Bài giảng Telephony - Chapter 6: Digital trunk - Nguyễn Duy Nhật Viễn

Telephony
Nguyễn Duy Nhật Viễn
Chapter 6
Digital Trunk
Page 3
Khái niệm

 Trung kế là các tuyến truyền dẫn giữa các tổng đài
PSTN.

 Từ năm 1960, các trung kế tương tự đã được sử
dụng để nối giữa các tổng đài. Các trung kế này
dựa trên cơ sở mạch vịng thuê bao.

 Trung kế tương tự bao gồm hai dây tip (T) và ring 
(R) mang tín hiệu thoại cân bằng hai hướng.

 Nhu cầu gọi tăng, yêu cầu tăng các tuyến và
khoảng cách các trung kế.

 Giải pháp: Ghép kênh. 
Page 4
Khái niệm

 FDM:

 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.