Bài giảng Kỹ thuật chuyển mạch - Phần 4: Kỹ thuật báo hiệu

CHƯƠNG 3KỸ THUẬT BÁO HIỆU12Nối tới vùng khác Nút mạngNút mạngNút mạngNút mạng I.1 KHÁI NIỆMBáo hiệu là quá trình trao đổi các thông tin điều khiển liên quan đến việc thiết lập, duy trì, giải toả và quản lý tuyến thông tin giữa các nút mạng và giữa nút mạng và thiết bị đầu cuốii. TổNG QUAN2i.2.1 Chức năng giám sát Chức năng giám sát được sử dụng để nhận biết và phản ảnh sự thay đổi về trạng thái hoặc về điều kiện của một số phần tử như đường dây thuê bao, trung kế ...I.2 Các chức năng báo hiệu 3i.2.2 Chức năng tìm chọn Chức năng này liên quan đến việc thiết lập cuộc gọi và được nhận biết bằng việc thuê bao chủ gọi gởi thông tin địa chỉ của thuê bao bị gọi. 4i.2.3 Chức năng vận hành Nhận biết và chuyển thông tin về trạng thái tắc nghẽn trong mạng. Thông báo về các thiết bị, các trung kế không bình thường hoặc đang ở tình trạng bảo dưỡng. Cung cấp các thông tin tính cước. Cung cấp các phương tiện để đánh giá, đồng chỉnh, cảnh báo từ tổng đài khác.5i.3 đặc điểm các hệ thống báo hiệu Mụ̣t hợ̀ thụ́ng báo hiợ̀u có đặc điờ̉m chung như sau :- Có tính quụ́c tờ́.- Phù hợp với các thiờ́t bị mà nó phục vụ.- Khả năng phụ́i hợp với các hợ̀ thụ́ng báo hiợ̀u khác.6i.4 hệ thống thông tin báo hiệu Hợ̀ thụ́ng thụng tin báo hiợ̀u cũng là mụ̣t hợ̀ thụ́ng thụng tin điợ̀n, nó cũng gụ̀m :- Tṍt cả các tín hiợ̀u cõ̀n thiờ́t cho viợ̀c thiờ́t lọ̃p cuụ̣c gọi và cung cṍp các dịch vụ khác.- Cụng viợ̀c truyờ̀n dõ̃n đờ̉ chuyờ̉n tín hiợ̀u từ nguụ̀n tới đích.7i.5 kỹ thuật báo hiệu 8ii. Nội dung của báo hiệuii.1 các báo hiệu có trong một cuộc gọiTa sẽ phân tích các báo hiệu có trong một cuộc gọi thành công thông qua ví dụ sau:Thuê bao X thuộc tổng đài A thiết lập cuộc gọi thành công đến thuê bao Y thuộc tổng đài B. Lúc đó, giữa thuê bao và tổng đài và giữa các tổng đài sẽ có các thông tin báo hiệu sau:9Nhấc máyÂm mời quay sốQuay mã t.kếTín hiệu chiếmTín hiệu cho phép chiếmTín hiệu chuôngTín hiệu hồi chuôngTrả lời (nhấc máy)Đàm thoạiYêu cầu ngắtTín hiệu kết thúcĐặt máyT/h xoá hướng điT/h xoá hướng vềNgắt chuôngNgắt hồi âm chuôngEX AEX BĐường trung kếĐường thuê baoĐường thuê baoT/hiệu báo hiệu giữa 2 tổng đàiT/hiệu báo hiệu đường thuê baoT/hiệu báo hiệu đường thuê baoTB XTB YThông tin địa chỉĐịa chỉ tb Y10ii.2 Phân loại báo hiệuCó thể phân loại báo hiệu theo các phương pháp sau: ii.2.1 Phân theo chức năng II.2.1.1 Báo hiệu nghe - nhìn (thông báo). II.2.1.2 Báo hiệu trạng thái (giám sát). II.2.1.3 Báo hiệu địa chỉ (chọn số). II.2.2. Phân theo tổng quan II.2.2.1 Báo hiệu giữa tổng đài với thuê bao. II.2.2.2 Báo hiệu giữa tổng đài với tổng đài (báo hiệu liên đài)11Ii.2.1.1 Báo hiệu nghe - nhìn Là loại báo hiệu nghe thấy được đối với thuê bao trong tiến trình cuộc gọi. Các thông tin như sau:ii.2.1 Phân theo chức năng 12Âm mời quay số Khi thuê bao nhấc tổ hợp, tổng đài phát cho thuê bao âm mời quay số với tần số 425Hz liên tục.Ii.2.1.1 Báo hiệu nghe - nhìn (tt)13Âm báo bận Khi thuê bao bị gọi bận. Khi thuê bao chủ gọi sau một khoảng thời gian đã nhận được âm mời quay số mà vẫn chưa quay số. Khi kết thúc cuộc gọi thuê bao bị gọi đặt máy trước thuê bao chủ gọi.Ii.2.1.1 Báo hiệu nghe - nhìn (tt)Lúc đó, tổng đài phát âm báo bận cho thuê bao chủ gọi với tần số 425Hz ngắt quãng nhanh.14Dòng chuông Dòng chuông được phát cho thuê bao bị gọi khi thuê bao này rỗi với tín hiệu xoay chiều điện áp 75VAC và tần số 25Hz.Ii.2.1.1 Báo hiệu nghe - nhìn (tt)15Hồi âm chuông Ii.2.1.1 Báo hiệu nghe - nhìn (tt) Hồi âm chuông được phát cho thuê bao chủ gọi từ tổng đài đang cấp chuông cho thuê bao bị gọi. Tín hiệu hồi âm chuông có tần số 425Hz ngắt quãng chậm.16Các bản tin thông báo Trong tổng đài có các bản tin đặc biệt được ghi sẵn về các lý do cuộc gọi không thành công như tình trạng ứ tuyến, nghẽn tuyến, hỏng hóc Lúc đó tổng đài phát cho thuê bao chủ gọi các bản tin tương ứng.Ii.2.1.1 Báo hiệu nghe - nhìn (tt)17II.2.1.2 Báo hiệu trạng thái (giám sát) Xác định trạng thái đường dây của thuê bao và cuộc gọi. Gồm có các trạng thái sau:18Trạng thái nhấc tổ hợp Xuất hiện khi thuê bao nhấc tổ hợp hoặc tín hiệu chiếm dùng từ một đường trung kế gọi vào.II.2.1.2 Báo hiệu trạng thái (tt)19Trạng thái đặt tổ hợp Xuất hiện khi thuê bao đặt tổ hợp hoặc tín hiệu yêu cầu giải tỏa từ đường trung kế đưa tới.II.2.1.2 Báo hiệu trạng thái (tt)20Trạng thái rỗi - bận Dựa vào tình trạng tổ hợp của thuê bao bị gọi hoặc đường trung kế là rỗi hay bận hoặc ứ tuyến để tổng đài phát thông tin về trạng thái của thuê bao bị gọi hoặc đường truyền cho thuê bao chủ gọi.II.2.1.2 Báo hiệu trạng thái (tt)21Tình trạng hỏng hóc Bằng các phép thử, tổng đài xác định trình trạng của đường dây để có thể thông báo cho thuê bao hoặc cho bộ phận điều hành và bảo dưỡng.II.2.1.2 Báo hiệu trạng thái (tt)22tín hiệu trả lời về (đảo cực) Khi đổ chuông, ngay sau khi thuê bao bị gọi nhấc máy, một tín hiệu ở dạng đảo cực được truyền theo đường dây tới thuê bao chủ gọi.II.2.1.2 Báo hiệu trạng thái (tt)23tín hiệu chiếm dụng và xác nhận chiếm dụng Khi thuê bao chủ gọi quay mã trung kế để chiếm trung kế, một tín hiệu chiếm dụng sẽ được gởi đi từ tổng đài của thuê bao chủ gọi đến tổng đài của thuê bao bị gọi. Nếu đường trung kế rỗi, tín hiệu xác nhận chiếm dụng sẽ được gởi ngược lại.II.2.1.2 Báo hiệu trạng thái (tt)24tín hiệu giải phóng hướng đi và giải phóng hướng về Khi thuê bao chủ gọi và thuê bao bị gọi đặt máy, tín hiệu giải phóng hướng đi sẽ được gởi từ tổng đài thuê bao chủ gọi đến tổng đài thuê bao bị gọi và tín hiệu giải phóng hướng về sẽ được gởi theo hướng ngược lại.II.2.1.2 Báo hiệu trạng thái (tt)25II.2.1.3 Báo hiệu địa chỉ Các chữ số địa chỉ có thể được phát dưới dạng thập phân (chế độ pulse) hay ở dạng mã đa tần kép (chế độ tone).26910Bộ cấp dòng- 48V DCTổng đài điện thoại Máy điện thoại Mạch vòng thuê baoa) Tín hiệu xung thập phânII.2.1.3 Báo hiệu địa chỉ (tt)27a) Tín hiệu xung thập phân (tt)280 mA40 mADòng (mA) Dòng điện trong mạch vòng 66,6 ms33,3 msMột chu kỳThời gian (ms)a) Tín hiệu xung thập phân (tt)29 Có một khoảng thời gian giữa các số liên tiếp khoảng 100ms để tổng đài phân biệt các chữ số với nhau. Chú ý : Phương pháp phát các chữ số thập phân này không thể phát khi đang hội thoại. Các chữ số địa chỉ được phát dưới dạng chuỗi của sự gián đoạn mạch vòng một chiều (DC) nhờ đĩa quay số hoặc hệ thống phím thập phân.a) Tín hiệu xung thập phân (tt)30 Ví dụ : Khi quay số 42 thì tín hiệu xung sẽ có dạng như saua) Tín hiệu xung thập phân (tt)31b) Tín hiệu mã đa tần kép (DTMF)32 Phương pháp này sử dụng 2 trong 8 tần số âm tần để chuyển các chữ số địa chỉ. Phương pháp này có ưu điểm là : Thời gian quay số nhanh hơn. Có thể quay số trong khi đàm thoại (sử dụng cho điện thoại hội nghị).b) Tín hiệu mã đa tần kép (tt)33Báo hiệuBáo hiệu liên đàiBáo hiệu tổng đài – thuê baoCasccsii.2.2 Phân loại theo tổng quan34a) Tín hiệu đường dây thuê bao chủ gọi Tín hiệu yêu cầu gọi. Tín hiệu yêu cầu giải tỏa tuyến gọi. Tín hiệu địa chỉ.Gồm có các tín hiệu sau: Tín hiệu báo bận. Tín hiệu hồi âm chuông.ii.2.2.1 Báo hiệu đường dây thuê bao35b) Tín hiệu đường dây thuê bao bị gọi Tín hiệu chuông. Tín hiệu trả lời. Tín hiệu phục hồi.Gồm có các tín hiệu sau:36ii.2.2.2 Báo hiệu liên đàia) Phương pháp truyền báo hiệu : Báo hiệu kênh chung (CCS). Báo hiệu kênh kết hợp (CAS).37ii.2.2.2 Báo hiệu liên đài (tt)b) Dạng của tín hiợ̀u : Dạng xung : Tín hiợ̀u được truyờ̀n đi dưới dạng xung, ví dụ như tín hiợ̀u địa chỉ. Dạng liờn tục : Truyờ̀n liờn tục vờ̀ mặt thời gian nhưng thay đụ̉i vờ̀ trạng thái đặc trưng như tõ̀n sụ́ Dạng áp chờ́ : Tương tự như truyờ̀n xung nhưng khoảng truyờ̀n dõ̃n khụng ṍn định trước mà kéo dài cho đờ́n khi có sự xác nhọ̃n của phía thu qua mụ̣t thiờ́t bị xác nhọ̃n truyờ̀n vờ̀.38Chiếm dùngXác nhậnCỏc con số địa chỉ Trả lời Đàm thoạiGiải toả hướng điGiải toả hướng vềTổng đàiTổng đàiTelephoneBáo hiệu liên đàic) Quá trình báo hiệu liên đài39iII. Các Phương pháp truyền dẫn báo hiệu liên đàiCó nhiều cách phân loại phương pháp truyền dẫn báo hiệu, nhưng ở đây ta phân thành hai loại sau: Báo hiệu kênh kết hợp (CAS: Chanel Associated Signalling). Báo hiệu kênh chung (CCS : Common Chanel Signalling).40iii.1 Báo hiệu kênh kết hợp (cas) Báo hiệu kênh kết hợp là loại báo hiệu mà trong đó các đường báo hiệu đã được ấn định trên mỗi kênh thông tin và các tín hiệu báo hiệu này có thể được truyền theo nhiều cách khác nhau.iii.1.1 KháI niệm41Tín hiệu mang thông tin & Tín hiệu báo hiệuEX-1EX-242Có hai loại thụng tin báo hiợ̀u trong báo hiợ̀u kờnh kờ́t hợp là : - Báo hiợ̀u đường dõy. - Báo hiợ̀u thanh ghi (địa chỉ).iii.1.2 phân loại43Báo hiợ̀u đường dõy là phương pháp báo hiợ̀u được truyờ̀n dõ̃n giữa các thiờ́t bị kờ́t cuụ́i và thường xuyờn kiờ̉m tra đường truyờ̀n hoặc tṍt cả các mạch kờ́t cuụ́i, ví dụ các trạng thái bọ̃n, rụ̃iiii.1.2.1 báo hiệu đường dây44Báo hiợ̀u thanh ghi là sự truyờ̀n tṍt cả các thụng tin có liờn quan đờ́n tuyờ́n nụ́i cuụ̣c gọi bao gụ̀m các con sụ́ thuờ bao bị gọi, những đặc tính của thuờ bao đó.iii.1.2.2 báo hiệu thanh ghi45iii.1.3 Các Phương pháp truyền báo hiệu kênh kết hợp (cas)Có hai phương pháp truyền thông tin báo hiệu trong báo hiệu kênh kết hợp Phương pháp truyền Đường tiếp đường (link-by-link) Phương pháp truyền Điểm nối điểm (end-to-end)46iii.1.3.1 Phương pháp truyền Điểm nối điểmTheo phương pháp báo hiệu này, thông tin luôn được truyền đi giữa các đầu cuối của tuyến nối theo tiến triển của nó.47Khi thiết lập tuyến nối qua 3 tổng đài A-B-C, thông tin báo hiệu đầu tiên được truyền từ A tới B và sau khi quảng nối B-C được thiết lập thì báo hiệu lại được truyền từ A tới C.ABCiii.1.3.1 pp truyền Điểm nối điểm (tt)48Ví dụ: Giả sử một thuê bao điện thoại ở t/p Hội An - tỉnh Quảng Nam muốn gọi cho một thuê bao ở quận Liên Chiểu - thành phố Đà Nẵng với số điện thoại cần gọi là 0511.3876543Ta sẽ xét truyền tín hiệu báo hiệu địa chỉ theo phương pháp truyền báo hiệu điểm nối điểm.iii.1.3.1 pp truyền Điểm nối điểm (tt)490511.387654338765430511Hội anQ.namĐnLiên chiểuABiii.1.3.1 pp truyền Điểm nối điểm (tt)50Đầu tiên thông tin báo hiệu được truyền đi từ A đến B và sau khi quảng nối từ B đến C được thiết lập thì thông tin báo hiệu tiếp tục truyền đi từ B đến C.ABCiii.1.3.2 pp truyền Đường tiếp đường510511.38765430511.38765433876543543Hội anQ.namĐnLiên chiểuABiii.1.3.2 pp truyền Đường tiếp đường (tt)52 Kỹ thuật truyền báo hiệu kênh kết hợp gồm các tín hiệu báo hiệu : Báo hiệu AC Báo hiệu DC Báo hiệu PCMiii.1.4 Các kỹ thuật truyền tín hiệu báo hiệu trong CAS53 Tín hiệu báo hiệu này được truyền ở dạng xung nhờ thay đổi cực tính hoặc trở kháng của dây dẫn.iii.1.4.1 báo hiệu DC Thông thường, hệ thống làm việc với 3 trạng thái hướng tới và với 2 trạng thái ở hướng về.54Các trạng thái được sử dụng ở hướng tới là: Trở kháng đường dây cao. Trở kháng đường dây thấp. Cực tính bình thường.iii.1.4.1 báo hiệu DC (tt)55Các trạng thái được sử dụng ở hướng về là : Cực tính đảo. Cực tính bình thường.iii.1.4.1 báo hiệu DC (tt)56 Để có thể truyền tín hiệu báo hiệu đi với hai tổng đài ở cách xa nhau, người ta dùng tín hiệu báo hiệu AC.iii.1.4.2 báo hiệu aC Báo hiệu trong băngGồm có các báo hiệu AC sau: Báo hiệu ngoài băng57 Tần số thường được chọn là 2400 Hz.a) báo hiệu trong băng Có một bộ phận để phân biệt đâu là thông tin báo hiệu, đâu là thông tin thoạiiii.1.4.2 báo hiệu aC (tt)58 Sử dụng tần số 3825 Hz. b) báo hiệu ngoài băng Trường hợp này phải có thêm phần cứng để nhận lại tín hiệu 3825 Hz.iii.1.4.2 báo hiệu aC (tt)59FAWFAW.FAWch1ch1.ch1......Mfaw1/17.15/31ch31ch31.ch31TS0TS1TS16TS31..F0F1F15FAW: từ mã đồng bộ khung đơnMFAW: từ mã đồng bộ đa khungiii.1.4.3 báo hiệu pcm3260 Đối với hệ thống PCM32 cứ 15 khung thì tải thông tin báo hiệu cho 30 kênh. Ngoài ra cần một thời gian để tải thông tin đồng bộ đa khung. iii.1.4.3 báo hiệu pcm32 (tt) Sử dụng khe thời gian số 16 (TS16) trong mỗi khung tín hiệu 125 micro giây để tải thông tin báo hiệu cho 2 kênh tiếng nói, mỗi kênh sử dụng 4 bits.61 Như vậy, các khung từ F0 tới F15 tạo thành một đa khung. Trong đó, TS16 của khung F0 dành cho tín hiệu đồng bộ đa khung, TS16 của F1 tải thông tin báo hiệu cho khe TS1 và TS17, TS16 của F2 tải thông tin báo hiệu cho khe TS2 và TS18 tới TS16 của F15 tải báo hiệu cho khe TS15 và TS31. Còn TS0 dùng cho tín hiệu đồng bộ khung đơn và cảnh báo.iii.1.4.3 báo hiệu pcm32 (tt)62iii.2 Báo hiệu kênh chung (ccs)63iii.2.1 Khái niệm64 Báo hiệu kênh chung là gì? Là một phương thức báo hiệu liên đài trong đó các thông tin báo hiệu liên quan đến việc điều khiển cuộc nối và quản lý mạng được truyền dưới dạng các bản tin trên một kênh 64 kb/s giành riêng cho báo hiệu.iii.2.1 Khái niệm (tt)65III.2.2 Cấu trúc bản tin CCSMột bản tin báo hiệu CCS bao gồm địa chỉ đíchđịa chỉ nguồnsố góiTrường số liệuTrường kiểm tra66địa chỉ đích Địa chỉ này được phân tích tại bất kỳ máy thu nào và được so sánh với địa chỉ của nó. Nếu không trùng thì bản tin đó được truyền đến điểm khác cho đến khi đến đích.III.2.2 Cấu trúc bản tin CCS (tt)67địa chỉ nguồn Địa chỉ này giúp cho máy tính biết được để khi có nhu cầu cấp phát lại bản tin thì có địa chỉ để yêu cầu phát lại.III.2.2 Cấu trúc bản tin CCS (tt)68số gói Số gói chỉ ra tất cả các số liệu của bản tin được sắp xếp lần lượt một cách chính xác.III.2.2 Cấu trúc bản tin CCS (tt)69Trường số liệu Chứa những thông tin của báo hiệu.Trường kiểm tra lỗi Cho phép số liệu được kiểm tra trước khi truyền đến đích.III.2.2 Cấu trúc bản tin CCS (tt)70III.2.3 Nhận xét về báo hiệu kênh chungSo với hệ thống báo hiệu thông thường thì hệ thống báo hiệu kênh chung có những đặc điểm sau:71tốc độ truyền tín hiệu caoHệ thống này truyền thông tin với tốc độ truyền tín hiệu cao hơn hệ thống báo hiệu kênh kết hợp.III.2.3 Nhận xét (tt)72Báo hiệu có thể được truyền theo cả hai hướng đi và về ngay cả khi cuộc đàm thoại đang diễn ra. Điều này có thể thực hiện được vì các kênh thoại độc lập với kênh báo hiệu.Truyền báo hiệu trong thời gian đàm thoạiIII.2.3 Nhận xét (tt)73tín hiệu báo hiệu đa dạng và dung lượng báo hiệu lớnTrong hệ thống báo hiệu kênh chung, số lượng các tín hiệu rất đa dạng và dung lượng báo hiệu lớn.III.2.3 Nhận xét (tt)74Câu hỏi chương 31. Trỡnh bày khỏi niệm và nờu cỏc chức năng của bỏo hiệu?2. Phõn tớch cỏc bỏo hiệu cú được khi thực hiện một cuộc gọi thành cụng giữa hai thuờ bao thuộc 2 tổng đài khỏc nhau?3. Trỡnh bày phõn loại bỏo hiệu theo chức năng và theo tổng quan?4. Trỡnh bày định nghĩa, cỏc phương phỏp và cỏc kỹ thuật truyền bỏo hiệu kờnh kết hợp CAS?5. Trỡnh bày khỏi niệm, cấu trỳc bản tin và nhận xột về bỏo hiệu kờnh chung CCS?75