Bài giảng Kỹ thuật chuyển mạch - Chương 1: Chuyển mạch kênh (Circuit switching) - Bài 3: Chuyển mạch PAM 4 dây dùng trung kế âm tần cùng nhóm

CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN CÙNG NHÓM Giải pháp: dùng bộ 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 theo mỗi hướng → tạo ra 1 dây giữ chậm tín hiệu theo mỗi hướng Dây giữ chậm tín hiệu bao gồm: • Van V: là khóa điện tử khống chế thời gian thu tín hiệu PAM • Bộ giải mã điều chế D: dùng để bù năng lượng cho xung PAM, tạo lại đường bao liên tục để giữ chậm tới khe thời gian chuyển tiếp • Phần tử điều chế vừa là khóa điện tử M: khống chế thời gian phát tín hiệu PAM và tạo lại xung PAM CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN CÙNG NHÓM (tt) Mạch điện mỗi thuê bao gồm • Van V • Bộ giải điều chế D • Bộ sai động H: dùng chuyển đổi kiểu truyền dẫn song công 2 phía đường dây thành kiểu 4 dây thu/phát riêng phía bên trong tổng đài Mỗi mạch điện thuê bao được gán một tín hiệu nhịp N có tần số nhịp bằng tần số rời rạc hóa tín hiệu và lệch pha nhau số nguyên lần khe thời gian CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN CÙNG NHÓM (tt) CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN CÙNG NHÓM (tt) Chú ý: • Các phần tử của trung kế âm tần khi phục vụ một cuộc gọi nào đó mới được cấp cặp tín hiệu nhịp tương ứng của cặp thuê bao mà nó phục vụ • Tín hiệu nhịp cho các thuê bao được gán cố định Xét hướng truyền từ thuê bao x sang thuê bao y • Tại khe thời gian TSx: tín hiệu từ thuê bao x → Hx →Mx→T→VA→DA nhớ tại trung kế âm tần • Tại khe thời gian TSy: Tín hiệu từ trung kế âm tần →MB→ R→Vy→Dy→Hy→thuê bao y THỜI GIAN GIỮ CHẬM THÔNG TIN  Giả sử khe thời gian x trước khe thời gian y (y>x) • Khoảng thời gian giữ chậm thông tin từ x tới y là (y - x)(tx + tr) = (y-x)tTS • Khoảng thời gian giữ chậm thông tin từ y tới x là (N-y+x)(tx + tr)=(N-y+x)tTS • Tổng thời gian giữ chậm thông tin cả hai hướng là (N-y+x+y-x)tTS = NtTS =T • Trong đó x và y là thứ tự khe thời gian, tTS là độ rộng 1 khe, T là chu kỳ lấy mẫu, N là số khe thời gian của 1 chu kỳ  Thông tin bị giữ chậm theo cả 2 hướng đúng bằng 1 chu kỳ lấy mẫu → mỗi trung kế âm tần chỉ có thể phục vụ duy nhất một cuộc gọi tại mỗi thời điểm từ khi bắt đầu cho tới khi kết thúc cuộc gọi CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN KHÁC NHÓM CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN KHÁC NHÓM (tt)  Khi phục vụ cuộc gọi liên nhóm giữa TBx nhóm 1 với TBy nhóm 2 phần điều khiển sẽ chọn 1 bộ trung kế âm tần liên nhóm và gán nhịp của 2 thuê bao cho các phần tử chuyển mạch trung gian  Xét hướng truyền từ thuê bao x sang thuê bao y • Tại TSx: tín hiệu từ thuê bao x → Hx →Mx→T1→Z1T→T*→VA→DA giữ chậm trong trung kế âm tần liên nhóm tới TSy • Tới TSy: Tín hiệu từ trung kế âm tần liên nhóm →MB→ R*→Z2R→R2→Vy→Dy→Hy→TBy  Thông tin bị giữ chậm theo cả 2 hướng đúng bằng 1 chu kỳ lấy mẫu → mỗi trung kế âm tần chỉ có thể phục vụ duy nhất một cuộc gọi tại mỗi thời điểm từ khi bắt đầu cho tới khi kết thúc cuộc gọi CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY KHÔNG DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN CÙNG NHÓM CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY KHÔNG DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN CÙNG NHÓM (tt) Cặp khe thời gian được chọn theo 1 trong 3 nguyên tắc oChọn tự do (p và q không phụ thuộc) oChọn liên tiếp (p=q+1) oChọn một nửa chu kỳ lấy mẫu (q=p+n/2) CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY KHÔNG DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN KHÁC NHÓM SO SÁNH NGUYÊN LÝ CHUYỂN MẠCH PAM 4 DÂY DÙNG VÀ KHÔNG DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN KHÔNG DÙNG TRUNG KẾ ÂM TẦN Mỗi thuê bao trong mỗi nhóm có khe thời gian riêng → Dung lượng mỗi nhóm không vượt quá tổng số khe thời gian của chu kỳ lấy mẫu Gán động khe thời gian cho thuê bao → dễ dàng tăng giảm số thuê bao → giải pháp cung cấp tín hiệu nhịp phức tạp Chuyển mạch thời gian tương tự Chuyển mạch không gian tác động nhanh theo nhịp thời gian CHUYỂN MẠCH PAM 2 DÂY CHUYỂN MẠCH PAM 2 DÂY(tt) Mạch điện thuê bao gồm oBiến áp Tr oBộ lọc thông thấp F oTụ điện C oVan V o Cuộn cảm L và tụ C tạo nên khung cộng hưởng, chu kỳ dao động riêng của khung được điều chỉnh bằng thời gian thông tín hiệu qua khóa V CHUYỂN MẠCH PAM 2 DÂY(tt) Nhận xét oSơ đồ ứng dụng đơn giản hơn so với chuyển mạch PAM 4 dây oChất lượng tín hiệu kém hơn chuyển mạch PAM 4 dây BÀI 4: CÔNG NGHỆ PCM VÀ CHUYỂN MẠCH SỐ • NỘI DUNG: 1. Lợi thế của sự kết hợp giữa truyền dẫn số và chuyển mạch số 2. Công nghệ PCM, chức năng của CODEC 3. Tuyến PCM cơ sở và tổ chức các tuyến bậc cao trong tổng đài số 4. Khái niệm chuyển mạch PCM LỢI THẾ CỦA SỰ KẾT HỢP TRUYỀN DẪN SỐ VÀ CHUYỂN MẠCH SỐ Lợi thế về chất lượng tín hiệu  Hỗ trợ giữa chuyển mạch và truyền dẫn Lợi thế về sử dụng cơ sở linh kiện công nghệ cao Dễ phối hợp giữa chuyển mạch số và điều khiển theo chương trình ghi sẵn SPC Lợi thế về chất lượng phục vụ và các dịch vụ nâng cao Lợi thế về tổ chức báo hiệu LỢI THẾ VỀ CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU Tác động của nhiễu khi truyền tín hiệu tương tự Tác động của nhiễu khi truyền tín hiệu số HỖ TRỢ GIỮA CHUYỂN MẠCH VÀ TRUYỀN DẪN Chuyển mạch tương tự truyền dẫn tương tự hoặc số Chuyển mạch số và truyền dẫn số LỢI THẾ VỀ SỬ DỤNG CƠ SỞ LINH KIỆN CÔNG NGHỆ CAO Kỹ thuật vi mạch số và DSP phát triển → chế tạo các linh kiện có độ tích hợp cao, nhiều tính năng, dung lượng lớn, tốc độ cao mà kích thước nhỏ, tiêu thụ năng lượng thấp, giá thành hạ → thiết bị chuyển mạch kích thước nhỏ, khả năng thông cao, đa năng, chất lượng dịch vụ nâng cao DỄ PHỐI HỢP GIỮA CHUYỂN MẠCH SỐ VÀ ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH GHI SẴN Các chuyển mạch số hoạt động với tốc độ cao, mức tín hiệu điều khiển phù hợp với mức logic TTL, CMOS nên dễ phối ghép với các hệ thống vi xử lý  SPC phát huy hiệu quả của chuyển mạch số và làm giàu các dịch vụ cho thuê bao LỢI THẾ VỀ CHẤT LƯỢNG PHỤC VỤ VÀ CÁC DỊCH VỤ NÂNG CAO Chuyển mạch số có khả năng thông cao  Truyền dẫn số sử dụng đường truyền tốc độ cao → ít bị nghẽn mạch trong tổng đài và trên tuyến truyền dẫn SPC và CCS làm cho QoS được nâng cao thể hiện ở tốc độ xử lý nhanh, chọn tuyến tối ưu đối với cuộc gọi đường dài, tránh tắc nghẽn trên mạng ngoài, tăng thêm dịch vụ nâng cao cho thuê bao LỢI THẾ VỀ TỔ CHỨC BÁO HIỆU Hệ thống analog rất khó thêm hoặc thay đổi báo hiệu → khó thêm dịch vụ mới  Hệ thống digital dễ thêm hay thay đổi một đơn vị báo hiệu → dễ thêm dịch vụ mới PCM (PULSE CODE MODULATION) PCM là công nghệ số hóa tín hiệu trên cơ sở kênh thoại cơ bản gồm các bước lọc thông thấp,lấy mẫu, nén-lượng tử hóa, mã hóa theo hướng mã hóa và các bước giải mã, giãn, lọc tạo lại đường bao theo hướng giải mã Mô hình công nghệ PCM PCM (PULSE CODE MODULATION) (tt) Hướng mã hóa  Bộ lọc thông thấp: loại bỏ dãi tầng ngoài 300- 3400 Hz  Bộ lấy mẫu: rời rạc hóa tín hiệu FLM = 8 kHz  Nén – lượng tử: nén xung điều biên (biên độ), so sánh với các mức lượng tử (256 mức)  Bộ mã hóa: mã hóa 1 xung PAM bằng 1 tổ hợp 8 bits  Tốc độ của kênh thoại cơ bản là 64 kbit/s PCM (PULSE CODE MODULATION) (tt) Hướng giải mã  Bộ giải mã: chuyển tổ hợp 8 bit thành mức lượng tử của xung PAM  Bộ giãn: nhận biên độ xung PAM  Bộ lọc: tái tạo lại đường bao, bù năng lượng rời rạc hóa VI MẠCH CODEC (CODE-DECODE) Các chân chức năng của vi mạch CODEC VI MẠCH CODEC (CODE-DECODE) (tt) Các chân chức năng  Ain: đầu vào bộ mã hóa để đưa tín hiệu analog vào  Aout: đầu ra bộ giải mã để lấy tín hiệu analog  Din: đầu vào bộ giải mã để đưa tín hiệu digital vào  Dout: đầu ra bộ mã hóa để lấy tín hiệu digital ra  Txsyn: đồng bộ khe thời gian phát, mở đầu ra Dout  TXCLK: Tín hiệu nhịp đồng bộ tốc độ bit ra trên đầu Dout  Rxsyn: đồng bộ khe thời gian thu, mở đầu vào Din  RXCLK: tín hiệu nhịp đồng bộ tốc độ bit vào trên đầu Din  V+ và V- , GND: các chân cấp nguồn  PD: chân điều khiển nguồn  A/µ: chân chọn luật nén VI MẠCH CODEC (CODE-DECODE) (tt) Ứng dụng:  Dùng trong mạch điện giao tiếp đường dây thuê bao SLIC  Các thiết bị đầu cuối số  Các thiết bị thu phát báo hiệu NGUYÊN LÝ GHÉP/TÁCH ĐA KÊNH TẠI GIAO TIẾP ĐẦU CUỐI TUYẾN PCM CƠ SỞ Có 2 hệ thống PCM cơ sở được CCITT khuyến nghị sử dụng  E1: 30 channels/32TS tốc độ 2048 kbps  T1: 24 channels tốc độ 1544 kbps Dùng MUX để ghép các tuyến PCM cơ sở thành các tuyến cấp 2, 3. Dùng DEMUX để tách các tuyến PCM bậc cao xuống bậc thấp hơn TUYẾN PCM CƠ SỞ(tt) Nguyên tắc ghép các tuyến PCM bậc cao từ các tuyến PCM cấp thấp hơn  Thực hiện theo nguyên tắc ghép từ  Ghép từ mã (8 bits) PCM của kênh thứ i tuyến này, sau đó tới từ mã PCM của kênh thứ i của tuyến tiếp theo  Sau khi ghép hết các kênh thứ i của các tuyến mới ghép tiếp đến các kênh thứ i +1 của các tuyến cũng theo thứ tự trên KHÁI NIỆM CHUYỂN MẠCH PCM KHÁI NIỆM CHUYỂN MẠCH PCM (tt) KHÁI NIỆM CHUYỂN MẠCH PCM (tt) KHÁI NIỆM CHUYỂN MẠCH PCM(tt) Chức năng của trường chuyển mạch số: chuyển thông tin dưới dạng các từ mã PCM từ khe thời gian nguồn đến khe thời gian đích và từ tuyến PCM nguồn tới tuyến PCM đích theo chu kỳ (125µs) Công cụ thực hiện thao tác chuyển mạch đó là các bộ chuyển mạch thời gian (T-sw) hoặc các bộ chuyển mạch không gian (S- sw)