ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

УЗБЕКСКОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ

ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра ТС и СК

ОСНОВЫ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ

Методическое пособие Комплекс практических занятий

для студентов специальностей

5А522901 - «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»

5А522902 - «Автоматизированные системы управления и обработки информации»

5А523509 –«Информационная безопасность»

Ташкент 2008

Оглавление.

		стр
	Введение…………………………………………………….	3
практ. зан. 1	Аппаратное обеспечение систем коммутации…………...	4
практ. зан. 2	Управляющее устройство цифровых систем коммутации…………………………………………………	11
практ. зан. 3	Изучение принципов построения аналоговых и цифровых сетей коммутации ……………………………..	17
практ. зан. 4	Изучение принципа функционирования интерфейса V5..	26
практ. зан. 5	Изучение состава оборудования S-12. Типовая структура модуля…………………………………………..	31
практ. зан. 6	Изучение состава оборудования S-12 (терминальные и системные модули) ………………………………………..	38
практ. зан. 7	Изучение структуры коммутационного поля S-12 ……..	42
практ. зан. 8	Изучение процесса разработки системы адресации в поле системы Alcatel 1000 S-12 ………………………….	54
практ. зан. 9	Изучение системы сигнализации в цифровых системах коммутации…………………………………………………	58

Введение

Методическое пособие к практическим занятиям по дисциплине “Основы телекоммуникации” для магистров направления образования по специальности 5A522901, 5A522902, 5A593509.

Данное методическое пособие направлено на изучение основ телекоммуникации и даёт общее представление об устройствах составных частей цифровых АТС. Основной упор делается на изложение внешних спецификаций, т.е. на изучение внешнего поведения системы коммутации, т.к. не имеет особого значения, как именно реализована та или иная функция системы в различных системах цифровой коммутации.

Много внимания уделено изучению системы 1000-S-12 фирмы Алкатель. Система S-12 с распределённым управлением представляет микропроцессорную систему обслуживания заявок. Она имеет весь спектр типов сигнализаций, используемых в сетя связи, а также сигнализацию по общему каналу. Эта система широко внедряется в сети связи Узбекистана, на неё имеется необходимая техническая документация. В этом плане очень важно, что на кафедре ТСиСК функционирует система Алкатель 1000-S-12 в виде учёбной станции, разработанная на фирме Shanghai Bell. На основе этой системы написаны и выпущены конспекты лекций по курсу “Системы коммутации” часть I и II, которые помогут студентам-магистрантам в освоении дисциплины “Основы телекоммуникации”.

Практическое занятие № 1

Аппаратное обеспечение систем коммутации

СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Изучение формализованного описания процессов установления соединений и обслуживания вызовов.

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

При подготовке к работе изучить вопросы:

- управление процессом установления;

- этапы установления соединения в АТС

- изучить график установления внутристанционного соединения

- определение надёжности работы телефонной станции

- построение простой модели устройства централизованной коммутации

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Для выполнения практического занятия необходимо иметь плакаты: схемы простой модели устройства централизованной коммутации; график установления внутристанционной коммутации; график установления внутристанционного соединения.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Выполение практического занятия рекомендуется проводить в следующей последовательности:

1. Изучить принцип работы схемы простой модели устройства коммутации;

2. Постороить график внутристанционного соединения;

3. Изучить способ изображения диаграммы состояний и диаграмму обмена сигналами на языке SDL.

4. Ответить на контрольные вопросы.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Привести заключение по проведённому занятию.

1. Аппаратное обеспечение систем коммутации

2. АТС прямым управлением установления соединения.

3. назначение претыскателей, групповых искателей, линейных искателей.

4. Пробные цепи.

5. Импульсные цепи.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Сколько этапов установления соединения в графе внутристанционного соединения?

2. Сколько этапов обслуживания в графе внутристанционного соединения?

3. Назовите блоки диаграммы состояния на языке SDL.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гольдштейн Б.С. Системы коммутации /Учебник для вузов. – М.; Радио и связь, 2004.

2. Безир Х. и др. Цифровая коммутация. Пер. с нем. . – М.: Радио и связь, 1984. – 264 с.

3. Р.А. Аваков, В.О. Игнатьев, А.Г. Попова, Управляющие системы электросвязи и их программное обеспечение. М.: Радио и связь, 1991г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

1.1. Формализованное описание процессов установления соединений и обслуживания вызовов.

Установление различных видов соединений (внутренними, входящими, исходящими, транзитными) на АТС осуществляется совместно коммутационным и управляющим оборудованием АТС.

Коммутационное оборудование (состоит из КС и комплектов) выполняет только исполнительные функции по приёму внешних сигналов, поступающих на АТС от абонентов и дргих АТС (узлов коммутации, установлении физических соединений между включенными в КС комплектами и вызова абонентам другими узлами коммутации необходимых сигналов).

Процесс установления требуемого вида соединения представляет собой последовательную смену внутренних состояний КО (коммутационное оборудование) по поступающим внешним сигналам и выдачу соответствующих этим состояниям выходных внешних сигналов.

Управление процессом установления соединений на АТС

Процесс функционирования АТС описывается этапами: установление соединения и эпатом обслуживания вызова.

Рассмотрим график установления внутреннего соединения. Этапы установления соединения реализуются коммутационным оборудованием АТС и обозначаеися e_i, а этапы обслуживавания E_jk выполняется управляющим оборудованием АТС для перевода станционного оборудования от этапа установления соединения от е1 к е2 при поступлении входного сигнала U_bxi/V_bxi; V_bxi– пути свободны.

График установления внутристанционного соединения вычисляют следующим образом (см.рис.1.1.):

Рис.1.1. Граф установления внутристанционных соединений.

График отражает логику процесса установления соединения. Процесс обслуживания вызова имеет многоэтапный характер, эти этапы отделены во времени один от другого некоторыми промежутками, длительность которых определяется соответственно длительностью этапов обслуживания вызовов или длительностью этапов установления соединения.

Функции телефонной системы коммутации (формализованное описание) - Телефонные системы общего пользования должны приносить доход, поэтому на некотором этапе установления соединения необходимо выделить информацию для тарификации и выписки счёта).

Следующее требование, если мы хотим получить, доход, это высокая надёжность. Это означает, что телефонная система, должна обладать высокой готовностью. Необходимо, чтобы система обеспечивала непрерывную работу на протяжении многих лет. Например: (АТС ДШ, КАТС – 20, 40 лет).

Математически надёжность систем может быть выражена через готовность:

Время работы – продолжительность, когда система работает удовлетворительно.

Время простоя – общее время, в течение которого система неработает.

С другой стороны, готовность можно определить как:

где CBMO – среднее время между отказами.

CBB – среднее время восстановления.

Таблица 1.1. Данные английских систем

Обьём вышедшего из строя оборудования

CBMO лет

Примечание

Один терминал (тел.апп)

10% терминалов (тел.апп)

Коммутац. станция

≥10

≥20

≥50

Общее время простоя (из-за аварии комм. станции) не превышает 2 часов в течение 40 лет, т.е. общая готовность не менее 99,9994%

1.2. Основная модель коммутационной станции

На рис.1.2 приведена блок-схема системы с централизованной коммутацией

- линия передачи информации

_ _ _ _ _ _ _ - линия передачи сигналов управления

Рис.1.2. Система с централизованной коммутацией

Одна из практических задач разработки системы является отделение сигналов управления от информационных сигналов.

Простая модель устройства централизованной коммутации приведена на рис.1.3.

Рис.1.3.Простая модель устройства централизованной коммутации.

1.2.1. Диаграмма обмена сигналами.

Основная диаграмма обмена сигналами приведена на рис.1.4.

Рис.1.4. Диаграмма обмена сигналами.

1.2.2. Диаграмма состояний.

Диаграмма обмена сигналами представляет собой “алфавит” разрешённый сигналов между двумя устройствами.

Разрешённые последовательности сигналов и их значения могут быть представлены в виде диаграммы, называемой диаграммой состояния (ДС). Разработан стандарт SDL(ДС). Существуют 4 основных элемента диаграммы состояния – блоки состояний, блоки ввода, блоки задач, блоки решения. Основные элементы SDL приведены на рис.1.5.

Рис.1.5. Элемента диаграммы состояния

Диаграмма состояний обработки вызова для простой системы управления приведена на рис.1.6.

Рис.1.6.Диаграмма состояний обработки вызова для простой системы управления.

Практическое занятие № 2

Управляющее устройство цифровых систем коммутации

СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Изучение структурной схемы управляющего устройства цифровых систем коммутации и взаинодействие подсистем УУ.

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

При подготовке к работе необходимо изучить:

- структуру управляющего устройства ЦСК;

- подсистемы УУ;

- этапы обслуживания вызова в ЦСК;

- назначение и функции системы управления УУ.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Для проведения практического занятия необходимо иметь плакаты: структурной схемы управляющего устройства цифровой системы коммутации.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Выполнение практического занятия рекомендуется проводить в следующей последовательности:

1. Изучить принцип работы

2. Изучить назначение посистем управляющего устройства цифровой системы коммутации

3. Изучить порядок и последовательность действий УУ при обработке местного (внутристанционного) соединения.

4. Ответы на контрольные вопросы

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Привести краткое резюме по работе УУ ЦСК

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Перечислите основные блоки УУ ЦСК

2. Каково назначение базы данных БД и диспетчера задач в УУ ЦСК?

3. Назовите основные блоки канонической системы электронных АТС

ЛИТЕРАТУРА

1. Кожанов Ю.Ф. Основы автоматической коммутации. – Санкт-Перербург, 1999/-145 с.

2. Сон В.М. Демурин В.К. Еркинбаева Л.Т. Системы коммутации.ч.1. Конспект лекций для бакалавров по направлению B5522000 - Телекоммуникации. ТУИТ.2003.

3. Сон В.М. Демурин В.К. Еркинбаева Л.Т. Системы коммутации.ч.2. Конспект лекций для бакалавров по направлению B5522000 - Телекоммуникации. ТУИТ.2003.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

2.1. Управляющее устройство ЦСК.

Управляющее устройство (УУ) АТСЦ представляет собой ряд подсистем, за которыми закреплены определенные функции. Эти подсистемы физически реализуются в виде микропроцессорного комплекса, либо в виде одной ЭВМ, в которой роль подсистем выполняют отдельные программы. В общем виде УУ изображено на рис.2.1 и содержит следующие подсистемы:

- управляющее устройство абонентских комплектов (УУ АК);

- управляющее устройство коммутационного поля (УУ КП);

- управляющее устройство частотных приемопередатчиков (УУ ПП);

- управляющее устройство общего канала сигнализации (УУ ОКС);

- управляющее устройство исходящих линейных комплектов (УУ ЛКи);

- управляющее устройство входящих линейных комплектов (УУ ЛКв);

- менеджер приемопередатчиков (МПП); маршрутизатор (МРШ);

- банк данных (БД);

- диспетчер задач (ДЗ).

Взаимодействие подсистем УУ происходит через ДЗ, чтобы исключить одновременное занятие ресурсов разными подсистемами. Для этого каждой подсистеме присваивается свой приоритет, а процесс обмена сообщениями между подсистемами происходит следующим образом.

Подсистема А формирует сообщение к подсистеме В и вместе с номером своего приоритета отсылает его в буфер ДЗ, который выполняет пересылку сообщений адресату в порядке их поступления и с учетом приоритета. В дальнейшем под контекстом "...УУ АК обращается к МПП с запросом ... " или "...УУ АК отсылает поступившую цифру в МРШ... " следует понимать именно эту процедуру с участием ДЗ.

Функционирование АТСЦ начинается с того, что оператор станции через свое рабочее место (РМО) конфигурирует ее, задавая абонентскую и канальную емкость, способ обмена СУВ по пучкам каналов, наименование пунктов назначения, коды пунктов назначения и маршруты их достижения, тарифы и т.д. Все эти данные поступают на внутреннюю магистраль (МГИ) с адресацией к диспетчеру задач (ДЗ). ДЗ проверяет корректность и полноту поступающих данных и заносит их в базу данных (БД) для дальнейшего использования в процессе обслуживания вызовов. В процессе эксплуатации может потребоваться изменение БД, которое происходит точно также. Для понимания взаимодействия подсистем УУ рассмотрим процесс установления внутреннего соединения в соответствии со схемой ЭАТС (см.рис.2.2).

Рис.1.2. Общий вид УУ.

1. Поступление вызова от абонента (А абонента) определяет АК и по шине данных и управления (ШДУ) извещает об этом УУ АК. УУ АК по внутренней магистрали (МГИ) обращается в БД за данными об абоненте: не заблокирован ли этот абонент за неуплату, какого типа оконечное устройство (предположим, ТА с частотным набором), заказаны ли ДВО и т.д. Если абонент имеет право на исходящий вызов, то УУ АК в памяти заводит на него регистр вызова (РВ), где поступивший вызов отмечается как исходящий.

2. УУ АК обращается к МПП с запросом о предоставлении ему свободного частотного приемника (ПРМЧ) для приема номера и получает его. УУ АК связывается с УУПП и извещает его куда нужно отсылать поступающие цифры номера.

3. УУ АК обращается к УУ КП с запросом о соединении через КП передающей части АК с ПРМЧ, а приемной части АК — с генератором тональных сигналов. Абоненту начинает поступать зуммер "Ответ станции".

4. УУ АК заводит таймер на ожидание набора первой цифры номера, обращаясь к ДЗ. 5. Поступление первой цифры номера в ПРМЧ фиксирует УУ ПП и отсылает его в УУ

6. УУ АК заносит цифру в РВ, обращается в УУ КП с запросом от отсоединении зуммерного сигнала и в ДЗ с запросом об окончании таймирования ожидания первой цифры и таймирует временя ожидания набора второй цифры.

Рис.2.2. Структурная схема ЭАТС.

7. УУ АК отсылает поступившую цифру в МРШ, который определяет пункт назначения. Если не существует ни одного пункта назначения, начинающегося с поступившими цифрами номера, то МРШ извещает об этом УУ АК, который организует процесс разъединения абонента (процедуру разъединения смотри ниже). Допустим, код собственной станции состоит из 2-х цифр. Процесс приема цифр МРШ продолжается. После получения МРШ от УУ АК второй цифры он определяет, что соединение — внутреннее.

8. При поступлении последней цифры МРШ запрашивает БД данные о вызываемом абоненте (В абоненте). Если входящее соединение возможно, то МРШ извещает об этом УУ АК (В абонента). УУ АК В абонента заводит РВ на В абонента; переписывает в него из БД все свойства В абонента; высылает в УУ АК А абонента координаты УУ АК В абонента. УУ АК А абонента извещает УУ АК В_абонента о продолжении обслуживания вызова.

9. УУ АК В абонента выдает команду на подачу посылки вызова, запрашивает УУ КП о проключении зуммерного сигнала "Контроль посылки вызова" А-абоненту, заводит таймер на ожидание ответа В абонента.

10. Ответ В абонента определяет АК и по ШДУ извещает УУ АК, которое отключает сигнал посылки вызова, обращается к УУ КП с сообщением об отсоединении зуммерного сигнала от А абонента и соединении А и В абонентов. УУ АК В абонента извещает УУ АК А абонента об установлении соединения. УУ АК А абонента с этого момента начинает таймировать время разговора, обращаясь с заданием к ДЗ о высылке ему тарификационных импульсов. Поступление каждого тарификационного импульса заносится в РВ А абонента.

11. Отбой В абонента обнаруживает АК и по ШДУ извещает УУ АК, которое обращается к УУ КП с заданием об отсоединении В абонента, аннулирует свой РВ, уведомляет УУ АК А абонента об окончании обслуживания.

12. УУ АК А-абонента обращается к УУ КП с заданием о проключении зуммерного сигнала "Занято" А абоненту и таймирует время ожидания получения отбоя. При поступлении отбоя оно обращается с заданием к УУ КП об отсоединении, перезаписывает тарификационные данные из РВ в РМО для последующей оплаты разговора.

Процесс обслуживания исходящего соединения начнем с пункта 7, т.к. до него весь процесс аналогичен.

7. УУ АК отсылает поступившую цифру в МРШ, который определяет пункт назначения. Допустим, код удаленной станции состоит из 3-х цифр. Процесс приема цифр МРШ продолжается. После получения МРШ от УУ АК третьей цифры он определяет, что соединение — исходящее. С этого момента УУ АК перестает высылать цифры набора в МРШ.

8. МРШ обращается к УУ ЛКи (В абонента). УУ ЛКи заводит РВ на В абонента, в котором записывает принятые от МРШ цифры номера; переписывает из БД способ обмена СУВ по выбранному ЛК; высылает в УУ АК А абонента координаты УУ ЛКи. УУ ЛКи извещает УУ АК о продолжении обслуживания вызова. Последующие цифры номера УУ АК начинает высылать в УУ ЛКи.

9. УУ ЛКи образует процесс обмена СУВ по заданному протоколу сигнализации, который записан в РВ. В в случае сигнализации по ОКС УУ ЛКи привлекает УУ ОКС. После окончания обмена СУВ УУ ЛКи обращается к УУ КП с сообщением о проключении разговорного тракта. Из канала начинает поступать зуммерный сигнал "Контроль посылки вызова".

10. Ответ В абонента поступает в УУ ЛКи и оно извещает УУ АК А абонента об установлении соединения. УУ АК А абонента с этого момента начинает таймировать время разговора, обращаясь с заданием к ДЗ о высылке ему тарификационных импульсов. Поступление каждого тарификационного импульса заносится в РВ А абонента.

11. Отбой В абонента поступает от УУ ЛКи, которое обращается к УУ КП с заданием об отсоединении В абонента; аннулирует РВ; извещает УУ АК А абонента. УУ АК А-абонента обращается к УУ КП с заданием о проключении зуммерного сигнала "Занято" А абоненту и таймирует время ожидания получения отбоя. При поступлении отбоя оно обращается с заданием к УУ КП об отсоединении, перезаписывает тарификационные данные из РВ в РМО для последующей оплаты разговора.

Практическое занятие № 3

Изучение принципов построения аналоговых и цифровых сетей коммутации

СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Изучение структурных схем построения аналоговых и цифровых сетей коммутации, особенностей группообразования электронных АТС.

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

При подготовке к работе по практическому занятию должна быть изучена динамика изменения сети при переходе от аналоговых сетей к цифровым сетям:

- организация цифровой передачи;

- дискретизация, квантование и кодирование ИКМ сигналов;

- таблицы нелинейного квантования

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Для выполнения задания необходимо наличие таблицы нелинейного квантования; структурные схемы блоков временной коммутации и пространственной коммутации.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Выполнение практического занятия рекомендуется проводить в следующей последовательности:

1. Изучение особенности построения цифровых сетей связи

2. Переход от аналогового представления сигналов к цифровым

3. Особенности коммутации временных каналов ИКМ (пространственная коммутация, временная коммутация)

4. Разработать структурную схему коммутации В-П-В

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

В отчёте привести пример преобразования аналогового сигнала в цифровой (по заданию преподавателя) и структурную схему коммутационного поля, работающего по принципу В-П-В.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Укажите различия в построении аналоговых и цифровых систем связи

2. Почему отдаётся предпочтение цифровой передаче?

3. Укажите основные предпосылки применения нелинейного квантования

ЛИТЕРАТУРА

1. Кожанов Ю.Ф. Основы автоматической коммутации. – Санкт-Петербург, 1999/-145 с.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

3.1. Аналоговые и цифровые сети коммутации.

Аналоговые телекоммуникационные сети состоят из 3-х подсетей (см.рис.3.1):

- абонентской

- магистральной соединительной

- междугородной

Рис.3.1. Состав аналоговой телекоммуникационной сети.

При переходе к цифровым сетям видоизменяются отдельные элементы сети и в общем виде цифровую сеть можно показать (рис.3.2)

Рис.3.2. Общий вид цифровой сети.

Все цифровые передачи с ИКМ на канальной основе, получаемые либо телефонными аппаратами, либо на телефонной сети.

3.2. Структура электронной АТС

Любая электронная АТС, в принципе, состоит из 3-х частей (см.рис.3.3).

Рис.3.3. Структура электронной АТС.

3.3. Режимы функционирования коммутационной станции (КП)

В зависимости от системы коммутации стации АК функционируют в различных режимах.

Например, в аналоговых системах АК предназначен для согласования схемы линии со схемой коммутационного поля. В аналоговых системах КП строятся с третьей цепью, которая является аппаратным обеспечением АТС.

В ЭАТС отсутствует пробная цепь, и работу обеспечивает программы управления.

Отличительная особенность УУ ЭАТС – их быстродействие. В силу этой особенности общий объём УУ ЭАТС, несмотря на сложность, сравнительно небольшой. Значительная часть оборудования ЭАТС составляет коммутационное поле, в котором решаются задачи маршрутизации и коммутации.

Особенностью группообразования ЭАТС является применение в УУ ЗУ и процессоров, обеспечивающих программное управление в отличие от аналоговых систем, где в электрических цепях применяют “монтажное” или схемное ЗУ (в виде третьей цепи)

3.4. Цифровая передача.

На данный момент широкое распространение получила цифровая передача, потому что цифровые сигналы имеют большую помехозащищённость по сравнению с аналоговыми сигналами.

ИКМ получают из аналоговых сигналов.

Сигнал называется аналоговым, если его амплитуда может принимать бесконечное число значений между максимальным и минимальным значениями. Аналоговый сигнал описывается следующей формулой:

U(t)=A*Cosωt ; ω=2πf; f= 300:3400Гц; f_max= 4000Гц

Рис.3.4. Аналоговый и дискретный сигналы.

Сигнал называется дискретным, если его амплитуда может принимать конечные значения. Дискретный сигнал может быть и цифровым. В технике АТС широко применяются дискретные сигналы (регистровая, линейная сигнализация). Использование цифрового сигнала определяется возможностью представления сигнала в виде цифр (обычно в виде двоичных цифр). Если сигнал имеет всего два состояния, то он может быть представлен в виде одной двоичной цифры. Если требуется отразить большое число состояний, то число разрядов двоичного числа увеличивается

, q- основание системы исчисления. a – символы в системе.

В двоичной системе исчисления q = 2 , a = 0,1

В десятичной системе исчисления q = 10 , a = 0-9.

В ЦСК используются 8 разрядные числа. 8 разрядов отображают всего 2⁸= 256 двоичных чисел.

Дискретные, в том числе цифровые сигналы, имеют конечное число состояний, поэтому восстановление истинных значений передаваемого сигнала осуществляется гораздо легче и без искажения по сравнению с аналоговым сигналом. Качество цифровой передачи полностью не зависит от длины линии, существует возможность восстановления сигнала с помощью ограничения и усиления.

3.4.1. Преобразование аналогового сигнала в цифровой (ИКМ).

Для преобразования аналогового сигнала в цифровой необходимо три процедуры: 1) дискретизация

2 )квантование

3) кодирование

Дискретизация

Схема реализации дискретизатора представлена на рис.3.5.

Рис.3.5. Схема реализации дискретизатора.

Телефонный сигнал занимает спектр 300 – 3400 Гц, при этом аналоговый сигнал может быть представлен как U(t)=A*Cosωt ; ω=2πf, f = 300– 3400Гц.

А(t)= A₀ + A₁cos w_st + A₂cos 2w_st + …

A(t)_вых = A₀Acoswt + A₁Acoswtcosw_st + A₂Acoswtcos2w_st + A₃acoswtcos3w_st + …

Поскольку cos X + cos Y =1/2{cos(X+Y) + cos(X-Y)}, то

A(t)_вых = A₀Acoswt + ½{A₁Acos{(w + w_s)t} + cos{(w –w_s)t} + 1/2A₂A{cos(w+2w_s)t + cos(w –2w_s₎t} + …

Следовательно, ИКМ сигнал содержит исходный модулируемый сигнал и боковые частоты (см.рис.3.6).

Рис.3.6. Спектр ИКМ сигнала.

Квантование.

Квантование – это представление амплитуды отсчета аналогового сигнала значением ближайшего разрешенного дискретного уровня. Для использования цифровой передачи, каждый отсчет должен быть представлен в виде кодовой комбинации. Так как число кодовых комбинаций ограничено, то все промежуточные значения должны заменяться ближайшими разрешенными уровнями. Количество уровней 2⁸= 256.

Существует два метода квантования.

При линейном квантовании весь диапазон сигнала разбивается на ряд одинаковых участков, каждому из которых соответствует свой код. В процессе кодирования любому значению сигнала между нижнем и верхнем значениями соответствует одно кодовое значение. Уровень шума будет одинаковым как для малого уровня сигнала , так и для больших сигналов. Это означает, что для малых значений сигнала уровень шума будет относительно высок, чем для больших значений сигнала. Поэтому для сигналов малых уровней отношение сигнал-шум будет невелико.

При нелинейном квантовании обеспечивается постоянное отношение сигнал-шум для любого уровня исходного сигнала. При этом способе уровни квантования выбираются по логарифмическому закону. Очевидно, для сигнала с высоким уровнем могут допускаться большие значения шума, чем для сигнала с малым уровнем.

В реальных ЦСК применяются два закона квантования (см.рис.3.7):

1) закон А (стандарт СЕРТ и МККТ)

2) закон M (стандарт Белл и МККТ).

Кодирование

После нелинейного квантования входной сигнал ограничивается 256 уровнями. Половина кодируется положительными , а другая отрицательными отсчетами. Для кодирования 256 уровнями потребуется 8 битовый код. Каждая комбинация из 8 бит соответствует 1 уровню. При этом применяется симметричное кодирование (см. Табл.3.1.). Значение разрядов 7-0 в таблице:

7 – знаковый разряд, 6,5,4 – сегмент квантования, 3,2,1,0 – шаг квантования

Рис.3.7. Кривые законов квантования.

Таблица 3.1. Симметричное кодирование.

Значение уровня	Натуральный код разряды 7 6 5 4 3 2 1 0	Симметричный код разряды 7 6 5 4 3 2 1 0
Наибольший положительный уровень	1 1 1 1 1 1 1 1	1 1 1 1 1 1 1 1
Ноль	1 0 0 0 0 0 0 0	1 0 0 0 0 0 0 0
Наибольший отрицательный уровень	0 0 0 0 0 0 0 0	0 1 1 1 1 1 1 1

Если бы квантование проводилось по линейному закону, то для обеспечения приемлемого качества потребовался бы 12 разрядный симметричный код. На практике это кодирование нужно проводить 8 разрядным кодом. Схема преобразования ИКМ сигнала приведена на рис.3.7.

Рис.3.7. Схема преобразования ИКМ сигнала

Рассмотрим подробнее ИКМ – преобразование на примере системы СЕРТ. Для обеспечения требуемого качества передачи речевого сигнала в телефонных системах принято максимальное число уровней квантования 4096 уровней для положительных и отрицательных полуволн сигнала.

Примем количество сегментов, равным 8, шаг квантования в сегменте и его числовое значение равно: .

Шаг квантования в различных сегментах разный (табл. 3.2).

Процесс кодирования исходного сигнала сводится к следующему:

1. Определяется уровень квантования для данного значения сигнала по формуле:

2. Определяется сегмент квантования (С) и шаг квантования (К) в данном сегменте по полученному значению уровня квантования .

3. Определяется кодовое значение сегмента и шага квантования.

4. Определяется значение знакового разряда по знаку .

5. Составляется кодовое слово, которое будет передано в линию.

Процесс декодирования можно выполнить с помощью обратного преобразования, используя формулы:

, если C>0

, если C=0

В результате одной операции кодирования – декодирования исходный уровень и значение сигнала практически не изменяется.

Пример.

1. Кодирование.

При C=010 и K=1110

Кодовое слово 1 010 1110 с учетом знака исходного сигнала.

2. Декодирование

1 010 1110

С учетом знака

Таблица 3.2. ИКМ – преобразование СЕРТ.

Сегмент квантования (кодовое значение), C								Шаг квантования (кодовое значение), K
0	1	2	3	4	5	6	7
000	001	010	011	100	101	110	111
0	32	64	128	256	512	1024	2048
								0	0000
2	34	68	136	272	544	1088	2176
								1	0001
4	36	72	144	288	576	1152	2304
								2	0010
6	38	176	152	304	608	1216	2432
								3	0011
8	40	80	160	320	640	1280	2560
								4	0100
10	42	84	168	336	672	1344	2688
								5	0101
12	44	88	176	352	704	1408	2816
								6	0110
14	46	92	184	368	736	1472	2944
								7	0111
16	48	96	192	384	768	1536	3072
								8	1000
18	50	100	200	400	800	1600	3200
								9	1001
20	52	104	208	416	832	1664	3328
								10	1010
22	54	108	216	432	864	1728	3456
								11	1011
24	56	112	224	448	896	1792	3584
								12	1100
26	58	116	232	464	928	1856	3712
								13	1101
28	60	120	240	480	960	1320	3840
								14	1110
30	62	124	248	496	992	1984	3968
								15	1111
32	64	128	256	512	1024	2048	4096

Практическое занятие № 4

Изучение принципа функционирования интерфейса V5

СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Изучение механизма взаимодействия сети доступа и узла коммутации и протокола V5.

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

При подготовке к практическому занятию рекомендуется изучить:

1. Технологию достпцпа V5;

2. Протоколы V5.1 и V5.2;

3. Области действия различных протоколов V5.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Для выполнения практического занятия необходимо наличие схемы уровневой структуры интерфейса V5.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Выполнение практического занятия рекомендуется проводить в следующей последовательности:

1. Назначение сети доступа

2. Типы доступа V5

3. Архитектура протокола V5

4. Функциональная модель доступа через интерфейс V5

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

В отчёте необходимо привести уровневую структуру интерфейса, схему взаимодействия сети доступа с опорной АТС.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Расскажите об услугах, предоставляемых с помощью интерфейса V5.

2. Охарактеризуйте интерфейс V5; V5.1 и V5.2/

3. Охарактеризуйте структуры уровней интерфейса V5.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кожанов Ю.Ф. Основы автоматической коммутации. – Санкт-Перербург, 1999/-145 с.

2. Гольдштейн Б.С. Протоколы сети доступа. т.2. Москва. Радио и связь. 1999.

3. www/Kiev/.-security.org.ua

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

Первыми шагами на пути формирования сети доступа были удаленные абонентские мультиплексоры и системы уплотнения АЛ. Сеть аб. доступа вначале треб. полосу 3,1 кГц (0,3 – 3,4 кГц), базировалась на симметричном многофазном кабеле и представляла услугу телефонии. Сейчас от сети доступа требуются 3 вида услуг:

- передача речи (телефонная связь, аудиоинформация, справочные услуги, речевая почта и др.)

- передача данных (e-mail, Интернет, факс, электронные платежи)

- передача видеоинформации (видео по запросу, телеконференции)

В сети имеются 3 среды передачи:

- металлический кабель (витая пара, коаксиальный кабель)

- волоконно-оптический кабель

- беспроводной абонентский доступ (WLL – Wireless Local Loop).

В недавнем прошлом внутренние интерфейсы между выносными абонентскими концентраторами и модулями подключения цифровых линий АТС не подлежали международной стандартизации. Во всех установленных цифровых АТС для согласования исп. 2Мбит/с потоки Е1 (2,048 кбит/с) и собственные протоколы.

Недостаток – ограничение у операторов свободы выбора при увеличении емкости АТС и установке дополнительного абонентского оборудования.

Для решения проблемы создан интерфейс V5. Интерфейс V5 не ограничивается какой-либо определенной технологией доступа или средой, хотя он разрабатывался для оптических и беспроводных сетей доступа. Он был опубликован:

- 1993 ETSI (Европейский Институт Стандартизации)

- 1995 ITU

V5 – это технология сети доступа. Стандарты V5 должны обеспечить интерфейсы взаимодействия между сетью доступа и АТС, т.е. стандарты V5 определяют требования (электрические, физические, процедурные и протокол) для соединения сети доступа и АТС.

Сеть доступа – это система между АТС и оконечным оборудованием пользователя. Она обеспечивает общее взаимодействие с различными видами абонентского оборудудования.

- аналоговые ТА ТфОП;

- аналоговые или цифровые УАТС

- терминальное оборудование ISDN базового 2В+D и

первичного 30B+D доступов

- оконечное оборудование LAN

- арендуемая линейная аппаратура

Сеть доступа обеспечивает мультиплексирование, ввод, вывод и передачу данных. Она отвечает за распознавание тональных посылок доступа аналоговой сигнализации, их продолжительность, напряжение и частоту импульсов, за вызывной тон, за конкретные характеристики последовательности передачи сигналов. АТС отвечает за управление вызовами (коммутация), формирование тональных посылок набора №, декодирование № с ограничением по распределению сигналов по временным интервалам.

Имеется два типа протоколов V5 : V5.1 и V5.2.

Интерфейс V5.1 позволяет подключить к АТС по цифровому тракту Е1 до 30 аналог АЛ или 15 каналов базового доступа ISDN. 0-канал используется для синхронизации, 16 – для сигнализации. Каналы данных задаются заранее.

Интерфейс V5.2 может функционировать не группе до 16 потоков Е1, поддерживает концентрацию с коэффициентом 8. Он может поддерживать до 2 тыс. каналов данных, т.е. каналы распределяются динамически.

Характеристики интерфейсов V5

V5.1	V5.2
Позволяет подключать 1 тракт Е1 – 30 каналов (или 15 каналов базового доступа ISDN 2B+D)	До 16 трактов Е1 (2,048 Мбит/с)
Нет ф-и концентрации нагрузки. Прямое соответствие м/у КU Е1 и терминалами польз.	Поддержка ф-и концентрации нагрузки АЛ. Динамическое назначение КU
Не поддерживает PRI	Поддерживает первичный доступ ISDN 30B+D
Не обеспечивает	Обеспечивает резервирование при отказе тракта путем переключения на др тракт (Protection Protocol)
Нет	Управление трактами интерфейса Link Control Prot
Сигнализация по общему каналу в Е1 (16 кан)	Для каждого потока Е1 предусмотрено несколько кан. сигнализации

Через PRI может быть подключена УАТС.

Архитектура протокола

В V5 действует несколько протоколов:

1. протокол управления соединениями ТфОП (PSTN)

2. протокол управления Control Prot

3. протокол управления трактами

4. протокол назначения несущих каналов ВСС

5. протокол защиты

Рис.4.1. Стек протоколов V.5.x

Протоколы 1 и 2 – действуют в V5.1 и V5.2.

Протоколы 3, 4, 5 – служебные протоколы V5.2.

Структура интерфейса состоит из 3 уровней:

Ур.1 – физический

Ур.2 – уровень канала передачи данных

Ур.3 – сетевой

Физический Уровень – определяет физические параметры линии ( среда передачи – оптика, медь и т.п.), линейное кодирование, линейная скорость.

Уровень канала передачи данных – определяет передачу цифровых данных по физической линии и направляет информацию м/у объектами Ур 3 через протокол V5. Протокол LAP V5 упр ур2 для обеспечения гибкого мультиплексирования разных потоков информации. Ф-я преобразования данных (mapping) используется, когда кадры принимаются подуровнем LAP V5-EF от локальной АТС.

Сетевой уровень – обеспечивает создание, завершение и поддержание соединения в сети между объектами связи

Протокол защиты – позволяет интерфейсу V5.2. при отказе одного из трактов Е1 автоматически переключаться на другой (резервный) тракт.

Протокол управления трактами – позволяет идентифицировать тракты, блокировать и разблокировать их.

Протокол управления – идентифицирует порты, блокировать и разблокировать, функции контроля и техобслуживания портов.

Протокол назначения несущих каналов BCE (Bearer Channel Connection)- работает с несущими KИ, используется для передачи со скоростью 64 кбит/с информации пользователей между портами и АТС.

KИ назначается для портов так, чтобы и сеть доступа и АТС знали, какие именно KИ используются для конкретного пользовательского порта. Отображение несущих каналов портов на KИ есть главная задача BCС.

Практическое занятие № 5

Изучение состава оборудования S-12.

Типовая структура модуля.

СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Ознакомление с комплектацией и работой модулей ЭАТС фирмы Alcatel - системы S-12.

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

1. При подготовке к работе изучить вопросы -

- Основная характеристика и область применения S-12.

- Структура оборудования S12, назначение модулей.

- Типовая структура модуля S12(терминальный интерфейс, управляющие устройства)

- Поколения S12

- Типы стоек

2. Получить задание у преподавателя и в соответствии с ним найти на стойке модуль оборудования. Определить его адрес, местоположение и состав плат.

3. Вычертить конструкцию модуля

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Для выполнения лабораторной работы имеются:

1. Учебная станция Alcatel 1000s12

2. плакаты

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

При выполнении лабораторной работы рекомендуется соблюдать следующую последовательность:

1. Изучить методические указания к данной лабораторной работе.

2. Получить у преподавателя задание

3. Выполнить практическую часть

4. Ответить на контрольные вопросы.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Структурная схема оборудования S12.

2. Общий вид стоек с обозначением их типов.

3. Структура модуля с указанием полного адреса в системе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какова область применения S-12

2. Поясните назначение модулей системы ASM, C&TM, DTM, OIM, HCCM

3. Поясните назначение модулей системы P&L, SCM, RIM, ТТМ, ISDN_SM

4. Что включает типовая структура модуля

5. Каково назначение и структура терминального интерфейса

6. Каково назначение и структура управляющего устройства

7. В чём отличие СЕ и АСЕ

8. Какие имеются классы модулей в системе S-12

9. Пример структуры терминального модуля (ASM, P&L)

10. Пример структуры терминального модуля (C&TM, SCM)

ЛИТЕРАТУРА

1. Материалы курса «Программное Обеспечение Узлов Коммутации» сайта Интранет ТУИТ http://www.teic.uz/dlnet

2. Конспект лекций по дисциплине ОС и ПО ЦСК, ТЭИС, 2002

3. Учебное пособие по дисциплине ОС и ПО ЦСК (S-12), ТУИТ, 2003

4. Агзамов С.А. Сон В.М. Демурин В.К. Методические указания к лабораторным работам “Изучение принципов коммутационного поля системы S12” по курсу Цифровые системы коммутации для студентов специальностей Б.050401. Ташкент 1997, тип ТЭИС.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

5.1. Классы модулей (поколения) системы S-12.

Все оборудование ЭАТС типа S-12 выполнено в виде модулей и комплектуется в виде печатных плат (ТЭЗов), образующих стативы (стойки). Статив содержит до 8 полок, на которых и размещаются платы. В S-12 на данный момент используется до 7 различных видов стативов. Причём оборудование станций S-12 (ее аппаратная часть) развивалось в виде нескольких поколений систем S-12:

1. первые версии – А – family – так называемое поколение аналоговых линейных цепей ALC (Analog Line Circuit);

2. через 3 – 5 лет после ALC – E – family – поколение эволюционных систем;

3. сейчас широко используют системы поколения NGL (New Generation Line) J – family – станции нового поколения.

Версии программного обеспечения следующие:

EC – 4 à EC – 5 à EC – 7 (EC – 7.2, EC – 8.4 )

Поэтому в наименовании статива указывается поколение системы, тип статива и другая информация:

Например: JFOO – A1

вариант стойки (статива)

подтип стойки

тип стойки

поколение системы

Виды стативов:

F – основной статив (используется на всех типах S-12), т. к. содержит основные модули P&LM, C&TM, PTCE.

A – стойка аналоговых (и цифровых) абонентов, максимальное число модулей ASM зависит от подтипа статива и, например, может быть на 1536 абонентских линий (в одном стативе 12х128 = 1536 абонентов). Для абонентских стоек имеется много подтипов: хA00, хA01 ….

Н – статив модулей DTM (а также RIM) (от 12 до 24 DTM).

B – обычно комбинированная стойка.

K – статив, который содержит дисковод для магнитных лент (MTU).

Z – стойка распределения питания.

J – стойка DSN (ЦКП). Содержит платы SWCH образующих КП системы.

Каждый модуль системы имеет свою позицию на станции, так называемый сетевой адрес (NA), который показывает позицию модуля в системе – ряд, стойка, полка, слот.

Платы в стойке размещаются с 02 по 08 полки в чётные позиции (слоты) на каждой полке. Всего позиций на полке 64 (c 1 по 63). Полка 01 используется для распределения питания внутри статива, на ней находятся тумблеры (переключатели) питания и предохранители.

Каждый из перечисленных видов стативов имеет свою конфигурацию, которая строго определена лишь числом модулей, определяемых числом печатных плат. Это означает, что связи между типом статива и находящихся в нем модулей может и не быть. Любая конфигурация статива обеспечивает возможность размещения различных модулей на разных станциях.

В зависимости от числа печатных плат, составляющих модуль, все модули делятся на 4 класса:

V01M - модули из одной печатной платы (ACE);

V02M - модули из двух печатных плат (ACE, DTM, RIM, SCM);

V03M - модули до 8 печатных кластерных плат (ASM, ISM);

V04M- универсальные двухплатные модули (ACE, DTM, RIM, SCM).

Основным исключением являются системные модули:

P&LM, C&TM, PTCE - они всегда устанавливаются на фиксированных позициях одного (общего для них) главного статива типа F.

Все модули подключаются в КП с помощью коммутаторов доступа AS (рассмотренны позже), платы AS (SWCH) размещаются в непосредственной близости от подключаемых в него модулей (не обязательно, на стативах DSN типа J).

5.2. Типовая структура модуля

Каждый модуль системы, кроме АСЕ, состоит из двух частей: терминального устройства и терминального элемента управления (ТСЕ). Терминальное устройство еще называют кластерной частью, или просто кластером (рис.5.1).

Терминальное устройство ТСЕ

Рис. 5.1. Структура модуля S-12

Терминальное устройство представляет собой совокупность печатных плат (съемные платы) – РВА или ТЭЗов (типовые элементы замены), необходимые для выполнения задач и функций, назначенных каждому модулю. ТСЕ в настоящее время представляет собой одну печатную плату двух типов (MCUA и MCUB), на которой находится терминальный интерфейс (TI), процессор, память процессора (RAM - ОЗУ, ROM - ПЗУ) и память терминального интерфейса (PRAM – пакетное ОЗУ). В зависимости от типа модуля процессор может управлять кластерной частью либо по процессорной шине, либо по ИКМ-интерфейсу. Модуль соединяется с ЦКП через TI. При подключении новых модулей использование стандартного TI дает гибкое подключение, не изменяя способ соединения с ЦКП.

АСЕ не имеют терминальных комплектов, а следовательно, не содержат терминальные устройства.

5.3. Терминальный интерфейс.

TI предназначен для:

- передачи и приема сообщений между ТСЕ данного модуля и ТСЕ других модулей;

- установления соединений между каналами двух ИКМ трактов от комплектов терминального устройства и каналами, ведущих к ЦКП (например, при передачи речи);

- приема тактовых и тональных сигналов от С&ТМ.

Для выполнения своих функций TI имеет 4 пары приемо-передающих портов (два из них для связи с ЦКП – 2^й и 4^й, два для связи с терминальным устройством – 1^й и 3^й) и одна (5^й) пара приемных портов, обеспечивающих прием тактовых и тональных сигналов (рис.5.2). TI также содержит пакетное ОЗУ (PRAM) емкостью 2 или 4 кБайта, использующееся для приема и передачи пакетов данных, речи, акустических сигналов между приемными и передающими портами TI.

Рис.5.2. Структура TI и CE

Прием и передача сигналов через TI происходят под управлением собственного процессора.

5.4. Управляющие устройства.

В системе S-12 имеются 2 типа УУ (СЕ):

1. ТСЕ (Terminal Contral Element) –терминальный элемент управления.

2. АСЕ (Auxiliary Control Element) – вспомогательный (дополнительный) элемент управления.

Все СЕ (как ТСЕ, так и АСЕ) имеют одинаковую структуру. Они состоят из 16-битового микропроцессора, памяти (ОЗУ-RАМ, ПЗУ-RОМ) в зависимости от потребностей и TI.

Микропроцессор (МПр) является основной частью СЕ, он управляет функциями данного модуля. Для этого МПр должен выполнять две основные функции посредством терминального интерфейса:

1. установление пространственно-временных соединений между различными портами TI;

2. занятие каналов в исходящих ИКМ-трактах для передачи пакетов данный (сообщений) к другим СЕ через ЦКП или к кластерной части.

В настоящее время СЕ выполняется в виде одной печатной платы двух разновидностей:

1. MCUA (Module Control Unit type A) - блок управления модулем типа А, в этом случае используются МПр Интел 8086 или совместимый с ним, имеющий возможность адресации к памяти емкостью 1Мбайт.

Такой СЕ используется, например, в модулях ASM и SCM.

2. MCUB (Module Control Unit type B) – блок управления модулем типа B, в этом случае используется МПр 80386 или совместимый с ним, имеющий возможность адресации к памяти емкостью 16Мбайт.

Такой СЕ имеется в модулях P&LM, HCCM, различных АСЕ и других модулях системы.

5.5. Структура модулей системы S-12

5.5.1. Структура терминального модуля на примере модуля ASM.

Модуль аналоговых абонентских линий служит для подключения до 128 абонентов по аналоговой линии и выполняет набор функций абонентского интерфейса ЭАТС – BORSCHT.

Различные виды абонентских установок (таксофоны, обычные абоненты и т.д.) могут подключаться к одним и тем же линейным комплектам в кластерной части модуля ASM. Для выполнения своих функций модуль ASM содержит следующий набор печатных плат :

ASM=8(16)*ALCN(ALCB)+RNGF+MCUA+(TAUC+RLMC),

ALCN(В) - комплект аналоговых линий типа N(B) (на 16 ал (на 8 ал));

MCUA - плата СЕ модуля;

RNGF(A) - плата генерации вызова (звонка);

TAUC (TAU) - плата тестирования;

RLMC - плата аварийной сигнализации.

Рассмотрим блок - схему аппаратной части модуля ASM (рис.5.3).Платы ТАUC и RLMC включаются только в некоторые модули ASM, так как они приходятся на определенное число модулей ASM (например, на 12 ASM).

Рис.5.3. Аппаратная структура ASM

В системе S-12 используется перекрёстное (crossovеr X-over) включение двух, так называемых, парных модулей. Каждый модуль системы имеет свой парный модуль. Модули, работающие в паре, в нормальном режиме обслуживают каждый свою нагрузку, в аварийном (при выходе из работы TCE) – парный берёт на себя обслуживание всей (общей) нагрузки.

Поэтому каждый комплект кластерной части модуля подключен не только к своему ТСЕ, но и к ТСЕ парного модуля (рис. 5.3).

В каждом линейном комплекте типа N (ALCN) содержатся следующие функциональные блоки:

1. Входной интерфейс – входные резисторы, служащие для определения снятия трубки и возвращения её в исходное состояние, релейные контакты для подключения шин тестирования и вызывного тока, кроме того здесь выполняется защита от чрезмерных значений тока [один на линию];

2. Интерфейс передачи – подача питания на микрофон (-48/-60в), переход с двухпроводной линии на 4х проводную [один на линию]

3. Блок цифровой обработки сигнала - АЦП-ЦАП, содержит цифровые и аналоговые фильтры; схему управления уровнем входного сигнала [один на 4 линии].

4. Блок интерфейса с MCUA – DPTC - двухпроцессорный терминальный контроллер – интерфейс между терминалами абонентов (ALCN) и TCE, управляет функциями абонентской линии после приёма команд от ТСЕ; информирует ТСЕ о событиях, происходящих в аппаратной части (ошибки, снятие трубки и т.д.) [один на плату ALСN].

Входные и выходные ИКМ потоки от четырех блоков цифровой обработки объединяются и подаются на DPTC, который для выполнения своих функций содержит несколько регистров и 16 таблиц данных (по одной на каждого абонента). Если происходит какое-то событие (например, изменение состояния АЛ), то оно фиксируется в соответствующей карте (таблице) изменением состояния бита. После чего DPTC информирует ТСЕ о произошедшем событии.

Практическое занятие № 6

Изучение состава оборудования S-12 (терминальные и системные модули).

СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Ознакомление с комплектацией и работой модулей ЭАТС фирмы Alcatel - системы S-12.

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

1. При подготовке к работе изучить вопросы -

- Основная характеристика и область применения S-12.

- Структура оборудования S12, назначение модулей.

- Типовая структура модуля S12(терминальный интерфейс, управляющие устройства)

- Поколения S12

- Типы стоек

3. Вычертить конструкцию модуля

4. Заполнить таблицу с описанием модулей станции.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Для выполнения лабораторной работы имеются:

1. Учебная станция Alcatel 1000s12

2. плакаты

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

При выполнении лабораторной работы рекомендуется соблюдать следующую последовательность:

1. Изучить методические указания к данной лабораторной работе.

2. Получить у преподавателя задание

3. Выполнить практическую часть

4. Ответить на контрольные вопросы.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Структурная схема оборудования S12.

2. Общий вид стоек с обозначением их типов.

3. Структура модуля с указанием полного адреса в системе.

4. Таблица с описанием модулей станции.

Пример

Имя модуля	Сетевой адрес	Физический адрес № стойки № полки №№ слотов	Описание функций модуля	примечание
ASM	H’30		Модуль аналоговых абонентов	Номинально 128 аб реально 32аб

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какова область применения S-12

2. Поясните назначение модулей системы ASM, C&TM, DTM, OIM, HCCM

3. Поясните назначение модулей системы P&L, SCM, RIM, ТТМ, ISDN_SM

4. Что включает типовая структура модуля

5. Каково назначение и структура терминального интерфейса

6. Каково назначение и структура управляющего устройства

7. В чём отличие СЕ и АСЕ

8. Что такое кластер

9. Что такое сетевой адрес

10. Какие имеются классы модулей в системе S-12

11. Пример структуры терминального модуля (ASM, P&L)

12. Пример структуры терминального модуля (C&TM, SCM)

13. Что является кластером в ASM, P&L, C&TM, SCM модулях

14. Перечислите абонентские модули

15. Перечислите системные модули

ЛИТЕРАТУРА

1. Материалы курса «Программное Обеспечение Узлов Коммутации» сайта Интранет ТУИТ http://www.teic.uz/dlnet

2. Конспект лекций по дисциплине ОС и ПО ЦСК, ТЭИС, 2002

3. Учебное пособие по дисциплине ОС и ПО ЦСК (S-12), ТУИТ, 2003

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

Структура модулей системы S-12

6.1. Структура терминального модуля на примере модуля ISM (ISDN_SM).

Модуль абонентов ISDN служит для подключения до 64 абонентов базового доступа BRI 2B+D или потока Е1 первичного доступа PRI 30B+D.

Для выполнения своих функций модуль ISDN_SM содержит следующий набор печатных плат :

ASM=8*ISTB+MCUB,

ISTB - комплект ISDN линий (на 8 ал);

MCUB - плата СЕ модуля;

Поэтому каждый комплект кластерной части модуля подключен не только к своему ТСЕ, но и к ТСЕ парного модуля.

6.2. Структура терминального модуля на примере DTM модуля.

Транковые модули (модули цифровых СЛ) DTM выпускаются в несколькиз вариантах.

2.1. IPTM Integrated Packet switching Trunk Module использует сигнализацию ОКС7 (CCS7)

IPTM = DTRI+MCUB

2.2. RIM-D Remote Interface Module (Double link) – интерфейсный транковый модуль вынесенного абонента

RIM-D = DTRF+MCUB

2.3. DTM R2 модуль цифровых СЛ для сигнализации R2

DTM = DTUA+ MCUB

6.3. Системные модули.

2.4. DIAM Digital Integrated Announcement Module

DIAM = AMEA+DIAA

2.5. C&TM Clock&Tone Module – модуль такта и тона. Генерирует основные частоты станции 2048 МГц, 4096 МГц, 8192 МГц

C&TM = MCUB+TSAB+CTMC +CCHC+RCCC +DAUA+ DSUA

CTMC +CCHC – плата генерирующая системный такт 8.192МГц

RCCC Ringing Circuit цепи ПВ

DAUA (DSUA) - плата генерирующая нормальный тон ОС, ЗЗ, КПВ, ПВ

RCLA – Rack Clock

2.6. SCM - Модуль сервисных цепей

SCM = MCUA+DSPA+DSPA

DSPA – плата обработки МЧ сигналов (MF) 32 приёмо-передатчика

2.7. HCCM модуль ОКС7

HCCM = MCUB+SLTA+SLTA

6.4. Дополнительные устройства управления АСЕ

SACE System ACE H’2E состоит из MCUB

ACE H’11 состоит из MCUB

ACE H’23 состоит из MCUB

ACE H’12 состоит из MCUB

Практическое занятие № 7

Изучение структуры коммутационного поля системы S-12

СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Изучение алгоритма построения коммутационного поля из пространственно-временных коммутаторов-мультипортов. Построение отдельных блоков из мутипортов: Терминальных субблоков (TSU), терминальных блоков (TU), секций и групп.

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

При подготовке к практическому занятию рекомендуется изучить структуру построения мультипорта, назначение приёмо/передающих портов, соединение полюсов и образование терминальных субблоков, терминальных блоков, секций и групп.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Для выполнения практического занятия необходимо:

1. Учебная станция Alcatel 1000 S-12

2. Техническое описание станции (аппаратное обеспечение)

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Выполнение практического занятия рекомендуется проводить в следующей последовательности:

1. Изучить методические указания к данному занятию

2. Получить у преподавателя вводное указание

3. Выполнить задание преподавателя по построению структур коммутационного поля.

4. Изучить на учебной станции Alcatel 1000 S-12

5. Ответить на контрольные вопросы

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Привести резюме по выполненному практическому занятию:

- Схема терминального субблока

- Назначение и структура мультипорта

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какова область применения S-12

2. Поясните назначение модулей системы DSN

3. Что включает типовая структура модуля

4. Каково назначение и структура терминального интерфейса

5. Что такое кластер

6. Что такое сетевой адрес

7. Назовите основные типы структурных схем для построения КП

ЛИТЕРАТУРА

1. Материалы курса «Программное Обеспечение Узлов Коммутации» сайта Интранет ТУИТ http://www.teic.uz/dlnet

2. Сон В.М. Демурин В.К. Еркинбаева Л.Т. Системы коммутации.ч.2. Конспект лекций для бакалавров по направлению B5522000 - Телекоммуникации. ТУИТ.2003.

3. Учебное пособие по дисциплине ОС и ПО ЦСК (S-12), ТУИТ, 2003

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

7.1. Общая структура поля

ЦКП является основным элементом, обеспечивающим концепцию распределенного управления системы S–12. Оно обеспечивает временную коммутацию каналов разных групповых трактов. ЦКП в S-12 применяется не только для передачи речевой и другой информации пользователя, но и для обмена сообщениями (данные процессоров) между модулями.

Поле имеет так называемую свернутую структуру (рис 7.1), при которой все модули подключены к одной стороне поля. Для соединения между двумя модулями внутри поля соединительный тракт должен повернуть в некоторой точке, называемой точкой отражения (ТО).

ЦКП S-12 имеет сложную многозвенную структуру, в основу которой положен цифровой коммутационный элемент ЦКЭ (DSE – Digital Switching Element) или, как его еще называют, мультипорт, обеспечивающий коммутацию под воздействием собственных управляющих устройств.

Рис. 7.1. Свернутая структура ЦКП S-12

7.2. Цифровой коммутационный элемент DSE

7.2.1.Структура мультипорта

Мультипорт объединяет 16 приемо-передающих портов, связанных общей шиной (рис. 7.2). Команды на коммутацию поступают от CE вызывающего модуля по каналам ИКМ-трактов.

Конструктивно мультипорт представляет собой печатную плату (PBA-SWCH), на которой расположены специализированные БИС (Большие Интегральные Схемы).

Общая шина разделена во времени так, что в течение каждого временного канала каждый порт получает доступ к любому другому порту, в том числе и к самому себе.

Мультипорт выполняет пространственно-временную коммутацию – пространственную коммутацию трактов (портов) и временную коммутацию каналов по команде управления, сформированной CE вызывающего модуля.

Команда управления состоит из 16 – разрядного слова, назначение бит которого следующее:

Назначение бит:

0, 1 – биты управления (протокола)

2 - не используется

3 – 6 номер (адрес) порта

7 – 10 функция “выбрать”

11 – 15 номер (адрес) канала.

Значение бита протокола:

00 – команда “канал не коммутируется” (свободно),

10 – команда “передается сообщение между CE”,

01 – команда “выбрать” (подключить канал к исходящему порту),

11 – команда “передаются данные пользователя” (речь).

. .

Рис. 7.2. Функциональная схема DSE

Значение функции “выбрать”:

любой порт с 8 по 11, любой канал свободный поиск

любой порт с 8 по 15, любой канал

порт n или n+4, любой канал

порт n, любой канал направленный поиск

порт n, канал m

Структура команды управления, и их количество, зависит от места включения вызывающего и вызываемого модулей и от шага коммутации. Место включения влияет на точку отражения в поле. Команды до точки отражения задаются при свободном поиске, после – при направленном поиске. Процесс коммутации выполняется по координатам, задающимся при адресации модулей в коммутационном поле.

7.2.2. Коммутация в мультипорту

Рассмотрим процесс коммутации в DSE на примере одного приемного и одного передающего портов (рис. 7.3).

Процесс коммутации данных между портами и обращение к шинам строго синхронизирован в 4 фазы (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Блок-схема коммутации между приемным и передающим

портами DSE

Рассмотрим процесс коммутации в DSE.

Информация, поступающая по каналу i входящего тракта x, записывается во входящую память приемного порта. Состояние битов протокола сравнивается с их предыдущим состоянием в памяти состояния. Если предыдущее состояние “00” и биты протокола не изменились, то состояние канала остается свободным. Если состояние изменилось с “00” на ”01”, то необходимо выполнить коммутацию канала по информации функции “выбрать”. В зависимости от метода поиска (свободный или направленный)

по данным команды управления УУ приемного порта выставляет адрес передающего порта (порт y) на шину адреса порта (фаза Р). Каждый передающий порт содержит схему идентификации адреса порта. Если адрес порта назначения соответствует адресу данного порта, то во время фазы данных D произойдет передача канальной информации в выбранный передающий порт. Во время фазы записи W информация записывается в выходную память передающего порта. После чего по ответной шине передается адрес выбранного канала назначения в сторону приемного порта (во время фазы R).

f т _тракта

икм t

0,49 мкс

порт 0 t

порт 1 t

244 нс

порт 14 t

порт 15 t

P – фаза выбора порта W- фаза записи

D – фаза данных R – фаза считывания работы общей шины

Рис. 7.4. Диаграмма работы общей шины

В дальнейшем при передаче информации для данного соединения от приемного к передающему порту на шине адреса каналов будет устанавливаться номер этого канала (канал j).

7.3. Структура ЦКП.

ЦКП собирается из мультипортов так, чтобы обеспечивалась полная доступность всех модулей, включенных в него, при минимальной вероятности внутренних блокировок. Архитектура КП предусматривает возможность его плавного наращивания в широком диапазоне емкостей в процессе эксплуатации системы.

ЦКП состоит из ступени доступа (AS) и ступени ГИ (GS). Ступень доступа обеспечивает подключение модулей к коммутаторам ступени ГИ разных плоскостей, т.к. ступень ГИ многозвенная и многоплановая (плоскостная). Число звеньев и плоскостей ступени ГИ зависят от емкости системы и от требуемой пропускной способности, и может быть до 3-х звеньев, и до 4-х плоскостей (рис.7.5).

Каждый модуль терминальный (ТМ) и системный (СМ) по двум трактам подключается к паре коммутаторов доступа (AS₍_n₎ и AS₍_n₊₄₎) ступени доступа. Каждый мультипорт (DSE) ступени доступа обеспечивает доступ ко всем плоскостям ступени ГИ.

Рис. 7.5. Принцип построения ЦКП S-12

7.3.1. Структура терминального субблока

Каждый терминальный модуль (ТМ) и системный модуль (СМ) (рис. 7.5) подключается к паре коммутаторов доступа AS в следующие порты:

07 – терминальные модули,

1215 – системные модули.

Порты с 8 по 11 коммутаторов доступа предназначены для включения самих AS в коммутаторы ступени ГИ всех 4-х плоскостей (с 0 по 3 плоскость соответственно).

Таким образом, AS предназначен для подключения ТМ и СМ в коммутаторы ступени ГИ разных плоскостей для распределения поступающей нагрузки между плоскостями ГИ. Структура КП, при которой модули подключаются к паре AS, получила название терминальный субблок (TSU – Terminal SubUnit) (рис. 8.2). В зависимости от нагрузки, обслуживаемой модулями, к двум AS могут подключаться до 4-х или до 8-ми терминальных модулей (рис.7.6). Кроме того, в КД подключается до 4-х СМ.

1 8 к плоскости 0

. 9 к плоскости 1

: 10 к плоскости 2

7 11 к плоскости 3

: 12

. 1 8 к плоскости 0

: . 9 к плоскости 1

: 10 к плоскости 2

7 11 к плоскости 3

Рис.7.6. Структура терминального субблока (TSU)

Ступень доступа (СД) может содержать до 1024 AS, образующих 512 пар.

Если модули включены в AS одного TSU, то соединение между ними может выполняться через этот AS без участия ступени ГИ. Для соединения между модулями разных TSU необходимо использовать ступень ГИ.

7.3.2. Структура терминального блока

Группа из 4-х TSU образуют новую структуру КП, называемую терминальным блоком (TU – Terminal Unit). Для соединения AS используются DSE первой ступени ГИ (GS 1) (рис. 7.7.).

При установлении соединения между модулями разных TSU одного TU используются соответствующие AS и общий DSE на ступени GS1. В терминальном блоке ТО является шина данных мультипорта первого звена (GS1).

Применение одного DSE на ступени GS1 позволяет строить АТС малой емкости. Для возможности расширения емкости станции используются порты 815 различных DSE на ступени GS1.

ступень доступа ступень ГИ

0 9

7 11

0 10

9

7

11

12

0 10

8

7

10

12

11

15

Рис. 7.7. Структура терминального блока ТU.

7.3.3. Структура секции

Построение коммутационных полей АТС средней и большой емкости предусматривает применение нескольких терминальных блоков. Поэтому появляется необходимость взаимодействия между ними, что достигается использованием коммутаторов второго звена (GS 2) (рис.7.8). В каждый DSE ступени GS2 включается до восьми терминальных блоков. Для увеличения пропускной способности поля на втором звене используется 8 DSE. Мультипорты первого и второго звена связаны по принципу “каждый с каждым”.

Соединение восьми TU через ступень GS2 получило название секции (S - Section). Для межзвенной связи используются порты 815 мультипортов первого и второго звена и порты 07 мультипортов второго звена. Порты 815 мультипортов GS 2 используются для расширения емкости поля путем организации третьего звена (GS3). При соединении модулей разных терминальных блоков одной секции точка отражения будет находиться в DSE второго звена.

7.3.4. Группообразование ЦКП с тремя звеньями ГИ

В зависимости от емкости в ЦКП могут применяться от 1 до 16 секций. Для взаимодействия секций друг с другом применяется третье звено ступени ГИ (GS 3). Эта ступень является последней, и все порты DSE этой ступени используются для подключения секций (рис.7.9). Третья ступень GS3 состоит из 8 групп, в каждую из которых входит по 8 DSE. Совокупность секций и групп представляет собой плоскость, т.е. группообразование ЦКП с тремя звеньями ГИ.

Для построения АТС на местных сетях в качестве оконечных станций, как правило, в ступени ГИ применяется две плоскости. На транзитных узлах и междугородных телефонных станциях – 3 или 4 плоскости. Плоскости между собой работают в режиме разделения нагрузки.

Таким образом, в ЦКП может применяться от двух до четырех плоскостей, в каждой плоскости может быть от одного до трех звеньев ступени ГИ.

При соединении двух модулей, включенных в разные секции, точка отражения будет находиться в DSE ступени GS 3.

Ступень доступа Ступень ГИ

GS₁GS2

DSE₀

DSE₀

( 0)

8

8 0 8 0 8

AS (4)

0 9 1 9

. . .

15 3 . . .

TU₀ 4 . . .

( 3)

8

8

AS (7)

0 7 15 7 15

DSE₁

DSE₁

. 0 8 0 8

. 9 1 9

. . . .

. . .

7 15 7 15

DSE₇

DSE₇

AS   (7)

  ( 3 )

8

   AS   (4)

  ( 0 )

8

                                            8                        0                       8                              0                          8

0 9 1 9

. . .

15 3 . . .

4 . . .

TU₇ 8

0 7 15 7 15

Рис 7.8. Структура секции

Ступень доступа Ступень ГИ

0                   8

0                   8

0

0                             8

0 8

15 15

Плоскость 0

Рис.7.9. Группообразование ступени ГИ с тремя звеньями GS_1,2,3

Практическое занятие № 8

Изучение процесса разработки системы адресации в поле системы Alcatel 1000 S-12

СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Изучение механизма работы типовой структуры, размещение микропроцессоров в системе, работу терминального интерфейса при приёме и передаче сообщений.

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

При подготовке к практическому занятию рекомендуется изучить:

- структуру модуля

- принцип работу модулей ASM, SCM, ACE

- назначение интерфейса терминального модуля

- схемы передачи и приёма пакетов сигналов управления

- принцип адресации в поле

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Для выполнения практического занятия необходимо наличие:

1. Учебная установке Alcatel 1000 S-12

2. Техническое описание системы S-12

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Выполнение практического занятия рекомендуется проводить в следующей последовательности:

1. Изучить общую структуру модуля

2. Изучить структуру терминального интерфейса

3. Изучить порядок приёма и передачи данных FMM, SSM через пакетное ОЗУ интерфейса

4. Порядок составленя адресации при различных значениях комады 01 (выбрать), когда точка отражения находится на коммутаторе доступа, на 1-ой ступени, на 2-ой ступени и на групповом коммутаторе

5. Ответы на контрольные вопросы

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Привести краткое резюме по выполненной работе

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Поясните назначение модулей системы DSN

2. Что включает типовая структура модуля

3. Каково назначение и структура терминального интерфейса

4. Что такое кластер

5. Что такое сетевой адрес

6. Назовите основные типы структурных схем для построения КП

ЛИТЕРАТУРА

1. Материалы курса «Программное Обеспечение Узлов Коммутации» сайта Интранет ТУИТ http://www.teic.uz/dlnet

3. Учебное пособие по дисциплине ОС и ПО ЦСК (S-12), ТУИТ, 2003

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

8.1. Адресация поля

В соответствии с командами “выбрать”, формируемыми CE и передаваемые в DSE соответствующих ступеней ЦКП, соединение через поле будет устанавливаться последовательно, продвигаясь вплоть до точки отражения с целью достижения данного модуля.

Соединение будет устанавливаться по кратчайшему пути так, что для модулей, принадлежащих одному TSU, точка отражения будет находиться в DSE ступени доступа, если модули принадлежат разным TSU одного TU – на ступени GS 1, разным TU одной секции – на ступени GS 2, разным секциям – на ступени GS 3. Это означает, что число используемых команд “выбрать” будет соответственно 1,3,5, или 7.

Для определения пути через ЦКП необходимо учитывать адресацию всех модулей. Каждый модуль имеет сетевой (системный) адрес NA

Ступень доступа Ступень ГИ

0                   8

0                   8

0

0                             8

0 8

16 15

Плоскость 0

Рис 8.1. Группообразование ступени ГИ с тремя звеньями GS_1,2,3

(Network Address), который при адресации поля содержит 4 символа.

Z – номер порта в DSE ступени GS 3 (015).

Y – номер порта в DSE ступени GS 2 (07).

X – меньший номер порта в DSE ступени доступа (03).

W – номер порта DSE ступени доступа, в который включен модуль (07 или 1215).

Таким образом, максимальное число модулей системы S – 12 с тремя ступенями ГИ будет: 16*8*4*12=6144 модуля.

8.2. Команды выбора.

01 – любой порт.

В пустых местах может быть записан любой порт.

В порту Р может находиться любой свободный канал (Р=0¸15).

Подключение канала Х к порту Р.

Процесс установления соединения, через поля, происходит в значительной степени случайно (т.е. любой порт, любой канал). Когда команда «выбрать» осуществляется в мультипорте, то участвующий в соединении передающий порт посылает сигнал соединения приемному порту, сообщая, что соединение может быть установлено. Если при выполнении команды «выбрать порт Р», в передающем порте Р не окажется свободных каналов, то он не передает сигнал подтверждения. При этом входящий канал передает состояние «нет подтверждения», которое запоминается в приемном участке соединения. Занятые до получения сигнала «подтверждения» участки теперь ненужные и должны быть освобождены. Для этого процессор, который выдал команду «выбрать», оповещает по 16 каналу те ИКМ тракты, которые использовались при установлении этого соединения

Каждая команда “выбрать” формируется при свободном искании (любой порт, любой канал) до точки отражения, при вынужденном - после точки отражения. Таким образом, управляющее устройство приемного порта само выбирает передающий порт (в соответствие с командой “выбрать”). В случае успешной коммутации передающий порт посылает в приемный сигнал подтверждения о том, что соединение будет установлено. В обратном случае сигнал подтверждения не передается, при этом входящий канал переходит в состояние “нет подтверждения”, что запоминается приемником.

Тогда участки соединения, занятые до получения сигнала “NACK”(нет подтверждения) теперь не нужны и они должны быть освобождены. Для этого процессор, который выдал команду “выбрать” оповещается по 16-ым каналам всех ИКМ, использованных при установлении данного соединения.

Практическое занятие № 9

Изучение системы сигнализации в цифровых системах коммутации

СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Изучение принципов взаимодействия между абонентом-станцией, а также между станциями (станция-станция). Для передачи сигналов, обеспечивающих процесс цстановления соединения

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

При подготовке к практическому занятию рекомендуется изучить:

- абонентскую сигнализацию, функцию BORSHCT

- линейную и регистровую сигнализацию

- кодирование линейных кодов, код HDB-3

- систему многочастотной сигнализации CAS

- общеканальную сигнализацию ОКС №7

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Для проведения занятия необходимо наличие таблиц кодов 2 из 6, схему обмена сообщениями между двумя пунктами системы ОКС №7, форматы сигнальных единиц: MSU, LSSU, FISU.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Выполнение практического занятия рекомендуется проводить в следующей последовательности:

1. Изучить процессы, проходящие при осуществлении абонентской сигнализации

2. Изучить процесс передачи линейных кодов HDB-3

3. Механиз передачи и приёма сигнальных единиц

4. Сравнительный расчёт эффективности ОКС №7 по сравнению с системой CAS

5. Ответы на контрольные вопросы

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Привести кроткое резюме по работе №9

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Охарактеризуйте необходимость введения абонентской сигнализации.

2. Опишите сигнализацию CAS.

3. Отличительные особенности сигнализации ОКС №7.

4. Эффективности сигнализации ОКС №7.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гольдштейн Б.С. Сигнализация в сетях связи. – М.: Радио и связь, 1997.

2. Росляков А.В. Общеканальная система сигнализации ОКС №7.-. М.: Эко-Трендз, 1999.

4. Учебное пособие по дисциплине ОС и ПО ЦСК (S-12), ТУИТ, 2003

5. Материалы курса «Программное Обеспечение Узлов Коммутации» сайта Интранет ТУИТ http://www.teic.uz/dlnet

6. Сон В.М. Еркинбаева Л.Т. Абдужаппарова Л.Т. Садчикова С.А. Методические указания к лабораторным работам “Система сигнализации ОКС №7 в системе S-12” по курсу Цифровые системы коммутации для студентов специальностей Б.050401. Ташкент 2001, тип ТЭИС.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

9.1. Классификация протоколов сигнализации

В телефонии под сигнализацией понимается передача информации и команд между двумя узлами телефонной сети в целях установления, поддержания и разъединения коммутируемого соединения. При этом традиционно различаются два типа сигнализации:

- абонентская;

- межстанционная

Процесс передачи сигнальной информации, так называемых линейных и регистровых сигналов, между двумя коммутационными станциями показан на рис.9.1. Регистровые сигналы используются только на фазе установления соединения и самого вызова для передачи адресной информации и данных о категории абонента. Линейные сигналы передаются в течение всего времени существования соединения для контроля состояния линий. Состав межстанционных сигналов аналогичен составу сигналов при абонентской сигнализации.

Рис.9.1 . Пример межстанционной сигнализации

Межстанционная сигнализация, в свою очередь, по способу передачи сигнальной информации делится на три класса

- Внутриполосная сигнализация (In-band Signaling), при которой сигнальная информация передается непосредственно по телефонному каналу (разговорному тракту) при помощи постоянного тока, токов тональной частоты (ТЧ), индуктивных импульсов и др.

- Сигнализация по индивидуальному выделенному сигнальному каналу (Channel Assoсiated Signalling, CAS), которая предоставляет выделенные средства передачи сигнальной информации (выделенную емкость канала) для каждого разговорного канала в тракте передачи информации. Это может быть один временной канал в тракте импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), выделенный частотный канал вне разговорного спектра канала ТЧ и др.

- Сигнализация по общему каналу (Common Channel Signaling, CCS), при которой тракт передачи сигнальных сообщений предоставляется для пучка телефонных каналов по принципу адресно-группового использования: сигналы передаются в соответствии со своими адресами и размещаются в общем буфере для использования каждым телефонным каналом.

Системы межстанционной сигнализации первых двух классов были разработаны для применения в сетях с аналоговым коммутационным оборудованием. Протоколы общеканальной сигнализации оптимизированы для использования в сетях, основанных на цифровой коммутации и програм- мном управлении. В настоящее время во всем мире большинство национальных сетей связи включает значительную часть оборудования, использующего системы первых двух классов. Поэтому при внедрении SS7 в сети с цифровыми коммутационными станциями требуется организация взаимодействия между системами сигнализации различных классов.

Появление в 60-х гг. станций с программным управлением позволило реализовать систему сигнализации по общему каналу. Концепция общеканальной сигнализации (ОКС) проста - каналы для передачи голоса используются только после установления соединения. При этом обмен сигнальными сообщениями между управляющими устройствами коммутационных станций происходит по соединяющим их звеньям, а передачу речи осуществляют каналы передачи несигнальной информации. Таким образом, основным принципом общеканальной сигнализации является полное отделение тракта сигнализации от разговорного тракта (рис.9.2).

С помощью нескольких высокоскоростных каналов передачи сигнальных сообщений можно обслуживать большое число информационных каналов. В системах ОКС сигнальная информация передается по дуплексным каналам (звеньям сигнализации) в составе пакетов данных, называемых сигнальными единицами (Signal Unit, SU). Помимо собственно сигнальной информации, сигнальные единицы содержат адресные сведения, параметры, обеспечивающие защиту от ошибок, и др. Таким образом, совокупность цифровых коммутационных станций и соединяющих их звеньев сигнализации образует сеть сигнализации (Signaling Network), логически отделенную от базовой сети связи и функционирующую в режиме передачи данных с коммутацией пакетов.

Рис.9.2. Организация канала ОКС

В настоящее время существует два стандарта систем общеканальной сигнализации. Первый - система сигнализации № 6 (SS6) - был разработан в конце 60-х гг. для использования на аналоговых линиях преимущественно в целях обслуживания межконтинентального трафика. Второй - система сигнализации № 7 (SS7) - появился в конце 70-х гг. и предназначен для использования как в цифровых (каналы со скоростью передачи 64 кбит/с), так и в аналоговых национальных и международных сетях.

Система SS7 разработана для управления установлением соединения телефонных вызовов и услугами передачи неголосовой информации. По сравнению с предыдущими системами сигнализации, SS7 имеет следующие преимущества:

- скорость - время установления соединения в большинстве случаев не превышает 1с;

- высокая производительность - каждое звено сигнализации способно одновременно обслужить несколько тысяч телефонных вызовов;

- экономичность - сокращается объем необходимого оборудования;

- надежность - использование альтернативной маршрутизации в сети сигнализации позволяет значительно повысить надежность базовой сети связи;

- гибкость - система передает любые данные и может использоваться для целей, отличных от телефонии.

Увеличение спроса на новые виды телекоммуникационных услуг в 80-е гг. привело к разработке стандартов системы SS7, обеспечивающих требования практически всех типов сетей связи:

- телефонной сети общего пользования (Public Switched Telephone Network, PSTN);

- цифровой сети с интеграцией служб (ISDN);

- интеллектуальной сети (IN);

- сети наземной подвижной связи (Public Land Mobile Network, PLMN), например сети сотовой подвижной связи стандарта GSM (Global System for Mobile Communications).

9.2. Основные понятия SS7

Перед тем как обратиться к архитектуре SS7, введем основные понятия, которые будут использоваться в дальнейшем.

Пункт сигнализации (Signaling Point, SP) - это узел коммутации и обработки сигнальной информации в сети сигнализации. Для идентификации каждого пункта сигнализации определяется уникальный код пункта сигнализации (Signaling Point Code, SPC).

Звено сигнализации (Signaling Link, SL) служит для переноса сигнальных сообщений между двумя пунктами сигнализации и включает в себя оконечное оборудование и средства передачи (например, один временной интервал ИКМ). Несколько параллельных звеньев, соединяющих два пункта сигнализации, образуют пучок звеньев сигнализации (Signaling Link-Set, SLS).

Пункт сигнализации, принимающий сообщения по одному звену сигнализации и затем передающий их по другому звену без обработки содержания, называется транзитным пунктом сигнализации (Signaling Transfer Point, STP).

Пункт сигнализации, генерирующий сигнальное сообщение, называется исходящим пунктом сигнализации (Originating Point). Пункт сигнализации, которому предназначено сообщение, называется пунктом назначения (Destination Point).

Режим сигнализации (Signaling Mode) определяется взаимосвязью между путем передачи сигнальных сообщений и путем передачи информации пользователя (речи или данных).

В связанном режиме сигнализации (Associated Mode) пути передачи сигнальных сообщений и данных пользователя между двумя соседними пунктами сигнализации совпадают. При квазисвязанном режиме (Quasi-Аssociated Mode) сигнальные сообщения, относящиеся к одной и той же сигнальной взаимосвязи (Signaling Association), передаются по двум или более пучкам звеньев сигнализации через один или несколько транзитных пунктов сигнализации. Пути передачи информации пользователя и сигнальных сообщений в этом случае не совпадают.

Рисунок 9.3. SP, STP.

Сигнальным маршрутом (Signaling Route) называется заранее установленный путь прохождения сигнальных сообщений по сети сигнализации между исходящим пунктом и пунктом назначения. Маршрут состоит из исходящего пункта, нескольких STP (в некоторых случаях они могут отсутствовать) и пункта назначения, соединенных звеньями сигнализации.

Совокупность всех сигнальных маршрутов между исходящим пунктом и пунктом назначения, посредством которых сообщение передается в сети сигнализации, называется пучком сигнальных маршрутов (Signaling Route-Set) для данной сигнальной взаимосвязи.

Базовая функциональная модель SS7.

Рис. 9.4. Базовая функциональная модель SS7

Базовая функциональная модель SS7 изображена на рис.9.4. Подсистема передачи сообщений (Message Transfer Part, MTP) играет роль общей транспортной системы и служит для надежной передачи сигнальных сообщений по сети сигнализации. Показанные на этом рисунке подсистемы пользователя (User Parts, UP) - это функциональные блоки, которые содержат процедуры и функции, определенные для каждого типа пользователя SS7.

Подсистема передачи сообщений обеспечивает надежную передачу сигнальной информации между различными подсистемами пользователя, являясь полностью независимой от содержания сообщений. Это означает, что сообщения передаются без ошибок (все искаженные сообщения должны быть исправлены до того, как они попадут в принимающую подсистему пользователя), в правильной последовательности, без потерь и дублирования.

Подсистемы пользователя могут генерировать и анализировать сигнальные сообщения, используя МТР в качестве транспортной системы для передачи сигнальной информации к другим подсистемам пользователя.

Подсистема ISUP (Integrated Service User Part) - пользователя ISDN- обеспечивает поддержку основного телефонного соединения и 22 видов ДВО в цифровой сети. Ранее для поддержки функций телефонного соединения использовался специальный протокол TUP (Telephone User Part).

Архитектура стека протоколов CSS7 показана на Рис.9.6.

Рис. 9.6. Архитектура стека протоколов CSS7

Подсистема SCCP (Signaling Connection Control Part) – управления сигнальными сообщениями- дополняет функциональные возможности МТР3 и обеспечивает управление передачей сигнальных сообщений в сети ОКС7, имеющей пункты переприёма (транзита), и при взаимодействии ОКС различных сетей (ТфОП-сеть сотовой подвижной связи).Возможности подсистемы МТР ограничены передачей сигнальных сообщений к сетевым узлам и использованием 4-битного поля индикатора услуги SI для распределения сообщений в пункте сигнализации. Подсистема SCCP позволяет осуществлять адресацию сообщений на основе поля кода пункта назначения DPC и номеров подсистем (Subsystem Numbers, SSN).

Подсистема TCAP (Transaction Capability Application Part)- возможностей транзакций – является прикладным протоколом, обеспечивающим интерфейс необходимого протокола пользователя и его взаимодействие с SCCP. Под транзакцией понимается полное выполнение операции, например обмен запросами и ответами между двумя пользователями TC. Подуровень транзакций отвечает за управление подобным процессом.

Подсистема INAP (Intellegent Network Application Part) пользователя интеллектуальной сети

Подсистема OMAP (Operation and Maintenance Application Part) - пользователя сети управления и техэксплуатации.

Подсистема MAP (Mobile Application Part) – пользователя сотовой сети – обеспечивает функции и процедуры ОКС7 в сотовых сетях стандарта GSM.

Подсистема CAP (CAMEL Application Part) – пользователя услуг IN в сотовых сетях. Обеспечивает взаимодействие интеллектуальных сетей и сотовых сетей GSM на основе протокола CAMEL (Customized Applications for Mobile Network Enhanced Logic – протокол расширенной логики услуг для пользователей мобильных сетей)

В завершение данного раздела рассмотрим процедуру обмена сигнальными сообщениями при установлении/разъединении телефонного соединения, показанную на рис.9. 7.

Рис.9.7. Процесс установления телефонного соединения

В этом процессе участвуют следующие сообщения:

начальное адресное сообщение (Initial Address Message, IAM), содержащее номер вызываемого абонента и указывающее категорию вызывающего абонента и другую связанную с вызовом информацию;

последующее адресное сообщение (Subsequent Address Message, SAM), служащее для передачи информации о набираемом номере;

сообщение о принятии полного адреса (Address Complete Message, ACM), содержащее информацию о статусе вызываемого абонента (например, "абонент свободен");

сообщение "ответ абонента" (Answer, Charge, ANC), определяющее момент начала начисления оплаты;

сообщение о разъединении соединения (Clear Forward, CLF), посылаемое в прямом направлении;

сообщение, подтверждающее разъединение соединения (Release Guard, RLG).

9.3. Сигнальные единицы.

Сигнальная информация передается между пунктами сигнализации в виде сообщений переменной длины, называемых сигнальными единицами.

Существует 3 типа сигнальных единиц:

значащая сигнальная единица MSU, которая используется для передачи информации, формируемой подсистемами пользователей или SCCP.

сигнальная единица состояния звена LSSU, которая используется для контроля состояния звена сигнализации.

заполняющая сигнальная единица FISU, которая используется для обеспечения фазирования звена при отсутствии сигнального трафика.

Тип сигнальной единицы идентифицируется индикатором длины (LI), следующим образом:

LI=0 заполняющая сигнальная единица FISU

LI=1 или 2 сигнальная единица состояния звена LSSU

LI>2 значащая сигнальная единица MSU

(1) Заполняющая сигнальная единица FISU

является наиболее простой по структуре. Ее формат представлен на рисунке:

флаг	Проверочная комбинация	LI	FIB	FSN	BIB	BSN	флаг
8	16	LI = 0	1	8	1	8	8

FISU состоит из ряда полей, в которых размещается фиксированное число бит. Формат сигнальной единицы определяет каждое из полей внутри сообщения и присвоенные значения каждому биту внутири сообщения.

Флаг выполняет роль ограничителя сигнальных единиц, причем, начало и конец каждой сигнальной единицы отличаются уникальной последовательностью. Обычно закрывающий флаг одной сигнальной единицы является открывающим флагом другой сигнальной единицы. Последовательность битов флага 01111110.

Чтобы избежать имитации флага другой частью сигнальной единицы, передающая FISU станция вставляет “0” после каждой последовательности из 5-ти следующих друг за другом единиц “11111”, содержащихся в любой части сообщения кроме флага. Этот “0” изымается на приемном конце конечного устройства звенна сигнализации уже после обнаружения и отделения флагов.

Обратный порядковый номер BSN, обратный бит индикации BIB, прямой порядковый номер FSN и прямой бит-индикатор FIB используются в методе исправления ошибок, который рассматривается в уровне МТР. Обратный и прямой порядковые номера – это двоичные числа в циклически повторяющейся последовательности от 0 до 127.

Каждая сигнальная единица содержит 16-битовую проверочную комбинацию СК для обнаружения ошибок. Проверочные биты фоормируются АТС, которая передает сигнальную единицу.

Индикатор длины LI=0 означает, что после него (LI) нет никакой сигнальной информации.

Эта сигнальная единица обозначает, что между станциями нет полезного трафика, они только обмениваются заполняющими единицами (например, для теста).

(2) сигнальная единица состояния звена LSSU

Индикатор длины LI=1 или 2 байта (8 или 16 бит). Ее формат представлен на рис.

01111110 01111110

флаг	Проверочная комбинация	SF		LI	FIB	FSN	BIB	BSN	флаг
8	16	8-16	8		1	8	1	8	8

В структуре LSSU содержатся уже знакомые поля:

флаги (открывающий и закрывающий)

обратный порядковый номер BSN

обратный бит индикации BIB

прямой порядковый номер FSN

прямоой бит-индикатор FIB

проверочная комбинация СК

Эти поля и их длины являются фиксированными длявсех сигнальных единиц.

Изменение величины индикатора длины LI (1 или 2 байта) говорит о появлении в сообщении информационной части длиной 1 или 2 байта (8 или 16 бит). Для LSSU информационным является поле SF.

В зависимости от величины LI длина поля SF (Status Field) составляет 8 или 16 бит, но на сегодняшний моммент используется только 3 бита, остальные в резерве (SPARE). Эти 3 значащие бита характеризуют выравнивание трафика. Может быть 6 случаев:

000	SIO – out of aligment – без выравнивания
001	SYN – normal aligment – нормальное выравнивание
010	SIE – emergency aligment – аварийное выравнивание
011	SIOS – out of service – вне обслуживания
100	SIPO – process error – ошибка оборудования
101	SIB – link busy – звено занято

Когда звено сигнализации находится в активном сотоянии (т.е. может передавать передавать сигнальные единицы, по нему передается какой-то трафик), у него будет нормальное выыравнивание SYN.

(3) значащая сигнальная единица MSU

MSU является наиболее сложной по структуре. Ее формат согласно рекомендации ITU-T Q.703 представлен на рисунке

01111110 01111110

флаг

Проверочная комбинация

Поле сигнальной информацииSIF

SIO

FIB

FSN

BIB

BSN

флаг

8n, n³2

Индикатор длины LI определяет длину значащей сигнальной единицы MSU, указывает количество байтов, следующих за индикатором длины и предшествующих проверочным битам. Индикатор длины LI принимает значения от 2 до 63 байт.

Байт служебной информации SIO делится на индикатор службы SI и на поле подвида службы SSF. SI говорит от какой и к какой из пользовательских частей (user part) отправлена или получена данная сигнальная единица.

Пример: SI=0 сообщения SNM (Signalling Network Management – 3 уровень МТР) – СОО, СОА…

SI=1 сообщения Signalling Test Management – SLTM, SLTA …

SI=3 сообщения от или к SCCP – CC, CR, VOT …

SI=4 пользователь TUP - IAM, IAI, ACM …

SI=5 пользователь ISUP – IAM, ANM …

SI=8 пользователь MTUP – CLT, ACK, TRF …

SI=E OTAXUP

SI=F DTAXUP

Поле подвида службы SSF характеризует уровень трафика

00 - INT (международный)

01 - INT SPARE (международный резерв)

10 - NAT (национальный)

11 - NAT SPARE (национальный резерв).

Поле сигнальной информации SIF может состоять максимум из 272 байтов, форматы и коды которых определяются подсистемами пользователей. В этом случае индикатору длины присваивается значение 63. В первых реализациях ОКС7 используются поля сигнальной информации SIF максимум из 62 байтов в соответствии с ранними спецификациями МТР (Красная книга ITU-T). Поле сигнальной информации SIF содержит информацию, которая должна передаваться между подсистемами пользователей 2 пунктов сигнализации. МТР не распознает содержимое SIF, кроме этикетки маршрутизации, которая используется для маршрутизации сообщений в сети сигнализации.

01111110 01111110

флаг

Проверочная комбинация

Поле сигнальной информацииSIF

SIO

FIB

FSN

BIB

BSN

флаг

8n, n³2