Узбекское агентство почты и телекоммуникации

Ташкентский электротехнический институт связи

Кафедра ТС и СК

Лабораторно-практическое занятие

Изучение состава оборудования и функциональной

схемы S-12

ТАШКЕНТ – 2000 г.

Лабораторно-практическое занятие

ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА ОБОРУДОВАНИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ

СХЕМЫ S-12

1. Цель работы

Изучить назначение, техническую характеристику, состав оборудования, процессы установления соединения в цифровой системе S-12.

Научиться определять последовательность операций, выполняемых модулями распределенного управляющего устройства при установлении соединений по функциональной схеме цифровой системы S-12.

2. Содержание лабораторного занятия

Используя указанную литературу, изучить следующие вопросы:

1. Назначение и технические возможности системы S-12.

2. Состав оборудования системы.

3. Типы и назначения управляющих модулей системы.

4. Структура управляющего модуля.

5. Структура терминального интерфейса.

6. Структура мультипорта.

7. Принципы построения цифрового коммутационного поля.

8. Процессы установления соединения.

3. Характеристика системы S-12

Цифровая система коммутации S-12 разработана для использования на телефонных сетях общего пользования и обеспечивает подключение аналоговых абонентов, абонентов ЦСИО, УПАТС и др. Система может работать с сетями передачи нетелефонной информации – с сетями пакетной коммутации, сетями управления связью, широкополосными сетями интегрального обслуживания и др.

Оборудование S-12 разрабатывалось для создания перспективных сетей связи с учетом прогнозируемых требований к качеству связи, технического процесса. Система должна заменить существующее оборудование при создании ЦСИО. Однако учитывалось положение о том, что сразу заменить все системы невозможно, поэтому данная система должна работать некоторое время с существующими системами различных типов.

Разработку проводили ученые разных стран, входящих в корпорацию ITT – International Telephone and Telegraph Corporation. Работы начались в 1976 году. С самого начала в разработку системы заложена идея передачи не только речевой информации, но и сети ISDN (ЦСИО). Проект S-12 был передан в лаборатории и исследовательские центры Бельгии (BELL), Германии (SEL), Италии (FACE) и Испании (SESA) в конце 70-х годов, где проводилось завершение работ. Система S-12 имеет распределенную архитектуру и завоевала интерес многих компаний мира.

В S-12 используется цифровая технология, т.е. ее функционирование и управление осуществляется на основе программ, выполняемых микропроцессорами. Передача информации также производится в цифровом виде. Это позволяет единым методом передавать речевую информацию, данные, текстовую информацию.

Оборудование системы позволяет легко развивать емкость станции, вплоть до 100000 номеров. Система может использоваться в качестве оконечной, узловой, междугородной или международной станции. Возможна также комбинация оконечной и узловой станции. Узловые станции могут быть предельной емкостью до 60000 каналов.

В таблице №1 показана сфера применения станции S-12 и емкости.

Таблица №1

Назначение оборудования

Назначение коммутационных узлов	Емкость
Местные оконечные, комбинированные	512-100 000 NN до 60 трактов
1 транзитные, междугородные	до 60 000 трактов
Малой емкости SSA (малая отдельно стоящая АТС)	256-3840 NN
Вынесенный абонентский блок RSU	до 976 аналоговых линий

В соответствии с табл. №1 система S-12 позволяет в сельской местности устанавливать АТС малой емкости. Широкое применение концентраторов потребовало выделить специальные вынесенные абонентские блоки (RSU – Remote Subscriber Unit). Для экономии каналов связи в случае соединения между абонентами одного RSU используются внутренние пути концентратора. Оборудование позволяет строить международные станции. С использованием оборудования S-12 можно организовать центры технической эксплуатации NSC (Network Service Center). Оборудование также позволяет создавать специализированные сети, например, сотовые сети, ведомственные сети и др.

Система позволяет расширение цифровизации от станции до телефонного аппарата. В этом случае телефонный аппарат должен быть заменен на многофункциональный информационный терминал.

Полностью распределенное управление позволяет строить гибкие и надежные системы. Применение недорогих микропроцессоров позволило применить модульный способ построения как коммутационного, так и управляющего оборудования. При этом отказ любого модуля не приводит к отказу всего оборудования. Каждый модуль (HW – Hardware) имеет собственный модуль программного обеспечения с фиксированным интерфейсом для взаимодействия с другими частями системы. Структура программного обеспечения (SW – Software) позволяет вносить дополнения в нее без сложной отладки. Это позволяет довольно просто развивать как емкость системы, так и перечень услуг в любое время.

Система S-12 предоставляет абонентам большой набор дополнительных услуг: сокращенный набор номера, переадресацию вызова, перехват вызова, конференц-связь, будильник и ряд других.

Как описано выше в систему S-12 включаются различные по значению абонентские устройства и соединительные линии, представленные на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Линии, включаемые в S-12

1 – ISDN S – Integrated Services Digital Network Subscriber –

абонент ЦСИО.

2 – RSU – Remote Subscriber Unit – вынесенный абонентский блок (концентратор)

3 – AS – Analog Subscriber - аналоговая абонентская линия.

4 – PBX – Private Exchange - УПАТС.

5 – PSTN – Public Switched Telephone Network - коммутационная телефонная сеть общего пользования.

6 – PSN – Packet Switching Network - сеть коммутации пакетов.

7 – BBN – Brood Band Network - широкополосная сеть.

8 – CN – Cellular Network – сотовая сеть.

9 – NSC – Network Service Centre - центр технического обслуживания.

Применяемое распределенное управление обеспечивает высокую пропускную способность системы. В узле коммутации емкостью 60000 каналов при нагрузке 0,8 Эрл. на канал при двух попытках соединения вероятность потерь не более 10^-6.

Оборудование компактно и может устанавливаться в обычных помещениях. Конструктивно оборудование состоит из типовых элементов замены (ТЭЗ), представляющих собой печатные платы, панелей, кассет (называемых полками) и стативов. Стативы устанавливаются рядами бок о бок в определенной последовательности. Стативы в ряду скрепляются друг с другом и соединяются кабелями, прокладываемыми под фальшполом.

Каждый модуль состоит из одной или нескольких печатных плат, которые могут размещаться в различных местах нескольких стативов, т.е. заполнение стативов может быть различным. Стативы закрываются дверцами.

4. Структура системы S-12

4.1. Состав оборудования

Система состоит из цифрового коммутационного поля и совокупности различных терминальных и системных модулей, включенных в него. Особенности такого построения выражаются в том, что распределенное управление состоит из специализированных модулей управления. Для выполнения различных соединений разные модули управления должны взаимодействовать друг с другом, однако специальных шин межмодульной связи здесь не предусмотрено. Поэтому на различных этапах установления соединений модули связываются друг с другом при помощи коммутационного поля. Таким образом, центром системы является цифровое коммутационное поле, к которому подключены различные модули управления при помощи ИКМ трактов, модифицированных для выполнения внутренних функций системы. Структура системы представлена на рис. 4.1.

Цифровое коммутационное поле DSN (Digital Svitching Network) составляется с использованием специальных цифровых коммутационных элементов и имеет сложную многозвенную структуру. Для обеспечения высокой надежности и требуемой пропускной способности коммутационное поле может иметь несколько ветвей, которые будем называть в дальнейшем планами.

Система S-12 должна обеспечивать передачу различных видов информации, поэтому в коммутационное поле включаются различные линии. Для проведения информации, приходящей по этим линиям к единому виду, эти линии включаются в специализированные терминальные модули. Эти модули участвуют в процессах коммутации, однако для выполнения ряда специальных функций, не свойственных терминальным модулям, в системе предусматривается ряд системных модулей. Из рис. 4.1. видно, что к основным терминальным модулям относятся следующие:

- МААЛ – модуль аналоговых абонентских линий;

- МЦАЛ – модуль цифровых абонентских линий;

- МИАЛ – модуль интегральных абонентских линий;

- МК – модуль подключения концентратора (вынесенного абонентского блока);

- МАСЛ – модуль аналоговых соединительных линий;

- МЦСЛ – модуль цифровых соединительных линий;

- МИСЛ – модуль интегральных соединительных линий;

- МОКС – модуль общих каналов сигнализации №7;

- МО – модуль оператора.

В состав оборудования системы S-12 входит ряд системных модулей основными из которых являются следующие:

- МСК – модуль служебных комплектов;

- МТТЧ – модуль тактовых и тональных частот;

- ММП – модуль машинной периферии;

- ДУУ – дополнительные управляющие устройства.

Рис. 4.1. Структурная схема S-12

Все модули, подключаются к цифровому коммутационному полю при помощи двух модифицированных ИКМ трактов каждый. Модули, независимо от типа и назначения, используют единый протокол обмена. Все модули имеют одинаковую структуру и состоят из двух частей – терминала и управляющего устройства терминала ТСЕ (Terminal Control Element – терминальный управляющий элемент). Терминальные модули имеют элементы управления с кластером, который представляет собой оборудование, предназначенное для выполнения специальных функций данного модуля, например, линейное оборудование ИКМ трактов. К другому типу управляющих устройств относятся дополнительные управляющие устройства АСЕ. Они выполняют функции поддержки ТСЕ модулей и решают специфические задачи, например, производят определение местного абонента, обработку ошибок и др. Они не имеют кластера или другого оборудования и выполняют в основном программные задачи.

Каждый модуль системы S-12 производит выполнение определенных функций. Количество большинства типов модулей зависит от емкости станции и от числа предоставляемых услуг. Некоторые модули дублируются, обеспечивая дополнительную надежность. Рассмотрим назначение некоторых модулей и их функциональные особенности.

Модуль аналоговых абонентских линий МААЛ (ASM – Analog Subscriber Module) соединяет аналоговые абонентские линии с цифровым коммутационным полем. Каждый ASM (МААЛ) обеспечивает возможность подключения до 128 абонентских линий. Каждый ASM (МААЛ) принимает по абонентской линии аналоговую информацию и преобразует ее в цифровой вид, т.е. формирует 32-канальные цифровые потоки для передачи через цифровое коммутационное поле. ASM производит и обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговый для передачи по абонентской линии. Эти преобразования производятся в отдельных канальных кодеках. Модуль выполняет основные функции BORSCHT: электропитание абонентской линии, защиту от больших посторонних напряжений, подачу вызывного тока, контроль шлейфа, кодирование и декодирование (аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование), переход с двухпроводной линии на четырехпроводную и обратно, тестирование-контроль параметров линии.

Модуль интегральной абонентской линии МИАЛ предназначен для подключения такой линии к коммутационному полю. Скорость передачи по цифровым абонентским линиям 144 кбит/с. В линии образуются три канала – два канала для передачи речевой информации и данных со скоростью передачи 64 кбит/с. Один канал для передачи сигнальной информации, аварийной сигнализации и пакетных данных. К цифровой абонентской линии подключаются ISDN – абоненты (многоцелевые терминалы, компьютеры, телефон, фототелеграф и др.).

Терминальный модуль цифровых абонентских линий МЦАЛ рассчитан на включение 60 линий от цифровых телефонных аппаратов. Модуль осуществляет объединение цифровых потоков для передачи через цифровое коммутационное поле.

Терминальный модуль аналоговых соединительных линий МАСЛ осуществляет подключение 30 аналоговых СЛ. Каждая соединительная линия оборудуется индивидуальными интерфейсами и кодеками. Интерфейс соединительной линии обеспечивает передачу сигналов управления и взаимодействия в соответствии с типом встречной АТС.

Модуль цифровой соединительной линии МЦСЛ DTM (Digital Trunk Module) подключает тридцати двухканальную цифровую соединительную линию к цифровому коммутационному полю. Линейные сигналы выделяются из входящего цифрового потока и передаются в ТСЕ для анализа. Исходящие линейные сигналы вводятся в 16-й канал ИКМ тракта. Синхросигнал передается в нулевом канале. Если используется сигнализация №7, то сигнальная информация может передаваться по любому речевому каналу. В этом случае для передачи речи используется 31 канал и нулевой канал для синхронизации. В терминальном управляющем устройстве поток информации, приходящий со скоростью 2,048 Мбит/с, преобразуется в 16-битные слова, передаваемые со скоростью 4,096 Мбит/с. Основными функциями модуля являются образование интерфейса с цифровой соединительной линией, синхронизация, обеспечение тестовых испытаний, контроль аварийных сигналов, преобразование сигналов, согласование систем сигнализации.

Модуль подключения концентратора RIM – Remote Interface Module обеспечивает интерфейс между концентратором (блоком удаленных абонентов RSU – Remote Subscriber Unit) и станцией S-12.

Блок удаленных абонентов является небольшим коммутационным блоком и позволяет телефонизировать малонаселенные территории, телефонная плотность которых невысока и установка полной системы S-12 выгодна. Концентратор связан с опорной станцией одной или двумя ИКМ трактами. Один RSU рассчитан на подключение 488 абонентских линий. В некоторых случаях целесообразно организовать мультидропную конфигурацию, когда через 8 устройств удаленных абонентов, расположенных вдоль ИКМ тракта, обслуживаются до 1000 абонентов (рис. 4.2.).

Рис. 4.2. Включение в S-12 концентраторов

Установление соединений в концентраторе осуществляется по сигналам управления с опорной станции. При этом шестнадцатый канал ИКМ тракта используется для упрощенной сигнализации ОКС №7. Для установления соединения между двумя абонентами одного концентратора каналы ИКМ тракта к опорной станции не занимаются на время разговора.

Модуль интегральных соединительных линий МИСЛ обеспечивает соединение со скоростью передачи 2048 кбит/с с 30 дуплексными В-каналами по 64 кбит/с для передачи речевых сигналов и данных (каналы 1-15 и 17-31), одним дуплексным D-каналом 64 кбит/с для сигнализации (канал 16) и одним каналом для синхронизации, передачи аварийных сообщений и битов управления (канал 0).

В системе S-12 предусматривается вынесенный Абонентский блок ISDN (IRSU). Он является смешанным аналого-цифровым концентратором, предназначенным как для сельских, так и для городских сетей. В такой концентратор можно включить до 976 удаленных аналоговых абонентов, или до 480 удаленных абонентов ISDN. Модуль IRIM формирует интерфейс между IRSU и цифровым коммутационным полем DSN при помощи 2 ИКМ трактов.

Модуль общего канала сигнализации МОКС (HCCM – High Common Channel Module) выполняет следующие функции:

- прием и передачу сигналов управления по ОКС с использованием сигнализации №7;

- анализ принимаемых данных;

- формирование сообщений о найденных ошибках.

Модуль интерфейса с оператором МО (OIM), представляет собой интерфейс между рабочими местами оператора (DOP) и цифровым коммутационным полем. Один модуль обслуживает 15 рабочих мест. Модуль управляет процессом обнаружения запроса со стороны рабочего места и обеспечивает оператору возможность вмешательства для оказания услуг. Тридцать каналов ИКМ тракта предназначены для включения 15 рабочих мест оператора.

В системе S-12 предусмотрены и другие терминальные модули. Кроме терминальных модулей в системе имеется ряд системных модулей, участвующих в процессах установления соединений.

Модуль тактовых и тональных частот МТТЧ (CTM – Clock and Tone Module) обеспечивает основную тактовую частоту для станции – 8,192 МГц. Модуль вырабатывает все акустические сигналы в цифровой форме и содержит датчик текущего времени. Станция имеет два модуля СТМ, которые выполняют идентичные функции и работают в активном режиме. В модуле имеется цифровое устройство механического голоса.

Модуль служебных комплектов МСК в том числе имеет многочастотные приемопередатчики. Многочастотные приемопередатчики предназначены для приема, обработки, передачи сигналов, представленных в виде комбинации тональных частот, подаваемых по абонентским и соединительным линиям. Комбинации частот представлены в цифровом виде. Модуль распознает их и преобразует их в вид, удобный для использования в системе.

Модуль машинной периферии МПП выполняет функции технического обслуживания программных и аппаратных средств системы, а так же для управления внешней памятью и периферийными устройствами. К модулю подключаются средства связи «человек-машина», устройства ввода-вывода, внешние запоминающие устройства.

Дополнительные устройства управления ДУУ (АСЕ – Auxilary Control Element) не имеют специализированной ориентации и предназначены для выполнения вспомогательных функций при установлении соединений. Они могут участвовать при обработке вызовов, а также участвовать в процессах, связанных с тарификацией, определением значности набираемого номера, маршрутизацией и т.д.

4.2. Структура модуля

В системе S-12 все модули управления соединяются друг с другом через соединительные тракты в цифровом коммутационном поле. Все модули в системе построены в основном одинаково, т.е. имеют одинаковую структуру. Модуль состоит из двух частей – терминальной схемы или терминала и элемента управления ТСЕ.

Терминальные схемы (Terminal Circuits) представляют собой специальное оборудование, выполняющее функции, соответствующие назначению модуля. Управляющие устройство терминала ТСЕ или терминальный управляющий элемент состоит из микропроцессора (Processor) с памятью – Memory, а также оборудования, называемого терминальным интерфейсом (Terminal Interface).

Структура модуля представлена на рис. 4.3. Процессор выполняет функции управления процессами, проходящими в модуле, в соответствии с программами, хранящимися в памяти.

Processor

Memory

Рис. 4.3. Структура модуля

В системе S-12 имеются модули, у которых нет терминалов. Такие модули называются дополнительными управляющими устройствами или дополнительными элементами управления АСЕ и подключаются к цифровому коммутационному полю при помощи терминального интерфейса. АСЕ выполняют функции поддержки для остального управляющего оборудования системы. Они производят анализ тарификации, распределение ресурсов каналов, обработку статистики и другое.

Терминальный управляющий элемент ТСЕ может состоять из двух печатных плат. На одной (РВА) располагаются процессор и память, другая печатная плата терминального интерфейса (TERA). В настоящее время разработана комбинированная печатная плата – процессор – память – терминальный интерфейс (MCUA).

Процессор (микропроцессор Intel-8086) является основной частью элемента управления, предназначенного для управления процессами, выполняемыми модулем. Тактовая частота генерируется тактовым генератором, расположенным на той же плате. Плата процессора обеспечивает обнаружение неисправностей и имеет средства их коррекции, включая контроль таймера и защиту памяти. Программное обеспечение управляющего элемента СЕ содержится в памяти, состоящей из микросхем динамических ОЗУ на 256 Кбайт. Память рассчитана для хранения 1 Мбайт информации. Блок памяти обеспечивает коррекцию одиночных ошибок и обнаружение двойных ошибок при обращении к памяти. Для обращения к памяти процессор использует высокоскоростную шину HSB. Эта же шина используется для управления терминальным интерфейсом. Для управления терминальной схемой используется низкоскоростная шина LSB.

Терминальный интерфейс ТИ является интерфейсом между Терминалом и цифровым коммутационным полем DSN. Он обеспечивает так же доступ элемента управления к каналам ИКМ трактов коммутационного поля. Через ТИ элемент управления может обмениваться пакетами данных с другими ТСЕ.

Рис. 4.4. Структура терминального интерфейса

Терминальный интерфейс расположен на плате TERA. Для выполнения своих функций ТИ имеет четыре пары приемопередающих портов. Две пары портов служат для связи с терминалом и две пары портов для связи с цифровым коммутационным полем. На рис. 4.4. передающие порты Transmit Port и приемные порты Receive Port связаны с DSN и терминалом ИКМ трактами (РСМ) со скоростью передачи 4,096 Мбит/с. Один приемный порт управления (Port Controller-POCO) соединен с системой распределения тактовых импульсов, звуковых сигналов и сигналов текущего времени. Два приемных и два передающих порта выполнены в виде микросхемы QUAP.

Все порты связаны мультиплексной шиной TDM – Time Division Multiplex. По тракту, соединяющему порт управления, передаются посылки тональных сигналов, каждая по своему временному каналу. Каждый входящий канал по шине TDM может быть соединен с любыми исходящими каналами. Это позволяет любой тональный сигнал передать в любой исходящий канал путем коммутации с соответствующим портом и каналом под управлением процессора. Через эту шину можно передать информацию между терминалом и цифровым коммутационным полем.

В составе терминального интерфейса имеется пакетное ОЗУ (Packet RAM) емкостью 2 (4) кбайта. Процессор ТСЕ использует его для передачи и приема пакето данных. РОСО является интерфейсом между шиной TDM и высокоскоростной шиной процессора - HSB

4.3. Цифровое коммутационное поле

Цифровое коммутационное поле DSN (Digital Switching Network) предназначено для установления соединений между различными терминальными или системными модулями при помощи ИКМ трактов. DSN коммутирует речевую информацию, данные, внутреннюю сигнализацию, кодированные акустические сигналы, тестовые сигналы и сообщения между управляющими элементами модулей. Цифровое коммутационное поле может плавно развиваться, т.к. имеет модульное построение. Основной функциональной единицей цифрового коммутационного поля является цифровой коммутатор или мультипорт DSE (Digital Switching Element). Мультипорты соединяются друг с другом при помощи ИКМ трактов.

Конструктивно мультипорт представляет собой печатную плату, на которой располагается 8 специализированных БИС, представляющих собой сдвоенный порт. Таким образом, на плате располагается 16 портов, связанных друг с другом при помощи системы шин. В каждый порт включается входящая и исходящая цифровые линии, образующие двухсторонний цифровой тракт. Всего в мультипорт включены 16 ИКМ трактов, передающих цифровую информацию со скоростью 4,096 Мбит/с. Такая скорость необходима вследствие того, что в коммутационное поле в одном канальном интервале τ=3,9 мкс передается не 8 бит информации, как в линейном тракте аппаратуры ИКМ, а 16 бит. Преобразование информации в такому стандарту осуществляется в терминальных модулях.

На рис. 4.5. показана система шин, в состав которой входит шестнадцати проводная шина данных, по ней передается шестнадцати битное слово информации. Направление канальной информации зависит от адресов портов и каналов, подаваемых по соответствующим шинам. Для управления процессом коммутации по шине управления подается управляющий сигнал.

Рис. 4.5. Структурная схема коммутатора DSE

Все коммутаторы работают синхронно. Схема синхронизации получает тактовую частоту 8,192 МГц по двум входам А и В и подает в порты тактовые частоты 8,192 МГц, 4,096 МГц и для ИКМ 8 КГц.

Рис. 4.6. Принцип построения ЦКП

Цифровое коммутационное поле состоит из ступени доступа и ступени группового искания (рис. 4.6.). Ступень доступа предназначена для подключения модулей к ступени группового искания. Ступень доступа состоит из пар коммутаторов доступа, построенных на цифровых коммутационных элементах (цифровых коммутаторах или мультипортах). Ступень группового искания строится по звеньевому принципу и в зависимости от пропускаемой нагрузки может иметь до четырех ветвей, которые называются планами или уровнями. Каждый план в зависимости от емкости может иметь одно, два или три звена.

Модули подключаются к паре мультипортов, выполняющих функции коммутаторов доступа AS (ACCESS SWITCH). Терминальные интерфейсы модулей подключаются к первым восьми портам коммутатора доступа. В зависимости от нагрузки, обслуживаемой модулями, к двум мультипортам можно подключить 4 или 8 модулей. Такая конструкция называется терминальным субблоком (рис. 4.7.). В порты 12-15 могут включаться модули типа АСЕ и другие системные модули. В один субблок можно включить 8 терминальных модулей аналоговых абонентских линий. В этом случае один субблок может обслуживать нагрузку 1024 абонентских линий. Порты 8-11 предназначены для подключения коммутатора доступа к ступени ГИ. При этом каждый порт предназначен для подключения к определенному плану ЦКП. Если в коммутационном поле использованы не все планы, то соответствующие порты коммутатора доступа остаются неиспользованными. Они могут быть использованы в дальнейшем при расширении коммутационного поля.

Рис. 4.7. Структура терминального субблока

Ступень группового искания GS (Group Switch) предназначена для установления соединения между коммутаторами доступа AS. GS может быть многозвенной (до трех звеньев) и многоплановой (многоуровневой) – до четырех планов. Многоплановость обеспечивает требуемую надежность и пропускную способность. Число звеньев в GS зависит от емкости системы и может достигать трех. В этом случае цифровое коммутационное поле вместе со ступенью доступа имеет четырехзвенное построение.

Соединения через цифровое коммутационное поле должны осуществляться по кратчайшим путям. Поэтому для разных соединений может использоваться разное число звеньев. Звенья в коммутационном поле вследствие этого называют ступенями (рис. 4.8.). Для построения небольших АТС в плоскости можно устанавливать одно или два звена. Для систем большой емкости число звеньев достигает максимального значения – трех. При установлении кратчайшего пути соединительный путь может быть повернут в обратную сторону на любом звене. Мультипорт, в котором осуществляется поворот соединительного пути, называется точкой отражения.

Из рис. 4.7., 4.8. видно, что все модули подключаются к коммутационному полю и соединяются соединительными трактами, имеющими точку отражения на каком либо звене ступени группового искания. Такое коммутационное поле называется свернутым. Поиск соединительного пути до точки отражения осуществляется с помощью команд «Свободного поиска». Обратный путь к искомому модулю производится с помощью команд «Направленного поиска». Таким образом, коммутационное поле имеет модульное построение и позволяет легко производить расширение емкости станции.

Рис. 4.8. Структура ЦКП

5. Процессы установления соединений

Система S-12 имеет распределенное управление в самом широком смысле. При обслуживании вызова должна составляться некоторая конфигурация из отдельных управляющих модулей, обслуживающих вызов данного вида. Поскольку общей шины для взаимодействия управляющих модулей не предусмотрено, то для составления управлющей конфигурации используются ИКМ тракты, устанавливаемые через цифровое коммутационное поле. В процессе установления производится подключение одного модуля к другому с использованием проключенного в коммутационное поле ИКМ тракта, причем, в этом тракте для конкретного соединения выделяется некоторый временной канал. Межмодульный соединительный тракт может быть как односторонним (однонаправленным), так и двусторонним, в соответствии с алгоритмом установления соединения. Номер конкретного временного канала выбирается управляющим устройством каждого мультипорта на основе обращения к первому из свободных в нужном тракте. При двусторонней связи между управляющими модулями устанавливается и обратный тракт, причем, оба тракта не зависят друг от друга и не ограничиваются одним и тем же маршрутом в цифровом коммутационном поле.

Тракт, устанавливаемый в каком либо направлении, может проходить по множеству маршрутов, но после установления соединения выбранный тракт больше не меняется до освобождения.

Управление процессом установления соединения производит модуль вызывающей линии. На каждом этапе установления соединения осуществляется связь между определенными управляющими модулями через ЦКП (DSN). В качестве примера процессов, происходящих в системе, рассмотрим взаимодействие различных устройств при установлении внутристанционного соединения. В осуществлении такого соединения участвуют различные модули. Конфигурация такого составного управляющего устройства представлена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Конфигурация УУ

Управляющие модули разбиты на две группы – управляющие устройства терминальных модулей и дополнительные управляющие устройства. В первой группе участвуют:

- Subscriber Module (TSM1) – модуль вызывающего абонента;

- Subscriber Module (TSM2) – модуль вызываемого абонента;

- Service Circuits Module (SCM) – модуль служебных комплектов.

Ко второй группе относятся дополнительные управляющие устройства АСЕ:

- i-ACE1 (Call Control) – модуль управления вызовом со стороны вызывающего абонента;

- АСЕ2 (Sistem) – модуль управления ресурсами и анализа цифр;

- АСЕ3 (Call Control) - модуль управления вызовом со стороны вызываемого абонента.

Процесс установления соединения рассмотрим на примере установления внутристанционного соединения от абонента Аб. 1 к абоненту Аб. 2. Пусть при этом у абонента 1 в телефонном аппарате используется тастатурный набор номера с использованием многочастотного кода. Процесс обслуживания вызова складывается из ряда этапов: прием вызова от абонента Аб. 1, прием набора номера, освобождение приемника частотного набора номера, соединение с вызываемым абонентом Аб. 2, посылка вызова и «КПВ» в соответствующие абонентские линии, ответ вызываемого абонента, разговор, отбой и разъединение, освобождение. На каждом этапе имеются различные соединения в ЦКП между определенными управляющими модулями. Ниже описаны процессы обслуживания вызова на различных этапах установления соединения.

1 этап. Прием вызова, подключения приемника набора номера, посылка сигнала ответа станции (рис. 5.2.).

Рис. 5.2. Соединение на первом этапе

1. Терминальный модуль TSMI находится в режиме постоянной готовности к приему вызова со стороны любого абонента из числа тех, линии которых подключены к этому модулю. При снятии микротелефонной трубки абонентам Аб. 1 в TSMI обнаруживается этот вызов и в соответствии с алгоритмом обслуживания вызова на этом этапе ТСЕ1 устанавливает соединительный тракт (1) через коммутационное поле с устройством управления вызова АСЕ1. Далее по этому тракту из ТСЕ1 в АСЕ1 передается информация о линейном номере и типе вызывающей линии.

2. АСЕ1 запоминает информацию о поступлении вызова и номера вызывающей абонентской линии, устанавливает обратный тракт (2) в сторону ТСЕ1 и сообщает ему о готовности обслужить принятый вызов.

3. АСЕ1, обращаясь к своей памяти, определяет категорию вызывающей абонентской линии, в нашем случае у абонента тастатурный телефонный аппарат. АСЕ1 устанавливает соединительный тракт (3) с АСЕ2 и сообщает ему номер вызывающей линии и о необходимости подключения частотного приемника.

4. АСЕ2 выбирает модуль SCM, в котором имеется свободный приемник требуемого типа, устанавливает соединительный тракт (4) с этим модулем служебных комплектов, передает ему данные о вызывающем абоненте и необходимости подключения к его абонентской линии приемника.

5. ТСЕ (SCM) выбирает нужный тастатурный приемник, устанавливает тракт (5) связи с TSMI, сообщает ему о подключении приемника и готовности к передаче сигнала ответа станции.

6. ТСЕ1 (TSMI) устанавливает обратный соединительный тракт (6) в сторону SCM, необходимый для передачи в приемник номерной информации от тастатуры вызывающего абонента. Абоненту по тракту 5 посылается сигнал ответ станции и система переходит в режим ожидания набора номера.

7. SCM устанавливает соединительный тракт (7) с АСЕ1 и сообщает ему о том, что абонентская линия подключена к приемнику тастатурного набора.

II этап. Прием и анализ набираемого номера (рис. 5.3.)

Рис. 5.3. Соединение на втором этапе

1. При поступлении по тракту 6 информации о первой цифре набираемого номера в приемник ТСЕ (SCM) производит отключение от тракта 5 сигнала ответа станции. ТСЕ передает по тракту 7 в АСЕ1 информацию о первой принятой цифре.

2. АСЕ1 передает в АСЕ2 (тракт 3) информацию о принятой цифре для анализа. Результатом анализа является информация о том, сколько цифр следует принять до следующего анализа (тракт 8). SCM продолжает направлять информацию о принятых цифрах в АСЕ1, в котором накапливается информация, пока число цифр не достигнет числа достаточного для дальнейшего анализа в АСЕ2. Если новый анализ определил, что соединение будет внутристанционным, то АСЕ2 передает в АСЕ1 информацию о том, сколько цифр нужно еще принять до полного номера. После приема полного номера АСЕ2 преобразует его в позиционный номер и сообщает в АСЕ1 номер АСЕ3, который будет участвовать в установлении соединения к вызываемому абоненту Аб. 2.

III этап. Освобождение приемника набора номера (рис. 5.4.)

Рис. 5.4. Соединение на третьем этапе

1. После приема последней цифры номера АСЕ1 устанавливает соединение SCM (тракт 9) и передает ему команду на освобождение приемника.

2. Команда выполняется, и освобождаются тракты 5 и 6.

3. SCM устанавливается соединение с АСЕ2 и сообщает ему об освобождении приемника (тракт 10). АСЕ2 отмечает в своей памяти приемник свободным, и он может использоваться для новых соединений.

4. SCM сообщает АСЕ1 о завершении освобождения приемника (тракт 7).

IV этап. Подключение к линии вызываемого абонента (рис. 5.5)

Рис. 5.5. Соединение на четвертом этапе

1. АСЕ1 передает в ТСЕ1 позиционный номер вызываемого абонента и номер TSM2, в который включен этот абонент.

2. ТСЕ1 устанавливает соединительный тракт (11) прямого направления с TSM2 и сообщает в ТСЕ2 информацию о вызываемой абонентской линии.

3. ТСЕ2 устанавливает обратный тракт (12) в TSMI. Получается двухстороннее дуплексное соединение.

4. ТСЕ2 проверяет категорию абонентской линии вызывающего абонента, выясняет его свободность и осуществляет занятие этой линии. ТСЕ2 устанавливает соединение с АСЕ3 (тракт 13) и передает в него информацию об устанавливаемом соединении.

5. АСЕ3 направляет в АСЕ1 сообщение об установлении соединения с линией вызываемого абонента (тракт 14).

V этап. Посылка сигналов вызова и контроля посылки вызова (рис. 5.6.)

Рис. 5.6. Соединение на пятом этапе

1. АСЕ1 передает ТСЕ1 команду, определяющую подачу вызывающему абоненту Аб. 1 сигнала контроля посылки вызова.

2. АСЕ1 передает (тракт 15) в АСЕ3 сигнал о проключении абонентского тракта для подключения к линии вызываемого абонента сигнала вызова.

3. АСЕ3 передает в TSM2 команду о подключении к линии абонента Аб. 2 сигнала вызова и подаче абоненту Аб. 1 сигнала контроля посылки вызова.

4. TSE2 обеспечивает подачу акустических сигналов посылки вызова и контроля посылки вызова.

VI этап. Ответ вызываемого абонента и разговорное состояние (рис. 5.7.)

Рис. 5.7. Соединение на шестом этапе

1. Ответ абонента Аб. 2 обнаруживается TSM2. ТСЕ2 производит отключение акустических сигналов и сообщает ТСЕ1 о появлении ответа со стороны вызываемого абонента и переходе в разговорное состояние.

2. ТСЕ2 сообщает АСЕ3 об ответе вызываемого абонента и переходе в разговорное состояние.

3. АСЕ3 передает в АСЕ1 сигнал об ответе вызываемого абонента и переходе в разговорное состояние.

VII этап. Отбой и разъединение (рис. 5.8.)

Рис. 5.8. Соединение на седьмом этапе

1. При отбое со стороны вызывающего абонента это состояние абонентской линии обнаруживает ТСЕ1 и посылает в АСЕ1 сообщение об этом.

2. АСЕ1 посылает в ТСЕ1 сигнал подтверждения принятия этого сообщения.

3. ТСЕ1 передает информацию об отбое в ТСЕ2.

4. ТСЕ2 сообщает об отбое АСЕ3.

5. АСЕ3 совместно с АСЕ1 готовит процесс освобождения.

VIII этап. Освобождение (рис. 5.9.)

Рис. 5.9. Соединение на восьмом этапе

1. АСЕ1 сообщает АСЕ3 о необходимости перевода линии абонента Аб. 2 в исходное состояние.

2. АСЕ3 передает в ТСЕ2 команду на перевод линии абонента Аб. 2 в состояние ожидания отбоя с его стороны.

3. АСЕ1 передает в ТСЕ1 команду об освобождении линии абонента Аб. 1.

4. ТСЕ1 передает команду в ТСЕ2 на размыкание тракта обратного направления. Далее ТСЕ1 производит освобождение тракта прямого направления. ТСЕ2 освобождает тракт обратного направления и ожидает появление отбоя со стороны Аб. 2. При появлении отбоя ТСЕ2 переводит линию Аб. 2 в исходное состояние. Произошло полное освобождение устройств, участвовавших в соединении между двумя абонентами одной станции.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

5.1. Какие перспективы внедрения цифровых АТС на сетях электросвязи?

5.2. Каковы преимущества ЦСИО перед обычными телефонными сетями?

5.3. Каковы основные характеристики системы S-12?

5.4. Каково назначение S-12 на сетях электросвязи?

5.5. Какие линии включаются в S-12?

5.6. Каков состав оборудования S-12?

5.7. Каково назначение терминальных и системных модулей?

5.8. Какова структура модуля?

5.9. Какова структура терминального интерфейса?

5.10. Каковы особенности мультипорта?

5.11. Каковы принципы построения цифрового коммутационного поля?

5.12. Каково назначение и структура терминального субблока?

5.13. Какова структура цифрового коммутационного поля?

5.14. Каковы фазы на 1 этапе установления соединения?

5.15. Каковы фазы на 2 этапе установления соединения?

5.16. Каковы фазы на 3 этапе установления соединения?

5.17. Каковы фазы на 4 этапе установления соединения?

5.18. Каковы фазы на 5 этапе установления соединения?

5.19. Каковы фазы на 6 этапе установления соединения?

5.20. Каковы фазы при отбое и разъединении?

5.21. Каковы фазы на этапе освобождения?

7. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

В отчете по лабораторной работе необходимо привести

6.1. Краткую характеристику системы S-12.

6.2. Структурную схему S-12.

6.3. Структурную схему терминального модуля.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аваков Р.А., Данилов В.И., Сафронов В.Д.

Зарубежные электронные цифровые системы коммутации.

Учебное пособие. Ч.1/ЛЭИС - Л., 1988.

2. Сафронов В.Д., Щербаков Ю.И.

Зарубежные электронные цифровые системы коммутации.

Учебное пособие. Ч.2/ЛЭИС - Л., 1989.

3. Аваков Р.А., Игнатьев В.О., Попова А.Г. и др.

Управляющие системы электросвязи и их программное обеспечение М.: Радио и связь, 1991.

4. Попова А.Г., Аджемов А.С.

Микропроцессорное управление в современных системах коммутации.

Учебное пособие – МЭИС – М., 1986.

УДК 621.654.12

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Лабораторно-практическое занятие

Изучение состава оборудования и

Функциональной схемы S-12

Рассмотрены, обсуждены и рекомендованы к изданию в типографии ТЭИС. Протокол заседания кафедры ТС и СК от 25.10.1999г. №4.

Составители: Сон В.М.

Демурин В.К.

Зайнутдинова Н.А.

Нуруллаева М.Х.

Отв. редактор Сон В.М.

Рецензент Кан А.В.

Редакционно-корректурная

комиссия:

Редактор: Абдурахманова Р.П.

Корректор: Халимова Р.С.

Отпечатано на ротапринте ТЭИС

Зак.

Ташкент, ул. А.Темура, 108