Nghiên cứu khối giao tiếp đường dây thuê bao tương tự trong tổng đài NEAX 61E

Môc Lôc

Trang

Lêi nãi ®Çu 3

PhÇn I : Tæng quan vÒ tæng ®µi ®iÖn tö sè SPC 4

Ch¬ng I : Kü thuËt PCM 4

1.1. §Æc ®iÓm kü thuËt PCM 4

1.2. LÊy mÉu 5

1.3. Lîng tö ho¸ 8

1.4. M· ho¸ 8

1.5. GhÐp kªnh ph©n chia theo thêi gian 9

1.5.1. GhÐp kªnh s¬ cÊp 9

1.5.2. GhÐp kªnh cÊp cao 13

Ch¬ng II : Tæng ®µi ®iÖn tö sè SPC 15

2.1. §Æc ®iÓm cña tæng ®µi ®iÖn tö sè SPC 15

2.2. Nguyªn lý cÊu t¹o cña tæng ®µi ®iÖn tö sè SPC 16

2.3. NhiÖm vô cña c¸c khèi chøc n¨ng 16

PhÇn II : Tæng ®µi NEAX 61E 36

Ch¬ng I : Kh¸i qu¸t vÒ tæng ®µi NEAX 61E 35

1.1. §Æc ®iÓm 35

1.2. Dung lîng cña tæng ®µi

1.3. C¸c tÝnh n¨ng thuª bao

35

36

1.4. §Æc tÝnh cña phÇn cøng vµ phÇn mÒm 37

Ch¬ng II : CÊu tróc phÇn cøng

2.1. Tæng qu¸t

43

43

2.2. Ph©n hÖ øng dông 45

2.3. Ph©n hÖ chuyÓn m¹ch 63

2.4. Ph©n hÖ xö lý 68

2.5. Ph©n hÖ vËn hµnh vµ b¶o dìng 71

PhÇn III : Nghiªn cøu khèi giao tiÕp ®êng d©y thuª bao t¬ng tù

trong tæng ®µi NEAX 61E

74

Ch¬ng I : tæng quan vÒ khèi giao tiÕp thuª bao 74

1.1. VÞ trÝ 74

1.2. Chøc n¨ng

1.3. Ho¹t ®éng cña LM

1.4. B¶o dìng

74

75

78

Ch¬ng II : §êng d©y thuª bao 81

2.1. Chøc n¨ng cña ®êng d©y thuª bao 81

1

2.2. CÊu h×nh phÇn cøng 83

2.3. Ho¹t ®éng cña ®êng d©y thuª bao 84

2.4. HÖ thèng b¸o hiÖu ®êng d©y thuª bao Analog 96

Lêi nãi ®Çu

N¨m 2002 Bé bu chÝnh viÔn th«ng ViÖt n¨m ®îc thµnh lËp mµ tiÒn th©n lµ

Tæng c«ng ty bu chÝnh – ViÔn th«ng , ®iÒu ®ã chøng tá th«ng tin ViÔn th«ng ®· ®îc

ChÝnh phñ coi lµ mét trong nh÷ng vÊn ®Ò quan t©m hµng ®Çu ®Ó thóc ®Èy sù ph¸t

triÓn cña ®Êt níc . HiÖn ®¹i ho¸ m¹ng líi Bu chÝnh ViÔn th«ng , song song víi viÖc

l¾p ®Æt c¸c tuyÕn truyÒn dÉn : Vi ba sè, truyÒn dÉn c¸p quang … C¸c hÖ thèng tæng

®µi ®iÖn tö sè SPC ®· ®îc ®a vµo sö dông ®¸p øng nhu cÇu sö dông ngµy cµng cao

cña con ngêi .

§å ¸n tèt nghiÖp cña em cung cÊp nh÷ng c¬ së khoa häc vµ th«ng tin t liÖu

mang tÝnh nÒn t¶ng , hÖ thèng nhng t¬ng ®èi hoµn thiÖn vµ dÔ hiÓu vÒ Tæng ®µi ®iÖn

2

tö sè (SPC) nãi chung vµ hÖ thèng tæng ®µi NEAX 61E nãi riªng .CÊu tróc vµ néi

dung cña ®å ¸n ®îc tr×nh bÇy trªn quan ®iÓm logic tõ tæng quan ®Õn chi tiÕt tõ ý tëng

khoa häc c«ng nghÖ ®Õn gi¶i ph¸p kü thuËt cô thÓ , nhê ®ã viÖc tiÕp cËn võa dÔ ,

nhanh vµ toµn diÖn h¬n cô thÓ lµ :

PhÇn I : Tæng quan vÒ tæng ®µi ®iÖn tö sè SPC .

PhÇn II : Tæng ®µi NEAX 61E .

PhÇn III: Nghiªn cøu khèi giao tiÕp ®êng d©y thuª bao .

PhÇn I: Tæng quan vÒ tæng ®µi ®iÖn tö sè SPC

Ch¬ng I: Kü thuËt PCM

1.1. §Æc ®iÓm cña kü thuËt PCM .

Trªn quan ®iÓm kü thuËt ngêi ta ph©n biÖt hai lo¹i tÝn hiÖu : TÝn hiÖu t¬ng tù

vµ tÝn hiÖu sè .

TÝn hiÖu t¬ng tù (Analog): lµ ®¹i lîng vËt lý biÕn thiªn liªn tôc theo thêi gian

vµ mang tin .

TÝn hiÖu sè (Digital): lµ mét hµm rêi r¹c theo thêi gian, ®¹i lîng vËt lý mang

tin chØ nhËn hai gi¸ trÞ ®îc m· ho¸ lµ 0 vµ 1.

3

i(t) s(t)

0

0 t

t

(a) tÝn hiÖu Analog (b) tÝn hiÖu Digital

01

H×nh 1 : TÝn hiÖu .

TÝn hiÖu Analog rÊt ®a d¹ng , trong qu¸ tr×nh xö lý ®Ó hîp nhÊt m¹ng viÔn

th«ng trong mét m«i trêng thèng nhÊt phøc t¹p , ®¾t tiÒn mµ kh«ng thÓ t¸ch hoµn

toµn can nhiÔu . Trong khi ®ã tÝn hiÖu sè chØ xö lý tÝn hiÖu nhÞ ph©n 0 vµ 1 cã thÓ lµm

®¬n gi¶n ho¸ viÖc hîp nhÊt c¸c dÞch vô viÔn th«ng kh¸c nhau vµo mét m¹ng ®ång

nhÊt . Ngµy nay ph¬ng ph¸p phæ biÕn nhÊt dïng ®Ó sè ho¸ tÝn hiÖu tho¹i (hay biÕn

®æi tÝn hiÖu t¬ng tù thµnh d¹ng sè) lµ kü thuËt PCM (Pulse Code Modulation) .

PhÇn ph¸t T¸i t¹o vµ truyÒn PhÇn thu

TÝn hiÖu PCM ®îc t¹o ra b»ng c¸ch thùc hiÖn ba qu¸ tr×nh lµ: LÊy mÉu , lîng

tö ho¸ vµ m· ho¸ .

1.2. LÊy mÉu

LÊy mÉu lµ qu¸ tr×nh rót c¸c phÇn tö th«ng tin mét c¸ch tuÇn tù tõ c¸c tÝn hiÖu

t¬ng tù theo ®Þnh lý lÊy mÉu cña Kachennhic«p : “ Mét tÝn hiÖu x(t) liªn tôc theo thêi

gian cã phæ h÷u h¹n hoµn toµn ®îc x¸c ®Þnh b»ng mét dßng c¸c gi¸ trÞ tøc thêi lÊy

c¸ch nhau mét kho¶ng”

T = TLM ≤ 2 max

1

f

TLM : Chu kú lÊy mÉu

fmax : Thµnh phÇn tÇn sè bËc cao nhÊt cña tÝn hiÖu

VÝ dô : TÝn hiÖu tho¹i cã b¨ng tÇn (0,3 ÷ 3,4) Khz

Fmax = 3,4 Khz

FLM ≥ 2 f max = 2 *3,4 = 6,8 chän fLM =8 Khz

4

LÊy mÉu M· ho¸ T¸i t¹o vµ trÔ Gi¶i m· Läc

§Çu vµo

T­¬ng tù

§Çu ra

T­¬ng tù

H×nh 2 : CÊu h×nh c¬ b¶n PCM .

TLM = 125 µs

V = 8 bÝt / mÉu * 8000 mÉu = 64 kb/s

(a). TÝn hiÖu t¬ng tù (b). Xung lÊy mÉu

(c). Chøc n¨ng lÊy mÉu (d). TÝn hiÖu PAM

®· lÊy mÉu

Môc ®Ých cña c«ng viÖc lÊy mÉu lµ thay v× truyÒn toµn bé tÝn hiÖu x(t) liªn tôc

ta chØ truyÒn ®i mét sè c¸c gi¸ trÞ tøc thêi cña nã .

Cã hai kiÓu lÊy mÉu tuú theo ®Ønh ®é réng xung : LÊy mÉu tù nhiªn vµ lÊy

mÉu ®Ønh b»ng ph¼ng .

LÊy mÉu tù nhiªn ®îc tiÕn hµnh mét c¸ch lý tëng lµ phæ tÇn sè sau khi lÊy mÉu

trïng víi phæ cña tÝn hiÖu ban ®Çu . Tuy nhiªn ®iÒu nµy kh«ng thÓ cã ®îc . Khi tiÕn

hµnh lÊy mÉu ®Ønh b»ng ph»ng th× tÝn hiÖu øng biªn ®é lÊy mÉu lµm xuÊt hiÖn mÐo .

5

m(t)

)

i(t)

t

ThiÕt bÞ

nh©n

s(t)

m(t)

)

s(t) *m(t)

t

(a) (b) (c)

0

0

t

s(t)

0

(d)

H×nh 3: Qu¸ tr×nh lÊy mÉu . X(ejw)

-2 - 0

• • • • ω

(c) : FLM

≥ 2Fmax

- π

(a) : Phæ cña tÝn hiÖu t­¬ng tù

- π ω

ω

0

0

(b) : F

LM

= 2F

max

X(ejw)

2

X(ejw)

H×nh 4: Phæ tríc vµ sau qu¸ tr×nh lÊy mÉu .

Khi FLM ≥ 2Fmax dÔ dµng t¸ch ra ®Ó lÊy l¹i phæ cña tÝn hiÖu ban ®Çu ë phÝa thu.

NÕu FLM < Fmax sÏ g©y ra hiÖn tîng chång phæ nªn kh«ng thÓ t¸ch ra ®Ó lÊy ®Ó

lÊy ra ®îc phæ gèc ban ®Çu do ®ã kh«ng thu ®îc tÝn hiÖu t¬ng tù ban ®Çu tríc khi lÊy

mÉu .

H×nh 5 : HiÖn tîng chång phæ .

Ngoµi ra , nÕu c¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo vît qu¸ ®é réng d¶i tÇn xuÊt hiÖn sù nÐn

qu¸ nÕp gÊp . V× vËy ph¶i läc b¨ng réng c¸c tÝn hiÖu Çu vµo tríc khi lÊy mÉu .

1.3. Lîng tö ho¸

Lîng tö ho¸ thùc chÊt lµ viÖc g¸n xÊp xØ mÉu PAM cho c¸c møc lîng tö víi

quy íc tÊt c¶ c¸c mÉu trong ph¹m vi gi÷a hai møc lîng tö sÏ cã cïng gi¸ trÞ .

6

X(ejw)

- 0 ω

(d) : FLM

< Fmax

H×nh 6 : Lîng tö ho¸ tÝn hiÖu .

Qu¸ tr×nh lîng tö ho¸ ®· lµm trßn g©y ra t¹p ©m lîng tö lµm sai sè cho c¸c

møc tÝn hiÖu

T¹p ©m lîng tö NQ = Q – S tån t¹i gi÷a d¹ng sãng ban ®Çu (S) vµ d¹ng sãng

®· lîng tö (Q)

T¹p ©m t¹o ra khi biªn ®é cña c¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo vît qu¸ dÉy lîng tö gäi lµ

t¹p ©m qu¸ t¶i hay t¹p ©m b·o hoµ . S / NQ ®îc sö dông nh mét ®¬n vÞ ®Ó ®¸nh gi¸

nh÷ng u vµ nhîc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p PCM .

H×nh 7: T¹p ©m lîng tö theo biªn ®é .

Khi bíc lîng tö lµ mét h»ng sè , S/ NQ thay ®æi theo møc tÝn hiÖu . ChÊt lîng

gäi trë nªn xÊu h¬n khi møc tÝn hiÖu thÊp v× thÕ ®èi víi c¸c møc tÝn hiÖu thÊp, bíc l￾îng tö ®îc gi¶m vµ ®èi víi c¸c tÝn hiÖu møc cao nã ®îc t¨ng ®Ó Ýt nhiÒu c©n b»ng S /

NQ ®Çu vµo . Nh÷ng vÊn ®Ò trªn ®îc tiÕn hµnh b»ng c¸ch nÐn biªn ®é . Mét c¸ch lý

7

δ

2

δ

2

δ

1 2 1 2

Ng­ìng trªn

Ng­ìng d­íi

D¹ng sãng ban ®Çu

D¹ng sãng ®· lîng tö

Bíc

lîng

tö

T¹p ©m lîng tö NQ= Q-S

tëng ®èi víi c¸c tÝn hiÖu møc thÊp , ®êng cong nÐn gi·n lµ tuyÕn tÝnh. §èi víi c¸c tÝn

hiÖu møc cao chóng ®îc ®Æc trng bëi ®êng cong ®¹i sè.

HiÖn nay cã hai luËt nÐn gi·n lµ luËt µ (µ = 225) víi ph¬ng ph¸p 15 ®o¹n vµ

luËt A (A = 87,6) lµ ph¬ng ph¸p 13 ®o¹n . Sö dông c«ng nghÖ nÐn kÕt hîp víi ph¬ng

ph¸p m· ho¸ , nh÷ng ®Æc tÝnh t¹p ©m ®îc gi¶m tíi møc tèi ®a .

1.4. M· ho¸

M· ho¸ lµ qu¸ tr×nh biÕn ®æi c¸c mÉu tÝn hiÖu nhËn ®îc bëi lîng tö ho¸ thµnh

c¸c m· nhÞ ph©n

§Ó biÓu diÔn 256 møc , mét tæ hîp 8 bÝt hay cßn gäi tÝn hiÖu PCM ®îc m· ho¸

nh sau :

BÝt ph©n cùc = { 0,1 }

BÝt ph©n ®o¹n = { 000, 001……. 111}

BÝt ph©n bíc = { 0000 , 0001 ,…..1111}

1.5. GhÐp kªnh ph©n chia theo thêi gian .

GhÐp kªnh lµ qu¸ tr×nh biÕn ®æi mét sè tÝn hiÖu sè thµnh tÝn hiÖu sè tèc ®é cao

1.5.1 GhÐp kªnh s¬ cÊp

A. S¬ ®å khèi

8

H×nh 8: Bé ghÐp PCM- N (N = 24 hoÆc 30) .

LÊy

mÉu LËp m· ®­êng M·

ho¸ GhÐp kªnh

Chän

xung

kªnh

Gi¶i

m·

Chän

xung

kªnh

Bé t¹o

xung ph¸t

X§B vµ b¸o hiÖu

Bé t¹o

xung thu

T¸ch

kªnh Gi¶i m· ®­êng

LÊy

mÉu T¸ch

X§B

S§

S§

1

.

.

.

.

n

§Çu vµo

§Çu ra

S¬ ®å ghÐp N kªnh tho¹i , kªnh ®ång bé vµ kªnh b¸o hiÖu thµnh luång bit. §«i

d©y ©m tÇn ®îc nèi vµo m¸y ®Çu cuèi thuª bao nh m¸y ®iÖn tho¹i thiÕt bÞ truyÒn sè

liÖu ….

Bé sai ®éng S§ t¸ch tÝn hiÖu tho¹i thu vµ ph¸t riªng biÖt . T¹i nh¸nh ph¸t cã

bé läc th«ng thÊp ®Ó h¹n chÕ b¨ng tÇn tiÕng nãi tõ (300 ÷ 3400) Hz , m¹ch lÊy mÉu

lµ mét chuyÓn m¹ch ®iÖn tö ®ãng më theo chu kú 125µs , bé m· ho¸ biÕn ®æi mçi

xung lÊy mÉu thµnh 8 bÝt vµ khèi ghÐp kªnh ghÐp tÝn hiÖu tho¹i , tÝn hiÖu ®ång bé vµ

b¸o hiÖu thµnh mét khungcã thêi h¹n 125µs . §Çu ra c¸c m¹ch lÊy mÉu ®Êu song

song víi nhau , v× vËy xung lÊy mÉu cña c¸c kªnh ®îc ghÐp theo thêi gian vµ lÇn lît

®a ®Õn bé m· ho¸ . Trong bé ghÐp PCM –24 dïng bé m· ho¸ - nÐn sè µ = 255 vµ

®Æc tÝnh biªn ®é cã 15 ®o¹n . Trong bé ghÐp PCM- 30 dïng bé m· ho¸ nÐn sè A =

87,6 vµ ®Æc tÝnh biªn ®é cã 13 ®o¹n. D·y xung 2048kb/s ®Çu ra bé t¹o xung ph¸t cña

PCM –30 vµ 1544Kb/s cña PCM- 24 qua bé chia ®Ó t¹o ra xung ®iÒu khiÓn c¸c

m¹ch lÊy mÉu 8Kbps , ®iÒu khiÓn c¸c bé m· ho¸ …. B¸o hiÖu tõ c¸c thuª bao ®îc ®a

tíi c¸c khèi xö lý b¸o hiÖu . T¹i ®©y b¸o hiÖu ®îc chuyÓn ®æi thµnh c¸c bit ®Ó ghÐp

vµo khung . D·y bit hai møc ®Çu ra khèi ghÐp kªnh qua khèi lËp m· ®êng chuyÓn

thµnh d·y bit ba møc vµ ®i ra ngoµi .

T¹i nh¸nh thu , d·y bit ba møc tõ ngoµi ®i vµo khèi gi¶i m· ®êng ®Ó chuyÓn

d·y bit hai møc . Khèi t¸ch kªnh t¸ch luång bit ®Çu vµo thµnh n kªnh tho¹i , kªnh

®ång bé vµ kªnh b¸o hiÖu . Khèi b¸o hiÖu chuyÓn c¸c bit b¸o hiÖu thµnh tÝn hiÖu b¸o

hiÖu ban ®Çu . Xung ®ång bé ®a tíi bé chia xung vµ t¹o ra c¸c khe thêi gian ®éng bé

víi phÝa ph¸t . C¸c tõ m· 8 bit cña n kªnh tho¹i ®a tíi bé gi¶i m· ®Ó chuyÓn thµnh

c¸c xung lîng tö , qua bé chän kªnh vµ bé läc th«ng thÊp t¸ch ra tÝn hiÖu tho¹i

Analog qua bé sai ®éng ®i vµo m¸y ®iÖn tho¹i .

B. CÊu tróc khung vµ ®a khung cña bé ghÐp PCM- 24

Khung cã thêi h¹n lµ 125µs , gåm mét bit “F"®øng ®Çu vµ 24 khe thêi gian ®-

îc ®¸nh sè thø tù tõ TS1 ®Õn TS24 , mçi khe thêi gian ghÐp 8 bit . Nh vËy trong mçi

khung cã 1+8 *24 = 193 bit .

9