Цифровые системы коммутации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Цифровые системы коммутации более эффективны, чем однокоординатные системы пространственного типа. Основные преимущества цифровых АТС: уменьшение габаритных размеров и повышение надежности оборудования за счет использования элементной базы высокого уровня интеграции; повышение качества передачи и коммутации; увеличение числа вспомогательных и дополнительных служб; возможность создания на базе цифровых АТС и цифровых систем коммутации интегральных сетей связи, позволяющих внедрение различных видов и служб электросвязи на единой методологической и технической основе; уменьшение объема работ при монтаже и настройке электронного оборудования в объектах связи; сокращение обслуживающего персонала за счет полной автоматизации контроля функционирования оборудования и создания необслуживаемых станций; значительное уменьшение металлоемкости конструкции станций; сокращение площадей, необходимых для установки цифрового коммутационного оборудования. Недостатки цифровых АТС: высокое энергопотребление из-за непрерывной работы управляющего комплекса и необходимости кондиционирования воздуха.

В этой работе представлены общие принципы построения цифровых систем коммутации (ЦСК). цифровой коммутация интеграция

Все большей значимостью в процессе обучения становятся электронные носители, делающие информацию более доступной для обучающихся, а развитие программных и интернет - технологий в образовании позволяют значительно расширить возможности традиционного обучения. В связи с этим возникло явление электронного образования. Которое предполагает электронную форму обучения, делая процесс получения знаний доступней, удобней, мобильней.

Основной целью данной дипломной работы было создание эффективной обучающей среды на базе программы Power Point. Именно возможности программы Power Point (режим демонстрации) позволяет сделать акценты на определенных моментах, что способствует прочному усвоению знаний.



1. Общие принципы построения

Обобщенная структура ЦСК

Цифровая система коммутации (ЦСК) характеризуется тем, что ее коммутационное поле

коммутирует каналы, по которым информация передается в цифровом виде.

Обобщенная структурная схема ЦСК

АБ - абонентский блок

ЦКП - цифровое коммутационное поле

СУ - система управления

УУ ОКС - устройство управления сетью сигнализации ОКС №7

ААЛ - аналоговая абонентская линия

МААЛ - модуль аналоговых АЛ

МЦАЛ - модуль цифровых АЛ

МЦСП - модуль цифровых СП

ОС - оборудование сигнализации

ЦАЛ - цифровая абонентская линия

ЦСЛ - цифровая соединительная линия

ГТИ - генератор тактовых импульсов

БЛС - блок линейных сигналов

БМЧС - блок многочастотной сигнализации

МАС - модуль акустических сигналов

ЛБ - линейный блок

Абонентский блок (АБ) предназначен для согласования аналоговых и цифровых абонентских линий с коммутационным полем станции посредством модулей аналоговых и цифровых комплектов соответственно.

Абонентские блоки могут располагаться на территории самой станции либо на некотором расстоянии от нее.

Схема включения АБ к ЦКП

Абонентские блоки, расположенные на удалении от основной АТС, называют выносными.

Вынос абонентских блоков от опорной станции позволяет строить более гибкую сеть, сокращает общую протяженность абонентских линий и уменьшает затраты на управление и обслуживание. Выносные АБ связываются с ЦКП станции по ПЦТ со скоростью 2048 кбит/с.

Станционные АБ для более экономичного использования линейных ресурсов могут включаться в ЦКП станции по линиям со скоростью 4096-8192 кбит/с.

Основные функции абонентского блока:

- аналогово-цифровое преобразования (АЦП) в цифро-аналоговое преобразование (ЦАП) (в случае подключения аналоговых АЛ);

- реализация функций BORSCHT, которые выполняются в абонентском комплекте (АК)

аналоговых линий;

- подключение абонентских линий к ПЦТ, включенным в цифровое коммутационное поле (ЦКП) станции;

- мультиплексирование или концентрация абонентской нагрузки;

- реализация функций линейного окончания LT цифровых абонентских линий базового доступа ISDN.

Коэффициент концентрации АБ определяется по формуле

у = N_i \ V,

где N_i - число абонентских линий различных категорий, включаемых в АБ; V - число канальных интервалов в ИКМ-трактах, с помощью которых АБ подключается к ЦКП. Обычно используют концентрацию 6:1 или 8:1.

Для реализации вычислительных функций АБ комплектуется модулями аналоговых и цифровых абонентских линий.

Модуль аналоговых абонентских линий (МААЛ) предназначен для подключения к станции аналоговых АЛ и выполняет следующие основные функции:

- аналогоцифровое и цифроаналоговое преобразование;

- концентрация нагрузки;

- подключение к ИКМ-тракту;

- функции BORSCHT.

В цифровых АТС через коммутационное поле можно передавать лишь информацию в виде ИКМ сигналов. Передачу постоянного тока и токов высокого уровня, таких, как токи электропитания микрофонов телефонных аппаратов, токи вызывного сигнала и других, производить нельзя. Эти ограничения объясняются свойствами элементной базы, на которой строится коммутационное поле цифровых АТС. В связи с этим в цифровых системах электропитание микрофонов телефонных аппаратов, посылку вызова в ТА, контроль состояния абонентских линий и их испытание необходимо производить в абонентском комплекте (АК). Здесь же в АК с помощью дифференциальной системы необходимо осуществлять переход с двухпроводного на четырёхпроводный тракт. Вся совокупность функций, возлагаемая на АК в цифровых АТС, получила название BORSCHT по первым буквам английских слов, обозначающих соответствующую функцию.

Рассмотрим каждую из функций BORSCHT.

B (battery) - электропитание микрофона телефонного аппарата (сила тока I=50..60 мкА).

O (overvoltage) - защита от перенапряжения, импульсных помех и т.д. (Необходимо защитить цифровое коммутационное поле от воздействия высоких напряжений (или скачков напряжения) со стороны абонентской линии.)

R (ringing) - вызывной ток f=25 Гц, U=90..110 В.

S (supervision) - контроль состояния абонентской линии. Контроль необходим для опознания сигналов вызова станции (момента снятия вызывающим абонентом трубки), “ответа” абонента (момента снятия вызываемым абонентом трубки при подаче ему вызывного сигнала), “отбоя” (момента, когда вызывающий или вызываемый абонент повесит трубку после разговора).

C (coding) - кодирование. В некоторых типах станций аналогово-цифровое и цифро-аналоговое преобразования производится непосредственно в абонентских комплектах. В этих случаях кодеры и декодеры устанавливаются в АК.

H (hybrid) - дифференциальная система. Дифсистема служит для перехода с двухпроводного разговорного тракта на четырёхпроводный.

T (testing) - испытания. Испытания проводятся для определения характеристик АЛ, таких, как сопротивление шлейфа, ёмкость между проводами “a” и “b”, наличие посторонних токов и напряжений.

2. Модуль аналоговых абонентских линий

Функции, которые должен реализовывать модуль МААЛ, это функции BORSCHT, которые были рассмотрены выше. Здесь рассмотрим функциональные схемы, реализующие эти функции.

Дифсистема.

Battery.

Существует два способа: через обмотки дифсистемы и через дополнительные дроссели.

Достоинства: простота реализации

Недостаток: более жёсткие требования к дифсистеме.

Достоинства: не накладываются дополнительные требования к дифсистеме.

Недостаток: требуются дополнительные элементы.

Защита от перенапряжения.

Под защитой подразумевается защита от сигналов уровня выше, чем рассчитана элементная база. Существует множество подходов к реализации данной функции, например, диодный мост.

Supervision.

Контроль за состоянием АЛ: ответ, отбой, приём цифр декадным способом, вызов.

Признаком, по которому можно определить вышеуказанные сигналы, является наличие или отсутствие постоянного тока в цепи с определёнными временными рамками для каждого из сигналов. Исключение составляет сигнал “ответ абонента В”, т.к. он может поступить не только в паузе между посылками, но и в момент посылки между вызовами. Поэтому можно контролировать также по переменному току, в противном случае мы уменьшаем время на реакцию СУ на вызов.

Testing.

Основные параметры - сопротивление шлейфа в замкнутом и разомкнутом состоянии, ёмкость, наличие посторонних потенциалов. Задачей при этом является подключение АЛ к испытательному устройству. При этом возможны различные варианты:

а) установка в каждом АК дополнительное реле,

б) установка группового реле для группы АЛ,

в) расширение возможностей варианта б), в котором предусматривается возможность контроля индивидуальных приборов для данной АЛ со стороны станции.

Ringing.

10 В.Посылка вызова, f=25 Гц, U=100

Как правило, источник вызывного сигнала устанавливается один на статив, где размещается абонентское оборудование, и задачей будет являться отключение АЛ от оборудования станции и подключение к источнику вызывного сигнала. Для этого в комплекте устанавливается индивидуальное реле, контакты которого и будут производить переключение.

Модуль цифровых абонентских линий (МЦАЛ) обеспечивает подключение к станции цифровых АЛ сети ISDN с помощью базового доступа 2B+D. Два канала B используются для передачи пользовательской информации со скоростью 64 кбит/с - для сигнализации в виде пакетов сигнальных сообщений.

К функциям МЦАЛ относятся:

- временное разделение каналов B и D

- преобразование двоичного кода в четверичный линейный код 2BIQ;

- преобразование двухпроводного тракта в четырехпроводный;

- объединение нескольких D каналов в один поток со скоростью 2048 кбит/с.

Линейный блок (ЛБ) образует интерфейс между аналоговым и цифровым окружением станции и цифровым коммутационным полем. Используется для включения в станцию различных типов СЛ и линий доступа ISDN на первичной скорости посредством МЦСЛ и МАСЛ. Кроме того служит для подключения сетей передачи данных и реализации дополнительных услуг.

Модуль цифровых соединительных линий (МЦСЛ) необходим для подключения к станции цифровых СЛ и линий ISDN первичного доступа PRI. Выполняет функции передачи служебной и пользовательской информации, а также согласования входящих и исходящих потоков со скоростями коммутации в коммутационном поле (мультиплексирование и демультиплексирование).

Должен осуществлять следующие операции:

1) преобразование сигналов, передаваемых по СЛ, в направлении приёма из кода HDB-3 в двоичную форму и из двоичной формы в сигналы кода HDB-3 в направлении передачи;

2) выделение циклового синхрослова из сигнала, поступающего по СЛ;

3) выделение тактовой частоты из сигнала, поступающего по СЛ;

4) согласование последней с частотой узла коммутации (устраняя частотные отклонения между двумя тактовыми частотами);

5) гальваническая развязка.

Учитывая функции, выполняемые МЦСЛ и последовательность их реализации, функциональная структура м.б. представлена следующим образом:

Функции МЦСЛ:

преобразовать сигнал: при передаче - из двоичного кода в код HDB3; при приёме - из кода HDB3 в двоичный (с одновременным выделением тактовой частоты);

синхронизировать сигнал со встречной станции с тактовой частотой станции; в случае невозможности войти в синхронизм - выдать аварийный сигнал.

В некоторых системах МЦСЛ содержит регенератор кроме двух основных устройств - преобразователя кода и устройства синхронизации.

Преобразователь кода.



Направление передачи.

Цифровой поток в коде RZ, тактируемый с тактовой частотой узла коммутации h, поступает на вход УФК (устройства формирования кода). Его задачей является распознать пачки нулей по четыре, определить тип замены и её осуществить. На выходе УФК получаем две последовательности - HDB3- и HDB3+, которые соответствуют положительным и отрицательным импульсам кода HDB3. Эти две последовательности поступают на импульсные усилители (ИУ), управляемые устройством управления полярности сигналов (УПС). С выхода ИУ эти импульсные последовательности поступают на линейный трансформатор ЛТ со средней точкой, с выхода которого и получается код HDB3.

Направление приёма.

Цифровой поток в коде HDB3 поступает на ЛТ, с выхода которого считываются две импульсные последовательности - HDB3- и HDB3+. После усиления и формирования импульсов на ИУ с помощью устройства выделения тактовой сигнала УВТС осуществляется выделение тактовой частоты соединительной линии h*. После выделения тактовой частоты последовательности HDB3- и HDB3+ подаются на УФК, задачей которого является определить сделанные замены и каждую из них заменить на 4 нуля, после чего объединить полученные две импульсные последовательности, в результате чего на выходе получаем оригинал цифрового сигнала в коде RZ, тактируемый тактовой частотой СЛ h*.

Устройство синхронизации.

На устройство синхронизации возлагаются задачи цикловой синхронизации и согласования частот узла коммутации и соединительной линии.

ЦС.

Как известно, ЦС реализуется при использовании 0 ВИ. В направлении передачи необходимо только лишь заполнить содержимое 0 ВИ, при приёме - определить наличие или отсутствие ЦС, при отсутствии выдать аварийный сигнал, при наличии - обеспечить приём цифрового потока.

Направление передачи.

Необходимо заполнить 0 ВИ. Это реализуется в схеме формирования структуры цикла СФСЦ. Далее цифровой поток формата первичной ИКМ в коде RZ, тактируемый тактовой частотой узла коммутации, поступает на преобразователь кода.

Направление приёма.

Цифровой поток в коде RZ, тактируемый тактовой частотой h*, поступает от преобразователя кода на схему выделения циклового синхросигнала (СВС), которая принимает решение о наличии или отсутствии ЦС. При потере цикловой синхронизации СВС обращается к схеме формирования аварийного сигнала (ФАС), которая формирует содержимое 0 ВИ нечётного цикла, и этот сигнал поступает в схему СФСЦ для передачи на встречную станцию, а также - в свою СУ.

При нормальном функционировании схема СВС обеспечивает формирование двух частот - H* (следования временных интервалов соединительной линии) и H0* (половина частоты следования циклов, использование которой необходимо для согласования тактовой частот).

Согласование тактовой частот осуществляется за счёт проскальзываний с потерей цикла либо с повторным чтением цикла. Для реализации используется двухпортовое ЗУ. Данное ЗУ содержит 64 восьмиразрядные ячейки. Адрес ячейки записи формируется счётчиком адреса записи (САЗ). Состояние данного счётчика изменяется под влиянием частот H* и H0*. Адрес же чтения формируется счётчиком адреса чтения (САЧ) под управлением частот H и H0 данного узла коммутации. Для того, чтобы не было обращения к одной и той же ячейке, используется схема сравнения СС. При совпадении значений СС выдаёт команду САЧ на увеличение или уменьшение значения на 32 в зависимости от направления расхождения частот, в результате чего будет потерян либо повторно считан целый цикл информации. Частота проскальзывания регламентируется и допускается оно с периодом 72 дня.

Входящий регистр ВР и исходящий регистр используются для ПС/ПР и ПР/ПС преобразований соответственно.

При этом ВР управляется частотами h* и H*, ИР - h и H.

В АТС МТ 20/25 модуль МЦСЛ не выделен в отдельный функциональный блок. Все функции закреплены за двумя блоками.

Функции преобразователя кода реализуются в блоке TRC.

Функции схемы синхронизации выполняет интерфейс коммутации IC.

В современных ЦСК большой емкости модули аналоговых соединительных линий, как правило, отсутствуют. Направление от аналоговых станций оборудуются цифровыми системами передачи. В большинстве случаев в состав ЛБ входит оборудование взаимосвязанных АТС и способом их передачи на участках сети. ОС выполняет функции приема и передачи сигналов управления и взаимодействия (СУВ) между двумя АТС.

Работа цифровых АТС основана на использовании двух типов сигналов: линейных и маршрутизации. Линейные сигналы обеспечивают переход от одной фазы обслуживания вызова к другой (занятие, отбой, подтверждение, разъединение). Сигналы маршрутизации (часто называемые регистровыми) обеспечивают маршрутизацию вызовов и включают все информационные сигналы (цифры номера, запрос цифр номера и другая дополнительная информация). В состав ОС могут входить блок линейной сигнализации (БЛС), блок многочастотной сигнализации (БМЧС) и модуль акустических сигналов (МАС).

Блок линейной сигнализации (БЛС) является блоком сигнализации по выделенному сигнальному каналу (ВСК). Предназначен для приема и передачи всех линейных сигналов, передаваемых по 16-му канальному интервалу ИКМ-тракта при сигнализации 2ВСК. Кроме линейных сигналов, иногда передает часть сигналов маршрутизации декадным кодом - при связи цифровой АТС с декадно-шаговой станцией. Для приема/передачи информации подключается к 16-ти канальным интервалам ИКМ-трактов через полупостоянное соединение в коммутационном поле.

Блок многочастотной сигнализации (БМЧС) служит для приема регистровых сигналов многочастотной сигнализации. Многочастотные сигналы передаются по разговорным цепям.

Подключение БМЧС через коммутационное поле к разговорным канальным интервалам выполняется системой управления только на время, необходимое для передачи и приема многочастотных сигналов. Подключение БМЧС к цифровому коммутационному полю (ЦКП) осуществляется по выделенной ИКМ-линии. Соединение в ЦКН оперативное (на время обмена многочастотными сигналами).

Модуль акустических сигналов (МАС) передает акустические сигналы абонентам с помощью цифрового генератора тональных сигналов, включаемого в ЦКП) через выделенную ИКМ-лииию.

Цифровое коммутационное поле (ЦКП) выполняет функции коммутации соединений различных видов, таких как:

коммутация разговорных соединений в цифровом виде;

коммутация межпроцессорных соединений:

коммутация тональных сигналов.

В основном используются практически неблокирующие полнодоступные многозвенные схемы ЦКП. Для надежности ЦКП дублируется (имеется два независимых слоя). В современных цифровых АТС имеет место временная и пространственная коммутация (В и П). Как правило, не применяется более двух звеньев временной коммутации, а между этими звеньями располагается несколько звеньев пространственной коммутации. Между абонентами в коммутационном поле всегда устанавливается два независимых пути -- в прямом и обратном направлениях.

Система управления (СУ) предназначена для управления всеми процессами обслуживания вызовов. В цифровых АТС все действия управляющих устройств заранее определены алгоритмом (программой) их функционирования Программы хранятся в памяти управляющих устройств.

При обслуживании вызова СУ выполняет три главных функции:

прием информации (например, о поступлении вызова, наборе номера, ответе абонента, отбое и др.):

обработка информации (анализ поступивших сигналов, поиск свободных соединительных путей в ЦКП, выработка управляющих команд и др.);

выдача информации (выдача управляющих команд в модули и управление работой ЦКП).

В ЦСК используется три виза структур системы управления:

централизованная;

иерархическая:

децентрализованная (распределенная).

Централизованная ЭУС состоит из одного центрального УУ (ЦУУ), осуществляющего управление установлением всех соединений в пределах всего УК. Примерами централизованной ЭУС могут служить ЭУС отечественных квазиэлектронных УК типов «Кварц», «Квант» и «Исток». Централизованные ЭУС являются наиболее простыми по принципам построения и позволяют наиболее экономично удовлетворять требованиям к производительности УК заданной фиксированной емкости. Однако для централизованных ЭУС возникают проблемы обеспечения требуемых живучести и гибкости. Так, выход из строя ЦУУ приводит к полной потере работоспособности УК в целом. Ограничена также возможность расширения емкости УК. При этом необходимо устанавливать сразу ЦУУ с производительностью, достаточной для управления УК максимальной проектируемой емкости, что снижает эффективность использования вычислительных ресурсов ЦУУ и его технико-экономические показатели в период с момента установки УК до момента достижения им максимальной проектируемой емкости.

Стремление получить линейную зависимость стоимости ЭУС от емкости УК в достаточно широком диапазоне емкостей и повысить живучесть ЭУС за счет распределения функции управления и нагрузки между несколькими УУ привело к созданию децентрализованных ЭУС. Децентрализованная ЭУС состоит из нескольких УУ, каждое из которых выполняет только определенную часть функций по управлению установлением всех или определенной части соединений в пределах определенной части УК и равноправно с остальными УУ. Таким образом, отличительными чертами децентрализованной ЭУС являются управление процессом установления каждого соединения несколькими УУ и отсутствие единого координирующего их совместную работу органа (ЦУУ). Примерами децентрализованной ЭУС служат ЭУС электронных цифровых УК ДХ-200 (Финляндия) и System 12 (США).

К недостаткам децентрализованных ЭУС следует отнести сложность организации и координации совместной работы многих УУ. В частности, возникают трудности с рациональным распределением функций между УУ, обеспечивающим их равномерную загрузку. В результате в ЭУС возникают «узкие» места по производительности, связанные с перегрузкой отдельных УУ, ограничивающие производительность ЭУС в целом. Для координации совместной работы УУ в составе децентрализованной ЭУС требуются разработка специальных достаточно сложных программных средств и соответственно дополнительные затраты в каждом УУ памяти на их хранение и производительности на их функционирование. Кроме того, обеспечение требуемой достаточно высокой производительности ЭУС для УК большой емкости достигается в децентрализованных ЭУС использованием большого числа УУ (вследствие низкой производительности каждого отдельного УУ), причем значительная часть УУ функционально идентична. Это приводит к избыточности по общему объему оборудования децентрализованных ЭУС, для УК большой емкости по сравнению с аналогичными централизованными ЭУС и соответственно к ухудшению их экономических показателей.



Компромиссным вариантом построения ЭУС является частичная децентрализация функций управления, осуществляемая в иерархической ЭУС, которая состоит из ЦУУ и нескольких групп периферийных УУ (ПУУ), находящихся между собой в отношении иерархического подчинения. Группа ПУУ, непосредственно подключенная к периферийному интерфейсу, образует самый низкий, а ЦУУ -- самый высокий иерархический уровень управления. Управляющие устройства одного иерархического уровня не связаны между собой и работают независимо друг от друга, тогда как УУ соседних иерархических уровней имеют между собой информационные и функциональные связи через соответствующий системный интерфейс (рис. 1.4,в).

Процесс управления на каждом этапе обслуживания вызова проходит в ЭУС через иерархические уровни, начиная с самого низкого до самого верхнего и обратно. При этом УУ на более высоком иерархическом уровне выполняют более сложные функции управления. Так, ПУУ самого низкого иерархического уровня принимает, предварительно обрабатывает информацию о поступающих входных сигналах и формирует необходимые сообщения для ПУУ следующего уровня (или ЦУУ), в то время как ЦУУ координирует совместную работу связанных с ним ПУУ при установлении каждого соединения и выполняет функции, требующие наиболее сложной арифметико-логической обработки информации о вызовах (например, анализ номера и выбор направления связи). Иерархические ЭУС имеют, как правило, пирамидальную структуру, при которой чем выше иерархический уровень управления, тем меньше число УУ он содержит. Иерархические ЭУС сочетают в себе простоту и экономичность централизованных ЭУС с возможностью наращивания производительности и достаточно высокой живучестью децентрализованных ЭУС. В то же время иерархическим ЭУС присущи, конечно, в значительно меньшей степени недостатки как централизованных, так и децентрализованных ЭУС. Примерами иерархической ЭУС являются ЭУС электронных цифровых УК ESS № 4 и № 5 (США), МТ-20/25 (Франция), АХЕ-10 (Швеция), ЕАХ-61 (Япония).

В последние годы в связи с большими достижениями микроэлектроники в области построения и производства больших интегральных схем БИС и дешевых, надежных и компактных микропроцессоров, приспособленных для работы в системах управления, децентрализованные и иерархические ЭУС стали основными типами ЭУС узлов коммутации. При этом УУ, входящие в состав ЭУС, распределяются по управляемым объектам ИС и конструктивно объединяются с ними, образуя функционально специализированные модули, из которых компонуются УК нужной емкости того или иного назначения. Подобного рода УК получили название УК с распределенным программным управлением, а соответствующие ЭУС -- распределенных ЭУС.

В децентрализованных и иерархических ЭУС взаимосвязь и взаимодействие УУ между собой в процессе управления установленных соединений осуществляется через системный интерфейс. Принцип построения (тип) системного интерфейса зависит от числа взаимосвязанных УУ и объема информации, передаваемого между ними. При небольшом числе УУ (2--3) и достаточно большом объеме передаваемой информации между каждой парой УУ Связь между ними может осуществляться с помощью специальных каналов, непосредственно соединяющих каждую пару УУ и имеющих прямой доступ к памяти этих УУ. При этом обмен информацией может выполняться одновременно между несколькими парами УУ.

При увеличении числа УУ до нескольких десятков и соответствующем уменьшении объема информации, передаваемой между отдельными парами УУ, организация их непосредственной связи становится экономически нецелесообразной и практически трудно реализуемой. В этом случае взаимосвязи между УУ осуществляются, как правило, с помощью общей шины (ОШ), к которой подаются все УУ, поочередно (с разделением во времени) использующие ее для передачи необходимой информации. В любой момент по ОШ информация может передаваться только между одной парой УУ, поэтому для организации очередности доступа УУ и ОШ в состав системного интерфейса вводятся специальный блок управления ОШ.

Построение системного интерфейса в виде ОШ является достаточно простым и экономичным техническим решением, однако приводит к снижению живучести УС и по причине ограниченной ПРОПУСКНОЙ способности ОШ (максимального объема информации, который может быть передан по ОШ за единицу времени) не позволяет применять ее в ЭУС, состоящих из сотни и более УУ. В таких ЭУС связь между УУ организуется через цифровое коммутационное поле(ЦКП) с собственным управлением. При этом для обмена информацией между УУ может использоваться специальное ЦКП, входящее в состав ЭУС, или общее ЦКП УК, предназначенное для установления соединений между включенными в УК линиями (каналами) связи. В последнем случае информация между УУ через ЦКП может передаваться по любым или только по специально выделенным временным каналам коммутируемых ИКМ-линий (например, по 16-му временном каналу).

Построение системного интерфейса ЭУС на базе ЦКП позволяет практически снять ограничение на число УУ в ЭУС, однако требует дополнительных затрат производительности УУ на установление и разъединение необходимых для обмена информации соединений в ЦКП, приводит к появлению дополнительной нагрузки на общее ЦКП УК или к дополнительным расходам на специальное ЦКП ЭУС.

Кроме основных функции по обслуживанию вызовов. СУ представляет абонентам дополнительные виды обслуживания (ДВО), а также вспомогательные функции (контроль работоспособности, диагностика оборудования и др.).

Управляющее устройств» общеканальной сигнализации ОКС№7 (УУ ОКС) предназначено для управления сетью сигнализации но общему каналу сигнализации и оборудовано специальным управляющим устройством, которое выполняет роль транзитного узла или оконечного пункта сигнального трафика.

Генератор тактовых импульсов (ГПИ) необходим для выработки сетки частот для синхронизации работы всех блоков станции. С этой целью все станции, включенные в цифровую сеть, должны обеспечиваться тактовыми импульсами с высокой степенью надежности и согласованности.

Тактовые импульсы, генерируемые в каждом блоке оборудования, синхронизируют обмен информацией на трех уровнях:

- внутри самого блока оборудования АТС;

- между блоками оборудования одной АТС;

- между различными АТС.

Международный обмен цифровой информацией нуждается в высокой степени точности и надежности. Для этого опорные частоты должны выводиться из атомных эталонов частоты и подаваться на международные АТС, работающие как ведущие.

В децентрализованных и иерархических ЭУС взаимосвязь и взаимодействие УУ между собой в процессе управления установлением соединений осуществляется через системный интерфейс. Принцип построения (тип) системного интерфейса зависит от числа взаимосвязанных УУ и объема информации, передаваемого между ними. При небольшом числе УУ (2-3) и достаточно большом объеме передаваемой информации между каждой парой УУ связь между ними может осуществляться с помощью специальных каналов, непосредственно соединяющих каждую пару УУ, и обмен информацией может выполняться одновременно между несколькими парами УУ.



При увеличении числа УУ до нескольких десятков и соответствующем уменьшении объема информации, передаваемой между отдельными парами УУ, организация их непосредственной связи становится экономически нецелесообразной и практически трудно реализуемой. В этом случае взаимосвязи между УУ осуществляются, как правило, с помощью общей шины (ОШ), к которой подключаются все УУ, поочередно (с разделением во времени) использующие ее для передачи необходимой информации. В любой момент по ОШ информация может передаваться только между одной парой УУ, поэтому для организации очередности доступа УУ к ОШ в состав системного интерфейса вводятся специальный блок управления ОШ.

Построение системного интерфейса в виде ОШ является достаточно простым и экономичным техническим решением, однако приводит к снижению живучести УС и по причине ограниченной пропускной способности ОШ (максимального объема информации, который может быть передан по ОШ за единицу времени) не позволяет применять ее к ЭУС, состоящих из сотни и более УУ.



В таких ЭУС связь между УУ организуется через цифровое коммутационное поле (ЦКП) с собственным управлением.

При этом для обмена информацией между УУ может использоваться специальное ЦКП, входящее в состав ЭУС, или общее ЦКП УК, предназначенное для установления соединений между включенными в УК линиями (каналами связи). В последнем случае информация между УУ через ЦКП может передаваться по любым или только по специально выделенным временным каналам коммутируемых ИКМ- линий (например по 16-му временному каналу).

Построение системного интерфейса ЭУС на базе ЦКП позволяет практически снять ограничение на число УУ в ЭУС, однако требует дополнительных затрат производительности УУ на установление и разъединение необходимых для обмена информацией соединений в ЦКП, приводит к появлению дополнительной нагрузке на общее ЦКП УК или к дополнительным расходам на специальное ЦКП ЭУС.

3. Перечень основных характеристик ЦСК

Характеризовать ЦСК можно разнообразными показателями. Для удобства анализа предлагается объединить их в пять групп:

сетевые;

сервисные;

аппаратные:

программные;

эксплуатационные.

Сетевые показатели отражают внешние характеристики системы, ее гибкость, возможность применения на сетях разного назначения, емкости и структуры. Они показывают, насколько полно и какими средствами удовлетворяются требования сети при ее создании, развитии или реконструкции на базе конкретной ЦСК. Эти показатели должны интересовать операторов связи в первую очередь, поскольку влияют на стоимость построения и преобразования сети.

Сервисные показатели определяют качество и перечень всех предоставляемых абонентам услуг, начиная с телефонной связи и заканчивая возможностью выхода в Интернет, интеллектуальную сеть, сеть передачи данных и т. п. Эти показатели оценивают прогнозируемые доходы операторов связи.

Аппаратные показатели характеризуют непосредственно оборудование и систему управления ЦСК, их архитектуру и состав, элементную базу, производительность процессоров, их взаимосвязь, структуру и параметры коммутационного поля. Они определяют стоимость ЦСК и надежность ее функционирования.

Программные показатели описывают программное обеспечение ЦСК, его архитектуру и возможности, язык программирования. Совместно с аппаратными показателями они на основе данной ЦСК обеспечивают реализацию сетевых, сервисных и эксплуатационных показателей.

Эксплуатационные показатели отражают удобство выполнения предусмотренных процедур эксплуатации и технического обслуживания ЦСК, глубину и полноту действующей диагностики, объем собираемых статистических данных о качестве работы станции. Определяют стоимость эксплуатации и технического обслуживания ЦСК и требования к квалификации персонала станции (узла).

Главными показателями ЦСК являются сетевые, к которым можно отнести следующие: Виды сетей, на которых может применяться оборудование ЦСК. Системы универсального назначения используются, как ни местных (городских, сельских, ведомственных), так и на внутренних междугородных и международных, а также ни интеллектуальных и сотовых сетях, Системы ограниченного назначения применяются на сетях одного, двух, реже трех видов.

Типы станций и узлов, которые можно создать из оборудования ЦСК. Каждому виду сети соответствуют свои типы станций и узлов. Для местной сети - это оконечные, опорные, транзитные и опорно-транзитные станции, транзитные узлы и подстанции, для внутризоновой - внутризоновые узлы, для междугородной - междугородные станции и узлы, для международной - международные центры и коммутации. Соответственно для сотовой сети необходимы центры коммутации подвижной связи (MSC), для интеллектуальной - узлы коммутации услуг SSP и управления услугами SCP, для взаимодействия со специализированными сетями передачи данных ( с коммутацией каналов или пакетов) и с локальными вычислительными сетями используют шлюзовые станции (ШС). Универсальные ЦСК , как правило, охватывают весь диапазон объектов коммутации обслуживаемого вида сети.

Начальная и конечная емкость станции и шаг ее наращивания. По ним станции существенно различаются, поскольку одни ЦСК разработаны для стран с большой телефонной плотностью, а другие - с малой или средней. Для сетей разного вида ( городских, сельских, ведомственных) также необходимы станции с разными значениями этих параметров. При характеристике опорной станции такие параметры обычно приводятся раздельно для собственной и совокупной ( с учетом всех включенных в нее подстанций) емкостей.

Минимальный объем оборудования, необходимый на станции начальной емкости. По этому показателю различие станций весьма существенно. У одних такое оборудование может занять полстойки, а у других - несколько стоек, хотя их начальные емкости могут быть достаточно близки.

Преобразование одного типа станции в другой с большими сетевыми возможностями. Например, оконечную станцию можно трансформировать в транзитную или опорно-транзитную. Необходимость такого преобразования часто возникает на сети, однако не все ЦСК обладают достаточно гибкой структурой, поэтому не всегда подобную операцию удается легко выполнить. Иногда проще построить новую станцию требуемого вида, чем переоборудовать действующую.

Наличие в ЦСК подстанций (ПС) большой, средней и малой емкости. В состав ЦСК может входить большой набор подстанций, поскольку местные сети имеют разную телефонную плотность и концентрацию абонентских групп. Однако встречаются ЦСК с единственной ПС фиксированной емкости.

Начальная и конечная емкость каждого типа ПС и шаг ее наращивания. Для каждого типа подстанций может быть несколько градаций емкостей с гибким переходом от одной к другой. озможность преобразования подстанций большой или средней емкости в оконечную (ОС), опорную (ОПС) или опорно-транзитную (ОПТС) станцию. Необходимость в этом возникает довольно часто, но легко реализуется только в некоторых ЦСК. Однако существуют ЦСК, выносное оборудование которых не может служить основной для будущей станции; его придется демонтировать после ввода новой станции.

Коммутационные возможности ПС. Подстанции средней и большой емкости (1000-20 000 АЛ) могут иметь внутреннюю связь и несколько внешних направлений для непосредственной связи с соседними станциями. Однако существуют ЦСК, где даже в крупных ПС отсутствует не только внешняя, но и внутренняя связь. В некоторых ПС, собираемых из нескольких абонентских модулей, есть внутримодульная связь, но нет межмодульной.

Начальная и конечная емкость транзитного узла (ТУ) и шаг ее наращивания. Поскольку одни ЦСК разрабатывались для работы, в первую очередь, на крупных сетях, а другие - на сетях средней или малой емкости, то по емкостным параметрам их узлы могут существенно различаться. В составе некоторых ЦСК имеются несколько ТУ разной емкости, предназначенные для сетей разной величины.

Возможность преобразования ТУ путем соответствующего дооборудования в транзитную (ТС) или в опорно-транзитную (ОПТС) станцию. Во многих ЦСК это преобразование затруднений не вызывает.

Виды абонентских устройств, которые можно подключить к станции или к подстанции. Кроме аналоговых (АТА) и цифровых (ЦТА) телефонных аппаратов должна быть возможность подключения к ОПС (ПС) всех действующих на ГТС типов таксофонов (местных, междугородных, универсальных) систем тарификации, факсимильных аппаратов, ПК с модемом и двухпроводных СЛ от малых ведомственных станций (до 200 номеров) с прямым набором внутреннего и внешнего номеров и без него. Должно предусматриваться универсальное подключение аналоговых аппаратов: с импульсным и с частотным набором номера.

Наличие базового (BRA) и первичного (PRA) доступа к сети ISDN. Следует заметить, что базовый доступ ISDN -- уже устаревшая и довольно дорогая информационная услуга. Она практически не используется. Сегодня эта технология применяется, главным образом, как скоростной доступ в Интернет (64 или 128 кбит/с). Широкое распространение услуги может привести к перегрузке цифровых телефонных станций, поскольку практически во всех ЦСК на одну цифровую АЛ (два В-канала) предусмотрена нагрузка всего 0,1 Эрл. Доступ в Интернет можно обеспечивать, минуя станцию и применяя для этого высокоскоростные модемы xDSL. Первичный доступ ISDN реально используется на сетях для подключения цифровых ведомственных станций, причем независимо от наличия у них базового доступа. Однако на смену ему уже пришел универсальный протокол QSIG, созданный на основе сигнализации EDSS1.

Наличие широкополосного абонентского доступа е Интернет и к сети передачи данных. В продвинутых системах этот доступ обеспечивается с помощью встроенных модемов типа xDSL (ADSL, UDSL, IDSL, SHDSL и др.).

Способ доступа абонентов ЦСК в Интернет. ЦСК можно организовать выход абонентов во Всемирную сеть различными способами: через встроенные модемы xDSL, базовый или первичный доступ ISDN, а также модем и аналоговую АЛ в режиме dial-up. Этот показатель тесно связан с двумя предыдущими

Наличие цифровых и аналоговых стыков для подключения CЛ различного вида. Для подключения цифровых СЛ необходим, как минимум, стык А (интерфейс Е1), аналоговых СЛ -- стык С1 (четырехпроводный для уплотненных СЛ с частотным разделением каналов) и стык С2 (двухпроводный для физических СЛ).

Перечень используемых электрических и оптических интерфейсов. Системы последних разработок наряду с традиционным электрическим интерфейсом Е1 включают встроенный электрический интерфейс Ethernet (10/100 Мбит/с) для подключения к сети передачи данных и различные встроенные оптические интерфейсы. К ним относятся: Е2, подключаемый к оптической сети цифровых СЛ: ATM-155 -- к пакетной сети общего пользования; STM1 (155 Мбит/с) -- к транспортной сети и IGE (1GB Ethernet) -- к сети передачи данных. Перечисленные интерфейсы могут использоваться как для организации межстанционной связи, так и для предоставления абонентам непосредственного доступа к пакетным сетям и сетям передачи данных.

Системы сигнализации, используемые для связи с другими станциями. Цифровые системы сигнализации обязательны для любой ЦСК: ОКС №7 отечественная сигнализация (2ВСК+МЧК), часто называемая R1.5 (обмен линейными сигналами по двум выделенным сигнальным каналам, а управляющими сигналами многочастотным кодом МЧК «2 кз 6» в речевом канале), европейская сигнализация ЕDSS1 и отечественная 2ВСК (обмен линейными и управляющими сигналами декадным кодом по двум выделенным сигнальным каналам). Для связи с цифровыми ведомственными станциями и корпоративными сетями часто используется сигнализация OSIG. Для аналоговых СЛ обмен линейными и декадными управляющими сигналами обеспечивается, если линия -- физическая (ФСЛ), то посылками постоянного тока, а если уплотненная с помощью СП с частотным разделением канатов (ЧРК) -- частотными посылками в выделенном сигнальном канале на частоте 3825 Гц (одночастотная внеполосная) или в внутриполосном сигнальном канале на частоте 2600 Гц (одночастотная внутриполосная). Во всех случаях для передачи управляющих сигналов наряду с декадным кодом может использоваться также МЧК «2 из 6».

Возможности оборудования ЦСК по обслуживанию сети ОКС №7. Максимальное количество подключаемых к сигнальному пункту сигнальных звеньев (SL), максимальное число выбираемых при передаче сообщения сигнальных маршрутов (SR), скорость обработки значащих сигнальных единиц сообщения (MSU/c) и предусмотренные скорости обмена по сигнальному звену: 64, 2048 или 8448 кбит/с.

Наличие универсального открытого интерфейса V5.Х. В настоящее время практически во всех крупных ЦСК предусмотрены интерфейсы V5.I и V5.2. Интерфейс V5.1 разрешает подключить к ОПС по тракту Е1 до 30 аналоговых АЛ или В-каналов базового доступа ISDN без концентрации нагрузки и с обменом сигналами по общему каналу. Интерфейс V5.2 ориентирован на группу до 16 трактов Е1 с концентрацией нагрузки. В каждом тракте Е1 можно иметь сигнальный канал.

Возможность подключения ведомственных телефонных станций (УПАТС) малой, средней и большой емкости. Предусмотренные интерфейсы должны обеспечивать, подключение цифровых и аналоговых УПАТС любой емкости и любого типа при наличии перечисленных выше систем сигнализации.

Возможность выбора альтернативных путей соединения. Дли оптимального построения междугородной иди международной сети необходимо обеспечить выбор не менее шести путей связи, а местной сети -- не менее грех. Должны быть предусмотрены различные процедуры маршрутизации вызова с учетом выделяемых путей соединения.

Возможность использования различных систем тарификации обслуживаемого вызова и предоставляемых абоненту услуг. Для каждого вида сети (международная, междугородная, местная, сотовая, интеллектуальная и др.) Требуются свои системы тарификации. ЦСК должна поддерживать выбор системы тарификации.

Наличие в составе ЦСК тактовых генераторов (ТГ) соответствующего уровня, возможность работы в синхронной и плезиохронном режиме. В универсальных системах должно быть до четырех типов ТГ разного назначения и соответственно с разной стабильностью частоты импульсов на протяжении суток. Генератор первого уровня (1*10^-22 ) может использоваться в качестве ведущего генератора на междугородных станциях и узлах, второго уровня (5*10^-10) - на городских опорных и транзитных станциях и внутризоновых узлах, третьего уровня (2*10^-8) -- на станциях с аналоговым окружением. Генераторы третьего и четвертого уровней (3*10^-5) применяются в основном в качестве ведомого генератора в низшем звене иерархии (оконечные станции и подстанции).

Допустимая интенсивность нагрузки усредненной абонентской линии. Практически все ЦСК рассчитаны на абонентскую нагрузку 0.1 Эрл на одну АЛ, а по спецзаказу -- 0.2 Эрл. Исключение составляют офисные и ведомственные станции, при разработке которых специально предусмотрена интенсивность абонентской нагрузки 0.2 Эрл на одну АЛ.

Допустимая интенсивность нагрузки усредненной соединительной линии. Практически во всех ЦСК предусматривается интенсивность нагрузки 0.8 Эрл на одну СЛ.

Пропускная способность коммутационного поля (КП) станции или узла и коммутаторов отдельных модулей системы. Этот параметр определяет максимальную емкость станции или узла и максимальное количество станций или подстанций, которые можно подключить к OПС, ОПТС или ТУ. Кроме того, может указываться пропускная способность обслуживаемого КП канала, возможность широкополосной коммутации типа Nх64 или Nх32 кбит/с.

Тип модуляции коммутируемого КП сигнала. Используется импульсно-кодовая модуляция (ИКМ), адаптивная дельта-модуляция (АДМ), адаптивная ИКМ (АДИКМ).

Возможность пакетной коммутации. Тенденция постепенного перехода к пакетной коммутации прослеживается уже давно. Ведущие фирмы устанавливают в свои ЦСК и в коммутационные платформы коммутаторы ATM взамен коммутационного поля ИКМ или в дополнение к нему, и процесс этот будет продолжаться и расширяться.

Число вызовов, которое система управления станции, узла или отдельного модуля может обработать за час. Этот параметр обычно указывают как ЧНН, хотя точнее было бы за час наибольшей интенсивности потока вызовов (ЧНВ).

Электрические параметры аналоговой физической AЛ. К ним относятся сопротивление шлейфа АЛ совместно с ТА, емкость шлейфа и сопротивление утечки. Данным параметрам не уделяют должного внимания, хотя для сельских, пригородных и ведомственных сетей он очень важен; ' . . ,ТЦ|г> -

Электрические параметры аналоговой физической СЛ. К ним относятся сопротивление проводов а, в и с, емкость шлейфа, сопротивление утечки Хотя аналоговых и особенно физических СЛ становится все меньше, но они еще встречаются на ГTC при включении аналоговых станций, особенно ведомственных.

Стоимость станционного оборудования на один номер (порт),

Средняя стоимость абонентской сети на один номер или на одну АЛ.

Средняя стоимость межстанционной сети на один номер или на одну СЛ.

Три последних показателя играют важную роль для характеристики ЦСК. Однако, как показал опыт применения ЦСК разных поставщиков, рекламируемая производителем средняя стоимость абонентской или межстанционной сети не всегда соответствует действительности. Ее корректно можно оценить только по результатам выполнения реальных проектов построения, развития или реконструкции ITC.



Заключение

В настоящее время рост объемов передаваемой информации значительно опережает темпы развития сетей связи. Не смотря на то, что за последние годы увеличилось количество видов услуг связи, улучшилось качество передачи информации, все еще недостаточен объем внедрения современных систем коммутации с программным управлением. Недостаточный объем производства, высокая стоимость коммутационного оборудования не позволяет быстро внедрять цифровые системы коммутации. Прошло уже несколько десятков лет с тех пор, как начали создавать первые электронные станции.

МГТС традиционно предоставляет услуги телефонной связи и справочную информацию, поэтому ее развитие осуществлялось в направлении охвата такими услугами всех секторов рынка.

С предоставлением операторами связи дополнительного сервиса рынок телекоммуникаций подвергся серьёзным изменениям. Стало очевидно, что в условиях жесткой конкурентной борьбы клиенты ждут от МГТС специализированных услуг, ориентированных на требования конкретных групп и отдельных пользователей. Перечень дополнительных видов обслуживания всегда определялся возможностями коммутационных станций. Основная проблема: необходимость замены программного обеспечения на всех АТС сети.



Список литературы

1. Карташевский В.Г., Росляков А.В. Цифровые системы коммутации для ГТС, Москва, 2008.

2. Аваков Р.А., Игнатьев В.О., Попова А.Г. и др. Управляющие системы коммутации и их программное обеспечение. - М.: Радио и связь, 1991.

3. Павлова Е.В. Цифровые системы коммутации. Москва, 2005

4. Артемова Н.Н., Русских М.Н. Цифровые системы коммутации. Рабочая тетрадь. КТ МТУСИ. - М.: 1999.

5. Королева Л.В. Учебное пособие в схемах «Цифровые системы коммутации». КТ МТУСИ, 2005.

Размещено на Allbest.ru

...