Chương 2:

1. Nếu khái niệm, đặc điểm và phân loại chuyển mạch kênh

2. Đặc điểm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của chuyển mạch không gian tương tự

3. So sánh trường chuyển mạch 1 khâu, 2 khâu, 3 khâu

4. Trình bày chuyển mạch PAM 4 dây dùng trung kế âm tần và không dùng trung kế âm tần. So sánh 2 loại

5. Trình bày khái niệm chuyên mạch PCM

6. Nguyến lý bộ chuyển mạch thời gian số. Trình bày các kiểu chuyển mạch thời gian số TSWRR, TRWSR, TRWRR.

7. Nguyên lý, đặc điểm của bộ chuyển mạch không gian số điều khiển theo đầu vào và đầu ra.

8. Trình bày các kiểu cấu trúc chuyển mạch số (T, T-S, T-S-T, S-T-S).

Tính tắc nghẽn.

9. Bài tập

Chương 3:

1. Nêu khái niệm, phân loại và chức năng của báo hiệu.

2. Só sánh báo hiệu kiên liên kết (CAS) và báo hiệu kên chung (CCS)

3. Khái niệm và phương thức truyền báo hiệu R2

4. Trình bày báo hiệu đường dây (các tính hiệu đường dây hướng đi và các phương thức báo hiệu đường dây) trong hệ thống báo hiệu R2

5. Khái niệm báo hiệu thanh ghi, các phương thức báo hiệu thanh ghi trong hệ thống báo hiệu R2.

6. Các khái niệm hệ thống SS7, điểm bào hiệu (SP), điểm truyền báo hiều (STP), liên kết báo hiệu (SL), tập lên kết (LS), phương thức báo hiệu, tuyến báo hiệu và chùm tuyến báo hiệu, mã điểm báo hiệu SPC.

7. Cấu trúc phân lớp SS7

8. Phần chuyển giao bản tin MTP: mức 1, 2, 3

9. Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP, mục đích, các dịch vụ, các phân lớp giao thức, các khối chức năng, các bản tin.

10. Phần người sử dụng điện thoại TUP: cấu trúc bản tin, các thủ tục báo hiệu.

1. Nêu khái niệm, đặc điểm và phân loại chuyển mạch kênh

- Khái niệm: là loại hình chuyển mạch mà khi phục vụ một cuộc gọi, một kênh thông tin (tuyến nối) sẽ được thiết lập từ thiết bị đầu cuối của phía này tới thiết bị đầu cuối của phía kia. Kênh thông tin cho tuyến nối đó được duy trì dành riêng cho cuộc gọi đó cho đến khi kết thúc cuộc gọi. Các cuộc gọi đồng thời qua mạng phải được tiến hành trên các kênh tách biệt nhau.

• Đặc điểm:

▪ Thiết lập được kênh truyền mới chuyển tin

▪ Hệ thống chuyển mạch không kiểm soát thông tin

▪ Hệ thông hầu như không trễ hoặc trễ không đáng kể, không gây rung pha.

• Phân loại:

2. Đặc điểm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của chuyển mạch không gian tương tự

• Khái niệm:

◦ Chuyển mạch không gian tương tự tạo ra tuyến nối truyền thông tin 2 hướng qua các phần tử chuyển mạch để nối mạch điện của thuê bao này với mạch điện của thuê bao liên lạc với nó.

◦ Là 1 loại hình của chuyển mạch kênh nên các cuộc gọi đồng thời phỉa được tiến hành qua các tuyến nối riêng biệt.

• Đặc điểm:

◦ Số đầu vào và số đầu ra có thể giống hoặc khác nhau

◦ Nếu có nhiều cuộc gọi đồng thời đi qua bộ chuyển mạch thi phải đảm bảo 1 đầu vào chỉ nối với không qúa một đầu ra.

• Cấu tạo:

Nhìn chung các bộ chuyển mạch (CM) không gian tương tự có cấu trúc ma trận. Phần ma trận chuyển mạch gồm N đầu vào và M đầu ra, giao điểm giữa mỗi phần tử đầu ra với mỗi phần tử đầu vào là 1 chuyển mạch. Phần điều khiển chuyển mạch thường là bộ nhớ giải mã số liệu điều khiển để đưa ra tính hiệu điểu khiển từng phần tử ma trận chủa chuyển mạch.

• Nguyên lý hoạt động

Thực chất quá trình chuyển mạch là sự đóng/ngắt các phần tử chuyển mạch. Khi ở trạng thái mở (nối thông) thì trở kháng của phần tử chuyển mạch phải cực nhỏ → không làm tổn hao tín hiệu truyền qua. Khi ở trạng thái ngắt, trở kháng của nó phải rất lớn → tín hiệu không truyền qua các đầu ra không mong muốn.

Khi tuyến nối cho một cuộc gọi được thiết lập đi qua một bộ chuyển mạch cơ bản nào đó thì phần tử chuyển mạch được dùng để thiết lập tuyến nối cho cuộc gọi đó sẽ bị chiếm từ khi bắt đầu thiệt lập cuộc gọi cho tới khi cuộc gọi được giải phóng. Các cuộc gọi được tiến hành đồng thời qua bộ chuyển mạch đó sẽ đi qua các phần tử chuyển mạch độc lập cho mỗi cuộc gọi. Việc truyền tín hiệu được tiến hành trên 2 hoặc nhiều dây → ma trận chuyển mạch thường gồm 2 hoặc nhiều lớp, phần tử chuyển mạch tại mỗi giao điểm phải có nhiều cặp tiếp điểm, mỗi cặp dùng cho một lớp và có chung điều khiển, hoặc mỗi lớp có phần tử chuyển mạch tại mỗi giao điểm nhưng các phần tử của từng giao điểm cùng tên có đầu điểu khiển chung.

Khi một phần tử ở trạng thái nối thì tín hiệu không phân biệt đầu vào, đầu ra.

3. So sánh trường chuyển mạch 1 khâu, 2 khâu, 3 khâu

Trường chuyển mạch một khâu là sự ghép nối song song các trường chuyển mạch không gian cơ bản.

Trường chuyển mạch một khâu là toàn thông nếu các bộ chuyển mạch được dùng trong nó là toàn thông.

Trường chuyển mạch 2 khâu

4.

Trường chuyển mạch 3 khâu:

Trường chuyển mạch 2 và 3 khâu đơn gian được xây dựng trên nguyên tắc 1:1 và nguyên tắc đồng tên.

Nguyên tác 1-1: giữa bộ chuyển mạch khâu trước với bộ chuyển mạch khâu sau chỉ có duy nhất một dây trung gian.

Nguyên tắc đồng tên: các đầu ra của bộ chuyển mạch thứ i khâu trước sẽ được nối lần lượt với đầu vào thứ i của các bộ chuyển mạch khâu sau.

So sánh: (Giả sử trường chuyển mạch 2 khâu, 3 khâu được xây dụng theo nguyên tắc 1:1, đồng tên)

Một khâu Hai khâu Ba khâu

- Với cùng số đầu vào và đầu ra, số phần tử chuyển mạch của trường CM 1 khâu lớn nhất trong 3 loại.

- Xuất hiện hiện tượng xuyên âm giữa các kênh khi ghép nối song song nhiều bộ chuyển mạch để tăng số đầu vào, đầu ra.

- Không có tổn thất nội

- Thích hợp cho việc áp dụng ở cấp chọn mà số đầu vào và số đầu ra chênh lệch nhau nhiều.

(như chọn thiết bị kiểm tra đo thử (đầu vào là các thuê bao, đầu ra là thiết bị đo), hay sử dụng để chọn trung kế gọi ra/vào (số trung kế ít hơn nhiều so với số thuê bao) hoặc các bộ thu phát báo hiệu đường dây thuê bao)

- Số phần tử chuyển mạch ít nhất trong 3 loại

- Khắc phục được hiện tượng xuyên âm

- Tổn thất nội cao nhất

- Nên được sử dụng cho các cấp chọn mang tính tự do (chỉ 1 kết nối bắt buộc, kết nối còn lại là tùy chọn).

(vd: dùng cho cấp chọn sơ bộ hoặc cấp chọn nhóm trong các tổng đài dung lượng lớn)

- Số phần tử CM lớn hơn trường 2 khâu nhưng ít hơn trường 1 khâu

- Khắc phục được hiện tượng xuyên âm

- Tổn thất nội thấp

- Thường sử dụng cho cấp chọn mà cả địa chỉ đầu vào và ra đều bắt buộc.

(vd: sử dụng trong cấp chọn thuê bao bị gọi, địa chỉ đầu vào là mạch điện thuê bao chủ gọi còn địa chỉ ra là mạch điện thuê bao bị gọi)

5. Trình bày chuyển mạch PAM 4 dây dùng trung kế âm tần và không dùng trung kế âm tần. So sánh 2 loại.

Chuyển mạch PAM 4 dây:

▪ dùng trung kế âm tần

• cuộc gọi cùng nhóm

• cuộc gọi khác nhóm

▪ không dùng trung kế âm tần

• cuộc gọi cùng nhóm

• cuộc gọi khác nhóm

Chuyển mạch PAM 4 dây dùng trung kế âm tần:

Sự chuyển giao giữa 2 thuê bao là quá trình dùng trung kế âm tần để giữ chậm các xung PAM từ khe thời gian của thuê bao phát tới khe thời gian của thuê bao thu.

Đối với cuộc gọi cùng nhóm:

Mỗi trung kế âm tần có 2 dây giữ chậm tín hiệu. Các phần tử trong dây giữ chậm tín hiệu bao gồm:

• Van V: là khóa điện tử khống chế thời gian thu tín hiệu PAM của kênh cần phục vụ

• Bộ giải điều chế D: dùng để bù năng lượng cho xung PAM nhận được, tạo lại đường bao liên tục

để giữ chậm khe thời gian chuyển tiếp.

• Bộ điều chế M: là khóa điện tử, khống chế thời gian phát tín hiệu PAM và tạo lại xung PAM.

Mạch điện thuê bao bao gồm các phần tử tương tự, có thêm bộ sai động H (dùng để chuyển đổi kiều truyền dẫn song song 2 dây phía đường dây thành kiều truyền 4 dây thu/phát riếng phía bên trong tổng đài.)

Mỗi tín hiệu thuê bao được gán 1 tín hiệu nhịp N có tần số bằng tần số rời rác hóa tính hiệu, lệch pha nhau số nguyên lần khe thời gian → quy định khe thời gian mở bộ điều chế M và khóa V cho thuê bao đó. Các tín hiệu nhịp của thuê bao được gán cố định, các phần tử trung kế âm tần chỉ được gán tín hiệu nhịp khi phục vụ một cuộc gọi nào đó (và tương ứng bằng tín hiệu nhịp của thuê bao)

Cuộc gọi khác nhóm:

Các thuê bao được tổ chức thanh các nhóm, mỗi nhóm có thanh ghi T, R (tuyến phát, thu) riêng của nhóm đó . Ngoài ra, trong tổng đài còn có các cặp thanh phát T* và thanh thu R* liên nhóm để phục vụ các cuộc gọi giữa các thuê bao khác nhóm. Giữa thanh R và R của từng nhóm với T*, R* có các van trung gian ZT, ZR để phục vụ các cuộc gọi liên nhóm.

Quá trình phục vụ cuộc gọi liên nhóm: (giả sử Tbx nhóm 1 gọi Tby nhóm 2)

Gán nhịp Nx cho đầu vào NG1 và NA để nối T1 với T*, R1 với R*, và nối trung kế âm tần đó với R*, R* trong nhịp Nx (khe Tsx).

Gán nhịp Ny cho đầu vào NG2 và NB để nối T2 với T*, R2 với R*, và nối trung kế âm tần đó với T*, R* trong nhịp Ny (khe TSy).

Xét hướng truyền từ TBx nhóm 1 sang TBy nhóm 2:

− Tại TSx: tín hiệu từ TBx nhóm 1 → Hx → Mx → T1 → ZIT → T* → VA → DA → giữ chậm trong

trung kế âm tần liên nhóm TSy

− Tới TSy: tín hiệu từ bộ trung kế âm tần liên nhóm → MB → R* → Z2R → R2 → Vy → Dy → Hy

–> Tby.

Chuyển mạch PAM 4 dây không dùng trung kế âm tần:

Các thuê bao khi không tham gia cuộc gọi thì chưa có tín hiệu nhịp.

Để phục vụ các cuộc gọi giữa các thuê bao trong nhóm người ta dùng van Z để truyền tín hiệu từ tuyến phát T sang tuyến thu R tại khe thời gian mà các cuộc gọi này tiến hày.

Khi phục vụ cuộc gọi giữa 2 thuê bao x và y nào đó trong cùng nhó, phần điều khiển chọn cặp khe thời gian Np và Nq để gán phần tử trong mạch điện của thuê bao x, y, đồng thời cũng gián các khe thời gian này tới van Z. Các khe này được gán sao cho các tín hiệu PAM từ bộ điều chế Mx của TBx sẽ được chuyển tới thanh ghi T → qua van Z → tới thanh ghi R vào mạch thu của TBy → qua van Vy trong nhịp Np; còn hướng ngược lại từ bộ điều chế My tới thanh T → qua van Z → tới thanh R rồi qua van Vx vào mạch thu của thue bao x trong khe thời gian Nq.

Cặp khe thời gian được chọn theo 1 trong 3 nguyên tắc:

− Chọn tự do (q, p độc lập)

− Chọn liên tiếp (q=p+1)

− Chọn cách một nửa chu kỳ lấy mẫu (q=p+n/2 , n là số khe thời gian trong 1 chu kỳ lấy mẫu).

Đối với cuộc gọi khác nhóm:

Dùng 2 van trung gian để nối T của nhóm này với R của nhóm kia và ngược lại. Do thuê bao ở 2 nhóm khác nhau nên mỗi cuộc gọi chỉ cần dùng 1 tín hiệu nhịp.

So sánh nguyên lý chuyển mạch PAM 4 dây dùng trung kế âm tần và không dùng trung kế âm tần:

- Phương pháp dùng trung kế âm tần sử dụng chuyển mạch thời gian tương tự theo nguyên lý giữ chậm xung PAM, còn phương pháp không dùng trung kế âm tần thực chất là chuyển mạch không gian tác động nhanh theo nhịp thời gian.

6. Nguyến lý bộ chuyển mạch thời gian số. Trình bày các kiểu chuyển mạch thời gian số TSWRR, TRWSR, TRWRR.

• Nguyên lý bộ chuyển mạch thời gian số:

◦ Thông tin cần chuyển mạch được nhớ từ khe thời gian phát (kênh nguồn) tới khe thời gian thu (kênh đích). Các từ mã PCM của các kênh (channel) được sắp xếp kế tiếp nhau trong các khe thời gian (time slot) tương ứng trên tuyến PCM đầu vào (PCMin), được đưa vào bộ nhớ của bộ chuyển mạch T và được nhớ trong ngăn nhớ của bộ nhớ này. Các từ mã đã được ghi trong bộ nhớ sau đó sẽ được đọc ra tại khe thời gian cần thiết để đưa ra các kênh trên tuyến PCMout đầu ra.

◦ Việc ghi các từ mã PCM của các kênh từ tuyến PCMin vào bộ nhớ và đọc từ bộ nhớ ra PCMout phải được thực hiện theo các yêu cầu chuyển mạch của các kênh tương ứng. Ví dụ yêu cầu chuyển mạch từ Chi đến Chj thì mã PCM được ghi vào tại TSi của PCMin và đọc ra tại TSj của PCMout.

◦ Mỗi từ mã PCM từ tuyến PCMin sẽ được nhớ trong ngăn nhớ riêng của bộ chuyển mạch → bộ chuyển mạch có khả năng phục vụ đồng thời nhiều yêu cầu chuyển mạch (theo nguyên tắc phân khe thời gian).

◦ Thời gian từ mã PCM được nhớ trong ngăn nhớ của bộ chuyển mach là thời gian giữ chẫm thông thin qua bộ chuyển mạch thời gian số (tính theo μs). Với F là số khe thời gian của 1 khung, giả sử chuyển mạch Chi → Chj thì thời gian giữ chậm:

TM = 125*(j-j)/F nếu j>i

TM = 125*(F-j+j) nếu j<i

Độ rộng khe thời gian = 125/F

• Chuyển mạch thời gian số kiểu ghi tuần tự, đọc ngẫu nhiên (TSWRR)

Time Switch Sequentical Write Random Read: làm việc theo nguyên tắc ghi thông tin từ các kênh đầu vào một cách tuần tự và đọc chúng ra để đưa đến các kênh đầu ra 1 cách ngẫu nhiên.

Cấu trúc của bộ chuyển mạch gồm có 2 bộ nhớ: T-MEM (nhớ các từ mã PCM) và C-MEM (nhớ địa chỉ để điều khiển việc đọc các ngăn nhớ T-MEM); cả 2 bộ nhớ đểu có số ngăn nhớ là F (=số kênh trên 1 tuyến). Số bít trong mỗi ngăn nhớ T-MEM bằng số bit của tử mã PCM (8 bit), số bit trong ngăn nhớ C-MEM gồm p bit địa chỉ ngăn nhớ T-MEM và 1 bit chỉ thị bận/rỗi (B):

p = log2F = ldF

Bus địa chỉ của T-MEM và C-MEM đều là p bit. Ngoài ra bộ chuyển mạch TSWRR còn có các khối chức năng logic khác: bộ đếm khe thời gian (TS Counter) → tạo ra tín hiệu đinh thời đồng bộ các công việc tuần tự theo các khe thời gian (tương ứng với việc đưa số liệu từ tuyến đầu vào vào bộ nhớ T-MEM và đọc số liệu từ T-MEM đưa ra các kênh đầu ra).

Nguyên lí làm việc: gồm 2 quá trình: ghi từ mã PCM vào ngăn nhớ T-MEM từ kênh trên tuyến đầu vào và đọc từ mã PCM từ 1 ngăn nhớ của T-MEM đưa ra kênh trên tuyến đầu ra.

• Chuyển mạch thời gian số kiểu ghi ngẫu nhiên, đọc tuần tự (TRWSR)

Time Switch Random Write Sequential Read TRWSR): về cấu tạo: giống loại TSWRR. Khác nhau về nguyên lí ghi đọc bộ nhớ T-MEM, C-MEM.

Cả 2 bộ nhớ T-MEM, C-MEM đều làm việc theo kiểu RWSR. Khi cần thiết lập một thao tác chuyển mạch:

◦ Phần điều khiển đưa số liệu điều khiển tới C-MEM, ghi nó vào ngăn nhớ điểu khiển cần thiết cho thao tác chuyển mạch theo nguyên tắc: số thứ tự của ngăn nhớ C-MEM trùng với số thứ tự của kênh đầu vào, số liệu điều khiển ghi vào C-MEM trùng với thứ tự kênh đầu ra (=địa chỉ ngăn nhớ T-MEM)

• Chuyển mạch thời gian số kiểu ghi ngẫu nhiên, đọc ngẫu nhiên (TRWRR)

Bộ nhớ T-MEM có m ngăn nhớ, bộ nhớ C-MEM có F ngăn nhớ. Thông thường m << F. Mỗi ngăng nhớ C-MEM được chia làm 2 phần để điều khiển việc ghi và đọc ngăn nhớ T-MEM

7. Nguyên lý, đặc điểm của bộ chuyển mạch không gian số điều khiển theo đầu vào và đầu ra.

Bộ chuyển mạch không gian thực hiện chuyển mạch thông tin từ một kênh Chi trên tuyến PCMin tới kênh cùng thứ tự trên tuyến PCMout

Bộ chuyển mạch không gian số điều khiển theo đầu ra

Về cấu tạo, gồm 2 phần: ma trận chuyển mạch, bộ nhớ điều khiển.

Ma trận chuyển mạch được tổ chức theo hàng và cột. Các hàng là các tuyến PCMin, các cột là PCMout, giao điểm giữa hàng và cột là phần tử chuyển mạch. Phần tử chuyển mạch thực hiện chức năng của mạch AND (thường là cổng 3 trạng thái, một đầu vào của cống nối với PCMin, đầu vào thứ 2 (đầu vào điều khiển) được nối với PCMout. Mỗi phần tử chuyển mạch trong cột được gán một mã nhị phân tương ứng với thứ tự (địa chỉ) của tuyến PCMin).

Bộ nhớ C-MEM được tổ chức theo đầu ra (theo cột), mỗi cột có F ngăn nhớ. Ngoài ra mỗi cột còn có bộ giải mã điều khiển để giải mã các từ mã địa chỉ thành tính hiệu điều khiển đưa đến từng phần tử chuyển mạch trong cột.

Hoạt động: Khi cần thực hiện một thao tác chuyển mạch, hệ thống điểu khiển gửi tín hiệu điều khiển tới

C-MEM và ghi số liệu vào ngăn nhớ với tương ứng: địa chỉ ngăn nhớ của C-MEM trùng với kênh cần chuyển mạch, địa chỉ cột của ngăn nhớ trùng với tuyến PCMout cần chuyển mạch, số liệu ghi vào ngăn nhớ trùng với mã nhị phân của tuyến PCMin.

Bộ chuyển mạch không gian số điều khiển theo đầu vào:

Cấu tạo cũng bao gồm ma trận chuyển mạch và bộ nhớ điều khiển, tương tự bộ CM không gian số điều khiển theo đầu ra. Đầu vào thứ nhất nối với PCMin, đầu ra nối với tuyến PCMout; đầu vào thứ 2 (đầu vào điều khiển) của các p.tử chuyển mạch trong cùng một hàng được nối với giải mã điều khiển GM

8. Trình bày các kiểu cấu trúc chuyển mạch số (T, T-S, T-S-T, S-T-S).

• Chuyển mạch T

Chỉ gồm một bộ chuyển mạch thời gian số.

Chỉ có một tuyến PCMin và 1 PCMout

Do lưu lượng chuyển mạch không lớn nên toàn bộ các yêu cầu chuyển mạch có thể được phục vụ chỉ bởi 1 bộ CM thời gian số. Các nguồn đầu vào sau khi được số hóa, được ghép theo thời gian với nhau nhờ bộ ghép kênh MUX để tạo thành tuyến PCMin duy nhất đưa tới đầu vào của bộ chuyển mạch T; đầu ra của T đưa ra bộ phân kênh DEMUX để tách thành các kênh.

Các loại chuyển mạch có thể sử dụng: RWSR, SWRR (toàn thông), RWRR.

Các yêu cầu chuyển mạch qua cấu trúc này có thể là song hướng hoặc đơn hướng. Các yêu cầu đơn hướng thường áp dụng để nối các thiết bị chuyên dụng dùng chung tới mạch điện thuê bao như các thiết bị báo hiệu, thiết bị kiểm tra, đo thử. Các yêu cầu CM song hướng dùng trong việc nối thoại.

Ứng dụng: làm trường chuyển mạch đa năng của tổng đài dung lượng nhỏ hoặc làm bộ chuyển mạch tập

trung tải thuê bao của từng nhóm thuê bao trong tổng đài vừa và lớn.

• Chuyển mạch T-S, S-T

Khi số yêu cầu chuyển mạch tăng → gộp các nhóm yêu cầu chuyển mạch thành các kênh.

Cấu trúc T-S gồm 2 tầng chuyển mạch: Tầng đầu là chuyển mạch thời gian, tần sau là chuyển mạch không gian.

Các bước chuyển mạch:

◦ B1: tại bộ chuyển mạch TP thực hiện thao tác chuyển mạch về thời gian, từ khe i sang khe j:

Tp: Chi → Chj, hay ChiPCMP → ChjPCMP

◦ B2: Tại bổ chuyển mạch S thực hiện thao tác chuyển mạch không gian, chuyển thông tin tuyến vào P sang tuyến ra Q tại khe j:

PCMP' → PCMQ'' tại khe j, hay ChjPCMP' → ChjPCMQ''

Trong cấu trúc T-S các tuyến PCM phải cùng dung lượng. Các bộ CM thời gian đầu vào nên dùng loại TSWRR, bộ CM không gian số đầu ra có thể dùng loại điều khiển theo đầu ra hoặc theo đầu vào (vì có ma trận CM vuông) → thuận lợi cho việc ghi thông tin điều khiển vào C-MEM.

Cấu trúc S-T: đầu vào là bộ CM không gian số NxN, điều khiển theo đầu ra hoặc đầu vào, tầng ra là bộ chuyển mạch thời gian số.

Cấu trúc này cần sử dụng loại CM thời gian kiểu TRWSR ở tần CM thời gian đầu ra.

Giả sử bộ CM không gian là loại điều khiển theo đầu ra (theo cột), chuyển mạch thời gian ở đầu ra là TRWSR, các bước chuyển mạch như sau:

- B1: Qua bộ chuyển mạch S trên đầu vào thực hiện thao tác:

ChiPCMP → ChiPCMQ'

- B2: Trong bộ CM thời gian số TQ ở tầng ra thực hiện thao tác:

ChiPCMQ' → ChjPCMQ''

Như vậy ngăn nhớ điều khiển trong CMEM S và CMEM TQ dùng cho 2 thao tác trên đều có thứ tự i → tiện cho việc ghi thông tin điều khiển vào chúng từ hệ thống điều khiển chuyển mạch.

• Đánh giá khả thông của cấu trúc T-S và S-T:

Nếu xem xét các yêu cầu chuyển mạch một cách độc lập thì các cấu trúc T-S, S-T đều có thể phục vụ được mọi yêu cầu chuyển mạch từ 1 kênh nào đó trên một tuyến PCM đầu vào tới 1 kên bất kỳ của tuyến PCM đầu ra của trường chuyển mạch.

Tuy nhiên chúng đều là các trường CM không toàn thông do có thể xảy ra tranh chấp khi có nhiệu cuộc gọi đồng thời cùng buộc phải tiến hành qua 1 kênh trung gian nào đó (c cuộc gọi trở lên).

• Chuyển mạch T-S-T

So với cấu trúc T-S thì T-S-T có thêm tầng OTXB, còn so với S-T thì nó có thêm ITXB.

Giả sử với yêu cầu chuyển mạch:

Chi PCMP → Chj PCMQ''

thì với cấu trúc T-S hoặc S-T sẽ bắt buộc phải có 2 thao tác chuyển mạch về thời gian và không gian. Còn trong cấu trúc T-S-T thì một thao tác về thời gian là tùy chọn.

Khe thời gian k là khe trung gian, có thể chọn tùy ý, miễn sao k chưa được sử dụng trên cả đầu ra của đầu ra bộ chuyển mạch ITP và đầu vào bộ chuyển mạch OTQ.

• Chuyển mạch S-T-S

Chương 3: BÁO HIỆU

1. Nêu khái niệm, phân loại và chức năng của báo hiệu.

Khái niệm: Báo hiệu là việc trao đổi thông tin giữa các thành phần tham gia vào cuộc nối để thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi. Đồng thời báo hiệu cũng được dùng để vận hành và quản lý mạng viễn thông.

Phân loại:

Chức năng của báo hiệu: (3)

• Chức năng giám sát:

Sử dụng để giám sát và phát hiện sự thay đổi trạng thái của các phần tử (đường dây thuê bao, đường dây trung kế, …) để đưa ra các quyết định xử lý chính xác, kịp thời.

• Chức năng tìm chon

Truyền số liệu thuê bao bị gọi, tìm tuyến nối tối ưu tới thuê bao bị gọi.

• Chức năng vận hành và quản lý mạng.

Giúp cho việc sử dụng mạng một cách hiệu quả và tối ưu nhất, thu thập các thông tin cảnh báo, tín hiệu đó lường, kiểm tra để thường xuyên thông báo tình hình của các thiết bị, các phần tử trong hệ thống để có quyết định xử lý đúng.

2. So sánh báo hiệu kiên liên kết (CAS) và báo hiệu kên chung (CCS)

CAS CCS

Tín hiệu báo hiệu được truyền cùng với trung kế tiếng.

Mỗi kênh thoại có một đường tín hiệu báo hiệu xác định không rõ ràng

Do các kênh báo hiệu tương đối độc lập nhau nên khi xảy ra sự cố ở một kênh ít ảnh hưởng tới các kênh còn lại.

(Nhược điểm)

Thời gian thiết lập cuộc gọi lâu (do tốc độ trao đổi thông tin báo hiệu chậm)

Dung lượng báo hiệu nhỏ (do số dây trung kế giới hạn)

Độ tin cậy không cao (do ko có đường dự phòng)

Kém linh hoạt

Nhiều tín hiệu báo hiệu được truyền trên một đường truyền số liệu tốc độ cao, độc lập với trung kế tiếng.

Thời gian thiết lập cuộc gọi nhanh

Dung lượng báo hiệu lớn.

Độ tin cậy cao

Độ linh hoạt cao, có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau (không chỉ cho thoại)

3. Khái niệm và phương thức truyền báo hiệu R2

Khái niệm:

Báo hiệu R2 là hệ thống báo hiệu mã đa tần, kênh kết hợp (kênh riêng), được thiết kế để phục vụ cho chức năng trao đổi thông tin báo hiệu giữa các tổng đài trong mạng viễn thông. Được sử dụng cho cả mạng quốc gia và quốc tế.

Thích hợp cho các phương thức tự động và bán tự động. Áp dụng được cho cả trung kế tương tự và trung kế số.

Phân thành 2 loại: báo hiệu đường dây, báo hiệu thanh ghi.

Phương thức truyền báo hiệu: R2 được thực hiện theo giao thức bắt buộc (áp chế). Thể hiện ở chỗ, tín hiệu hướng đi được gửi liên tục cho tới khi nhận được tín hiệu hướng về từ tổng đài kia. Việc báo hiệu được thực hiện giữa bộ truyển mã CS (Code Sender) và bộ nhận mã CR (Code Receiver).

4. Trình bày báo hiệu đường dây (các tính hiệu đường dây hướng đi và các phương thức báo hiệu đường dây) trong hệ thống báo hiệu R2

Các tính hiệu hướng đi (2):

Tín hiệu chiếm: là tín hiệu gửi đi khi bắt đầu cuộc gọi nhầm thiết lập trạng thái mạch từ rỗi sang bị chiếm

Tín hiệu xóa thuận: gửi đi để kết thúc cuộc gọi, giải phóng tổng đài bị gọi và các khối chuyển mạch tham gia phục vụ cuộc gọi.

Các tín hiêu hướng về (6):

Tín hiệu công nhận chiếm: tổng đài bị gọi phát tới tổng đài gọi, xác nhận việc mạch đã chuyển từ trạng thái rỗi sang bị chiếm.

Tín hiệu trả lời: truyền từ tổng đài bị gọi về tổng đài gọi khi thuê bao bị gọi máy, phục vụ việc tính cước ở tổng đài gọi.

Tín hiệu xóa ngược: gửi tới tổng đài gọi khi thuê bao bị gọi đặt máy

Tín hiệu giải phóng hoàn toàn: sau t/h xóa thuận, tổng đài bị gọi gửi tín hiệu giải phóng hoàn toàn để xác định sẵn sàng phục vụ cho cuộc gọi khác.

Các phương thức báo hiệu được dây (2): tương tự (cho đường dây tương tự), số:

Báo hiệu đường dây tương tự:

Nguyên tắc: có âm hiệu khi rỗi, không có âm hiệu khi bận.

Mỗi hướng truyền cần có 1 kênh báo hiệu sử dụng tần số ngoài băng thoại (3825 Hz)

Tầm số báo hiệu danh định là 3825Hz; sai số tần số không vượt qus 4Hz

Thời gian chuyển trạng thái từ có âm hiệu sang ko có có là 40±10 (ms)

Thời gian nhỏ nhất để nhận biết có âm hiệu là ở hướng đi và mất âm hiệu ở hướng về là 250±50 (ms)

Tín hiệu khóa mạch: được gửi trên các mạch rỗi tới tổng đài gọi để gây nên trạng thái bận nhằm bảo vệ việc chiếm mạch tiếp theo.

Phương thức báo hiệu đường dây số:

Tuyến E1 (châu Âu): hệ thống PCM 30/32 kênh (2.048 Mbps), trong đó:

TS0: đồng bộ khung

TS1 TS15, TS17 TS31: số kênh cuộc gọi

TS16 truyền báo hiệu với 8 bit (64 Kbps) không đủ thông tin báo hiệu cho 30 kênh cuộc gọi

tổ chức thành đa khung ( 1 đa khung=16 khung). Khung 0 là vị trí đồng bộ đa khung, khung 115 là thông tin báo hiệu.

Tuyến T1 (Bắc Mỹ): hệ thống 24 kênh (1.54 Mbps) trong đó:

1 bit để đồng bộ khung

24 khe thời gian 24 cuộc gọi

Để truyền báo hiệu ta sử dụng phương pháp đánh cắp bit: tạo cấu trúc đa khung với 12 khung từ K0 đến K11, tại K5 (a) và K11 (b) mỗi kênh chỉ truyển dữ liệu 7bit cao, 1 bit thấp dùng cho báo hiệu.

Như vậy, sau một đa khung mỗi kênh tuyến T1 có 2 bit biai dùng cho báo hiệu; mỗi kênh tuyến E1 có 4 bit dùng cho báo hiệu dicibiai

5. Khái niệm báo hiệu thanh ghi, các phương thức báo hiệu thanh ghi trong hệ thống báo hiệu R2.

Báo hiệu thanh ghi là báo hiệu để truyền địa chỉ (số gọi) giữa các tổng đài.

Trong báo hiệu R2 người ta sử dụng mã đa tần là các tổ hợp 2 trong 6 tần số để truyền báo hiệu thanh ghi. Các mã đa tần này sẽ được thu và phát bởi các thiết bị mã đa tần.

• Gồm:

- Báo hiệu hướng đi: nhóm I (mang thông tin địa chỉ thuê bao bị gọi) và II (chỉ thị đặc tính cuộc gọi và thuê bao chủ gọi) gồm 15 tín hiệu báo hiệu.

- Báo hiệu hướng về: nhóm A và B gồm 15 tín hiệu báo hiệu, trong đó nhóm A sử dụng để trả lời xác nhận cho các tín hiệu hướng đi nhóm I, còn nhóm B trả lời xác nhận cho hướng đi nhóm II.

* Các phương pháp truyền báo hiệu thanh ghi:

a. Phương pháp báo hiệu kiểu từng chặng:

Liên quan tới việc truyền tín hiệu giữa các tổng đài kế cận. Với báo hiệu kiểu này, số liệu của thuê bao bị gọi sẽ bị giảm dần qua mỗi tổng đài quá giang.

Ưu điểm: dễ dàng phát hiện các tính hiệu (nhiễu, méo do trễ, …)

Nhược điểm:

Các thanh ghi tại các tổng đài quá giang phải đảm nhận chức năng nhận và gửi số liệu xử lý phức tạp

Thời gian thiết lập cuộc gọi lâu vì số các số liệu truyền trên tuyến lơn.

Thời gian chiếm các thanh ghi quá giang tăng do phải kết nối cho tới khi cuộc thoại kết thúc.

b. Phương pháp truyển báo hiệu kiểu xuyên suốt.

Các thanh ghi tổng đài quá giang chỉ nhận các số đủ để định tuyến. Thanh ghi của tổng đài xuất phát cuộc gọi sẽ làm việc trong suốt thời gian thiết lập cuộc gọi, thanh ghi quá giang sẽ được giải phong khỏi kết nối khi đã thực hiện xong nhiệm vụ định tuyến của nó.

Nhược điểm: Hai hệ thống báo hiệu phải đồng nhất với nhau.

Ưu điểm:

Các thanh ghi của tổng đài xuất phải cuộc gọi được phép điều khiển cuộc gọi. cho phép các khả năng định tuyến của tổng đài xuất phát

Tại các tổng đài qua gian, các thanh ghi chỉ có chức năng nhận một phần số hiệu thuê bao bị gọi chứ không cần gửi. Do đó quá trình xử lý tại các thanh ghi này dễ dàng hơn

Thời gian thiết lập cuộc gọi nhau (vì số hiệu truyền trên kênh ít).

Thời gian chiếm các thanh ghi tổng đài quá giang giảm

Giảm lượng trễ sau khi quay số (vì các thanh ghi được giải phóng sớm hơn, thông mạch nhanh hơn)

c. Phương pháp báo hiểu kiểu kết hợp

6. Các khái niệm hệ thống SS7, điểm bào hiệu (SP), điểm truyền báo hiều (STP), liên kết báo hiệu (SL), tập lên kết (LS), phương thức báo hiệu, tuyến báo hiệu và chùm tuyến báo hiệu, mã điểm báo hiệu SPC.

Hệ thống SS7 là hệ thống báo hiệu kênh chung, trong đó các kênh báo hiệu sử dụng các thông báo có nhãn để chuyển thông tin báo hiệu liên quan đến việc thiết lập cuộc gọi và các thông tin liên quan đến quản lý, điều hành, bão dưỡng mạng.

Điểm báo hiệu (SP): là nút chuyển mạch hay nút xử lý trong mạng báo hiệu, có thể thực hiện các chức năng của hệ thống SS7

Điểm truyền báo hiệu (STP – Signaling Transfer Point): là điểm báo hiều mà thông tin báo hiệu thu được trên một kênh báo hiệu và sau đó chuyển giao cho kênh khác (mà không xử lý nội dung tin báo)

Liên kết báo hiệu (SL-Signaling Link): là đường nối liền để truyền dữ liệu giữa các điểm báo hiệu. Mỗi liên kết báo hiệu có khả năng xử lý 4096 mạch thoại.

Tập liên kết (SL): 1 nhóm 16 liên kết đảm bảo việc truyền tín hiệu báo hiệu an toàn, tin cậy.

Tuyến báo hiệu: là một tuyến đường đã được định trước để bản tin đi qua mạng báo hiệu giữa điểm nguồn và điểm đích. Tuyến báo hiệu bao gồm một chuỗi SP, STP được nối với nhau bằng liên kết báo hiệu hoặc chùm liên kết báo hiệu.

Chùm tuyến báo hiệu: tất cả các tuyến báo hiệu có thể truyền bản tin báo hiệu giữa điểm nguồn và

đích chùm tuyến báo hiệu của mối quan hệ báo hiệu đó.

Mã điểm báo hiệu (SPC – Signaling Point Code): Mỗi điểm báo hiệu có một mã 14 bit nhị phân duy nhất, tùy theo vị trí, chức năng mà nó được chia thành:

- Mã điểm báo hiệu gốc OPC (Original Point code)

- Mã điểm báo hiệu đích DPC (Destination Point Code)

7. Cấu trúc phân lớp SS7

8. Phần chuyển giao bản tin MTP: mức 1, 2, 3

MTP có chức năng chính là chuyển đưa các bản tin giữa những người sử dụng qua SS7 một cách xuyên suốt và đáng tin cậy, đảm bảo tốc độ và độ chính xác.

Phần chuyển giao bản tin MTP chiếm 3 mức thấp nhất trong SS7:

a. Mức 1: Tuyến liên kết dữ liệu báo hiệu

- Là một tuyến truyền dẫn song hướng, gồm 2 kênh số liệu hoạt động trên 2 hướng ngược nhau, có cùng tốc độ truyền. Kênh số liệu có thể là tương tự (4 KHz) hoặc số (64 KHz)

- Các giao thức mức 1 xác định các đặc tính về điện, vật lý và các đặc điểm chức năng của kênh số liệu báo hiệu.

- Phần cứng: kênh dữ liệu, thiết bị đầu cuối.

b. Mức 2: Các chức năng liên kết báo hiệu

Mức 2 đảm bảo cho việc truyền tin một cách an toàn và chính xác. Các chức năng:

- Giới hạn

- Phát hiện lỗi

- Đồng bộ

- Ngoài ra có: điều khiển việc truyền, nhận; điều khiển trạng thái liên kết

Tầng này có 3 loại bản tin:

Đơn vị bảng tin báo hiệu MSU (Message Signal Unit):

Đơn vị bảng tin trạng thái liên kết LISSU (Link Status Signal Unit)

Đơn vị bảng tin lấp đầy FISU (Fill-In Signal Unit)

Các trường trong bản tin: …

– BIB – bit chỉ thị hướng về

– BSN - số chỉ thị hướng về

– FIB - bit chỉ thị hướng đi

– FSN - số chỉ thị hướng đi

– SF - Trường trạng thái

– SIF - Trường thông tin báo hiệu

– LI - Chỉ thị độ dài đơn vị báo hiệu

– F – Cờ

– SIO - Octet thông tin dịch vụ

Chi tiết:

– Cờ F: phân địn giữa các bản tin (8bit). Để đảm bảo không có sự trùng lặp giữa cờ và tổ hợp bit khác thì bit chèn được sử dụng.

– Các bit chỉ thị: yêu cầu phát lại trên kênh báo hiệu. Có 2 dạng: bit chỉ thị hướng đi và hướng về.

– Trường chỉ thị độ dài LI (Length Indicator): chỉ thị số octet giữa 2 trường LI, CK. Được dùng để nhận biết các bản tin khác nhau:

✔ LI=0 → FISU

✔ LI=1 hoặc 2 → LSSU

✔ LI > 2 → MSU

– Trường thông tin báo hiệu SIF (Service Information Field): chứa các thông tin báo hiệu thật sự của phần người sử dụng.

Trong nhãn định tuyến có:

CIC (Circuit Identification Code - mã nhận dạng mạch): gồm 12 bit, để xác định kênh thoại liên quan đến báo hiệu giữa 2 điểm. Trong đó sử dụng 4 bit thấp để thực hiện lựa chọn kênh liên sết báo hiệu SLS (Signalling Link Selector)

– Octet thông tin dịch vụ SIO (Service Information Octet): gồm 2 trường SI (Service Indicator - chỉ thị dịch vụ) và SF (Subservice Field - trường dịch vụ phụ)

SI: chỉ ra đối tượng ở nút đến (vd: o1o1= TUP, 0110=DUP)

SF có trường NI (Network Indicator): trường chỉ thị mạng: 0x: quốc tế; 1x (quốc gia)

– Số thứ tự: có 2 dạng

✗ FSN (Forward Sequence Number): số thứ tự hướng đi, khi bản tin được truyền theo hướng thuận.

✗ BSN: số thứ tự hướng về, chỉ thị số thứ tự bắt đầu xác nhận đơn vị tín hiệu.

– Các bit kiểm tra (CK): các đơn vị tín hiệu thông thường dùng 16 bit kiểm tra dành cho sửa lỗi.

– Trường trạng thái SF (Status Field): chỉ thị trạng thái thông tin báo hiệu.

Việc thực hiện các chức năng của mức 2:

- Đồng bộ các cờ hiệu và giới hạn bản tin:

Một bản tin được giới hạn bởi cờ đóng và cờ mở (8 bit “01111110”). Để tránh nhầm lẫn với cờ, khi các thông tin chứa 5 bit 1 liên tiếp thì bit 0 sẽ được chèn vào. (kỹ thuật nhồi bit)

- Phát hiện và sửa lỗi: sử dụng các trường CK, bit chỉ thị hướng đi FIB, số thứ tự hướng đi FSN, bit chỉ thị hướng về BIB, số thứ tự hướng về BSN. Nếu BIB=FIB → ko có lỗi, ngược lại là có lỗi → truyền lại bản tin.

- Đồng bộ:

Việc đồng bộ là 1 thủ tục được sử dụng để kích hoạt khởi động kênh báo hiệu trước khi chuyển nó sang chế độ hoạt động. Thủ tục này được sử dụng để đồng bộ ban đầu kênh báo hiệu hay phục hồi trạng thái hoạt động cho kênh báo hiệu sau khi kênh bị hỏng. Thủ tục được thực hiện theo yêu cầu của lớp 3.

- Điều khiển luồng (mức 2):

+ Trường hợp bộ điều khiển nhận các bản tin bị quá tải:

+ Trường hợp bộ điều khiển truyền bản tin bị quá tải:

- Dừng bộ xử lý

- Đường đi của các bản tin: ...

c. Mức 3: Các chức năng xử lí của mạng báo hiệu

– Chức năng xử lý bản tin báo hiệu: đảm bảo cho các bản tin báo hiệu phát ra bởi 1 người sử dụng tại điểm gốc được phân phối đến đúng người dùng tại điểm đích theo yêu cầu của người gửi.

Chức năng định tuyến bản tin báo hiệu

Chức năng phân biệt bản tin

Chức năng phân phối bản tin:

– Chức năng quản lý mạng báo hiệu: lập lại cấu hình mạng báo hiệu trong trường hợp có lỗi và điều khiển lưu lượng trong trường hợp xảy ra tắc nghẽn. Việc lập lại cấu hình máng báo hiệu có hiệu quả nhờ các thủ tục thay đổi thích hợp để thay đổi việc định tuyến lưu lượng báo hiệu → bỏ qua các kênh có sự cố hoặc các điểm báo hiệu liên quan xảy ra sự cố.

Chức năng quản lý lưu lượng báo hiệu

Quản lý liên kết báo hiệu

Chức năng quản lý tuyến báo hiệu

9. Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP, mục đích, các dịch vụ, các phân lớp giao thức, các khối

chức năng, các bản tin.

SCCP được bổ sung cho lớp 3 của MTP giúp cho SS7 phù hợp với OSI.

a. Mục đích

Phục vụ chuyển giao bản tin liên quan đến cuộc gọi nhất định và cả các bản tin không liên quan đến cuộc gọi.

Thực hiện các dịch vụ mạng không kết nối và hướng kết nối.

b. Các dịch vụ của SCCP

- Dịch vụ kết nối định hướng

Là khả năng chuyển giao bản tin báo hiệu qua kết nối báo hiệu đã được thiết lập. Việc kết nối báo hiệu có thể là vĩnh cửu hay tạm thời.

Phương thức chuyển giao kết nối định chia làm 3 giai đoạn: thiết lập kết nối, chuyển giao số liệu, giải phóng kết nối.

- Dịch vụ kết nối không định hướng:

Tất cả các thông tin đình tuyến cần để định tuyến số liệu tới đích phải có trong mỗi gói số liệu; không có sự đấu nối logic được thiết lập giữa các nút đầu cuối.

Thường được dùng để chuyển giao những dung lượng nhỏ thông tin, yêu cầu thời gian thực.

c. Các phân lớp

d. Các khối chức năng

e. Các bản tin

10. Phần người sử dụng điện thoại TUP: cấu trúc bản tin, các thủ tục báo hiệu.

TUP (Telephone User Part) là bộ phận quả lý điều khiển việc thiết lập các cuộc gọi trong tổng đìa điện thoại bằng cách trao đổi các tín hiệu báo hiệu tới tổng đài điện thoại khác. Bất kì tín hiệu điều khiển cuộc gọi nào được gửi đi đều liên quan đến một kênh thoại đặc biệt nào đó trong mạng điện thoại.

a. Cấu trúc bản tin TUP

- Trường SIF bao gồm: nhãn định tuyến, tiêu đề và phần thông tin của người sử dụng.

b. Một số loại bản tin và cấu trúc

c. Các thủ tục báo hiệu.