Luận văn Thiết kế bộ bảo mật điện thoại

LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của nghành Điện Tử, sự ra đời của nhiều công nghệ mới được ứng dụng vào nghành Kỹ Thuật Viễn Thông đã giúp cho nghành Viễn Thông có sự tiến bộ đáng kể. Hệ thống thông tin liên lạc đã được nâng cao, sử dụng đa năng, hiệu quả và chính xác, nhanh chóng để đáp ứng nhu cầu phục vụ đời sống con người. Nhưng một vấn đề được đặt ra cho việc thông tin liên lạc là việc bảo mật thông tin truyền đi Được sự giúp đỡ và hướng dẫn của bạn bè, thầy cô em đã tìm hiểu về vấn đề thông tin liên lạc trong điện thoại để từ đó tìm ra phương pháp bảøo mật thông tin. Đây là lý do để em thực hiện đề tài: “THIẾT KẾ BỘ BẢO MẬT ĐIỆN THOẠI“ Do khả năng kiến thức còn hạn chế và khả năng thực tiễn chưa sâu nên tập luận văn không tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy, em mong sự góp ý chân thành cuả qúy Thầy Cô và bạn bè để đề tài ngày càng hoàn thiện hơn. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Sinh LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến các Thầy Cô trong khoa Điện Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, đặc biệt là các Thầy Cô trong bộ môn Điện Tử đã truyền thụ những kiến quý báo cho em trong những năm học qua. Em xin chân thành cảm ơn Thầy Tạ Công Đức, giảng viên Trường Đại Học Kỹ Thuật TP. HCM đã hết lòng quan tâm giúp đỡ, cung cấp tài liệu và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành tập luận văn này. Xin chân thành cảm ơn những người bạn, những người thân đã giúp đỡ và động viên trong quá trình làm luận văn. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Sinh PHẦN A DẪN NHẬP I . ĐẶT VẤN ĐỀ: Với xu thế hiện đại hóa và định hướng phát triển nền KH-KT nước nhà, chúng tôi những sinh viên ngành Điện – Điện Tử phải có nhiệm vụ hoàn thiện về mọi mặt, đặc biệt về kiến thức chuyên môn. Theo xu thế chung đó, sự phát triển của ngành Điện Tử đã cho ra đời nhiều công nghệ mới được áp dụng vào ngành Viễn Thông, đã giúp cho ngành Viễn Thông có sự tiến bộ đáng kể. Hệ thống thông tin liên lạc đã được nâng cao, sử dụng đa năng, hiệu qủa và nhanh chóng chính xác để đáp ứng nhu cầu đời sống con người. Trong qúa trình liên lạc thông tin thì một vấn đề quan trọng được đặt ra đó là việc thông tin truyền đi có được an toàn và giử kín hay không. Đây chính là nguyên nhân để người thực hiện đề tài thiết kế BỘ BẢO MẬT ĐIỆN THOẠI. II. GIỚI HẠN VẤN ĐỀ: Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hình thức truyền thông tin như: thư từ, phát thanh, truyền hình, báo chí, điện thoại, điện tín, fax, … Hệ thống thông tin bằng diện thoại là phương thức thông tin liện lạc tiện lợi, hữu hiệu nhất và sử dụng rộng rãi nhất. Cho nên, trong luận văn, người thực hiện đề tài chỉ chọn việc bảo mật thông tin giữa hai máy điện thoại Bảo mật điện thoại là cách thức bảo vệ cuộc đàm thoại giữa hai thuê bao, ngăn cản người nghe lén trên hệ thống mạng điện thoại công cộng. Mạch bảo mật điện thoại không thể phát hiện đường dây có an toàn hay không nhưng có tác dụng biến đổi tín hiệu thoại thành một tín hiệu khác hoàn toàn. Chỉ có thuê bao bị gọi với thiết bị khôi phục thích hợp mới nghe được. Như vậy an toàn thông tin trên đường dây điện thoại sẽ được bảo đảm . Vì thời gian thực hiện đề tài có 6 tuần nên người thực hiện đề tài chia đề tài làm các phần sau: PHẦN A : DẪN NHẬP PHẦN B : LÝ THUYẾT PHẦN C : THIẾT KẾ PHẦN D : MỤC LỤC –TÀI LIỆU THAM KHẢO –KẾT LUẬN HƯỚNG PHÁT TRIỂN III. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Thông qua việc thực hiện đề tài “THIẾT KẾ BỘ BẢO MẬT ĐIỆN THOẠI” đã giúp cho người thực hiện đề tài hiểu rõ một lĩnh vực mới về Viễn Thông, đó là nguyên lý và cách thức hoạt của tổng đài điện thoại để từ đó người thực hiện mới tìm ra phương pháp cho việc bảo mật trong điện thoại. Cũng như củng cố và hiểu sâu hơn về kiến thức đã học như: Các phương pháp điều chế – giải điều chế. Các vấn đề về mạch dao động. Các vấn đề về mạch lọc. IV. THỂ THỨC NGHIÊN CỨU: Việc thực hiện “BỘ BẢO MẬT ĐIỆN THOẠI” có 2 phương pháp: Bảo mật kiểu tương tự. Bảo mật kiểu số. IV.1 Bảo mật kiểu tương tự: * Ưu điểm: Mạch hoạt động hoàn toàn tự động. Sau khi thuê bao gác máy, mạch bảo mật luôn hoạt động ở chế độ bình thường sẵn sàng nhận cuộc gọi hay thực hiện cuộc gọi. * Khuyết điểm: Thiết kế mạch phức tạp vì cần mạch Hybrid và mạch điều khiển. Máy mắc song song có thể nghe được tín hiệu thoại nếu điều chỉnh sóng mang thích hợp. IV. Bảo mật kiểu số: *Ưu điểm: Lắp ráp đơn giản. Mạch gọn nhẹ. Không dùng mạch điều khiển Relay. *Khuyết điểm: Do tần số lấy mẫu phải lớn hơn hai lần tần số âm thanh cao nhất và tần số trung tâm khi đảo phổ bằng ¼ tần số lấy mẫu nên: + Nếu tần số lấy mẫu lớn hơn kéo theo tần số trung tâm lớn điều này làm phổ sau khi đảo có biên trên loại ra ngoài băng thông thoại, kết quả là âm thanh sau khi giải điều chế bị mất thành phần tần số thấp. + Nếu tần số lấy mẫu nhỏ thì tần số tín hiệu âm thanh cao nhất phải nhỏ để không bị méo, nghĩa là tần số âm thanh cao bị xén. IC CODEC rất hiếm trên thị trường và giá thành cao. Qua các ưu điểm và khuyết điểm của từng mạch bảo mật người thực hiện đề tài chọn BỘ BẢO MẬT ĐIỆN THOẠI KIỂU TƯƠNG TỰ. PHẦN B LÝ THUYẾT CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BẢO MẬT THÔNG TIN I.1 Mục đích bảo mật thông tin: Trong xã hội loài người, thông tin liên lạc luôn giữ vai trò quan trọng. Đó là nhu cầu thiết yếu không thể thiếu được của đời sống con người. Thông tin liên lạc bao trùm mọi lãnh vực hoạt động của xã hội. Xã hội càng tiến bộ nhu cầu về thông tin liên lạc càng gia tăng cả về số lượng lẫn chất lượng. Cùng với đà phát triển của xã hội và sự tiến bộ phát triển nhanh chóng của kỹ thuật và nhất là công nghệ điện tử tin học thì thông tin được truyền đi với nhiều hình thức như: truyền thanh, truyền hình, thông tin thoại, số liệu, fax, … Việc nghiên cứu để truyền thông tin đi đã là một công việc khó nhưng để đảm bảo thông tin truyền đi được an toàn bí mật càng khó hơn. Trước đây việc bảo mật thông tin chỉ được ứng dụng trong quân sự, an ninh quốc gia. Xã hội càng tiến bộ nhu cầu về đời sống tinh thần ngày cao, con người đòi hỏi cần phải được bảo mật thông tin liên lạc cá nhân với nhau. Việc bảo mật được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau tuỳ thuộc vào hình thức truyền khác nhau. Trong luận văn tốt nghiệp chỉ xét đến việc bảo mật thông tin giữa hai máy điện thoại với nhau. Hai điện thoại liên lạc với nhau thông qua tổng đài. Nếu là tổng đài tự động thì thông tin được bảo mật còn nếu việc thông thoại được thực hiện thông qua thông thoại viên thì thông tin liên lạc không còn bảo mật nữa. Mặt khác, mỗi điện thoại đều được cấp một đôi dây từ tổng đài đến. Cho nên khi mắc một máy điện thoại song song thì thông tin liên lạc bị nghe lén. Như vậy vấn đề được đặt ra là phải bảo mật thông tin cho dù có bị nghe lén. Điều này được thực hiện bằng bộ bảo mật: Điện thoại A Bộ bảo mật Điện thoạiB Bộ bảo mật TỔNG ĐÀI  I.2 Giới thiệu các phương pháp bảo mật: Việc bảo mật thông tin được thực hiện với nhiều phương pháp khác nhau như: I.2.1 Phương pháp trải phổ: Trải phổ là một kỹ thuật biến điệu và phân đường nhằm phân phối tín hiệu cùng dãy tần số của chúng trên một dãy tần số rất rộng. BW BRF BD f BRF : băng thông trước khi trải. BD : băng thông sau khi trải. Có 2 loại trải phổ cơ bản: FH (Fequency Hopping) : Tần số sóng mang của máy phát được thay đổi một cách ngẫu nhiên ở tốc độ cao hơn tần số của dữ liệu nhị phân nối tiếp dùng biến điệu sóng mang. DS (Direct Sequence): Dữ liệu nhị phân nối tiếp được trộn với mã nhị phân giả ngẫu nhiên với tần số hơn rồi đem biến điệu pha một sóng mang. Ứng dụng: Truyền dữ liệu vô tuyến. LAN vô tuyến. Modem máy tính cá nhân. Ưu điểm: khó có thể nhận biết sự tồn tại của tín hiệu vì tín hiệu lẫn dưới nền nhiễu, dù biết sự tồn tại của tín hiệu nhưng vẫn không thu được tín hiệu nếu không biết qui luật trải phổ. I.2.2 Phương pháp dời, đảo phổ: Phương dời, đảo phổ được thực hiện bằng hai cách: I.2.2.1 Điều chế biên độ: Tín hiệu tin tức: em = Emcoswmt Sóng cao tần được truyền đi trong không gian gọi là sóng mang ec = Ecsinwct Khi được điều chế biên độ thì: eAM= Ec(1+mcoswmt)sinwct Trong đó m = Em / Ec :hệ số điều chế eAM= Ecsinwct + mEc/2.[sin(wc+wm)t] + mEc/2.[sin(wc-wm)t ] Sóng mang : Ecsinwct Sóng biên trên : (mEc/2)sin(wc+wm)t Sóng biên dưới : (mEc/2)sin(wc-wm)t w em wmmin wmmax wc+wmmin wc-wmmin wc-wmmax wc+wmmax wc w eAM I.2.2.2 Đảo phổ bằng phương pháp số: Trình tự xử lý: Ở đầu phát tín hiệu âm thanh được đưa qua bộ lọc thông dải tích cực để loại đi các thành phần tần số lớn hơn 3400Hz và các thành phần tần số nhỏ hơn 300Hz. Kế tiếp các tín hiệu âm thanh này được lấy mẫu với tấn số lấy mẫu Fs (Fs>2 tần số âm thanh cao nhất). Tần số phải thỏa mãn điều kiện của định lý lấy mẫu để tín hiệu khôi phục không bị méo, công việc được thực hiện bằng bộ CODEC. Sau khi lấy mẫu ta được những chuỗi 8 xung nối tiếp nhau, thực hiện đảo xung dấu (Xung đầu trong chuỗi 8 xung) luân phiên ở các mẫu có nghĩa là theo sau 7 mẫu xung số trước đó không bị đảo dấu và cứ tiếp tục như thế, … Ở đầu máy thu tín hiệu số được biến đổi nhờ bộ CODEC và đưa qua mạch lọc thông dải tái tạo âm thanh giống như ở đầu máy đài phát dải. Kết quả: sau khi làm như thế sẽ được tín hiệu có phổ đảo ngược với tần số trung tâm bằng Fs/4. I.2.2.3 Phương pháp chèn bit: Đây là phương pháp chèn thêm một số bit vào bộ mã kí tự được truyền đi. Nhằm mã hoá bộ mã kí tự được truyền theo phương pháp nào đó. Công việc này được thể hiện ở nơi phát tín hiệu. Ngược lại ở nơi thu sẽ cắt bỏ những bit chèn vào làm công việc mã hóa tín hiệu truyền đi, để còn lại bộ mã kí tín hiệụ cơ bản để rồi giải mã lấy lại tín hiệu thực giống như tín hiệu cần truyền ở nơi phát. Đường dây xoắn đôi 22 đi từ tổng đài đến máy điện thoại khá dài nếu tại một điểm bất kỳ trên đường dây này ta mắc một máy điện thoại song song (paralell) với thuê bao thì kết quả sẽ ra sao? Kết quả là máy paralell sẽ nghe được toàn bộ thông tin của thuê bao trong khi đang liên lạc với bất kỳ thuê bao nào đó. Như vậy vấn đề đặt ra là làm sao bảo mật được thông tin khi đường dây bị mắc paralell. Điều này thực hiện bởi mạch BẢO MẬT MÁY ĐIỆN THOẠI. Mạch bảo mật máy điện thoại ta dùng phương pháp lập mã và giải mã tự động có thể thực hiện bằng cách điều chế và giải điều chế SSB để có được hai biên tần như đã nói, biên tần dưới có phổ đảo ngược. Ta loại bỏ biên tần trên để lấy biên tần dưới. Muốn tái tạo ở đầu thu ta giải điều chế SSB. Hay nói một cách khác bảo mật máy điện thoại là làm công việc dời tất cả các tần số cao của tín hiệu tiếng nói xuống tần số thấp và ngược lại tất cả các tần số thấp của tín hiệu tiếng nói lên tần số cao. Việc dời tần số này dựa vào tần số trung tâm của tín hiệu (tần số gốc của tín hiệu), ở đây tần số trung tâm là 1790Hz. Ví dụ phần tiếng nói có tần số ở 2290Hz (500Hz cao hơn tần số trung tâm), tần số này sẽ được dời lui tới 1290Hz (500Hz cao hơn tần số trung tâm). Nếu giọng nói thay đổi, có tần số 2790Hz (1000Hz cao hơn tần số trung tâm), thì sẽ dời lui tới 790Hz (1009Hz thấp hơn tần số trung tâm). Kết quả, tín hiệu đã được làm sai lệch, để nghe được tín hiệu ban đầu ở máy phát ta phải làm công việc ngược lại như trên. I.3 Lựa chọn phương pháp thi công: Phương pháp số: *Ưu điểm:. Lắp ráp đơn giản. Mạch gọn nhẹ. Không dùng mạch điều khiển Relay. *Khuyết điểm: Do tần số lấy mẫu phải lớn hơn hai lần tần số âm thanh cao nhất và tần số trung tâm khi đảo phổ bằng ¼ tần số lấy mẫu nên: + Nếu tần số lấy mẫu lớn hơn kéo theo tần số trung tâm lớn điều này làm phổ sau khi đảo có biên trên loạt ra ngoài băng thông thoại, kết quả là âm thanh sau khi giải điều chế bị mất thành phần tần số thấp. + Nếu tần số lấy mẫu nhỏ thì tần số tín hiệu âm thanh cao nhất phải nhỏ để không bị méo, nghĩa là tần số âm thanh cao bị xén. IC CODEC rất hiếm trên thị trường và giá thành cao nên trong luận án này ta kiểu thi công là tương tự. Ở phương pháp tương tự ta dùng điều chế SSB CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI II.1 Tổng đài điện thoại: II.1.1 Định nghĩa: Tổng đài điện thoại là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ kết nối các cuộc liên lạc từ thiết bị đầu cuối chủ gọi (Calling side) đến thiết bị cuối (Called side) II.1.2 Cấu trúc mạng điện thoại: Các thành phần chính cuả mạng điện thoại chuyển mạch công cộng được phân cấp như hình vẽ: Các thuê bao Trung tâm miền (lớp 1) Trung tâm vùng (lớp 2) Trung tâm cấp 1 (lớp 3) Trung tâm đường dài Trung tâm chuyển tiếp nội hạt Trung tâm đầu cuối (tổng đài nội hạt) H II.1 Cấu trúc mạng điện thoại Đường chọn cuối Trung kế có độ sử dụng cao Để giải quyết định tuyến, trong phân lớp chuyển mạch tuỳ theo cuộc gọi nội hạt, liên tỉnh trong nước hay ngoài nước mà người ta qui định mã số máy của người sử dụng, mã tổng đài đầu cuối, mã tỉnh hay mã từng nước khác nhau theo những mã số khác nhau: Một người sử dụng đầu cuối là thuê bao nhà hoặc công sở trực tiếp nối đến tổng đài đầu cuối (nội hạt) của mạng điện thoại còn được gọi là tổng đài lớp 5 hoặc trung tâm điện thoại nội hạt (C.O). Các người sử dụng đầu cuối thường được nối đến C.O qua một đôi dây xoắn đơn hoặc được gọi là đường dây thuê bao (C.O:central office) Các trạm cấp 4 (tổng đài đường dài) có thể đáp ứng 2 chức năng: + Là một chuyển mạch đường dài, tổng đài cấp 4 là một phần của mạng đường dài, nói cách khác, một tổng đài lớp 4 có thể hoạt động như một chuyển mạch chuyển tiếp để nối các tổng đài lớp 5 này khi có đủ lưu lượng thông tin giữa các tổng đài để điều chỉnh các trung thế trực tiếp. + Các chuyển mạch của tổng đài chuyển tiếp nội hạt cũng có thể chuyển mạch điều khiển lưu thông vượt tràn trên các trung kế trực tiếp giữa các tổng đài đầu cuối. Sự phân biệt giữa các chuyển mạch đường dài và chuyển mạch chuyển tiếp trở nên đặc biệt quan trọng dần đến kết quả là phân ly các nguồn thông tin trong mạng Việc định tuyến giữa các C.O phải luôn luôn đảm bảo số tổng đài càng ít càng tốt để giảm đến tối thiểu chi phí tuyến dẫn lưu lượng. Tuyến thực được chọn sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như khoảng cách giữa 2 C.O, mức lưu lượng của mạng hiện tại và vào thời gian của ngày. Nếu hai người sử dụng được nối vật lý đến cùng C.O thì cuộc gọi chỉ cần thông qua một tổng đài duy nhất. Ở những nơi mà hai thuê bao được nối đến các trung tâm điện thoại nội hạt khác nhau và hai tổng đài lớp 5 được nối đến một tổng đài lớp 4 thì trung tâm đường dài đó có thể thực hiện cuộc nối. Khi các C.O ở cách xa nhau thì sử dụng các tổng đài khác, mặc dù các tổng đài lớp 5, 4 hoặc 3 không cần luôn luôn nối qua cấp chuyển mạch cao hơn tiếp theo. Một chuyển mạch lớn có thể tạo ra tất cả các chức năng chuyển mạch lớn thấp hơn. Ví dụ một tổng lớp 5 có thể được đáp ứng bằng một tổng đài của lớp 4, 3, 2 hoặc 1. Hình II.1 chỉ ra cấu trúc tuyến chọn cuối (sơ cấp) được bổ sung bằng một cấu trúc định tuyến luân phiên. Để tối thiểu hóa các tải lưu lượng lớn ở các cấp mạng cao hơn và sự suy giảm tín hiệu khi tuyến gồm nhiều trung kế có độ sử dụng cao giữa các tổng đài lớn bất kỳ, ở đó hiệu chỉnh một cách kinh tế. II.1.3 Băng thông và độ rộng băng thông: Trước khi phân tích yêu cầu tuyến dẫn tiếng nói của con người, đầu tiên ta phải xác định độ rộng của băng tần liên quan đường thuê bao điện thoại. Ta đã biết tần số của một tín hiệu tương tự là số các sóng hình Sin hoàn chỉnh được gởi đi trong mỗi giây và được đo bằng số chu kỳ trên giây. Băng thông của một kênh là khoảng tần số có thể truyền kênh đó. Độ rộng băng tần đơn thuần là độ rộng băng thông. Tiếng nói của con người có thể tạo ra những âm trong băng thông khoảng 50 đến 15.000 Hz (15 kHz) với độ rộng băng tần 14,95Khz. Tai người có thể nghe được các âm thanh nằm trong băng thông 20 Hz-20.000Hz (độ rộng băng tần là 19,98Khz) Băng thông của đường thuê bao nội hạt khoảng từ 300Hz-3.400Hz. Điều này có thể làm ngạc nhiên nếu coi rằng tiếng nói của con người tạo nên các âm thanh giữa 50Hz-15.000Hz Trong thực tế, đường thuê bao không phải để dành mang chọn tín hiệu tương tự bất kỳ nào mà được tối ưu cho tiếng nói của con người nằm trong băng thông khoảng 200Hz-350Hz. Đây là khoảng tần số chứa phần lớn công suất, như vậy băng thông 300Hz-3.400Hz là thích hợp để truyền tiếng nói của con người có chất lượng. Lý do chủ yếu để mạng điện thoại sử dụng băng tần 3,1Khz hẹp thích hợp hơn so với toàn bộ băng tần tiếng nói 15Khz là vì băng hẹp cho phép nhiều cuộc đàm thoại được truyền đi một kênh vật lý duy nhất. Đây là một vấn đề thực tế quan trọng cho các trung kế nối các tổng đài chuyển mạch điện thoại. Các bộ lọc và các cuộn dây phụ tải trong mạng sẽ cắt các tín hiệu tiếng nói dưới 300Hz-3.400Hz trên cuộc nối còn khả năng truyền các tần số cao hơn nhiều. II.2.Phân loại tổng đài: II.2.1.Phân loại theo công nghệ: Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tổng đài điện thoại ngày càng phù hợp với yêu cầu phát triển của xã hội. Quá trình nâng cao hoạt động của tổng đài trải qua các loại như sau: II.2.1.1.Tổng đài công nhân: Tổng đài công nhân ra đời từ khi mới bắt đầu hệ thống thông tin điện thoại. Trong tổng đài việc định hướng thông tin được thực hiện bằng sức người. Nói cách khác, việc kết nối thông thoại cho các thuê bao (máy điện thoại) được thực hiện trực tiếp bằng con người (gọi là điện thoại viên). Nhiệm vụ cụ thể của điện thoại viên bao gồm: -Nhận biết yêu cầu thuê bao gọi của yêu cầu thuê bao bằng tín hiệu đèn báo hoặc chuông kêu, đồng thời định vị được thuê bao gọi. -Trực tiếp hỏi thuê bao gọi có nhu cầu thông thoại với thuê bao nào. -Trực tiếp rung chuông cho thuê bao đối phương (thuê bao bị gọi) bằng cách đồng bộ chuyển mạch cung cấp dòng điện AC đến thuê bao đối phương. -Trong trường hợp thuê bao đối phương (đối phương đang đàm thoại), điện thoại viên trả lời cho thuê bao gọi biết. -Khi thuê bao gọi đối phương nhấc máy, điện thoại viên nhận biết điều này và ngắt dòng chuông, rút phích cắm của thuê bao và cắm phích cắm của thuê bao bị gọi, cho phép hai thuê bao thông thoại. Công việc tiếp theo của điện thoại viên là giám sát cuộc đàm thoại. -Nếu một trong hai thuê bao gác máy, điện thoại viên nhận biết điều này và cắt thông thoại, báo cho thuê bao còn lại biết cuộc đàm thoại đã chấm dứt. Tổng đài công nhân đầu tiên là tổng đài từ thạch công nhân. Trong tổng đài này, các cuộc đàm thoại đều thiết lập bởi điện thoại viên tiếp dây bằng phích cắm hay khóa di chuyển. Tại ngay tổng đài và thuê bao có một máy phát điện riêng để gọi chuông và nguồn DC để cung cấp cho cuộc đàm thoại. Sau đó tổng đài công nhân phát triển theo một bước phát triển mới: tổng đài công nhân điện. Trong tổng đài này, các thuê bao chỉ có một nguồn duy nhất đúng chung cho tất cả các máy. *Nhược điểm của tổng đài công nhân: -Thời gian kết nối lâu. -Dễ bị nhầm lẫn. -Với dung lượng lớn, kết cấu và thiết bị của tổng đài phức tạp và có nhiều điện thoại viên làm việc cùng một lúc mới đảm bảo thông thoại cho các thuê bao liên tục. II.2.1.2.Tổng đài tự động: Việc phát triển từ tổng đài công nhân sang tổng đài tự động là một bước tiến quan trọng cho tổng đài thông tin điện thoại. Người ta chia tổng đài tự động ra làm hai loại: -Tổng đài cơ điện. -Tổng đài tự động. 1.Tổng đài cơ điện: Kỹ thuật chuyển mạch trong tổng đài cơ điện nhờ vào các bộ chuyển mạch cơ khí, được điều khiển bằng các mạch điện tử, bao gồm: -Chuyển mạch quay tròn. -Chuyển mạch từng nấc. -Chuyển mạch ngang dọc. Trong tổng đài cơ điện, việc nhận dạng thuê bao gọi, xác định thuê bao bị gọi, cấp âm hiệu, kết nối thông thoại đều được thực hiện một cách tự động nhờ các mạch điều khiển bằng điện tử cùng với các bộ chuyển mạch bằng cơ khí. So với tổng đài nhân công tổng đài cơ điện có những ưu điểm lớn: -Thời gian kết nối nhanh hơn, chính xác hơn. -Dung lượng tổng đài có thể tăng lên nhiều. -Giảm nhẹ công việc của điện thoại viên. *Tuy nhiên tổng đài cơ điện có một số nhược điểm sau: -Thiết bị cồng kềnh. -Tốn nhiều năng lượng. -Điều khiển kết nối phức tạp. Các nhược điểm này càng thể hiện khi dung lượng khá lớn. 2.Tổng đài điện tử: Trong các tổng đài điện tử,các bộ chuyển mạch gồm các linh kiện bán dẫn, vi mạch dùng với các relay, analog switch được điều bởi các mạch điện tử, vi mạch. Trong tổng đài điện tử, các bộ chuyển mạch bằng bán dẫn thay thế các bộ chuển mạch cơ khí của tổng đài cơ điện làm cơ cấu của tổng đài gọn nhẹ đi nhiều,thời gian kết nối thông thoại nhanh hơn, năng lượng tiêu tán ít hơn. Tổng đài điện tử có ưu điểm lớn là có thể tăng dung lượng lớn mà thiết bị không phức tạp lên nhiều. II.2.2.Phân loại theo cấu trúc mạng điện thoại: Hiện nay trên mạng viễn thông có 5 loại tổng đài sau: -Tổng đài cơ quan PABX (Private Automatic Branch Exchange) :được dùng trong cơ quan,khách sạn và chỉ sử dụng cho trung kế CO-line. -Tổng đài nông thôn RE (Rural Exchange): được sử dụng ở các xã, khu dân cư đông, các chợ… và có thể sử dụng các loại trung kế. -Tổng đài nội hạt LE (Local Exchange): được đặt ở các trung tâm huyện tỉnh và sử dụng các loại trung kế. -Tổng đài đường dài TE (Toll Exchange): dùng để kết nối tổng đài nội hạt tỉnh với nhau, chuyển mạch các cuộc gọi đường dài trong nước không có thuê bao nào. -Tổng đài các cửa ngõ quốc tế (Gate Exchange): tổng đài này được dùng chọn hướng và chuyển mạch cuộc gọi vào mạng quốc tế. Để nối các mạng quốc gia với nhau có thể chuyển quá giang các cuộc gọi. II.3. Máy điện thoại: Bất cứ máy điện thoại nào cũng phải hoàn