Tổng đài EWSD: Cấu trúc & Ứng dụng

Tổng đài EWSD do Siemens AG sản xuất, được đánh giá cao về công nghệ hiện đại, tích hợp trong không gian nhỏ gọn, độ tin cậy cao và khả năng mở rộng linh hoạt. Thiết kế module hóa cả phần cứng và phần mềm tạo nên sự linh hoạt này. EWSD là một tổng đài điện tử số SPC, cung cấp nhiều dịch vụ phong phú, đáp ứng đa dạng nhu cầu khách hàng. Hệ thống đã tích hợp các dịch vụ bổ sung như Internet và ISDN, tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế của CCITT và CEPT. Đặc điểm này giúp EWSD thích ứng với nhiều môi trường khác nhau, từ tổng đài quy mô nhỏ ở nông thôn đến các tổng đài lớn trong đô thị.

Tại thành phố Hải Phòng, một tổng đài EWSD của Siemens được đặt tại số 5 Nguyễn Tri Phương. Đây là một phần quan trọng trong hệ thống viễn thông của thành phố, hoạt động cùng với hai tổng đài DMS100 của Nortel đặt tại số 4 Lạch Tray và 343 Đà Nẵng. Mỗi tổng đài Host (bao gồm cả EWSD) kết nối với nhiều trạm vệ tinh. Các tổng đài Host này lại được liên kết với nhau và với mạng lưới VTN theo cấu trúc mạng hình sao, đảm bảo độ an toàn và tin cậy cao. Tổng đài Lạch Tray là tổng đài lớn nhất Hải Phòng với gần 65.000 thuê bao. Bài viết cũng liệt kê các trạm vệ tinh của cả ba tổng đài chính, bao gồm các trạm vệ tinh của tổng đài EWSD ở Hải Phòng: Hai Bà Trưng, Thượng Lý, Trại Chuối, Sân bay Cát Bi, Chợ Cát Bi, Đồ Sơn, Hùng Thắng, Tiên Lãng, An Lão, Quán Trữ, Nomura, Mỹ Đức, An Hải. Ngoài ra, tổng đài EWSD còn có kết nối trung kế với các tổng đài Lạch Tray, Vạn Mỹ và VTN.

Hệ thống EWSD hoạt động dựa trên nguyên tắc điều khiển phân tán, nhằm tăng hiệu quả xử lý và độ tin cậy. Thay vì tập trung vào một bộ xử lý duy nhất, EWSD phân chia nhiệm vụ cho các bộ điều khiển độc lập, mỗi bộ chịu trách nhiệm cho một lĩnh vực cụ thể. Điều này giúp giảm tải cho bộ xử lý trung tâm (CP - Coordination Processor) và rút ngắn thời gian xử lý. Các mô-đun chính bao gồm: DLU (Digital Line Unit) với bộ điều khiển DLUC; LTG (Line Termination Group) với bộ xử lý GP; CCNC (Common Channel Signaling Network Controller) với bộ điều khiển CCNP; SN (Switching Network) với bộ điều khiển SGC; SYP (System Panel) với SYPC; MB (Message Buffer) với MBC. Việc phân chia nhiệm vụ này giúp đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định ngay cả khi một số thành phần gặp sự cố.

Hệ thống EWSD bao gồm các thành phần chính: DLU (Đơn vị đường dây số) kết nối trực tiếp với các thuê bao, chịu trách nhiệm phát hiện và xử lý các tín hiệu từ thuê bao; LTG (Nhóm đường dây trung kế) đóng vai trò trung gian giữa DLU và mạng chuyển mạch SN; SN (Mạng chuyển mạch) thực hiện chức năng chuyển mạch cuộc gọi; CCNC (Bộ điều khiển mạng báo hiệu kênh chung) quản lý việc truyền dẫn tín hiệu báo hiệu giữa các tổng đài, sử dụng giao thức CCS No.7; CP (Bộ xử lý phối hợp) là bộ não của hệ thống, điều phối hoạt động của tất cả các bộ phận khác. Ngôn ngữ giao tiếp người-máy là MML (Man-Machine Language), thường sử dụng tiếng Anh. Hệ thống có khả năng cập nhật và thay đổi cấu trúc dễ dàng, hỗ trợ người vận hành thông qua các chương trình giám sát, chẩn đoán và xử lý lỗi. Sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm module hóa tạo nên tính linh hoạt cao của EWSD.

DLU (Digital Line Unit) là đơn vị đường dây số, bộ phận quan trọng trong hệ thống EWSD, có nhiệm vụ giao tiếp trực tiếp với các thuê bao. DLU có thể được đặt tại tổng đài (local DLU) hoặc ở xa (remote DLU, RDLU). Việc sử dụng RDLU giúp rút ngắn chiều dài đường dây thuê bao đến tổng đài, tiết kiệm chi phí và tăng hiệu quả kinh tế. Một khu vực có thể có tối đa 6 RDLU, tạo thành một đơn vị điều khiển từ xa (RCU - Remote Control Unit). Các thuê bao trong cùng một RCU vẫn có thể liên lạc với nhau ngay cả khi đường truyền từ RCU đến tổng đài bị gián đoạn. DLU có khả năng kết nối với nhiều loại đường dây thuê bao, bao gồm thuê bao analog, ISDN, V5.1 và thuê bao số tốc độ cao XDSL, thể hiện tính linh hoạt cao của thiết kế.

Mỗi DLU được trang bị hai DLUC (Digital Line Unit Controller) hoạt động độc lập và song song, theo chế độ chia tải (sharing mode). Nếu một DLUC bị lỗi, DLUC còn lại sẽ tiếp quản toàn bộ chức năng điều khiển của DLU, đảm bảo độ tin cậy cao. DLUC điều khiển các hoạt động bên trong DLU và giao tiếp với các thiết bị ngoại vi thông qua các bus điều khiển. DLUC cũng có nhiệm vụ giám sát và kiểm tra định kỳ để phát hiện lỗi. DIUD (DIUD: LDID - Digital Interface Unit), đặc biệt là DIUD dùng cho DLU ở xa, giao tiếp với các nhóm đường dây trung kế LTG (chức năng B) thông qua 4 đường truyền số sơ cấp PDC (Primary Digital Carrier) tốc độ 2Mbps. DIUD cũng cung cấp giao tiếp cho các bus nội bộ DLU 4096kbit/s, dùng để truyền thông tin thoại và dữ liệu giữa DLUC và các module thuê bao. Bộ phát đồng bộ của DLU nhận tín hiệu đồng bộ từ PDC.

Trong điều kiện hoạt động bình thường, DLU phát hiện các thay đổi trạng thái của thuê bao và gửi thông tin thiết lập cuộc gọi đến LTG qua kênh 16 của luồng PDC 0 hoặc PDC 2. Cuộc gọi được thực hiện qua mạng chuyển mạch SN của trạm Host. Chức năng A-SASC (Automatic Subscriber Access Signaling Channel) tìm kiếm số thuê bao bị gọi trong cơ sở dữ liệu. Nếu số thuê bao không nằm trong cùng DLU, A-SASC sẽ tìm kiếm trên tất cả các DLU trong RSU. Trong trường hợp khẩn cấp, ví dụ mất đường truyền PDC, các thuê bao trong DLU vẫn có thể liên lạc với nhau nhờ sự phối hợp của EMSP (module phục vụ thuê bao dùng máy điện thoại ấn phím trong trường hợp khẩn cấp) và một module phần mềm đặc biệt. EMSP đảm nhiệm việc nhận và giải mã số quay, và DLUC điều khiển việc thiết lập cuộc gọi. Trong trường hợp này, số liệu tính cước sẽ không được ghi lại.

LTG (Line Termination Group) là nhóm đường dây trung kế, đóng vai trò cầu nối quan trọng giữa DLU (Digital Line Unit) và SN (Switching Network) trong hệ thống EWSD. LTG có nhiệm vụ điều phối và chuyển tiếp các tín hiệu thoại và tín hiệu điều khiển giữa DLU (kết nối với thuê bao) và SN (thực hiện chức năng chuyển mạch). LTG hoạt động dựa trên nguyên tắc điều khiển phân tán, giúp giảm tải cho bộ xử lý trung tâm (CP) và tăng độ tin cậy của hệ thống. Có nhiều loại LTG khác nhau (A, B, C, G, D), được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu khác nhau về phương thức truyền dẫn (PCM 30, PCM 24, đường truy nhập số) và hệ thống báo hiệu (MFC/R2, báo hiệu xung mã, CCITT số 7). Mỗi LTG thường được kết nối với hai SN để đảm bảo tính sẵn sàng cao, nếu một SN bị lỗi thì SN còn lại sẽ tiếp quản, đảm bảo liên tục hoạt động của hệ thống. LTGD là một loại LTG đặc biệt, hỗ trợ xử lý báo hiệu quốc tế và tích hợp bộ lọc tiếng dội.

Kết nối giữa LTG và SN sử dụng đường truyền số thứ cấp SDC (Secondary Digital Carrier) với tốc độ truyền 8Mbps. Giao diện đến SN được nhân đôi để đảm bảo an toàn. Trên đường truyền SDC, có 127 khe thời gian (mỗi khe 64kbps) dùng để truyền thông tin thoại, và một khe dùng cho báo hiệu. LTG luôn truyền và nhận thông tin thoại từ một trong hai SN (SN0 và SN1), hoạt động theo cơ chế active/standby. Nếu SN0 gặp sự cố, SN1 sẽ tự động chuyển sang trạng thái active. LTU (Line Termination Unit) trong LTG xử lý các báo hiệu đến và đi, nhận lệnh từ đơn vị xử lý bộ nhớ GPL (ví dụ: báo hiệu xử lý cuộc gọi) và thông báo cho các bộ phận ngoại vi của GPL. Việc thiết kế hai SN kết nối với mỗi LTG cũng nhằm mục đích tăng cường tính an toàn và khả năng phục hồi của hệ thống trong trường hợp sự cố đường truyền hoặc lỗi của một SN.

SN (Switching Network) là hệ thống chuyển mạch trung tâm của tổng đài EWSD, chịu trách nhiệm thiết lập và duy trì kết nối giữa các thuê bao trong quá trình thực hiện cuộc gọi. SN nhận thông tin thoại từ LTG và thực hiện việc chuyển mạch để kết nối giữa thuê bao chủ gọi và thuê bao bị gọi. Chức năng chuyển mạch của SN là một phần không thể thiếu trong việc đảm bảo chất lượng cuộc gọi. Thông tin về tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền SDC giữa LTG và SN, với tốc độ 8Mbps và cơ chế dự phòng (nhân đôi giao diện) cho thấy sự chú trọng đến độ tin cậy và hiệu quả của hệ thống chuyển mạch trong EWSD. Tài liệu đề cập đến việc chương trình xử lý cuộc gọi sẽ truy nhập vào các bảng số liệu để chọn đường trong mạng SN và thiết lập kết nối bằng chuyển mạch.

Phần mềm EWSD gồm ba thành phần chính: chương trình điều hành, chương trình bảo an và chương trình xử lý cuộc gọi. Chương trình điều hành chịu trách nhiệm điều khiển các tiến trình, quản lý luồng công việc, xử lý ngắt và quản lý thời gian thực hiện các tác vụ. Nó cũng quản lý việc xuất nhập dữ liệu với các thiết bị ngoại vi như băng từ, đĩa từ. Chương trình bảo an có nhiệm vụ ngăn ngừa các phản ứng sai lệch của hệ thống, bao gồm việc thiết lập cấu hình hệ thống, nạp phần mềm và cơ sở dữ liệu từ băng vào đĩa từ, rồi phân phối thông tin này đến toàn bộ hệ thống. Chương trình xử lý cuộc gọi là một phần quan trọng trong phần mềm người dùng, xử lý dữ liệu liên kết cuộc gọi, dữ liệu trong cơ sở dữ liệu, thực hiện việc dịch số, lập hóa đơn chi tiết và chọn tuyến. Nó cũng chịu trách nhiệm chuyển số liệu từ CP đến GP để khởi phát tiến trình xử lý cuộc gọi độc lập trong GP.

Hệ thống EWSD có các mức phục hồi lỗi khác nhau để xử lý các sự cố. Mức RECOVERY nhằm phục hồi các lỗi nhỏ. Nếu lỗi nghiêm trọng hơn, hệ thống sẽ chuyển sang mức NEWSTART, trong đó tất cả tiến trình sẽ chấm dứt, các kết nối thuê bao đang chờ sẽ bị hủy bỏ, nhưng các kết nối hiện hữu được giữ nguyên. INITIALSTART là mức phục hồi cao nhất, toàn bộ hệ thống chương trình APS được nạp lại từ đĩa, mọi kết nối hiện có sẽ bị hủy bỏ. Việc sử dụng các mức phục hồi khác nhau giúp đảm bảo tính sẵn sàng cao của hệ thống EWSD và khả năng phục hồi nhanh chóng sau các sự cố.

Đề tài nghiên cứu tập trung vào việc ứng dụng và vận hành tổng đài EWSD tại số 5 Nguyễn Tri Phương, Hải Phòng. Tổng đài này được đưa vào sử dụng từ khoảng giữa năm 2002 và là một trong ba tổng đài Host lớn của thành phố, cùng với hai tổng đài DMS100 của Nortel. Các trạm vệ tinh của tổng đài EWSD tại đây kết nối với tổng đài Host EWSD và các tổng đài Host khác, tạo thành một mạng lưới viễn thông có độ an toàn và tin cậy cao. Bài viết liệt kê các trạm vệ tinh của tổng đài EWSD ở Hải Phòng bao gồm: Hai Bà Trưng, Thượng Lý, Trại Chuối, Sân bay Cát Bi, Chợ Cát Bi, Đồ Sơn, Hùng Thắng, Tiên Lãng, An Lão, Quán Trữ, Nomura, Mỹ Đức, An Hải. Tổng đài Host EWSD còn có kết nối trung kế với các tổng đài Lạch Tray, Vạn Mỹ và VTN.

Tài liệu mô tả một số quy trình xử lý sự cố thường gặp tại các trạm vệ tinh EWSD. Ví dụ, quy trình thay thế một module SLMA:FPE khi phát hiện một số thuê bao không có tín hiệu, bao gồm các bước kiểm tra tín hiệu, báo cáo về trạm Host, và bảo quản module lỗi. Việc đo kiểm đường thuê bao cũng được đề cập, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu rõ ý nghĩa các thông số đường dây của tổng đài EWSD để chẩn đoán lỗi chính xác. Hiện nay, việc đo thử đường dây thuê bao có thể được thực hiện độc lập tại các trạm vệ tinh thông qua hệ thống mạng LAN diện rộng của công ty điện thoại.

Bài viết đề cập đến hai dịch vụ giá trị gia tăng quan trọng trên tổng đài EWSD: Dịch vụ tự động chắn cuộc gọi (Automatic Screening of Calls) cho phép thuê bao tự thiết lập danh sách các cuộc gọi được chấp nhận (cấm gọi đến, cấm gọi đi, cho phép gọi đến, cho phép gọi đi) và Dịch vụ chuyển hướng cuộc gọi (Call Diversion) cho phép chuyển hướng cuộc gọi đến đến số máy khác hoặc đến một bản thông báo. Mỗi dịch vụ đều có các tùy chọn cấu hình cụ thể, cho phép thuê bao điều khiển cuộc gọi đến và đi theo ý muốn của mình. Việc cung cấp các dịch vụ này cho thấy sự đa dạng và tính năng hiện đại của tổng đài EWSD.