Giáo trình Telephony - Chương 6: Digital Trunk - Nguyễn Duy Nhật Viễn

Các kênh thoại được truyền trên dải tần khác nhau với băng thơng 4kHz.
Sử dung cặp dây cho hướng đi và hai dây cho hướng về với 12 kênh cho mỗi hướng.
TDM:
Các kênh thoại được truyền trong các khoảng thời gian khác nhau (khe thời gian).
Tín hiệu số.
Số kênh lớn, khả năng truyền dẫn xa. Page 5 Kiến trúc TDM
Kiến trúc TDM Bắc Mỹ 274.1764032(168xDS1)DS4 44.736672(28xDS1)DS3 6.31296(4xDS1)DS2 3.15248(2xDS1)DS1C 1.54424DS1 Tốc độ bits (Mbps) Số kênh thoạiSố hiệu Page 6 Kiến trúc TDM
Kiến trúc TDM Châu Âu 565.1487860(256xE1)E5 139.2641920(64xE1)E4 34.368480(16xE1)E3 8.448120(4xE1)E2 2.04830E1 Tốc độ bits (Mbps) Số kênh thoạiSố hiệu Page 7 Kiến trúc TDM
Kiến trúc SONET/SDH STM-649953.28OC-192STS-192 STS-324976.64OC-96STS-96 OC-48 OC-24 OC-12 OC-3 OC-1 Tín hiệu quang Tín hiệu điện Tốc độ bit (Mbps) Tín hiệu điện STM-162488.32STS-48 STM-81244.16STS-24 STM-4622.08STS-12 STM-1155.52STS-3 ---51.84STS-1 SDH (ITU-T)SONET/SDHSONET (Bắc Mỹ) Page 8 Giao tiếp trung kế số Chuyển mạch số Giao tiếp trung kế số ðến tổng đài khác Từ tổng đài khác Trung kế số (4dây) Hai dâyThoại số hĩa Báo hiệu Thoại số hĩa Báo hiệu Xử lý cuộc gọi Page 9 Sơ đồ khối chức năng DLTU Kết cuối thu Giải mã đường dây ðệm đồng bộ khung Tách báo hiệu (CAS, hoặc CCS) Chuyển đổi nối tiếp/ song song Chuyển mạch bảo vệ TX Tách định thời Tách đồng bộ khung 88 8 ... ðến Chuyển mạch số D D F Kết cuối phát Mã hĩa đường dây Chèn báo hiệu (CAS, hoặc CCS) Chuyển đổi song song/ nối tiếp Chuyển mạch bảo vệ RX 88 8 ... Từ Chuyển mạch số ðồng hồ Tổng đài Thu/phát báo hiệu (CAS hoặc CCS) Từ Tổng đài khác ðến Tổng đài khác ðịnh thời ghi ðịnh thời đọc Page 10 Sơ đồ khối chức năng
Mã hĩa/Giải mã đường dây
Chuyển đổi tín hiệu từ nhị phân sang đường dây và ngược lại.
Hệ thống cáp đồng thường dùng các mã đường dây như HDB3, 4B3T, B8ZS hoặc AMI
Hệ thống sợi quang thường dùng mã 4B5B.
Hệ thống chuyển mạch số dùng tín hiệu PCM
 Chuyển đổi qua lại.
Thực hiện giải mã đường dây yêu cầu đồng hồ bit từ mạch Tách định thời. Page 11 Sơ đồ khối chức năng
AMI:  Các bit 0: khơng truyền tín hiệu.  Các bit 1: truyền xung với cực tính thay đổi
B8ZS: tín hiệu số là tín hiệu AMI nhưng cứ 8 bits 0 liên tục được thay bằng chuỗi xung chứa 2 bit phạm luật .
HDB3: tín hiệu số là tín hiệu AMI nhưng cứ 4 bits 0 liên tục được thay bằng chuỗi xung chứa 1 bit phạm luật.
Trong đĩ: B là bit 1. 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Binary AMI B8ZS HDB3 Page 12 Sơ đồ khối chức năng
ðồng bộ khung
Phát hiện khung phân tích thơng tin trong tín hiệu số từ giải mã đường dây để tìm điểm bắt đầu khung: TS0.
Cần thiết để khơi phục chính xác dữ liệu thoại và dữ liệu số trong các khe thời gian mỗi khung.
Bộ đệm được sử dụng để đồng bộ cho các đường dây khác nhau.
Luồng PCM được ghi vào bộ đệm với tốc độ xác định từ bộ tách định thời và đồng bộ khung.
Nội dung trong bộ đệm được đọc ra đồng bộ bởi đồng hồ tổng đài để đưa đến Chuyển mạch được đồng bộ giữa các đường.
Khơng cần thiết theo hướng phát vì việc định thời và đồng bộ cho tất cả hướng này được thực hiện trực tiếp bởi chính tổng đài. Page 13 Sơ đồ khối chức năng Khung Khung Khung Khung ðệm đồng bộ khung ðệm đồng bộ khung ðệm đồng bộ khung ðệm đồng bộ khung ðịnh thời ghi ðịnh thời ghi ðịnh thời ghi ðịnh thời ghi ðịnh thời Tổng đài Khung Khung Khung Khung ðịnh thời Tổng đài ðịnh thời đọc Page 14 Sơ đồ khối chức năng
Chuyển đổi nối tiếp/song song
Yêu cầu vì Chuyển mạch số hoạt động với 8 bits song song.
Chuyển mạch bảo vệ
Tùy thuộc theo hệ thống cĩ yêu cầu hay khơng, họat động trên hai mặt phẳng song song của Chuyển mạch số.
Chuyển mạch bảo vệ cho hướng thu
Giám sát mã kiểm tra trên các đường dẫn
Xác định và chuyển mạch giữa các đường dẫn
Chuyển đổi Cảnh báo trên hai mặt phẳng chuyển mạch
Chuyển mạch bảo vệ cho hướng phát
Tạo mã kiểm tra
Chia tín hiệu phát thành hai dịng bit độc lập Page 15 Sơ đồ khối chức năng
Tách/ghép báo hiệu
Tùy thuộc hệ thống PCM (32, 24).
Tùy thuộc hệ thống báo iệu (CAS, CCS).
Tách/ghép thơng tin báo hiệu trong khe thời gian thích hợp (TS16) đưa đến bộ thu phát báo hiệu (CAS, CCS) được định tuyến qua Chuyển mạch số.
Kết cuối thu/phát
Chuyển đổi tín hiệu phù hợp với đầu cuối đa dạng của trung kế.
Chuẩn thơng dụng: G703. Page 16 Ví dụ một giao tiếp trung kế số
Nguyên lý hoạt động của bộ thu
Mạch khơi phục dữ liệu và đồng hồ
Nhận tín hiệu số nối tiếp cĩ nhiễu từ đường trung kế.
Khơi phục đồng hồ bit từ tín hiệu nhận được.
ðồng hồ bit là xung vuơng cĩ tần số tương ứng tốc độ bit.
ðồng bộ hoạt động của mạch Phát hiện ðồng bộ và Cảnh báo và bộ Chuyển đổi khe thời gian1.
Tạo tín hiệu số nối tiếp “sạch” từ tín hiệu số nhiễu nhận được ở ngõ ra. Page 17 Ví dụ một giao tiếp trung kế số
Sườn lên của đồng hồ bit được khơi phục được xếp giữa xung của tín hiệu số nhiễu nhận được.
Chú ý: Mạch khơi phục dữ liệu/đồng hồ phát hiện cĩ tín hiệu nhận được từ trung kế hay khơng.
Khi tín hiệu số nối tiếp cĩ biên độ đủ lớn thì tín hiệu mất tín hiệu LOS (loss-of-signal) ở mức 0. 1 1 0 1 0 1 0 0 1 Page 18 Ví dụ một giao tiếp trung kế số
Mạch giải mã đường dây
Tín hiệu trên trung kế được mã hĩa đường dây để tối thiểu hĩa chuyển dịch tín hiệu, thường ở dạng B8ZS (DS1) hoặc HDB3 (E1) hiệu chỉnh từ AMI.
AMI:  Các bit 0: khơng truyền tín hiệu.  Các bit 1: truyền xung với cực tính thay đổi
B8ZS: tín hiệu số là tín hiệu AMI nhưng cứ 8 bits 0 liên tục được thay bằng chuỗi xung chứa 2 bit phạm luật .
HDB3: tín hiệu số là tín hiệu AMI nhưng cứ 4 bits 0 liên tục được thay bằng chuỗi xung chứa 1 bit phạm luật.
Trong đĩ: B là bit 1. Page 19 Ví dụ một giao tiếp trung kế số
Mạch giải mã đường dây:
Nhận tín hiệu sau Khơi phục dữ liệu và đồng hồ
Chuyển đổi thành dạng NRZ
Gởi tín hiệu đến mạch Phát hiện đồng bộ và cảnh báo và Chuyển đổi khe thời gian 1. 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Binary AMI B8ZS HDB3 Page 20 Chuyển đổi khe thời gian (Time Slot Interchanger) 1 Phát hiện đồng bộ khung và cảnh báo Giải mã đường dây (Line Decoder) Khơi phục đồng hồ và dữ liệu ðến Chuyển mạch số TX2 DORX ðến Xử lý cuộc gọi (qua chuyển mạch số) Bit Clock Frame Sync. Recov. MF Sync. Recov. TS Clock LFA Dữ liệu được khơi phục Tốc độ bit được khơi phục AIS RAI LOS Từ tổng đài khác Dây nhậnIRX THU Chuyển đổi khe thời gian (Time Slot Interchanger) 2 Mạch Báo hiệu và ðồng bộ Mã hĩa đường dây (Line Coder) Từ Chuyển mạch số RX2 DOTX Từ Xử lý cuộc gọi (qua chuyển mạch số) TX Bit Clock TX Frame Sync. ðến tổng đài khác Dây phátITX PHÁT TX MF Sync. Bit Clock Frame Sync. AIS: Alarm Indication Signal RAI: Remote Alarm Indicator Page 21 Ví dụ một giao tiếp trung kế số
Mạch Phát hiện khung và cảnh báo
Phát hiện khung phân tích thơng tin trong tín hiệu số từ giải mã đường dây để tìm điểm bắt đầu khung: ðồng bộ khung.
ðồng bộ khung cần thiết để khơi phục chính xác dữ liệu thoại và dữ liệu số trong các khe thời gian mỗi khung.
Ngõ ra Recovered Frame Sync. Cho 1 xung vuơng với thời gian tồn tại xung là thời gian 1 TS khi nhận được đồng bộ khung.
ðồng thời, LFA=0 (Loss-Of-Alignment).
Recovered TS Clock: xung vuơng với chu kỳ 1 TS.
Recovered MF Sync.: xung vuơng bắt đầu đa khung với thời gian 1 khung (125µs). Page 22 Ví dụ một giao tiếp trung kế số
Phát hiện cảnh báo:
Phân tích thơng tin từ Giải mã đường dây để xác định tín hiệu cảnh báo từ xa.
Khi phát hiện được, AIS hoặc RAI =‘1’. Page 23 Ví dụ một giao tiếp trung kế số
Chuyển đổi khe thời gian 1 (TSI1)
Chuyển tín hiệu số hĩa trong khe thời gian từ tín hiệu nhận được bởi Khơi phục dữ liệu sang khe thời gian thích hợp đưa đến Chuyển mạch số.
Mục đích:
Chuyển đổi khe thời gian trước khi đưa vào chuyển mạch phân chia khơng gian.
Giảm khả năng nghẽn vì khơng tìm thấy đường dẫn.
Tách các thơng tin báo hiệu từ khe thời gian TS16 hoặc TS24 đưa đến Xử lý cuộc gọi qua DORX. Page 24 Ví dụ một giao tiếp trung kế số Page 25 Ví dụ một giao tiếp trung kế số
Chuyển đổi khe thời gian 2 (TSI2)
Chuyển tín hiệu số hĩa trong khe thời gian từ Chuyển mạch số qua RX2 sang khe thời gian thích hợp trên trung kế.
Mạch ðồng bộ và Báo hiệu
Chèn thơng tin đồng bộ và báo hiệu vào dịng tín hiệu từ TSI2.
Mã hĩa đường dây
Chuyển đổi tín hiệu nhị phân sang tín hiệu đường dây như HDB3 hoặc B8ZS.