanh địa chỉ (STRAB, ROJ 119 1112/00-15) tại vị trí trái nhất của magazine Address Board (ROJ 119 1112/00-15). Hình 3.15: Mạch địa chỉ magazine. + Địa chỉ Board: Địa chỉ board và EM được đánh cố định sau backplane. RP có địa chỉ là 0 và 19, còn các EM bắt đầu từ 12 địa chỉ là 0. 3.2. Hệ thống điều khiển APZ. * Cấu trúc cơ bản của hệ thống điều khiển APZ (Central Processor) bộ xử lý trung tâm được thiết kế với trọng tâm là dung lượng xử lý. Nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực viễn thông cả không dây và dây dẫn. APZ mới có dung lượng lớn hơn các bộ xử lý trước do sử dụng bộ xử lý có tần số đồng hồ nhịp là 160 MHz. Nó cũng sử dụng bộ nhớ Cache lưu trữ số liệu nhằm tăng tốc độ truy nhập số liệu. APZ cũng cung cấp IPN trong khối RP handler để cung cấp đường Ethernet đấu nối cho APG. IPN cung cấp kênh thông tin 100 Mbit/s (100BaseTX) và khả năng nhiều bản tin với tốc độ cao nhằm tăng tốc độ reload cũng như backup số liệu. Một yếu tố làm nên sự linh hoạt của hệ thống AXE 810 là nhờ kiến trúc hệ thống điều khiển APZ. Có thể nói APZ là trái tim của hệ thống AXE, kiến trúc gồm 2 mức, có cả điều khiển trung tâm và điều khiển phân tán, cho phép tăng mức độ tin cậy của hệ thống cũng như xử lý gọi một cách hiệu quả. Các ưu điểm của APZ trong hệ thống AXE như sau: Là hệ thống đa ứng dụng. Nền tảng phần cứng hỗ trợ nhiều loại cấu hình khác nhau. Phần cứng có độ tin cậy cao. Các khối quan trọng đều có dự phòng. Khả năng phục hồi rất tốt khi có lỗi phần cứng và phần mềm xảy ra. Hỗ trợ khả năng nâng cấp phần mềm từ xa, qua mạng. Các đặc điểm chính về kiến trúc của hệ thống bộ xử lý của APZ là: Cấu trúc bộ xử lý phân cấp. Các bộ xử lý vùng được kết nối với bộ xử lý trung tâm rất mạnh. Xử lý các cuộc gọi, phân tích số, điều khiển chuyển mạch, quản lý và bảo dưỡng... Các bộ xử lý phụ bổ sung, được sử dụng cho các công việc xử lý gần với thời gian thực như: xử lý tính cước, xử lý báo hiệu. Chức năng của các khối: Hình 3.16: Hệ thống điều khiển APZ · Bộ xử lý trung tâm CP: được dự phòng kép, khi một mặt có lỗi sẽ chuyển sang hoạt động ở mặt kia mà không ảnh hưởng đến lưu lượng. Bộ xử lý CP bao gồm 3 phần sau: - Lưu trữ chương trình: là phần các chương trình của các khối chức năng. - Lưu trữ dữ liệu: lưu trữ dữ liệu của các khối chức năng. - Lưu trữ tham chiếu: lưu trữ thông tin địa chỉ chương trình và dữ liệu của mỗi khối chức năng. Hệ điều hành sẽ sử dụng 2 bảng để chỉ đến địa chỉ tuyệt đối của khu vực dữ liệu và chương trình. Cấu trúc gồm 3 nơi lưu trữ logic và cơ chế đánh địa chỉ đặc biệt đem lại cho hệ thống AXE có các phần mềm được modul hóa. · Các bộ xử lý vùng RPs: được sử dụng cho các công việc xử lý lặp lại và công việc xử lý mạnh mẽ kết cuối giao thức lớp thấp. Hình 3.17 : Giao tiếp giữa CP và các RP. · Các bộ xử lý phụ AP: giúp bộ xử lý trung tâm xử lý các công việc liên quan nhiều đến dữ liệu, các bộ xử lý phụ cho phép. - Tăng hiệu quả mạng: nhờ sử dụng các giao thức giao diện mở và một tuyến truyền dẫn Ethernet cho phép truyền dẫn các dữ liệu cước đến trung tâm tính cước một cách tin cậy với tốc độ cao. - Giảm tải cho bộ xử lý chính: xử lý dữ liệu cước trước khi đưa vào bộ xử lý trung tâm. Do đó cho phép tăng cường năng lực xử lý gọi của bộ xử lý chính và dẫn đến có thể phục vụ cho nhiều thuê bao hơn. - Tăng cường các chức năng vào/ra : tăng tốc độ truyền thông với các đầu cuối, tăng cường khả năng xử lý cảnh báo và sao lưu các file, dẫn đến giảm giá thành công việc vận hành và bảo dưỡng. - Hệ thống mở: cho phép thêm vào các tính năng vận hành, bảo dưỡng cũng như các dịch vụ mới. - Kiến trúc chống lỗi: khả năng chuyển mặt hoạt động ngay lập tức cũng như phần cứng có dự phòng và khả năng mở rộng cho phép hệ thống hoạt động với chi phí hiệu quả nhất và tin cậy nhất. AGP bao gồm 2 phân hệ sau: Phân hệ định dạng và đầu ra (FOS): bộ xử lý trung tâm thu thập dữ liệu cước và gửi tới AGP, tại đó dữ liệu được lưu trữ tại một khu vực an toàn, sau đó được xử lý, biến đổi sang khuôn dạng đầu ra phù hợp để gửi đến trung tâm tính cước. Phân hệ đo lưu lượng và thống kê (STS): thu thập, lưu trữ, biểu diễn các dữ liệu thống kê. Sơ đồ khối cấu trúc của APZ (Hình 3.18), trong đó: + SPU (Signal Processor Unit) - Khối xử lý tín hiệu, thực hiện các công việc có định kỳ cũng như ưu tiên thông qua sự định thời và điều khiển của RPH. + IPU (Instruction Processor Unit) - Khối xử lý theo cấu trúc, thực hiện mã chương trình. + RPH (Regional Processor Handler) - Điều khiển các RP - là giao diện giữa RP buses và CP. The RPH được đặt thành magazine riêng. RPH magazine có thể có cấu trúc bằng cả RP bus nối tiếp và song song. Ngoài ra còn có thể kết nối tới CP bằng cả hai phương thức cùng một lúc. Có thể có 1024 RP được kết nối tới CP. + MAU (Maintenance Unit) - Khối bảo dưỡng, mục đích chính là giám sát các mặt CP và là giao diện tới hệ thống CPT (Central Processor Test). Hình 3.18: Cấu trúc phần cứng của APZ 212 33. MAU đồng thời quản lý các quạt gió, là hệ thống làm mát cho phần cứng CP. Hình 3.19: Tủ APZ 212 33. + DSU (Data Store Unit) - Khối lưu trữ số liệu, gồm có Data Store (DS). Trong một khung với kích thước 600x800 mm x1800 mm gồm có CPU magazines và RPH magazines. Khối IPU: IPU nhận được một việc mới từ SPU. Nó được bắt đầu bằng một micro-program trong IPU. Các tín hiệu điều khiển cung cấp bảng các phần cứng một cách tự động để tìm kiếm số liệu, các tham chiếu và địa chỉ số liệu cơ sở. IPU gồm các khối chức năng sau: Instruction Processor Circuit (IPC) - Mạch xử lý cấu trúc. Update and Match Circuit (UBC) - Mạch toán tử và cập nhật. Program and Reference Store (PRS) - Bộ nhớ tham chiếu và chương trình. Data store (DS) - Bộ nhớ số liệu. Program and Reference Store (PRS). Mã chương trình được dùng để thực hiện chương trình được dữ trong Program Store (PS). The Reference Store (RS) - bộ nhớ tham chiếu lưu dữ tất cả các số liệu gán cho chương trình. Cả hai khối RS và PS được lưu trữ trong một bộ nhớ vật lý độc lập. PRS nằm trong IPU. Ngoài ra còn có bộ nhớ PS cache phụ dạng SRAM Copy phần lớn công việc trong PS blocks. Khối DS: DS gồm Data Store Cache Memory, DSCM, (SSRAM, 8 MW16) trong IPU có hai dạng sau: Static Random Access Memory (SRAM) - dùng để truy nhập nhanh Dynamic Random Access Memory (DRAM) - truy nhập chuẩn Khối xử lý tín hiệu SPU: SPU tập trung tất cả công việc của CPU. The SPU điều khiển quá trình thông tin tới RPs và các công việc nhỏ trong các buffers or queues, theo mức độ ưu tiên. The SPU cũng chuẩn bị các công việc trong IPU. SPU cùng hoạt động với MAS, CP test system (CPT) và maintenance unit (MAU). Khối MAU: Dùng để điều khiển các mặt CP hoạt động song song. APZ bao gồm Automatic Maintenance unit (AMU) với phần mềm MAU, MAUR, và khối kiểm tra Test Processor Unit (TPU). Chức năng chính của AMU là: Điều khiển trạng thái các mặt CP. Kiểm tra và sửa lỗi. Khối MAI: giao diện khối bảo dưỡng. Khối xử lý nội vùng RPH: RPH là giao diện giữa CP và RPs. Chức năng chính của RPH là nhận các tín hiệu RP từ CPU (SPU) rồi biên dịch lại và gửi cho RP theo giao thức RP bus và ngược lại quét các tín hiệu từ RP gửi tới CPU (SPU). IV. HỆ THỐNG TỔNG ĐÀI VỆ TINH RLU AXE 810 Tổng Đài vệ tinh RLU là một đơn vị truy nhập thuê bao xa, nó cho phép cung cấp dịch vụ một cách hoàn hảo tới các vùng ở xa như vùng nông thôn từ hệ thống chuyển mạch chủ Host. Đối với khoảng cách xa, nó có thể phù hợp để lắp đặt RLU tại vùng ngoại ô hoặc thậm chí khu đô thị mà ở đó dân số phát triển nhanh, việc thi công kéo cáp rất khó khăn, hơn nữa cáp đồng càng ngày càng đắt và khó mua. Hệ thống RLU là hệ thống có chức năng truyền và ghép tín hiệu thoại được cộng tới chức năng khối điều khiển thuê bao của tổng đài Host, cho phép hệ thống mềm dẻo, linh hoạt hơn cho các thuê bao ở xa tổng đài Host. Nó bao gồm khối điều khiển giao tiếp thuê bao xa (RLU-ET) của phân hệ ứng dụng và RLU được lắp đặt ở tổng đài vệ tinh. 4.1 Giới thiệu về khối thuê bao RLU của AXE 810 · Khái niệm RLU là điểm kết nối các thuê bao xa HOST với các lí do sau: Dùng để thay thế các tổng đài độc lập với dung lượng vài nghìn thuê bao. Làm giảm khoảng cách đường cáp từ tổng đài tới thuê bao, làm giảm giá thành bảo dưỡng, nâng cao chất lượng, đảm bảo kĩ thuật cung cấp dịch vụ thuê bao. Về cơ bản phân hệ vệ tinh SSS hoạt động giống như một phân hệ thuê bao tại tổng đài HOST. Nó có thể cung cấp nhiều dịch vụ như thuê bao như ở Host. · Access Node là tên của một hệ thống truy nhập mới của Ericsson ở đây ta gọi là RLU (Mô tả rõ ở hình: 3.1). Access Node có thể kết nối vào bất kỳ HOST nào có giao diện V5.2. · Trong tổng đài Ericsson thì khái niệm node truy nhập (Access Node) có chức năng tập hợp các thuê bao cố định và được chia thành hai hệ thống nhỏ là phân hệ chuyển mạch thuê bao SSS và phân hệ điều khiển thuê bao SCS. Trong đó SSS cung cấp các chức năng giao tiếp với thuê bao như: Kết nối 2 dây với thuê bao Chuyển đổi AD/DA Chuyển mạch kết nối giao thông thuê bao Báo hiệu với thuê bao: như tone và nhận số Cung cấp nguồn cho thuê bao Tập trung lưu lượng Bảo dưỡng thiết bị cũng như thuê bao. Bộ tập trung thuê bao SSS hay còn gọi là phân hệ vệ tinh RLU là nơi tập trung đấu nối các đường dây thuê bao, cũng là nơi kết nối giao thông tín hiệu thuê bao. Hình: 4.1 trên cho thấy một trạm vệ tinh RLU được kết nối với bộ chuyển mạch nhóm GSS tổng đài khu vực (Host) với trung kế số từ 2 luồng E1 đến tối đa 36 luồng E1. Mỗi phân hệ vệ tinh RLU- AXE 810 có dung lượng tối đa là 3.000 thuê bao PSTN. 4.2 Chuyển mạch trong SSS · Trong sơ đồ trên thuê bao có thể kết nối nội bộ trong khối SSS hoặc vào GSS cuả HOST với số lượng nhiều hơn số kênh kết nối vào GSS bằng đường E1 với tỷ số phụ thuộc vào lưu lượng thuê bao vùng đó. · Tín hiệu thoại hoặc dữ liệu có thể được chuyển mạch trong chính chuyển mạch thuê bao hoặc theo hướng chuyển mạch nhóm. Các chức năng chuyển mạch trong SSS được điều khiển với bộ chuyển mạch thời gian. · Hiệu quả của chức năng chuyển mạch đó là số đường dây thuê bao có thể lớn hơn số của sự kết nối thoại của nhóm chuyển mạch. Điều này là bình thường trong hoạt động của tổng đài, bởi vì tất cả các thuê bao nối tới SSS không giao thông cùng 1 thời gian, nó không cần lưu lại nhiều thiết bị cài đặt và các kênh trong GSS. · Luồng E1 giữa chuyển mạch thuê bao và chuyển mạch nhóm tốc độ là 2048 Kbit/s, được xây dựng bằng một khung 32 khe thời gian (của Châu Âu); còn luồng T1 tốc độ 1554 Kbít/s xây dựng một khung 24 khe thời gian (của Mỹ và Nhật). Luồng E1 còn được gọi là hệ thống đường dây PCM. · Cung cấp nhiều dịch vụ thuê bao như ở Host. Trong hệ thống Host phần lớn thuê bao nằm ở vệ tinh RLU như hình sau: Có rất nhiều dạng thuê bao hiện đại có thể kết nối vào RLU như các thuê bao truyền thống (PSTN), hoặc là các thuê bao ISDN-BA, ISDN-PRA, HDSL, SHDSL, ADSL, ETSI V5.1, ETSI V5.2. V. HỆ THỐNG KHAI THÁC VÀ BẢO DƯỠNG. Chức năng chính: Sử dụng công nghệ VME bus chuẩn. Giao diện truyền dữ liệu 2 MBit/s. Lưu dữ liệu vào Hard-Disk từ CP với tốc độ150 KB/s mà không dùng Datalink. Dung lượng lưu trữ tối đa 6 GigaBytes . 5.1. Khối chức năng HW. IOG20 gồm 9 Card chức năng được thiết kế bởi Ericsson và một card cho chức năng FORCE máy tính, ngoài ra còn có các card được thiết kế để kết nối với ổ cứng và ổ quang. + CPU-60. Dùng bộ xử lý Motorola 68060. Dùng để điều khiển kết nối VME. Hệ thống nhớ 32 Mbyte. Giao diện SCSI-2. Giao diện với PC/AT. Kết nối Thin ethernet thông tin giữa các node. + RPV và RPV2. Bus giao diện xử lý nội vùng VME (RPV) được dùng cho giao diện giữa SP và CP thông qua hệ thống RP-bus song song. Gồm 2 card PROVME(ROJ 207 007/1) và DRPBU(ROJ 207 008/1) Sử dụng bộ xử lý Motorola 68360. RPV2 được dùng cho giao diện giữa SP và CP thông qua hệ thống RP-bus song song. Một card dùng cho RPB-S và kết nối với các node khác. Sử dụng bộ xử lý Motorola 68360 và điều khiển VME chuẩn. 5.2. Khối module đường dây LUM. Line Unit Module (LUM) gồm 1 card xử lý và 4 card con cho các giao diện khác nhau. Giao diện cho các kênh số liệu, thiết bị và cảnh báo (ALI) Các giao diện này là: + G.703 (E0,E1) 64Kbit and 2Mbit + V.35/V.36/X.21 0 - 2Mbit + V.24/V.28 0 - 2Mbit Ethernet 10BaseT (supports TCP/IP) - Sử dụng bộ xử lý Motorola 68360 và 68060. - Main board 2/ROJ 207 012 - Board cons: + V.24/V.35/V.36/X.21 ROF 197 4209/1 + G.703 (E0) 64kbit/s ROF 197 4210/1 + G.703 (E1) 2Mbit/s ROF 197 4211/1 Ethernet 10 Mbit/s ROF 197 4208/1 5.3. Bộ chuyển đổi VSA.4 VME to SCSI Adapter: là bộ chuyển đổi từ VME sang SCSI sử dụng cho việc back up số liệu vào ổ quang (OD) và các ứng dụng SCSI khác như RMS. VSA gồm có: + Giao diện SCSI-2 + Bộ xử lý SYM53C720 SCSI (NCR) + Bộ xử lý MC68360 + ROJ 207 011/1 5.4. Giao diện cảnh báo ALI. Alarm Interface: giao diện cảnh báo gồm 2 boards chuyển đổi sử dụng cho giao tiếp cảnh báo từ CP, SP tới nguồn cảnh báo ngoài, kết nối này được tạo thông qua cổng V.24 trong LUM tới nguồn cảnh báo ngoài. ALI gồm có: + Kết nối tới alarm panels (ALEXT) + Bộ xử lý MC68302 + ALCPU (ROJ 207 013/1) V.24 kết nối inputs và outputs. + ALEXP (ROJ 207 014/1) điều khiển kết nối nguồn đèn -48V trên bảng alarm panels. 5.5. Thiết bị lưu trữ. Có ba bộ lưu trữ, các bộ này nằm trong 1 board và được che chắn bảo vệ. + 3.5" 18 Gbyte SCSI-2 cho phép ổ 18 Gbyte hoặc ít hơn. + 3.5" ổ PC/AT với giao diện (KDR 352 02/1) IOG20B và IOG20B-P. + 3.5" 1,3 Gbyte ổ quang với giao diện SCSI-2. 5.6. Mạng kết nối (inter platform network-IPN). Là mạng Ethernet, tốc độ 100Mb/giây hoặc 1Gbit/giây, IPN đưa ra một tiêu chuẩn công nghiệp, giao diện năng suất cao trong AXE.(Hình 4.1) mô tả vấn đề này. Hình 5.1: Mạng kết nối IPN được ứng dụng như sau: - Kết nối CP với AP: nhờ tốc độ cao của các kết nối nên thời gian sao lưu dữ liệu và khởi động lại hệ thống sẽ nhanh hơn. - Truyền thông kết nối giữa CP của AXE với các nền hệ thống khác (ví dụ như AXD 301). - Kết nối giữa các CP trong trường hợp dùng đa bộ xử lý. VI. CÁC ƯU ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG AXE 810 Dung lượng tăng lên: Cho phép lắp đặt các node chuyển mạch cỡ lớn. Dung lượng xử lý ở tất cả các mức cũng tăng lên. Tăng độ tin cậy: Thời gian bảo dưỡng các phần mềm nhanh hơn, mang đến cho khách hàng một mạng có độ tin cậy cao hơn, có nghĩa là doanh thu đạt được sẽ cao hơn. Giảm giá thành: Vì phần cứng được thiết kế nhỏ gọn hơn dẫn đến công suất tiêu thụ nhỏ hơn, yêu cầu về làm mát cũng giảm xuống. Ngoài ra các tính năng như khả năng quản lý từ xa, phần cứng hỗ trợ vận hành và bảo dưỡng dễ dàng, cho phép các công việc vận hành và bảo dưỡng có thể được thực hiện bởi các nhân viên có yêu cầu về trình độ bình thường ở các khu vực xa. Chuyển sang công nghệ 3G: Hệ thống cũng có khả năng cung cấp các chức năng để có thể hoạt động trong mạng di động 3G, mạng đa dịch vụ... - Khả năng mở rộng: AXE 810 có thể mở rộng từ các hệ thống dung lượng nhỏ cho đến các hệ thống có dung lượng rất lớn. Nhờ có kích thước nhỏ hơn và sự chuẩn hóa các bo mạch, giắc cắm, các khối modul nên việc lắp đặt dễ dàng hơn. - Nền tảng đa dịch vụ: AXE 810 có rất nhiều các ứng dụng cho mạng di động và mạng cố định. Tổng đài nội hạt Tổng đài transit Server điện thoại Trung tâm chuyển mạch di động GSM, CDMA Bộ điều khiển trạm gốc BSC - Kiến trúc mở: Các ứng dụng modul hóa. Có các giao thức truyền thông tiêu chuẩn. - Lắp đặt đơn giản, nhanh chóng: Hỗ trợ "Plug and Play". Phần cứng được đi cáp và kiểm tra ở nhà máy trước khi đem đi lắp đặt, do đó giảm thời gian chi phí lắp đặt. Số loại bo mạch ít hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO - Tổng đài điện tử của – Nguyễn Duy Nhật Viễn - Cơ sở kỹ thuật chuyển mạch – Dương Văn Thành ( Học viễn bưu chính viễn thông) - Điện thoại kỹ thuật – nhà xuất bản bưu điện. - AXE 810 System Testing - Digital Telephon Exchange – India 1989 - Local telecommunication into the Digital – Edited byJM.Griffths - Giáo trình kỹ thuật chuyển mạch số – Nguyễn Văn Điềm- NXB Hà NộiKẾT LUẬN Sau một thời gian tìm hiểu nghiên cứu cùng sự chỉ bảo, hướng dẫn tận tình của thầy giáo Ngyễn Quốc Trung- Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, cùng các thầy, các cô trong khoa Công Nghệ- Trường Đại Học Vinh em đã hoàn thành được bản đồ án tốt nghiệp này. Qua đây em đã nhận thấy được những lợi ích to lớn của tổng đài SPC,cụ thể là tổng đài RLU-AXE 810 của Hãng ERICSSON đang được sử dụng và phát triển tại Việt Nam hiện nay. Em cũng đã thấy được tầm quan trọng và lợi ích của hệ thống chuyển mạch số và đặc biệt là các hệ thống thông tin số trong đời sống xã hội hiện tại và trong tương lai. Bản đồ án đã hoàn thành nhưng do thời gian có hạn nên em chắc hẳn sẽ không tránh khỏi sự thiếu sót nhất định. Em xin chân thành kính mong được sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy, các cô và các bạn để có thể phần nào bồi lấp được những thiếu sót. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của thầy giáo Nguyễn Quốc Trung, các thầy cô trong khoa Công Nghệ-Trường Đại Học Vinh đã giúp em hoàn thành bản đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên Nguyễn Đăng Hải