Nghiên cứu kỹ thuật chuyển mạch và cấu trúc hệ thống tổng đài số AXE

hời gian trung gian khi phục vụ yêu cầu chuyển mạch (1). Giả sử tầng chuyển mạch ITSB dùng loại TSWRR, tầng chuyển mạch không gian SXB dung bộ chuyển mạch không gian điều khiển theo cột, còn tầng chuyển mạch OTSB dùng loại TRWRS thì yêu cầu chuyển mạch (1) sẽ được thực hiện qua kênh trung gian k qua ba bước như sau: Bước 1: Trên tầng chuyển mạch thời gian vào ITSB, bộ chuyển mạch ITP thực hiện thao tác chuyển mạch thông tin từ kênh Chi sang kênh kênh trung gian Chk. ChiPCMPà ChkPCMP (1.1) Điều khiển: Ngăn k C-MEM ITP ghi [i] Bước 2: Trên tầng chuyển mạch không gian SXB thực hiện thao tác chuyển mạch thông tin từ kênh Chk tuyến P sang kênh Chk tuyến Q ChkPCMPà ChkPCMQ (1.2) Điều khiển: Ngăn k cột Q C-MEMS ghi [P] Bước 3: Trên tầng chuyển mạch thời gian ra OTSB bộ chuyển mạch OTQ thực hiện thao tác chuyển mạch thông tin từ kênh trung gian Chk sang kênh Chj ChkPCMQ*à ChjPCMQ” Điều khiển: Ngăn k CMEM OTQ ghi [j] Nghĩa là, khe thời gian k được dùng như khe thời gian trung gian để chuyển thông tin từ khe i tuyến P sang khe j tuyến ra Q của trường chuyển mạch. Khe thời gian trung gian được dùng để chuyển mạch thông tin bên trong trường chuyển mạch, vì vậy nó còn được gọi là khe thời gian nội bộ. Tương ứng nó còn có một vài tên khác như kênh trung gian, kênh nộ bộ hoặc kênh bên trong. Do nó được chọn tự do khi cần phục vụ mỗi yêu cầu chuyển mạch nên nó có thể được chọn theo nhiều cách, miễn sao thoã mãn điều kiện chọn khe thời gian nội bộ. Và do nó được chọn tự do như vậy nên cấu trúc T-S-T tránh được các dạng tranh chấp về khe thời gian trên đầu ra của chuyển mạch ITP và OTQ. b. Trường chuyển mạch S-T-S Cấu trúc chuyển mạch S-T-S là cấu trúc linh hoạt tuỳ thuộc vào lưu lượng tải qua nó mà có thể chọn cấu hình theo các tiêu chí của người quản lí từ đó đạt được chỉ tiêu về kinh tế cũng như về chất lượng dịch vụ. Cấu trúc S-T-S có chuyển mạch không gian S1 trên đầu vào và S2 trên đầu ra, giữa chúng là bộ các bộ chuyển mạch thời gian của tầng TSB (Time Switch Broard). Các chuyển mạch S có thể chọn loại chữ nhật nếu lưu lượng tải không lớn và yêu cầu về chất lượng phục vụ không quá cao, nghĩa là chuyển mạch S1 có số đầu ra ít hơn đầu vào, còn bộ chuyển mạch S2 thì ngược lại, số bộ chuyển mạch thời gian có thể tăng hay giảm tuỳ theo lưu lượng và yêu cầu phục vụ. Các bộ chuyển mạch thời gian cũng có thể sử dụng bất kì loại nào, tuy nhiên chúng phải cùng một loại. Ta thấy rằng, so với cấu trúc T-S và S-T thì cấu trúc S-T-S có thêm một tầng chuyển mạch không gian và do đó phép chọn được thêm vào (phép chọn tự do) là phép chọn không gian, nghĩa là một số bộ chuyển mạch thời gian ở khâu TSB và mỗi yêu cầu chuyển mạch có thể chọn một bộ chuyển mạch thời gian bất kì nào đó để phục vụ việc chuyển mạch một kênh nào đó trên một tuyến đầu vào tới một kênh nào đó trên một trong các tuyến đầu ra, sao cho kênh đầu vào và đầu ra của bộ chuyển mạch thời gian đó tương ứng các kênh vào và ra của yêu cầu chuyển mạch chưa bị sử dụng cho yêu cầu chuyển mạch khác. Điều này có nghĩa, nếu như khâu TSB có M bộ chuyển mạch thời gian thì khi xuất hiện yêu cầu chuyển mạch dạng ChiPCMP ® ChjPCMQ’’ (1) bộ điều khiển chuyển mạch có thể chọn bộ chuyển mạch Tk nào đó trong n bộ chuyển mạch thời gian của khâu TXB để phục vụ yêu cầu chuyển mạch 1 miễn sao khe thời gian TSi trên đầu vào và khe thời gian TSj trên đầu ra của bộ chuyển mạch TK đó chưa bị bận (đang sử dụng cho yêu cầu chuyển mạch khác). Như vậy khi có một yêu cầu chuyển mạch dạng (1) thì việc chọn tuyến sẽ được quy về đọc trạng thái của các bộ chuyển mạch thời gian để chọn ra một bộ thoã mãn điều kiện Chi trên đầu vào và Chj trên đầu ra của nó chưa sử dụng cho các yêu cầu chuyển mạch khác. Để phục vụ công việc này mỗi ngăn nhớ C_MEM của bộ chuyển mạch thời gian cần có 2 bít B để thể hiện trạng thái kênh đầu vào và kênh đầu ra. Mỗi yêu cầu chuyển mạch (1) được phân tích thành 3 thao tác chuyển mạch qua chuyển mạch S1, chuyển mạch TK đã được chọn nào đó và chuyển mạch S2 theo các bước sau: Bước 1: Tại chuyển mạch không gian S1 thực hiện thao tác chuyển mạch thông tin từ kênh Chi tuyến PCMP sang kênh Chi tuyến PCMk’ ChiPCMP ® Chi PCMK’ (1.1) Bước 2: Bộ chuyển mạch thời gian TK tầng TSB thực hiện thao tác chuyển mạch thông tin từ kênh Chi sang kênh Chj Chi PCMK’® Chj PCMK* (1.2) Bước 3: Chuyển mạch không gian ra S2 thực hiện thao tác chuyển mạch thông tin từ kênh Chj tuyến K sang kênh Chj tuyến Q ChjPCMK®ChjPCMQ’’ (1.3) Tuỳ thuộc loại bộ chuyển mạch thời gian được áp dụng ở khâu giữa mà nguyên lí chuyển mạch và điều khiển của mạng cũng khác nhau. Để tiết kiệm và thuận lợi cho quá trình điều khiển thì người ta thường dùng loại TRWRR ở khâu TSB. c. Khả thông của trường chuyển mạch T-S-T và S-T-S Khả năng chuyển mạch của cấu trúc T-S-T tương đối cao do các khâu ITSB và OTSB là những khâu không gây tổn thất cuộc gọi. Chuyển mạch S dùng loại có kích thước N×N cũng là chuyển mạch toàn thông. Khả thông của cấu trúc này chỉ phụ thuộc vào điều kiện chọn khe thời gian trung gian và đây là phép chọn tự do nên việc chọn nó cũng rất thuận tiện, linh hoạt dẫn đến khả thông của cấu trúc này rất cao. Khả thông của cấu trúc S-T-S phụ thuộc nhiều vào số bộ chuyển mạch thời gian ở khâu TSB và dung lượng của từng bộ chuyển mạch đó. Khi chọn bộ chuyển mạch thời gian cho mỗi yêu cầu chuyển mạch, do phải thoã mãn điều kiện là kênh đầu vào và kênh đầu ra cần cho yêu cầu chuyển mạch đó trên bộ chuyển mạch thời gian được chọn đều phải chưa bị sử dụng cho yêu cầu chuyển mạch khác nên khi số bộ chuyển mạch thời gian ít thì dễ gây ra tổn thất cuộc gọi do không có bộ chuyển mạch thời gian nào thoã mãn đồng thời điều kiện đó. Nếu M = 2N thì mới có thể tránh hoàn toàn hiện tượng trên, nghĩa là mới tạo nên khối chuyển mạch toàn thông. Từ phân tích này cho thấy cấu trúc S-T-S có khả thông hơn các cấu trúc T-S, S-T do tránh được các xung đột do tranh chấp kênh đầu ra của chuyển mạch T trong cấu trúc T-S, hoặc tranh chấp kênh đầu vào của chuyển mạch T trong cấu trúc S-T. Tuy nhiên, Cấu trúc S-T-S cũng có thể gặp phải tổn thất khi không có chuyển mạch thời gian nào thoã mãn đồng thời hai điều kiện chọn tuyến, do đó khả thông của nó kém hơn cấu trúc T-S-T. Ưu điểm cơ bản của cấu trúc này là cấu hình của nó dễ thay đổi tuỳ thuộc vào lưu lượng tải và do đó có thể đạt được hiệu quả sử dụng rất cao. CHƯƠNG 3. TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SỐ AXE 3.1. Đặc tính kỹ thuật của tổng đài AXE Tổng đài AXE là tổng đài kỹ thuật số, được sản xuất bởi hãng Ericsson - Thụy Điển. Tổng đài AXE - 106 có phần điều khiển APZ 212.30, có các đặc tính kỹ thuật như sau: Tổng đài AXE - 106 là hệ thống điều khiển bằng chương trình lập sẵn - SPC (Store Program Control), có cấu trúc tập trung nên linh hoạt trong vận hành, khai thác và bảo dưỡng. Tất cả các hoạt động của nó được điều khiển bởi bộ nhớ nằm ở máy tính. Để tăng độ an toàn cho tổng đài người ta luôn sử dụng 2 máy tính, trong đó một để dự phòng, một vận hành. Hệ thống AXE - 106 có phần cứng được cấu tạo dạng module thuận tiện trong việc mở rộng dung lượng, sửa chữa, thay thế cũng như quản lý. Ngoài ra hệ thống AXE - 106 còn có thể cung cấp nhiều dịch vụ với chất lượng và độ tin cậy cao. Có khả năng mở rộng và phát triển mạng đa dịch vụ, mạng thông minh trong tương lai. Khả năng xử lý cuộc gọi trong giờ cao điểm lớn hơn 1.000.000 BHCA (Busy Hour Call Attemper). Giao tiếp truyền dẫn luồng 2,048 Mb/s bằng PCM 30. Chuyển mạch theo cấu trúc T - S - T. Hệ thống báo hiệu Thuê bao: Quay số dạng xung (Dial pulse); Quay số dạng xung mã đa tần (DTMF). Trung kế: R2, MFC, CCITT No6 và CCITT No7. Hệ thống tương thích với bất cứ kế hoạch đánh số nào. Chiều dài tối đa 28 số. Ngôn ngữ lập trình cho Bộ xử lý trung tâm CP: ASA 212C: SP: ERICPASCAL; RP: ASA 212R; EMRP: PLEX - M. Tổng đài AXE - 10 là thiết bị chuyển mạch hỗ trợ trong phạm vi rộng, các ứng dụng như: PSTN (Mạng điện thoại công cộng). ISDN (Mạng số đa dịch vụ). PLMN (Mạng điện thoại di động). Business Communication (Mạng thông tin cho các nhóm kinh doanh). IN (Mạng thông minh). Signalling Network (Mạng báo hiệu). Tổng đài AXE106 triển khai trong mạng viễn thông dưới nhiều hình thức khác nhau như: Tổng đài nội hạt PSTN và ISDN. Tổng đài quá giang / quốc tế (Transit/International Exchanges). Nút chuyển mạch trong mạng điện thoại di động (MSC). Nơi lưu trữ và truy xuất cơ sở dữ liệu HLR trong mạng di động Tổng đài điện thoại viên OPAX (Operator Exchange). Nút cung cấp dịch vụ Business Communications. Điểm chuyển giao báo hiệu STP (Signalling Transfer Points) trong mạng báo hiệu. Nút mạng IN phục vụ cho chuyển mạch SSP cũng như điều khiển SCP. AXE cung cấp cho thuê bao tất cả các dịch vụ cơ bản nhất, thông dụng mà thuê bao trong mạng PSTN thường sử dụng như: Cuộc gọi báo thức, Chuyển cuộc gọi, Đường dây nóng, Cuộc gọi chờ, Quay số tắt, Hiển thị số, Bắt giữ, Đảo cực, Khóa mã, Thoại hội nghị...v.v. Cấu trúc lệnh của tổng đài: Lệnh bao gồm 5 chữ cái và các tham số liên quan: <xxxxx: tham_số = giá_trị_tham _số; xxxxx: viết tắt của lệnh Tổng đài AXE PSTN Tổng đài AXE Nút mạng IN Tổng đài AXE PLMN Tổng đài AXE STP Signalling network Tổng đài AXE Business Communication Tổng đài AXE ISDN Hình 3.1. Triển khai tổng đài AXE 106 trong mạng viễn thông 3.2. Cấu trúc tổng thể tổng đài AXE – 106 3.2.1. Cấu trúc phân lớp APT: Telephony part of AXE APZ: Control part of AXE BT : Bothway Trunk BTR: Regional software of block BT BTU: Central software of block BT CPS: Central processor subsystem CS : Code Sender FMS: File Management Subsystem HW: Hardware MCS: Man - machine communication subsystem OMS: Operation and maintenance subsystem OT: Outgoing Trunk SUS: Subcriber services subsystem AXE APZ FMS MCS CPS APT SUS TSS OMS OT BT CS BTU BTR HW Hệ thống mức 1 Đơn vị chức năng Mức phân hệ Mức khối chức năng Hệ thống mức 2 TSS: Trunk and signalling subsystem Hình 3.2. Cấu trúc phân lớp của tổng đài AXE 3.2.2. Mức hệ thống Tại mức cao nhất của hệ thống là tổng đài AXE, tổng đài AXE được chia thành hai phần là APZ và APT thuộc mức hệ thống 2. Hệ điều khiển APZ chịu trách nhiệm về các chức năng hoạt động của hệ thống. Là hệ thống máy tính điều khiển tổng đài. Hệ chuyển mạch thoại APT là phần chuyển mạch thoại chịu trách nhiệm điều khiển lưu lượng, được liên kết với vận hành, bảo dưỡng, tính cước… Nói một cách chính xác nhất, APT chính là chương trình cài trong máy tính (APZ). Sau đây là sự mô tả hai phần APT và APZ trong tổng đài AXE Hình 3.3. Mô tả APT và APZ trong tổng đài a. Mức phân hệ APT và APZ được chia thành các phân hệ. Các phân hệ này hỗ trợ cho các ứng dụng thoại và điều khiển. Bằng sự kết hợp giữa các phân hệ, AXE có thể hoạt động trong bất kỳ môi trường viễn thông nào. b. Mức khối chức năng Mỗi phân hệ được chia thành nhiều khối chức năng thích hợp. Mỗi khối là một đối tượng được khai báo với dữ liệu và hệ thống tín hiệu chuẩn của nó. 3.2.3. Mức đơn vị chức năng Mỗi khối chức năng được chia thành các đơn vị chức năng bao gồm: Đơn vị phần cứng. Đơn vị phần mềm xử lý vùng: thực hiện các công việc như quét tình trạng các thiết bị trong phần cứng. Đơn vị phần mềm trung tâm và hỗ trợ. Chịu trách nhiệm phân tích tổng hợp các chức năng được yêu cầu như: thiết lập các cuộc gọi trong hệ thống… 3.2.4. Cấu trúc phần cứng Tổng đài AXE - 106 có cấu trúc gồm các phần chính: Phần hệ thống AXE - 105 và phần Engine Access Ramp. a. Phần hệ thống AXE - 105: Phần hệ thống AXE - 105 và thiết bị được thiết kế theo dạng khối. Khối chức năng thì được thiết kế theo từng magazine và trong mỗi magazine thì được thiết kế theo từng board chức năng. Mỗi magazine ở mỗi dãy trong một tủ (Cabinet) và liên kết với nhau bằng cáp nội. Mỗi thành phần của phần cứng được xem như là một khối (module). Những thành phần này có thể được thêm vào, sửa đổi hoặc loại bỏ một cách linh động khi cần thiết mà không làm gián đoạn sự hoạt động của tổng đài. Hiện nay tổng đài có cấu trúc nhỏ gọn, các cáp nối có thể chạy dưới sàn nhà. Phần cơ bản của phần cứng là APT, trên thực tế APT không hẳn phải là phần cứng mà bản thân từng khối cũng có phần mềm riêng để giao tiếp tập trung về bộ xử lý trung tâm CPU thuộc APZ Phần mềm trung tâm được lưu giữ trong CP Phần mềm vùng được lưu giữ trong RP Phần mềm hỗ trợ được giữ trong SP Toàn bộ phần cứng được trang bị theo cặp để đảm bảo an toàn cho hệ thống khi có sự cố xảy ra. b. Phần Engine Access Ramp: Để nâng cao tốc độ và mở rộng mạng cả hai kiểu truy nhập đều sử dụng loại EAR Outdoor Cabinet Midi và Outdoor Cabinet Maxi. EAR Outdoor được thiết kế là một node truy nhập được trang bị đầy đủ, trang bị kỹ thuật RSS tự vận hành, sẵn sàng cho việc cài đặt và vận hành ở những nơi rất xa, chịu được thay đổi của thời tiết khắc nghiệt. Được thiết kế theo kiểu sử dụng không gian hiệu quả EAR Outdoor cho phép các dịch vụ băng rộng và băng hẹp, tủ Outdoor Midi phục vụ lên tới 360 thuê bao PSTN, tủ Outdoor Maxi phục vụ tới 900 thuê bao PSTN/450 thuê bao ISDN. 3.2.5. Khối điều khiển APZ Tổng đài AXE 106 đang được sử dụng hiện nay là thế hệ APZ 212 30. Khối điều khiển của APZ 212 30 chia thành các phần như sau: CP (Central processor) - Bộ xử lý trung tâm. RP (Regional processor) - Bộ xử lý vùng. DP (Device processor) - Bộ xử lý thiết bị. a. CP (Central processor): Bộ xử lý trung tâm Hình 3.4. Hệ thống điều khiển - Thực thi chương trình và quản lý dữ liệu. CP xử lý các công việc theo mức nhờ việc sử dụng các bộ đếm công việc, bảng công việc. - Thay đổi chức năng, đây là công việc quan trọng trong vận hành và bảo dưỡng mạng lưới, đảm bảo việc thay thế, cài đặt thêm hay loại bỏ các đơn vị phần mềm trong AXE - Lưu trữ dữ liệu hệ thống: Kết xuất (Dumping): sao chép toàn bộ nội dung của bộ nhớ CP ra thiết bị nhớ ngoài Tải lại (Reload) khi lỗi xảy ra trong CP thì thực hiện việc sao chép toàn bộ nội dung bộ nhớ ngoài vào bộ nhớ của CP. - Quản lý việc nạp và thay đổi kích thước. Đây là công việc quan trọng, đảm nhận việc sao chép, trao đổi thông tin giữa các bộ nhớ trong CP và thiết bị nhớ ngoài. Ngoài ra chức năng này cung cấp cho nhu cầu mở rộng hay giảm các dữ liệu trong bộ nhớ CP. - Chức năng kiểm tra, giám sát việc sử dụng và sắp xếp bộ nhớ chính của CP. Có ba bộ nhớ: Bộ nhớ chương trình PS (Program Store). Bộ nhớ dữ liệu DS (Data Store). Bộ nhớ tham chiếu RS (Reference Store). - Hiệu chỉnh chương trình. CP chứa những chức năng để hiệu chỉnh phần mềm nếu xuất hiện lỗi trong phần mềm. - Bảo dưỡng thống kê: thực hiện việc tập hợp các thông tin về trạng thái hoạt động của CP và các sự kiện xảy ra trong APZ để sử dụng cho việc vận hành, bảo dưỡng. Cấu trúc của bộ xử lý trung tâm CP Để đảm bảo độ an toàn và tin cậy cho tổng đài, CP luôn luôn có hai CP là CPA và CPB hoạt động theo kiểu một cái làm việc, một cái dự phòng. Thường CPA ở trạng thái làm việc, khi CPA có sự cố lập tức CPB làm việc. Hình 3.5. Sơ đồ khối của APZ 212 APZ có thể thực hiện việc xử lý thông tin, lệnh song song. Trong CP gồm có các phần chính sau: SPU (Signal Processor Unit) là đơn vị xử lý tín hiệu, thực hiện công việc quản lý ở APZ 212, đồng thời chuẩn bị cho công việc sẽ thực hiện ở IPU. IPU (Instruction Processor Unit) là đơn vị xử lý lệnh, SPU báo cho IPU biết địa chỉ bắt đầu thực hiện các chương trình. IPU có đường thâm nhập tới ba khối nhớ là bộ lưu trữ dữ liệu DS (Data Store), bộ lưu trữ chương trình PS (Program Store) và bộ lưu trữ tham chiếu RS (Reference Store). RPH (Regional Processor Handler) bộ điều khiển xử lý vùng: điều khiển báo hiệu tới từ các bộ xử lý vùng một cách độc lập. RPH có thể điều khiển cùng lúc 128 bộ xử lý vùng và có thể đấu cực đại 4 RPH. RPH chứa một bộ vi xử lý mạnh 16 bit và có bộ nhớ riêng. MAU (Maintenance Unit): khối bảo dưỡng - khởi đầu quá trình kiểm tra các bộ xử lý để phát hiện sự cố phần cứng. MAU cũng sẽ quyết định phía nào là phía thường trực. Nó được nối tới tất cả hai mặt thông qua bus bảo dưỡng tự động AMB (Automatic Maintenance Bus). Trong MAU lưu trữ phần mềm MAS hoạt động cùng với đơn vị bảo dưỡng AMU. FMS (File Management Subsystem) phân hệ quản lý tập tin. Một trong những chức năng của CP được đề cập đến là sao lưu hệ thống. Vì mục đích bảo đảm an toàn, tất cả dữ liệu trong bộ lưu trữ chương trình PS, bộ lưu trữ tham chiếu RS và bộ lưu trữ dữ liệu DS được sao lưu thường xuyên vào các thiết bị bên ngoài (như đĩa cứng, băng từ, đĩa quang, …) hoặc đưa đến một vùng nhớ được kích hoạt. Việc sao lưu trong AXE được gọi là Dumping (sao chép nội dung của bộ nhớ để xử lý khi cần). Có thể thực hiện dumping nhân công khi cần hoặc thực hiện tự động theo định kỳ. Dump nhân công (Manual Dump): được thực hiện bằng lệnh, công việc này bắt buộc thực hiện khi bộ lưu trữ chương trình (PS) bị thay đổi. Dump nhân công là một nhiệm vụ thường xuyên của người vận hành tổng đài. Dump tự động (Automatic Dump): Dump định kỳ sau một khoảng thời gian xác định sẵn một cách tự động, có hai loại Dump tự động: Dump lớn thực hiện dump tất cả dữ liệu trong bộ lưu trữ dữ liệu (DS), Dump nhỏ thực hiện dump tất cả những thông tin thay đổi. b. RP (Regional Processor) - Bộ xử lý vùng Các chức năng của RP: RP lưu trữ và thực thi các phần mềm vùng liên quan đến hệ thống chuyển mạch APT và hệ thống điều khiển APZ. Trực tiếp điều khiển sự hoạt động của thiết bị thoại và mạng chuyển mạch, phát hiện sự thay đổi trạng thái của các thiết bị và thông báo tới CP, giao tiếp hệ thống vào ra các CP. Cấu trúc của RP Các bộ xử lý vùng RP được nối tới CP thông qua bus xử lý vùng RPB (RP Bus). Tương tự CP, RP cũng được dự phòng để đảm bảo an toàn. Tuy nhiên, khác với CP, RP làm việc theo nguyên tắc chia tải: thông thường mỗi RP điều khiển một nữa số thiết bị, khi một trong hai RP có sự cố, RP kia sẽ đảm nhận toàn bộ trách nhiệm. Các thiết bị do RP điều khiển nằm trong một nhóm gọi là module mở rộng EM (Extension Module). Mỗi một cặp RP thông thường quản lý được 16 EM được đánh số từ 0 đến 15. Trong mỗi EM thường chỉ chứa một loại thiết bị. Tuy nhiên có một số trường hợp ngoại lệ. Số lượng thiết bị chứa trong mỗi EM được quyết định bởi ba yếu tố: Kích thước vật lý của thiết bị. Độ tin cậy của hệ thống. Thời gian xử lý: mỗi một RP thực hiện việc điều khiển các EM trên cơ sở phân chia thời gian. Nếu thiết bị trong một EM đòi hỏi khả năng xử lý của RP nhiều thì số lượng thiết bị này trong EM sẽ giảm xuống. Do hạn chế bộ nhớ nên mỗi RP chỉ quản lý tối đa 7 loại thiết bị khác nhau. Phần cứng của RP được xây dựng xung quanh các mạch gọi là: “Gate Array”. Mỗi mạch này chứa đựng nhiều cổng. Các cổng này kết hợp với các thanh ghi và các mạch logic để tạo thành nhiều mạch chức năng khác nhau. RP được xây dựng từ năm bảng mạch trình bày như hình 3.6. PRO (Processor): có chức năng kích hoạt xử lý. Có ba mạch “Gate - Array” nằm trên bảng mạch. Các mạch chức năng được gọi là ALU, AHC và DHC. Bộ vi xử lý là các thanh ghi nằm trên bảng mạch. MEU (Memory Unit): bộ nhớ của RP. Nó là bộ nhớ RAM với dung lượng 256 KB. Nó có bộ nhớ EPROM dùng cho khởi động chương trình. Tại đây có các mạch chức năng BIC dùng cho trao đổi thông tin với EM bus cũng như RP bus. BIC làm việc độc lập nhưng nó liên quan đến nhiều khối chức năng qua bus thông tin. RPBU (Regional Processor Bus Unit): đơn vị bus xử lý vùng. Có hai bảng mạch loại này. Một để kết nối từ RPB-A, một từ RPB-B. POW (Power): bảng mạch này có chức năng biến đổi điện áp từ 48V sang +5V/20W cung cấp cho RP. Hình 3.6. Sơ đồ khối bộ xử lý vùng Giữa các bộ xử lý CP và RP liên lạc với nhau thông qua bus gọi là RPB (RPBus). Ngoài ra phần APZ còn có bộ xử lý hỗ trợ SP (Support Processor) thực hiện các công việc thuộc về thông tin người - máy, quản lý tập tin và truyền số liệu. c. DP (Device processor): Bộ xử lý thiết bị Các chức năng của DP - Xử lý điều khiển cảnh báo hệ thống - Xử lý thiết bị kiểm tra, đo thử - Xử lý đồng bộ mạng 3.3. Khối chuyển mạch nhóm GSS 3.3.1. Chức năng của khối chuyển mạch nhóm GSS thực hiện chức năng chuyển mạch chuyển mạch thoại và dữ liệu giữa các hệ thống PCM bằng lộ trình thiết lập thoại xuyên qua bộ chuyển mạch T - S - T (Time - Space - Time). Hình 3.7. Sơ đồ khối chuyển mạch nhóm 3.3.2. Cấu trúc của GSS GSS được thiết kế và xây dựng từ những khối TSM (Time Switch Module) và SPM (Space Switch Module). Các TSM và SPM có cấu tạo cặp nhằm nâng cao sự tin cậy và an toàn đối với hệ thống. Chuyển mạch nhóm có thể có 128 TSM, nó hoạt động theo kiểu song song đồng bộ. Tất cả cuộc gọi được chuyển đến đồng thời cả hai mặt của hệ chuyển mạch. Cứ 8 EM được điều khiển bởi một cặp xử lý vùng RP. SPM là một ma trận trung gian có những tập giao điểm có thể đi qua để kết nối 2 TSM với nhau trên một đường thông của cuộc gọi. Đầu cuối mạng chuyển mạch SNT (Switching Network Terminal) là tên gọi để chỉ tất cả các thiết bị có thể kết nối đến chuyển mạch nhóm. Chẳng hạn như: mạch đầu cuối tổng đài ETC (Exchange Terminal Circuit), thiết bị gọi hội nghị CCD (Conference Call Device), thiết bị mã hoá xung PCD (Pulse Code Modulation Device), … a. Chuyển mạch thời gian TSM Chuyển mạch thời gian dựa trên nguyên lý ghép và tách kênh theo thời gian, trên cơ sở điều xung mã PCM. Một đường nối PCM có thể chứa được nhiều kênh thoại khác nhau phân theo thời gian. Khoảng thời gian mà mỗi kênh chiếm trong một chu kỳ được gọi là khe thời gian. Mỗi khe thời gian chứa thông tin của mẫu thoại. Hình 3.8. Chuyển mạch thời gian Có tối đa 32 TSM được nối đến mỗi SPM. Mỗi TSM có khả năng nối tới 16 đường PCM, cho nên mỗi TSM có 16 * 32 = 512 đầu vào chuyển mạch SNTP. TSM gồm có: Bộ nhớ đệm (Speech Store) lưu tạm thời các mẫu thoại ghi vào. Mỗi kênh chuyển mạch thời gian có một vị trí của nó ở bộ nhớ đệm. Bộ nhớ điều khiển (Contral Store) điều khiển việc ghi vào, đọc ra từ bộ nhớ đệm, có thể thay đổi thứ tự từ các mẫu thoại trong chuyển mạch thời gian. Khi một TSM có 512 ngõ vào và 512 ngõ ra để xử lý các mẫu thời gian trên cả hai hướng lưu thoại. Chúng ta cần có hai bộ nhớ đệm, một cho các mẫu tin đầu TSM (SS - A - Speech Store – A) và một cho các mẫu tin đi khỏi TSM (SS – B - Speech Store - B) tương ứng. Mỗi module chuyển mạch thời gian trong GSS đáp ứng việc điều khiển các cổng điện tử trong module chuyển mạch không gian. Đường vào và ra của mỗi module chuyển mạch thời gian được nối lại 16 cặp đường nối PCM 32 kênh, các đường nối PCM này được gọi là Digital Path. Hình 3.9. Module chuyển mạch thời gian TSM b. Chuyển mạch không gian SPM Chuyển mạch không gian là chuyển đổi các tuyến PCM, chuyển mạch không gian là ma trận các điểm nối xuyên (hoặc các cổng điện tử) để thực hiện việc nối một khe thời gian sang khe thời gian khác tương ứng của một tuyến PCM khác thì điểm nối xuyên phải có trạng thái vận hành trong khe thời gian tương ứng. Để thiết lập các nối ghép từ một chuyển mạch thời gian khác chúng ta sử dụng module chuyển mạch không gian bằng cách ghép module chuyển mạch không gian ta được một chuyển mạch không gian. Dung lượng một TSP trong AXE là 512 khe thời gian, một SPM có thể được nối tới 32 TSM, như vậy 32 TSM được nối đến SPM tạo thành một đơn vị chuyển mạch: 32 * 512 = 16384 đường lưu thoại (16K). Dung lượng của chuyển mạch nhóm quyết định bởi số lượng module chuyển mạch thời gian và module chuyển mạch không gian phối hợp với nhau. Số lượng lớn nhất của chúng là: 16 module chuyển mạch không gian và 128 chuyển mạch thời gian. Như vậy số lượng lớn nhất chuyển mạch mạch nhóm là: 128*512 = 65356 ngõ vào. Hình 3.10. Chuyển mạch không gian Nguyên lý chuyển mạch số đòi hỏi phải có xung đồng bộ các tín hiệu định thời để đảm bảo sự hoạt động. Tần số xung đồng hồ quyết định ghi và đọc các mẫu thoại vào và ra khỏi bộ nhớ. Để nâng cao sự ổn định của các module đồng hồ người ta có thể sử dụng các đồng hồ tham chiếu địa phương, có hai loại: Module đồng hồ tham chiếu (RCM) sử dụng bộ dao động thạch anh với độ chính xác cao và Khối đồng hồ nguyên tử với độ chính xác cao hơn nhiều. Mỗi CLM đều có một bộ tách thạch anh điều khiển bằng điện áp (VCXO) và một bộ nhớ thiết bị DP chứa phần mềm cho việc điều chỉnh VCXO thông qua mạch điều khiển gọi là mạch chủ (Master - Slave). Hình 3.11. Module đồng hồ để đồng bộ cho chuyển mạch nhóm 3.4. Khối OM (OPERATION & MAINTENANECE), IOG 20 3.4.1. OM Bao gồm một số thiết bị phần cứng, hệ thống phần mềm vùng và phần mềm trung tâm. Đây là phân hệ trung tâm nên nó tương tác với tất cả các phân hệ khác. OM có bốn chức năng chính sau: Chức năng giám sát: đảm nhận nhiệm vụ giám sát liên tục hệ thống để phát hiện và sửa lỗi trước khi chúng ảnh hưởng tới luồng thông tin. Hai chức năng chính của giám sát là giám sát trung kế và giám sát đường dây thuê bao. Chức năng kiểm tra và định vị lỗi: OM chứa các chức năng chẩn đoán và kiểm tra, kết hợp với các cảnh báo và định vị lỗi. Cả lỗi bên trong lẫn bên ngoài. Chức năng phân phối: đáp ứng cho nguồn vận hành, có thể thay đổi dữ liệu tổng đài như kết nối thêm hay huỷ bỏ một thuê bao. Chức năng thống kê: OM chứa các chức năng đảm nhận việc đo lường và in ra các dữ liệu như kiểu và độ lớn luồng thông tin. Chức năng này rất cần thiết cho việc xây dựng và thiết lập cấu hình cho tổng đài và mạng lưới. Toàn bộ công việc vận hành và bảo dưỡng tổng đài được thực hiện thông qua các đầu cuối thông minh trong các hệ thống vào/ra (IOG: Input/Output Group). Để có thể thâm nhập vào hệ thống, AXE được trang bị một tập lệnh tạo thành ngôn ngữ của AXE. Vì số lượng lệnh rất lớn, cấu trúc phức tạp nên đòi hỏi người khai thác phải hiểu kỹ cấu trúc hệ thống. Các thiết bị bên ngoài có thể kết nối với AXE thông qua hệ thống vào ra IO. Hệ thống IO hoạt động dựa trên cơ sở bộ xử lý hỗ trợ SP - Support Processor. Hiện nay có nhiều phiên bản của hệ thống IO kể từ IOG 11 A, IOG 11 C, IOG 11 B5, IOG 11 C5, IOMC, IOG 20 B - P, IOG 20 B cho đến IOG 20 C. Tất cả các thiết bị vào ra đều được đặt trong giá đỡ BYB 501, mỗi giá chứa một giá con SPVCM. IOG giao tiếp với bus RP nối tiếp và có dung lượng lớn nhất là: - 24 đầu cuối hoặc 24 đường dữ liệu đơn hoặc 12 đường dữ liệu kép hoặc một đĩa cứng cho một node. Một đĩa quang 3½ inch. 32 kết nối cảnh báo ngoài. 4 giao diện bảng cảnh báo. 1 giao diện cảnh báo SCAN. Ổ đĩa cứng HD: IOG chỉ có một ổ đĩa cứng mỗi node, dung lượng là 2 hoặc 4 Gb, đĩa cứng lưu giữ nhiều loại thông tin khác nhau: phần mềm sao lưu trong chuyển mạch AXE, dữ liệu trao đổi giữa CP và SP, dữ liệu tính cước và thống kê. Bộ xử lý trung tâm có thể tải dữ liệu từ hai nguồn: bộ nhớ thứ cấp hoặc từ đĩa cứng. Đĩa cứng kết nối với SP nhờ bus SCSI - 2. Ổ đĩa quang OD: là đơn vị nhớ tập trung có thể đọc, ghi và ghi lại được. OD chủ yếu được dùng cho việc sao lưu CP và SP, dữ liệu thống kê và tính cước. Có hai loại đĩa 5¼ inch (dung lượng lưu giữ là 2x325MB hoặc 2x650MB) và 3½ inch (dung lượng 1x640MB). Tuy nhiên IOG 20 C chỉ dùng loại OD 3 ½ inch, ổ đĩa quang kết nối đến SP qua giao tiếp VSA thông qua bus SCSI - 2 và VME. 3.4.2. IOG 20 Gồm có một subrack SPVCM, trong đó có nhiều board. Board nguồn: cung cấp nguồn cho tất cả các board mạch trong subrack bằng mặt sau với nguồn vào là 48V,nguồn ra là +5 và +/- 12 V. Board CPU60: với bộ vi xử lý M68060, bộ nhớ sơ cấp trên board là 32MB. CPU60 giao tiếp với bus Ethernet bằng mặt trước, giao tiếp với bus SCSI - 2, bus VME và nguồn bằng mặt sau. CPU60 có hai cổng RS232 ở mặt trước để nối với đầu cuối vào ra, cổng này giao tiếp tốc độ 4800 baud. Hình 3.12. SPVCM Subrack IOG 20 LUM: Line Unit Module, board này chứa bộ vi xử lý Motorola M68060, giao tiếp với nguồn và bus VME ở mặt sau. LUM giao tiếp với 4 board con, mỗi board con điều khiển một cổng vật lý tới đầu cuối hay đường truyền dữ liệu. Board con giao diện V.24/V.35/V.36/X21. Board con giao diện G.703 E0 cung cấp giao tiếp với tốc độ 64 kb/s. Board con giao diện G.703 E1 cung cấp giao tiếp với tốc độ 2Mb/s. Board con giao diện T - Ethernet. Hình 3.13. Board LUM và các board con VSA: VME to SCSI - 2 Adapter là board chuyển đổi bus VME thành bus SCSI - 2 riêng biệt dùng để giao tiếp với ổ đĩa quang. RPV2: Board này giao tiếp với bus RP nối tiếp ở mặt trước và giao tiếp với bộ nguồn với bus VME ở mặt sau. ALCPU: Alarm Central Processor Unit là board giao diện cảnh báo, nó có hai cổng V.24 giao tiếp với LUM và quạt gió, kết nối với nguồn và bus VME ở mặt sau. Hình 3.14. Giao diện cảnh báo ALI Giao diện cảnh báo gồm có hai board: ALCPU và ALEXP ALCPU (Alarm CPU) là board xử lý trong hệ thống cảnh báo, nó có các chức năng điều khiển như: Truyền cảnh báo ra hệ thống bên ngoài. Nhận cảnh báo ngoài từ tổng đài qua vùng kết nối cảnh báo EXRANG 20. Giao tiếp V.24 (2400 baud) với host (SP hoặc RP/EMRP). Giao tiếp V.24 (2400 baud) với quạt. Kết nối với board ALEXP ở mặt sau và điều khiển màn hình cảnh báo. ALEXP (Alarm Expansion) là board mở rộng trong hệ thống cảnh báo của IOG 20, được điều khiển bởi ALCPU qua mặt sau. Board này có một giao diện từ 1 đến 4 bảng cảnh báo (ALD 1 đến ALD 4). Hình 3.15. Bảng đèn cảnh báo CHƯƠNG 4. MODULE CHUYỂN MẠCH 4.1. Giới thiệu Trong tất cả hệ thống tổng đài AXE thì chuyển mạch nhóm (Group Switch) là bộ phận trung tâm dùng để kết nối 2 hay nhiều thuê bao với một thuê bao. Chức năng chính: Lựa chọn kết nối, hủy kết nối thoại hoặc đường truy nhập thông qua chuyển mạch Giám sát các giao diện DL (digital link) để chuyển mạch Bảo dưỡng sự ổn định và chính xác tần số giữ nhịp để đồng bộ Ở GS890 chuyển mạch được nén lại với những đặc tính kết nối tạo ra một thế hệ chuyển mạch nhóm mới thích nghi được với mạng viễn thông tương lai. GS890 là thế hệ chuyển mạch nhóm mới có một số cải tiến: Lõi chuyển mạch mới Bộ đồng hồ mới là CL890 Giao diện DL-34 có hiệu quả cao trong việc kết nối các thiết bị tới chuyển mạch nhóm 4.2. Mô tả tổng quan hệ thống 4.2.1. Sơ đồ cấu trúc Hình 4.1. Cấu trúc chung của group switch 4.2.2. Nhiệm vụ các khối ET155 (Exchange Terminal 155Mbit): kết cuối liên đài tốc độ 155Mbit/s. TRA (Transcode): bộ chuyển mã. ECP (Echo canceller): bộ triệt tiếng dội. DLEB (Digital Link Handler for Existing Equipment Board): xử lý liên kết số cho các bo mạch thiết bị hiện có. Được sử dụng chủ yếu kết nối với ETC-5. CLM (module Clock): module đồng hồ. GS890 được xây dựng trên cơ sở một kết cấu không gian TS. Băng thông (n × 64kbit/s, n = 2, 3, 4….., 32). GS890 bao gồm có card XDB dùng để chuyển mạch với dung lượng 16K, cùng với đồng hồ đồng bộ và các thiết bị trong GEM. DL-34 Là giao diện mới, tối ưu hóa liên lạc giữa GS890 và các thiết bị tốc độ cao khác, dung lượng biến thiên vào khoảng 128 và 2688 time slot với bước nhảy là 128 khe thời gian, dung lượng biến thiên của DL-34 làm cho nó cho phép sử dụng tối đa, nó được hình thành bằng cách trộn các dung lượng cao, thấp và bình thường trong GEM, không làm tổn hao dung lượng GS (group switch). DLEB Có khả năng với các thế hệ tổng đài sau, là một trong những phần cơ bản luôn đi theo tổng đài AXE 810. Dùng để chuyển 4 đường DL-3 thành đường DL-34. Bản sao DLEB trong tương lai sẽ đạt được sự hỗ trợ cả DL-3 và DL-34. Khi kết nối với ET-155-7 (thế hệ ET155 theo chuẩn ETSI), DLEB là dụng cụ bảo vệ cho card LOT (Low Order Termination: thiết bị đầu cuối bậc thấp). Chức năng CLOCK Hệ thống phụ GSS bao gồm chức năng đồng bộ thông qua sử dụng các thiết bị sau: CLM (clock module) là đồng hồ chính xác. ICM (Incoming Clock Conversion Modules) dùng để kết nối với đồng hồ tham chiếu. RCM (Reference Clock Modules) đồng hồ tham chiếu. 4.3. Cấu trúc phần cứng của GS890 Hình 4.2. Cấu trúc phần cứng của GS890 Cấu trúc phần cứng GS 890 được chỉ ra ở đây là hai GEM, mỗi GEM 16K dung lượng tổng là 32K và có cấu trúc ghép đôi (mặt A và mặt B) trong cùng một GEM. Có thể tăng dung lượng chuyển mạch lên 512K bằng cách ghép 32 card XDB. Ngoài ra còn có kết nối tín hiệu đồng hồ, kết nối với GDM qua DLEB và các thiết bị khác. Kết cuối mạng chuyển mạch (SNT) có chức năng giám sát đường số (DIP) kết nối với GS. Ví dụ như đường kết nối giữa ETC (Exchange Terminal Circuit) với GS. SNT được dùng để miêu tả kết nối của những loại thiết bị khác nhau với GS, gồm cả kết nối vật lý tới GS và phần mềm chuyển mạch nhóm, có 3 loại là ET4-1, ET155, ETC5. XDB thực hiện chức năng chuyển mạch, MUX5 thực hiện chức năng ghép kênh. MUX5 thực thi phân phối khe thời gian đến giao diện DL5 (giao diện giữa trường chuyển mạch và đường DL34) và cuối cùng là thiết bị. 4.4. Phần mở rộng của GS890 GS890 thực hiện chuyển mạch bằng card XDB có dung lượng là 16K đó là tốc độ tối đa cho mỗi 1 card XDB. Nếu yêu cầu dịch vụ tăng vì vậy cần phải mở rộng dung lượng chuyển mạch tối đa lên tới 512K bằng cách ghép tương ứng 32 card XDB, tất cả các XDB phải được kết nối với nhau bằng dây cáp. Tuy nhiên việc ghép các card XDB phải được sắp xếp giống như ma trận logic: gồm có 4 hàng, 8 cột, mỗi XDB phải được kết nối với tất cả các XDB khác trong ma trận chuyển mạch. Có 2 kiểu kết nối mở rộng trường chuyển mạch: mở rộng theo chiều ngang và theo chiều dọc. Kết nối ngang là nối bo mạch chuyển mạch này với bo mạch chuyển mạch khác trên cùng một hàng bằng các đường kết nối ngang. Kết nối dọc là nối bo mạch chuyển mạch này với bo mạch chuyển mạch khác trên cùng một cột bằng các đường kết nối đứng. Mô hình mở rộng và mô hình cáp kết nối của GS890 được cho trên hình 4.3 và hình 4.4. Hình 4.3. Mô hình mở rộng của GS890 Hình 4.4. Cáp kết nối ngang và dọc. Ba vị trí kết nối dọc. Bảy vị trí kết nối ngang. Hai vị trí kết nối tín hiệu đồng hồ. Chuyển mạch phải luôn luôn là hình chữ nhật, kích cỡ của các cột phải như nhau. Việc mở rộng chuyển mạch G890 phải dựa trên nguyên lý sau: cấu hình của các hàng theo chiều dọc, cột phải giống nhau, các module chuyển mạch phải được liên kết với nhau. 4.5. Các ví dụ về mở rộng chuyển mạch Nhằm đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất là sử dụng hệ thống sẵn có nâng cấp lên thành hệ thống mới có dung lượng lớn hơn nhưng vẫn đảm bảo được tiêu chuẩn kỹ thuật cho phép người ta đưa ra các giải pháp thường sử dụng trong thực tế như sau: Hình 4.5. Ví dụ về mở rộng theo hình chữ nhật. Ví dụ 1: Xây dựng ma trận chuyển mạch 128K từ những chuyển mạch đơn GEM 16K. Ta cần 8 GEM 16K và kết nối theo hàng ngang. Hình 4.6. Ma trận chuyển mạch 128K. Ví dụ 2: Xây dựng ma trận chuyển mạch 256K từ 8 chuyển mạch GEMs 32K Hình 4.7. Ma trận chuyển mạch 256K. Ví dụ 3: Xây dựng ma trận chuyển mạch 384K từ chuyển mạch GEMs 48K. Hình 4.8. Ma trận chuyển mạch 384K. Ví dụ 4: Xây dựng ma trận chuyển mạch 512K từ chuyển mạch GEMs 64K. Hình 4.9. Ma trận chuyển mạch 512k 4.6. Module đồng hồ CL890 Hệ thống đồng bộ mới được phát triển cùng với subrack GEM và nó là phần cứng mới trong chuyển mạch nhóm GS. CLM (module Clock) có dạng kép trong cùng một subrack GEM (hoặc trong subrack GEM khác), trong CLM có hai khối đồng hồ để đảm bảo độ tin cậy. Từ hai CLM này tín hiệu đồng bộ sẽ được chuyển đến khối chuyển mạch, điều này không có trong các thế hệ trước đó. Hình 4.10. Kết nối kép của CGB CLM thực hiện đồng bộ chủ tớ và cung cấp đồng hồ chất lượng cao cho tổng đài phù hợp với tiêu chuẩn của ITU-T. ICF (Incoming Clock Reference) thực hiện chức năng đồng bộ mạng bằng việc tham khảo đồng hồ từ các luồng tín hiệu đưa đến. Việc đồng bộ mạng được thực hiện theo nhiều đường khác nhau, hệ thống đồng hồ trong CLM890 cho phép: Đồng hồ tham chiếu nội bộ: chức năng tham chiếu này được thực hiện trong module tham chiếu đồng hồ RCM (Reference Clock Module) và phần cứng là bo mạch tham chiếu nội bộ LRB (Local Reference Board). Điều này cho phép sự ổn định lâu dài hơn so với khi chỉ có CLM. Tham chiếu ngoài từ đường PCM đưa tới: những tham chiếu này được kết nối với 1 hoặc 2 bo mạch tham chiếu đến IRB (Incoming Reference Board) tín hiệu này được chuyển đổi thành nguồn 8KHz. ICF nhận tín hiệu từ bên ngoài gọi là CLREF chuyển thành dạng thích hợp và phân phối cho CLM. Những CLREF có thể có nhiều dạng khác nhau, thí dụ như tín hiệu 8KHz xuất phát từ ETC. Đồng hồ độc lập: lấy tín hiệu đồng hồ từ CBC (Centrar Building Clock) hoặc từ GSC (General System Clock), GPS (Global Positioning System). Hình 4.11. Mô hình CLM890 Ba chức năng ICF được đặt trong bo mạch IRB. Tối đa là 6 CLREF có thể kết nối tới hệ thống trên mỗi IRB. Những tín hiệu chuyển đổi được phân phối từ IRB đến CGB. RCM được thực hiện trên một bo mạch riêng là LRB. CHƯƠNG 5. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 5.1. Khái quát Hệ thống điều khiển ngày nay phải có khả năng dáp ứng được các tiến bộ về công nghệ. Trong tổng đài thì hệ thống điều khiển được gọi là APZ, nó có chức năng cung cấp khả năng truy xuất thời gian thực được yêu cầu bằng các giao tiếp ứng dụng, giao tiếp giữa người và máy cũng được thực hiện bằng APZ. APZ được thiết kế theo định hướng là cung cấp một hệ thống điều khiển linh hoạt, tức là nó đảm bảo việc quản lý và vận hành được thực hiện tốt trên một phạm vi rộng của ứng dụng bởi tổng đài AXE, hơn thế nữa APZ có thể liên kết được tới những PC, các thiết bị chuyên dụng khác. Hình 5.1. Cấp bậc xử lý AP: Adjunct processor CP: Central processor RP: Regional processor RPB: Regional processor bus STOC: Signaling terminal for open communication 5.2. Độ tin cậy của hệ thống Sự tin cậy của CP, RP, RPB được thể hiện là hệ thống bao giờ cũng có hai bộ phận truy nhập giống nhau và chúng cùng thực hiện một công việc. Do vậy trong hệ thống bao gồm hai CP là CP-A và CP-B. Kết quả của công việc này là sự so sánh liên tục được thực hiện bằng những bản tin báo hiệu giữa hai CP trên UBM (bus cập nhật và dung hợp). Nếu như kết quả cho ra không trùng hợp với nhau, thì một bộ phận được gọi là MAU (đơn vị bảo dưỡng) được liên hệ tới để xử lý lỗi này. 5.3. Các hệ thống con trong APZ Hình 5.2. Các hệ thống con trong APZ. APZ được chia thành các hệ thống con, các hệ thống con này gồm hai loại: Các hệ thống con điều khiển (Control subsystems): Hệ thống con xử lý trung tâm CPS (Central Processor Subsystem): thực hiện các chức năng xử lý mức cao, xử lý dữ liệu và lưu trữ các chương trình cho các khối chức năng trong AXE. Hệ thống con xử lý vùng RPS (Regional Processor Subsystem): bao gồm các bộ xử lý vùng RP, có nhiệm vụ xử lý các quá trình lặp lại trong AXE. Hệ thống con bảo dưỡng MAS (Maintenance Subsystem): các chức năng xử lý bảo dưỡng tự động, ví dụ phát hiện và phục hồi lỗi của các bộ xử lý trung tâm. Hệ thống con quản lý cơ sở dữ liệu DBS (Database Management Subsystem), bao gồm các chức năng xử lý cơ sở dữ liệu cho các ứng dụng AXE. Các hệ thống con vào/ra (Input/Output subsystems): Hệ thống con xử lý hỗ trợ SPS (Support Processor Subsystem): chứa hệ thống vận hành để hỗ trợ xử lý file và thông tin dữ liệu. SPS giao diện với CP và cung cấp các chức năng vận hành và bảo dưỡng được yêu cầu bởi các bộ xử lý hỗ trợ SP. Hệ thống con máy tính phụ trợ ACS (Adjunct Computer Subsystem): chứa phần mềm cho nền xử lý hỗ trợ (Adjunct Processor platform), nó cũng xử lý thông tin người - máy. Hệ thống con thông tin mở OCS (Open Communication Subsystem): hỗ trợ các chuẩn thông tin khác nhau cho việc truyền dữ liệu giữa các ứng dụng trong AXE và các hệ thống máy tính bên ngoài. Hệ thống con quản lý file FMS (File Management Subsystem): chứa cả phần cứng và phần mềm. Phần cứng bao gồm các thiết bị như đĩa cứng, đĩa quang để lưu trữ thông tin file. Hệ thống con thông tin người - máy MCS (Man - Machine Communication Subsystem): xử lý thông tin giữa nhân viên điều hành và hệ thống AXE, thông tin là các lệnh, các kết quả xuất, cảnh báo… Hệ thống con thông tin dữ liệu DCS (Data Communication Subsystem): cung cấp các giao diện vật lý và thông tin, giao thức cho thông tin dữ liệu với AXE. Hệ thống con liên mạng vùng RIP (Regional Inter Networking Subsystem): bao gồm các giao thức như TCP/IP, PPP, UDP, BOOTP, Frame Relay và TFTP cộng với giao diện chuyển mạch nhóm và các driver Ethernet. Hệ thống con nền quản lý MPS (Management Platform Subsystem): cung cấp chức năng như WinFiol và các công cụ để quản lý hệ thống AXE. Các hệ thống con như CPS, RPS và MAS có trong tất cả các hệ APZ, có thể được thay đổi phụ thuộc vào hệ APZ. Phần lớn các hệ thống con APZ được tận dụng, không có version của DBS, SPS, FMS, DCS, MCS và OCS; chỉ có CPS, MAS và RPS là nâng cấp. 5.3.1. Hệ thống con xử lý vùng RP a. Tổng quan về RP RP lưu trữ và thực thi phần mềm vùng kết hợp với hệ thống chuyển mạch và hệ thống điều khiển. Hệ thống con xử lý vùng có nhiệm vụ thiết lập một liên kết giữa CP và các thiết bị APT. Hệ thống con này gồm điều khiển xử lý vùng RPH, bus xử lý vùng (RPB) và nhiều bộ xử lý vùng RP khác nhau. Hình 5.3. Kết nối RP, EM. RPH nhiệm vụ chính là cung cấp giao diện kết nối giữa CP và các RPB, lưu trữ tạm thời các tín hiệu đến và đi từ CP và tải các tín hiệu này lên RPB. RPB là các bus kết nối CP với các RP, mỗi bus gồm hai nhánh. Có hai loại RPB là RPB song song (RPB-P) và RPB nối tiếp (RPB-S). Các tín hiệu gởi trên mỗi loại RPB theo một giao thức thông tin. Các RP được thiết kế để thực hiện các chức năng đơn giản có tính lặp lại thường xuyên và chủ yếu là để điều khiển trực tiếp các đơn vị phần cứng, ngoài ra có một số RP chuyên xử lý báo hiệu SSN07, V5.2. Các đơn vị phần cứng APT được điều khiển bởi RP thì được định nghĩa như các thiết bị (device). Có nhiều loại dạng RP sử dụng cho các mục đích khác nhau, nhưng có 2 nhóm chính của dạng RP là RP song song và RP nối tiếp, hai dạng này phụ thuộc vào cách RP kết nối và cách chúng thông tin với các CP. b. RP song song Hình 5.4. Thông tin CP - RP song song. RP song song đã có từ lâu trong AXE. Mỗi RP được kết nối vật lý đến cả hai CP bằng một trong hai nhánh trên bus RP song song. Bus RP trong trường hợp này gọi là bus RP song song (RPB-P). Tín hiệu được gửi và nhận từ các CP trên cả hai nhánh bus. Bình thường, các RP song song hoạt động thành đôi, theo kiểu mỗi RP trong chúng này sẽ điều khiển một nửa số phần cứng APT kết nối đến chúng. Nếu có lỗi xảy ra trên một RP, RP còn lại sẽ điều khiển toàn bộ phần cứng APT. c. RP nối tiếp RP nối tiếp là dạng mới trong AXE và giống như RP song song, chúng cũng được kết nối vật lý đến cả hai CP. Trong trường hợp này, chúng sử dụng cả hai nhánh bus trên bus RP nối tiếp (RPB-S). Tín hiệu trong quá trình hoạt động bình thường chỉ được gửi đến một CP và CP này sẽ phân phối tín hiệu cho CP kia. Nhánh bus dùng cho thông tin CP - RP gọi là bus tích cực (active bus) và nhánh kia gọi là bus thụ động (passive bus). Để kích hoạt và kiểm tra cả hai bus RP, hai nhánh bus được chuyển đổi giữa hai trạng thái active và passive trong một khoảng thời gian nào đó. Hình 5.5. Thông tin CP - RP nối tiếp RP nối tiếp dùng ít phần cứng hơn RP song song và bus RP nối tiếp có tốc độ truyền nhanh hơn 2 - 3 lần so với bus RP song song. Bus RP song song và nối tiếp và dạng RP có thể cùng tồn tại trong một tổng đài. 5.3.2. Hệ thống con bộ xử lý trung tâm (CPS) a. Chức năng của CPS CPS bao gồm bộ xử lý trung tâm CP ghép đôi và phần mềm để thực thi chương trình quản lý, nạp, phân phối lưu trữ và kiểm tra. Chức năng của CP là: Thực thi chương trình và xử lý dữ liệu: phân phối khả năng xử lý giữa các nhiệm vụ (công việc) được thực thi. Các nhiệm vụ được ưu tiên dùng bộ đệm công việc, bảng công việc, hàng đợi thời gian, và các chức năng về thời gian. Thay đổi chức năng (Function change): quản lý việc thay thế, thêm hoặc xoá các đơn vị phần mềm trong AXE. Sao lưu hệ thống, xử lý: Nạp số liệu (Dumping): một bản sao chép nội dung của các bộ lưu trữ CP được sao lưu lại trong phương tiện lưu trữ khác, như đĩa quang. Nạp lại: một bản sao chép lưu trữ có thể được nạp vào CP trong trường hợp có lỗi nghiêm trọng xảy ra, ví dụ một lỗi phần mềm nghiêm trọng. Quản lý nạp và thay đổi kích thước: quản lý quá trình thực thi nạp (được hiểu như là khởi động hệ thống), nạp lại bản sao chép lưu trữ và nạp thay đổi chức năng. Nó cũng chịu trách nhiệm tăng hoặc giảm kích thước của các bộ lưu trữ dữ liệu. Kiểm tra: giám sát việc dùng bộ nhớ của các bộ lưu trữ CP, có ba bộ lưu trữ CP: Bộ lưu trữ chương trình PS (Program store): chứa các chương trình phần mềm để thực thi. Bộ lưu trữ dữ liệu DS (Data store): chứa toàn bộ dữ liệu thay đổi của tổng đài. Bộ lưu trữ tham chiếu RS (Reference store) chứa các bảng dùng truy nhập PS và DS. DS và RS có thể được kết hợp trên cùng board mạch in PCB. Sửa lỗi chương trình: được dùng để sửa lỗi phần mềm ngay lập tức. CP cũng có chức năng chèn và xoá các sửa lỗi chương trình. Kiểm tra chương trình: cho phép dò tìm các lỗi tín hiệu phần mềm. Nó có thể dùng trong nút kiểm tra để kiểm tra phần mềm hoặc trong nút hoạt động để trợ giúp dò tìm các lỗi phần mềm. b. Bộ xử lý trung tâm Trong quá trình hoạt động bình thường, hai CP hoàn toàn giống nhau về phần mềm và chỉ có một điểm khác về phần cứng là MAU thuộc về CP - B mặc dù nó hỗ trợ CP - A cũng tốt như CP - B. Các phần chính của bộ xử lý trung tâm là: Khối đơn vị bộ xử lý trung tâm CPU: gồm khối đơn vị xử lý chỉ dẫn IPU và khối đơn vị xử lý báo hiệu SPU. Khối IPU bao gồm 4 khối chức năng là đơn vị xử lý chỉ dẫn (IPC); mạch giám sát và cập nhật (UMC); bộ nhớ chương trình và tham vấn (PRS) và bộ nhớ dữ liệu (DS). Khối SPU bao gồm hai bộ xử lý là SPU master (SMC) và SPU slave (SSC). SPU master có trách nhiệm thông tin về hướng IPU, còn SPU slave chịu trách nhiệm về hướng RPH. Hình 5.6. Cấu trúc phần cứng CPU. Khối điều khiển bộ xử lý vùng RPH: nối các bus RP với các CP. Nó có thể có nhiều cấu hình phần cứng khác nhau cho các RP. Các RP có thể được kết nối nối tiếp hoặc song song. Cùng một lúc có thể có nhiều RP song song và nối tiếp kết nối đến CP. Đơn vị bảo dưỡng MAU: có chức năng chính là giám sát các CP và là giao diện đến hệ thống kiểm tra bộ xử lý trung tâm CPT. MAU cũng giám sát các quạt để làm mát phần cứng CP. Giao diện bảo dưỡng MAI và đơn vị điều khiển nguồn POWC, khối kiểm soát nguồn và hiển thị DPC: chức năng chính là giám sát nguồn. 5.3.3. Hệ thống con bảo dưỡng (MAS) Hệ thống con bảo dưỡng (MAS) xử lý các chức năng bảo dưỡng tự động trong APZ, gồm phát hiện lỗi, chẩn đoán phục hồi lỗi, phát cảnh báo trong APZ. MAS bao gồm phần mềm và đơn vị phần cứng MAU. Chức năng cơ bản của MAS là giám sát và điều khiển hai CP. Nó thực hiện bằng cách nhận các tín hiệu lỗi phần cứng và phần mềm từ hai CP và tương ứng với tín hiệu lỗi, thực hiện các thủ tục chẩn đoán để định vị lỗi, thực hiện hành động phục hồi lỗi và phát ra cảnh báo. Hình 5.7. MAS 5.3.4. Hệ thống con quản lý cơ sở dữ liệu (DBS) DBS (Database Management Subsystem) là hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu với sự mở rộng để hỗ trợ các yêu cầu và thích ứng hệ thống gần thực để hợp nhất dễ dàng trong AXE, nói cách khác, DBS cho phép Ericsson phát triển các ứng dụng cơ sở dữ liệu có quan hệ trong AXE. Các ứng dụng này bao gồm các bảng dữ liệu có thể được sửa đổi theo các nguyên tắc của cơ sở dữ liệu. Người vận hành có thể truy nhập dữ liệu này qua giao tiếp MML dùng các lệnh DBS. 5.3.5. Hệ thống con xử lý hỗ trợ (SPS) SPS thi hành điều khiển chương trình của bộ xử lý hỗ trợ SP, chức năng thông tin SP - CP, các chức năng bảo dưỡng cho các nút và các đường liên kết, và nhiều chức năng khác. SPS bao gồm các thành phần sau: Bộ xử lý phụ trợ SP với hệ điều hành và các bus của nó: Bộ xử lý phụ trợ là một máy tính thời gian thực gọi là CPU60, nó dựa trên bộ xử lý Motorola M68060, 32 MB DRAM, một PROM khởi động và các mạch giao diện. Khi nạp hoặc nạp lại một SP, phần mềm khởi động lưu trong PROM được sử dụng để bắt đầu nạp hệ điều hành SP và phần mềm trong bộ nhớ chính của SP vào bộ nhớ chính của SP từ đĩa mềm, đĩa quang hoặc đĩa cứng. Các thích ứng bus bộ xử lý vùng RPV hoặc RPV2: là đơn vị giao diện giữa bus RP và SP. Nó truyền và nhận các bản tin đến và từ CP. RPV thích ứng với bus RP song song, RPV biến đổi giao diện bus RP song song thành giao diện bus VME; còn RPV2 thích ứng với bus RP nối tiếp, RPV2 biến đổi giao diện bus RP nối tiếp thành giao diện bus VME (là giao diện nối tới bus RP). Phần mềm cho thông tin giữa CP và SP: Trong SP, các khối chức năng của tất cả hệ thống con được chia thành các đơn vị phần mềm gọi là các “module”. Các “module” được viết bằng ngôn ngữ cấp cao EriPascal với thời gian thực. Phần mềm cho các chức năng vận hành, giám sát và bảo dưỡng cho SPG. 5.3.6. Hệ thống con thông tin người - máy (MCS) MCS cung cấp giao diện người - máy cho hệ thống AXE. MCS xử lý 2 loại thông tin: Thông tin ký tự chữ số (các lệnh, các bản tin xuất). Thông tin cảnh báo (bên trong, bên ngoài). a. Phần cứng của MCS Bao gồm: Các đầu cuối ký tự chữ số (AT). Giao diện cảnh báo ALI. Các đầu nối cảnh báo ngoài. Các bảng cảnh báo. Giao diện cảnh báo chứa 2 board ALCPU và ALEXP b. Phần mềm của MCS Phần mềm của MCS thực thi trong CP, SP và EMRP. Các chức năng chính của phần mềm MCS là: Quản lý dữ liệu ký tự chữ số. Các chức năng dịch vụ cho các thiết bị IO ký tự chữ số. Ghi giao dịch MCS. Danh bạ người dùng MCS (hệ thống uỷ quyền SP). 5.3.7. Hệ thống con quản lý file (FMS) FMS bao gồm phần cứng và phần mềm để điều khiển các bộ nhớ ngoại vi của AXE. Phần mềm của FMS thực thi trong cả CP và SP. FMS tương tác với SPS, MCS, DCS và một số file người dùng trong các hệ thống con khác nhau. a. Phần cứng của FMS Phần cứng của FMS bao gồm đĩa cứng HD, đĩa mềm FD, đĩa quang OD b. Phần mềm của FMS Phần mềm của FMS được chia giữa CP và SP. Phần mềm xử lý: Các chức năng file, như đọc, ghi hoặc xoá dữ liệu trên file. Các chức năng dịch vụ, nghĩa là các chức năng bắt đầu bởi các lệnh nhân công để định nghĩa, xoá, sao chép hoặc đổi tên file, ghi các file lệnh, đọc các file và xử lý các phương tiện đĩa mềm và đĩa quang. Các chức năng xử lý file, như chức năng gửi file qua các đường liên kết dữ liệu hoặc truyền chúng đến đĩa quang hoặc đĩa mềm hoặc xoá chúng. Chức năng ghi lệnh (Command Log) cho lưu trữ các lệnh thao tác dữ liệu tổng đài trong CP. Nén hoặc giải nén các file. Phục hồi các file bị hỏng. Các chức năng bảo vệ file. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Kỹ thuật chuyển mạch. Tập 1, 2. Mai Xuân Quý, Nguyễn Hữu Kiên, Nguyễn Văn Giáo. HV Kỹ thuật Quân sự. Hà Nội. 2003. 2. Cơ sở kỷ thuật chuyển mạch. Dương Văn Thành. HV Bưu chính Viễn thông. Hà Nội. 2000. 3. Cơ sở kỷ thuật chuyển mạch và tổng đài. T1, 2. Nguyễn Hồng Sơn. Nhà xuất bản Giáo dục. 2000.