Ташкент 2006

Тематика и содержание лекций дисциплины

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СЕТИ И СИСТЕМЫ

№№	Вид занятия	Содержание лекционного занятия
1	Лекция	Введение. Эволюция средств телекоммуникации. Основы телефонной передачи (тракты, речевой сигнал, слуховое восприятие, качество передачи, динамические диапазоны)
2	Лекция	Абонентские терминалы. Классификация терминалов, их назначение. Телефонные аппараты, их конструкция, функционирование. Особенности построения цифровых телефонных аппаратов
3	Лекция	Общая структура и функции коммутационных узлов. Схемотехника узлов коммутации разных поколений
4	Лекция	Понятие о потоках вызовов, времени обслуживания и ЧНН
5	Лекция	Способы обслуживания вызовов и характеристики качества обслуживания
6	Лекция	Коммутационные блоки, ступени искания и коммутационные поля аналоговых систем коммутации
7	Лекция	Принципы цифровой коммутации. АЦП и ЦАП
8	Лекция	Пространственная и временная коммутация. БВП и БВК. Коммутационное поле ЦСК. Структура потока Е1.
9	Лекция	Управляющие устройства УУ систем коммутации. УУ декадно-шаговых и координатных систем
10	Лекция	У Управляющие устройства квазиэлектронных и цифровых систем коммутации
11	Лекция	Особенности и принципы построения декадно-шаговых и координатных систем
12	Лекция	Функциональная схема АТСКУ. Обслуживание вызовов в системе
13	Лекция	Квазиэлектронные системы. Особенности построения и обслуживание вызовов в системе
14	Лекция	Общие принципы построения систем ЦСК.
15	Лекция	Сигнализация и синхронизация в ЦСК.
16	Лекция	Цифровая система коммутации – EWSD. Принципы построения системы и функционирование в процессе обслуживания вызовов
17	Лекция	Местные и зоновые телефонные сети. Нумерация на сетях. Перспективы развития сетей. Принципы создания трактов для передачи информации
18	Лекция	Междугородные и международные телефонные сети. Нумерация на сетях. Перспективы развития сетей. Принципы создания трактов для передачи информации

ВВЕДЕНИЕ

С момента зарождения человеческого общества возникла необходимость обмена информацией. Во все времена люди прилагали множество усилий для изобретения и совершенствования способов и средств её передачи. Воткнутая в землю ветка указывала, в каком направлении, и на какое расстояние ушли люди; особо положенные камни или величина зажженного костра предупреждали о появлении врага и их количестве. Зарубки на палках или деревьях сообщали об охотничьей добыче. Существовала и примитивная передача сигналов на расстояние. Сообщения, закодированные в виде определенного числа выкриков либо ударов барабана с изменяющимся ритмом, содержали ту или иную информацию.

Во все времена существования человеческого общества своевременная доставка информации играла решающую роль в судьбах не только отдельных людей, но и государств. Поэтому люди стремились создать такие способы и средства, которые могли бы обеспечить быструю передачу информации на любое, как можно большее, расстояние. Сюда относятся первый электромагнитный телеграф организации связи между Зимним дворцом и Министерством путей сообщения (1832г.). Следом русским академиком Б.С.Якоби (1841г.) был изобретен пишущий телеграф и организована линия связи между Петербургом и Царским селом протяженностью 25 км. Первая линия связи в США (Вашингтон – Болтимор, 63 км.) начала действовать в 1844г.

Рождение телеграфа дало толчок к появлению телефона. Уже с 1837г. многие изобретатели пытались передать на расстояние человеческую речь с помощью электричества. И только через 40 лет эта попытка завершилась успешно изобретением американским учёным А.Г.Беллом электромагнитного телефона (1876г.) и русским учёным М.И.Махальским угольного микрофона (1878г.). Эти устройства в модернизированном виде применяются во всех современных телефонных аппаратах.

Первые телефонные станции в России были построены в 1882-1883 г.г. в Москве, Петербурге, Одессе.

Изобретение радио – заслуга талантливого русского ученного А.С.Попова. Впервые 7 мая 1895г. была осуществлена передача текста электрическими сигналами без проводов. Этот день вошёл в историю как день изобретения радио. Первые радиовещательные станции появились в России после 1922г., а в Америке в 1935г. вступила в строй первая УКВ радиостанция. Далее во все концы земного шара протянулись цепочки радиорелейных линий.

Эра освоения космоса началась с 4 октября 1957г. Сейчас на космической орбите существуют тысячи искусственных спутников, исправно служащих человечеству.

В 1947г. появилось первое упоминание о разработанной фирмой «Белл» системе с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). Система была громоздка и неработоспособна. Первая коммерческая система ИКМ-24 была внедрена в эксплуатацию в 1962г.

В 1960г. в Америке создается первый в мире лазер, и следом появились работы по созданию лазерных линий связи.

В 1970г. в Америке было получено сверхчистое стекло, что дало возможность создать и внедрить оптические кабели связи.

В последующие годы связь развивалась по пути цифровизации всех видов информации. Это стало генеральным направлением, обеспечивающим экономичные методы не только её передачи, но и распределения, хранения и обработки. Позже за ИКМ-24 появляются

ИКМ-30, ИКМ-120, ИКМ-480, ИКМ-1920, а затем системы передачи синхронной цифровой иерархии (СЦИ).

Интенсивное развитие цифровых систем передачи объясняется существенным достоинством этих систем по сравнению с аналоговыми системами передачи: высокой помехоустойчивостью; слабой зависимостью качества передачи от длины линии связи; стабильностью электрических параметров каналов связи; эффективностью использования пропускной способности при передаче дискретных сообщений и др.

Особенно быстрыми темпами в мире идет развитие сети мобильной радиосвязи. Человек с сотовым телефоном, не привязанный шнуром к своему месту, превратился в своеобразный символ конца двадцатого и начало двадцать первого века. Количество людей, пользующихся мобильными телефонами в мире, составляет более 600млн, что говорит о возрастающем благосостоянии общества.

Успешно развивается сеть всемирная сеть Интернет, растет количество ресурсов и число регулярных пользователей, особенно число пользователей электронной почтой.

В настоящее время развитие человечества идет по пути создания Глобального информационного общества, основой которого станет Глобальная информационная инфраструктура, составляющими которой будут мощные транспортные сети связи и распределенные сети доступа, предоставляющие информацию пользователям. Глобализация связи и её персонализация (доведение услуг связи до каждого пользователя) – это две взаимосвязанные проблемы, успешно решаемые на данном этапе развития человечества специалистами связи.

Предполагается, что в наступившее 21-е столетие будет продолжена эволюция телекоммуникационных технологий в направлениях увеличения скорости передачи информации, интеллектуализации сетей и обеспечения мобильности пользователей.

Л Е К Ц И Я 1

Введение. Эволюция средств телекоммуникации.

Основы телефонной передачи (тракты, речевой сигнал, слуховое восприятие, качество передачи, динамические диапазоны)

Одним из наиболее распространенных видов электрической связи является телефонная связь, которая с помощью электрической энергии позволяет осуществлять передачу речи на большие расстояния. Телефонной передачей речи называется процесс преобразования речевых сигналов в электрические на передающем конце, передача их на расстояние и преобразование последних вновь в речевые сигналы на приемном конце. Для осуществления телефонной передачи создаются телефонные тракты (рис.1.1.), содержащие акустико-электрические (микрофоны М) и электро-акустические (телефоны Т) преобразователи, являющиеся составными частями телефонных аппаратов (ТА), а также соединительные тракты, состоящие из линейных и станционных устройств (коммутационных узлов разного назначения) сети связи.

Рис.1.1. Примеры соединительных трактов с разным числом КУ

Соединительные телефонные тракты могут быть двухпроводными и четырехпроводными, а также составленными из двух и четырехпроводных участков. Применение четырехпроводных трактов на городских телефонных сетях экономически невыгодно. Поэтому в схемах ТА для включения в двухпроводную линию используется трехобмоточный трансформатор, образующий дифференциальную систему ДС. Дифференциальная система уменьшает электрическую обратную связь между микрофоном и телефоном ТА.

Звуком называют колебательное движение частиц упругой среды, вызывающей слуховое ощущение. Источником звуковых колебаний является колеблющееся тело, создающее колебания частиц окружающей среды. Звуковые колебания могут быть периодическими и непериодическими. Периодические колебания, в свою очередь, делятся на синусоидальные и несинусоидальные. Примером несинусоидальных периодических колебаний являются звуки музыкальных инструментов. Звуки разговорной речи относятся к непериодическим колебаниям.

Звуковые колебания распространяются от источника звука во всех направлениях в виде звуковых волн. Пространство, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. Звуковые колебания могут распространяться в газах, жидкостях и твердых телах. Для передачи речевой информации рассмотрим распространение звуковых колебаний в воздухе. Распространение звуковых колебаний сопровождается колебательными движениями молекул среды, поэтому происходит периодическое изменение давления вблизи источника звука.

Сигналы звукового поля характеризуются энергетическими характеристиками: звуковым давлением и интенсивностью звука.

Звуковым давлением называется избыточное, по сравнению с атмосферным, давление в данной точке звукового поля, создаваемое источником звука.

Р = Рат + Р (t),

где: Рат - атмосферное давление;

Р(t) - избыточное давление.

Простой гармонический звук характеризуется выражением Р(t) = PmSinwt.

Единица измерения давления – Паскаль (Па) или Ньютон/м² (Н/м²).

Музыка представляет собой несинусоидальную периодическую функцию. Речь - несинусоидальная непериодическая функция.

Величина звукового давления зависит от расстояния между источником звука и приёмником:

источник звука – расстояние (5-10см) - давление (1-1,5)Н/м²;

источник звука – расстояние (1м) – давление (0,05-0,1)Н/м².

Интенсивностью звука называется удельная мощность, переносимая звуковой волной (мощность, приходящаяся на единицу площади) J = P*V. Единица измерения интенсивности - (Вт/м²).

Для удобства расчетов и сравнения используются не абсолютные значения звукового давления и интенсивности звука, а их уровни, соответствующие определенным физиологическим ощущениям.

За начальные значения звукового давления и интенсивности звука

(Р и J) принимают значения: J₀ = 10^-12 Вт/м²; Р₀ = 2*10^-5 Па.

Звук, воздействуя на барабанную перепонку, вызывает слуховое ощущение. Ухо человека воспринимает спектр частот 16Гц – 20кГц. Минимальная интенсивность, когда возникает слуховое ощущение, называется порогом слышимости (ПС). Кривая, соединяющая точки порога слышимости разных частот, называется кривой ПС (рис.1.2.). Для каждой частоты звукового давления с увеличением интенсивности звука возрастает громкость звука данной частоты до тех пор, пока в ухе не возникает ощущение боли. Максимальная интенсивность звука, вызывающая болевое ощущение, называется порогом болевого ощущения (ПБО). Указанными кривыми, как по частоте, так и по интенсивности ограничена область слухового ощущения. Пороги слышимости могут быть моноуральным ПСМ (одним ухом) и биноуральным ПСБ (двумя ушами).

Каждая кривая рисунка соответствует тонам разных частот, имеющих равную громкость.

Рис.1.2. Область слухового восприятия и кривые равной громкости

При f=1000Гц минимальная и максимальная интенсивности равны:

J_min = 10^-12 Вт/м²и J_max= 1 соответственно.

Логарифм отношения этих величин, равный 120 дБ, представляет собой динамический диапазон слуха.

Человеческое ухо обладает свойством изменять свою чувствительность, приспосабливаясь к громкости воспринимаемого звука вследствие изменения порога слышимости. Это свойство называется адаптацией слуха. На восстановление порога слышимости требуется время восстановления, равное 3 – 5 секунд. При воздействии звуков разной громкости происходит маскировка звука. Маскировкой звука называется уменьшение уровня ощущения звука одной или нескольких частот при воздействии уровня одной или нескольких частот большей громкости, действующих одновременно.

Звуки речи характеризуются – частотными параметрами (спектром);

- временными параметрами;

- энергетическими параметрами.

Речь любого человека характеризуется основным тоном звука. Бас характеризуется спектром частот основного тона звука 80 – 320 Гц, сопрано 250 – 1200 Гц. Независимо от спектра частот 65% энергии передается в спектре до 500Гц. Речь представляет собой основной тон и гармонические составляющие. Речевой аппарат одни гармонические составляющие усиливает, а другие ослабляет. Всплески гармонических составляющих называются формантами. Количество их в любой речи – 6, из которых первые две основные. Разборчивость речи определяется тем, сколько формант дошло до уха слушающего. Области, лежащие между формантами, характеризуют индивидуальные особенности голосового аппарата.

Русская речь характеризуется спектром 80 – 12000Гц. Основные тоны лежат в спектре 80 – 350Гц. Диапазон формант 200 – 8600 Гц. Большая часть формант находится в спектре 300 -–3400Гц, чем и объясняется выбор спектра низкочастотного канала. Примеры частотных спектров формант некоторых звуков:

- «звук Э» - спектр 600 – 1000 Гц (первая форманта),

1600 –2500 Гц(вторая форманта);

- «звук А» - спектр 1100 - 1400 Гц (первая и основная форманта), вторая за частотой 3400Гц.

- «звук Ж» - спектр 200 – 600 Гц(первая форманта), 1350 – 6300 Гц (вторая форманта);

- «звук Ф» спектр 7000 – 12000 Гц (первая форманта лежит за пределами частоты 3400 Гц).

Временные характеристики звуков речи: средняя длительность звуков речи от 20 до 260 мс. Длительность звучания гласных больше длительности звучания согласных и достигает значения 350 мс. Из всего времени разговора на паузу приходится до 16% .

Энергетический параметр характеризует мощность звуковых колебаний. Мощность звуковых колебаний мала и составляет для шепота – 0,01 мкВт, нормальный разговор порядка 10 мкВт и мощность крика составляет – 5000 мкВт. Логарифм отношения максимального и минимального значения мощности звука оценивают динамический диапазон речи человека и он равен 57 дБ. Хорошей передаче соответствует диапазон 40 дБ.

Коммутационная аппаратура рассчитывается на диапазон в 40 дБ.

Л Е К Ц И Я 2

Абонентские терминалы. Классификация терминалов, их назначение. Телефонные аппараты, их конструкция, функционирование. Особенности построения цифровых телефонных аппаратов

Оконечное терминальное оборудование телекоммуникационных сетей представляет собой большое разнообразие от простых электромеханических телефонных аппаратов (ТА) до оконечных терминалов типа “многофункциональные ТА”, системные ТА, модемы, факсмодемы, бесшнуровые ТА, радиотелефоны и т.д., а в скором времени и “медленное видео” (видеотелефон). Наибольшее распространение получили терминалы типа ТА, которые можно подразделить на 3 группы:

- “классический“ (простой электромеханический или электронный ТА, включенный в городскую или учрежденческую АТС по двухпроводной линии);

- бесшнуровой ТА, отличающийся от “классического” тем, что микротелефонная трубка связана со станционной частью не шнуром, а радиоканалом;

- радиотелефон мобильной связи РТА (сотовый, спутниковый телефон, транкинговый и др.), отличающийся от других видов полным отсутствием проводной линии связи с АТС.

Классификацию “классических” ТА (без ТА специального назначения, таксофонов, громкоговорящих ТА) можно представить так:

- ТА с дисковым номеронабирателем, электромеханическим приемником вызова, угольным и не угольным микрофоном – третий класс;

- ТА с кнопочным номеронабирателем, тональным приемником вызова, не угольным микрофоном – второй класс;

- ТА с дополнительными функциональными возможностями – первый класс.

Оконечные терминалы ТА также классифицируются:

- по назначению ТА могут быть общего пользования (обычные и таксофоны) и специального назначения (шахтные, корабельные, военно-полевые, с запоминающим устройством, с громкоговорителем и т.д.);

- по способу питания ТА местной (МБ) и центральной (ЦБ) батареи;

- по способу обслуживания вызова ТА РТС, ТА АТС;

- по конструкции стационарные и переносные.

Основными элементами схема ТА являются электроакустические (ЭАП) и акустико-электрические преобразователи (АЭП), называемые ЭАП и вызывные приборы. По принципу действия ЭАП делятся на электромагнитные, электродинамические, электростатические (конденсаторные), пьезоэлектрические, угольные, транзисторные и т.д.

По назначению ЭАП могут быть передающими (микрофоны и ларингофоны) и приемными (телефоны и громкоговорители). По частотным свойствам ЭАП делятся на резонансные и широкополосные. Наибольшее распространение в силу простоты и дешевизны получили электромагнитные телефоны и угольные микрофоны.

Электромагнитный телефон. Основными элементами его конструкции являются (рис.2.1.): постоянный магнит ПМ - 1, катушки электромагнита - 2 на полюсной надставке ПН и мембрана М - 3. При отсутствии сигнала (состояние покоя) мембрана находится в прогнутом состоянии за счет силы постоянного магнита. При воздействии синусоидального тока (рабочее состояние) в катушке индуктивности создается переменный магнитный поток, взаимодействующий с потоком постоянного магнита. Суммарный магнитный поток то уменьшается, то увеличивается и приводит в колебательное движение мембрану по закону поступающего электрического сигнала.

1). i_~ = 0 ; F = K_п * (Ф₌)² ; К_п=1/4 pS – коэф. конструкции.

2). i_~ ¹ 0 ; F = K_п(Ф₌+ Ф_~sinvt)² =

K_п Ф₌²+2 Ф₌ Ф_~sinvt+ K_п Ф_~² sin²vt

                  Основная

                Составляющая

                преобразования

3

2

1

N

S

Рис.2.1. Простой электромагнитный телефон

Преобразователь должен вносить минимальные нелинейные искажения (до 5%), для чего постоянный магнитный поток должен быть больше переменного магнитного потока. Но если постоянный поток будет очень большим, то мембрана залипнет и переменный магнитный поток не раскачает мембрану. Если из конструкции убрать постоянный магнит, то при поступлении переменного электрического сигнала мембрана будет колебаться с удвоенной частотой, т.к. простая не магнитная система не различает знака полуволны «плюс» или «минус» и в обоих случаях будет притягиваться. Примерами наиболее распространенных телефонных капсюлей такой конструкции являются: ТА-4, ТК-67 и т.д.

Телефонный капсюль характеризуется чувствительностью. Чувствительностью телефона Sт называется отношение величины звукового давления Р, развиваемое в камере искусственного уха (ИУ) к величине действующего значения переменного напряжения Ит, приложенного к его зажимам

Sт = Р/Ит Па/В.

Зависимость Sт от f называется частотной характеристикой чувствительности телефона. Частотная характеристика чувствительности телефона неравномерна.

Угольный микрофон. Простейшим АЭП является угольный микрофон, принцип действия которого основан на изменении сопротивления угольного порошка при изменении давления на мембрану. Понять принцип работы микрофона как преобразователя можно по рис.2.2.

Рис.2.2. Угольный микрофон

При воздействии на микрофон синусоидального звукового давления мембрана оказывает воздействие на угольный порошок. Под воздействием этого давления меняется сопротивление «мостиков» между зернами угольного порошка, а следовательно, и сопротивление микрофона. В первичной обмотке трансформатора (рис.2.2.) появляется пульсирующий ток, изменяющийся по времени. При этом во вторичной обмотке наводится ЭДС и в нагрузке (телефоне на приемном конце) появляется переменный ток. Микрофон характеризуется сопротивлением статическим (покоя) Rст, динамическим – средним значением сопротивления в рабочем состоянии Rд и переменной составляющей сопротивления в рабочем состоянии, зависящей от звукового давления, действующего на мембрану rм. В зависимости от конструкции и диаметра зерен угольного порошка они делятся на: низкоомные (НО), среднеомные (СО) и высокоомные (ВО).

Микрофон как преобразователь характеризуется чувствительностью. Чувствительностью микрофона Sм называется отношение действующего значения ЭДС Ем, развиваемого микрофоном к звуковому давлению Р, действующему на его мембрану и измеренному в той же точке поля, в которой помещен микрофон

Sм = Ем/Р В/Па

Зависимость чувствительности микрофона Sм от f называется частотной характеристикой чувствительности микрофона, которая неравномерна.

Микрофон, как источник переменной ЭДС вырабатывает ток, который определяется по схеме рис.2.3. и по приведенной формуле:

m = r_m/R – коэффициент модуляции, современные микрофоны имеют m » 0,2 , что соответствует нелинейности

15-20%

Рис.2.3. Схема включения микрофона на активную нагрузку

Угольные микрофоны существуют второе столетие благодаря простоте конструкции, дешевизне и, самое главное, усилительной способности. Однако они обладают и рядом недостатков: гигроскопичность, зависимость от положения в пространстве, отрицательный температурный коэффициент.

Основные элементы схемы ТА: разговорные приборы (телефон, микрофон, трансформатор); вызывные приборы (звонок, номеронабиратель).

Звонок служит устройством, извещающим абонента о входящем вызове. Звонок представляет собой простое электромагнитное устройство, основанное на взаимодействии магнитных потоков постоянного магнита и магнитного потока, создаваемого поступающим вызывным сигналом. Частота звонка 25 Гц.

Простейшими устройствами выдачи адресной информации с ТА служит номеронабиратели дисковые (ННД) и кнопочные (ННК).

ННД – выдача адресной информации осуществляется простым замыканием и размыканием шлейфа абонентской линии с помощью импульсных контактов. Частота импульсов 10 имп/с с допустимыми отклонениями плюс- минус один импульс. Период выдачи импульсов

Т = 100 мс. Импульсный коэффициент «К» - это отношение разомкнутого состояния импульсных контактов к замкнутому состоянию и равен 1,66. Среднее время набора одной цифры равно 1,5 с. Для обеспечения нормальной работы приборов систем коммутации в конструкцию ННД заложены два холостых импульса, позволяющие увеличить межсерийное время. Эти импульсы в линию не выдаются, т.к. шунтируются контактами холостого хода. Если абонент завел ННД на цифре «5», то ННД импульсными контактами генерирует 7 импульсов, первые пять из которых выдаются в линию, а два последних шунтируются контактами холостого хода. Контакты холостого хода включены параллельно импульсным контактам. Выдача импульсов в тракт осуществляется при возвратном движении диска ННД. Это сделано для того, чтобы скорость манипуляций абонента не сказывалась на параметрах импульсов, выдаваемых с ТА.

Для удобства абонентов и для ускорения выдачи импульсов с ТА используется ННК. Время выдачи одной цифры с такого номеронабирателя 0,75 с (в два раза быстрее скорости выдачи цифр с ННД). Информация с ННК может выдаваться импульсным способом как с ННД, но может выдаваться и ускоренным двухчастотным кодом. Для этого в ТА предусматривается два транзисторных генератора с самовозбуждением Г1 и Г2. Каждый из генераторов обеспечивает организацию четырех частот своей группы. Первая группа част от: 1209, 1336, 1477, 1633 Гц. Вторая группа частот: 697, 770, 852, 941 Гц.

Каждой цифре соответствует одна частота из первой группы и одна частота из второй группы (например, цифра «5» – частоты 1336 Гц и 770 Гц). Комбинация частот имеет длительность в соответствии с многочастотным кодированием от 30 до 50 мс. Время выдачи цифры с ННК равное 0,75 с. определяется скоростью манипуляций абонента. В ННК предусматриваются четыре резервные комбинации, кроме того, есть комбинация «сброс» и повторная выдача последней набранной комбинации.

Перевод схемы ТА из режима «прием вызова» в режим «разговор» или «выдачи адресной информации» осуществляется рычажным переключателем РП. Для создания дифференциальной системы разделяющей цепи микрофона и телефона, схема ТА реализуется на многообмоточном трансформаторе. Это позволило устранить в схеме ТА явление местного эффекта (ЯМЭ). ЯМЭ – это такое явление, когда говорящий слышит собственную речь через свой телефон, причем громче, чем по воздуху, вследствие усилительной способности микрофона. Приходящий с противоположного конца сигнал поступает с более низким уровнем из-за затухания тракта. Смена уровней сигнала, воздействующего на ухо говорящего, приводит к адаптации слуха. Ухо слушающего абонента приспосабливается к громкому сигналу и не воспринимает сигнал низкого уровня. В этом случае от воздействия звуков разных уровней происходит увеличение порога слышимости.

Для устранения ЯМЭ ТА реализуются противоместными схемами двух типов мостовой и компенсационной. Общие принципы построения мостовых и компенсационных схем ТА представлены на рис.2.4. Сущность подавления явления местного эффекта заключается в том, что создаются многоконтурные схемы, создающие дополнительные токи (потоки), компенсирующие наведенные в телефонной обмотке ЭДС от линейной обмотки.

Рис.2.4. Мостовая и компенсационная схемы ТА

ТА последних выпусков реализованы на микросхемой технике, обеспечивающей лучшие параметры и характеристики ТА. Для удобства в схемах ТА предусматривается память последнего набранного абонентам номера, который выдается, в случае необходимости, нажатием кнопки «повтор». С этой же целью к ТА предусматривается приставка с памятью на множество многозначных номеров, выдача которых осуществляется нажатием соответствующих кнопок. Форма сигналов выдаваемой адресной информации может быть или обычной импульсной или частотной.

Разовая память Память множества номеров

Рис.2.5. Схемы номерной памяти ТА

В некоторых современных ТА громоздкая звонковая конструкция заменяется на тональное вызывное устройство – электронный звонок. На рис.2.6. представлена упрощенная схема электронного звонка, выполненного на микросхеме К176ЛА7. Приемником служит телефонный капсюль. Поступающий вызывной сигнал частоты 25 Гц выпрямляется и запускает мультивибратор, на выходе которого стоит интегрирующая цепочка, позволяющая регулировать уровень громкости и частоту звучания вызывного сигнала в телефоне.

Рис.2.6. Схема упрощенного электронного звонка

В настоящее время получили большое распространение сотовые сети связи (ССС) оконечными терминалами которых являются радиоустройства двустороннего действия. На рис.2.7. приведена упрощенная схема терминала ТАссс.

Рис.2.7. Упрощенная схема ТАссс

Схема ТАссс состоит из блока управления; приемо – передающего блока и антенного блока. Приемопередающий блок, в свою очередь, включает передатчик, приемник и логический блок. Наиболее прост по составу антенный блок: он включает собственно антенну – в простейшем случае четвертьволновой штырь – и коммутатор прием-передачи. Последний для цифровой станции может представлять собой электронный коммутатор, подключающий антенну либо на выход передатчика, либо на вход приемника.

Функционально несложен и блок управления. Он включает микротелефонную трубку – микрофон и динамик, клавиатуру и дисплей. Клавиатура (наборное поле с цифровыми и функциональными клавишами) служит для набора номера телефона вызываемого абонента, а также команд, определяющих режим работы подвижной станции. Дисплей служит для отображения различной информации, предусматриваемой устройством и режимом работы станции.

Приемопередающий блок значительно сложнее. В состав передатчика входит аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который преобразует в цифровую форму сигнал с выхода микрофона и вся последующая обработка и передача сигнала речи производится в цифровой форме, вплоть до обратного цифро-аналогового преобразования.

Приемник по составу в основном соответствует передатчику, но с обратными функциями входящих в него блоков. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) преобразует принятый сигнал речи в аналоговую форму и подает его на вход динамика;

Логический блок – это микрокомпьютер со своей оперативной и постоянной памятью, осуществляющий управление работой подвижной станции.

Для обеспечения конфиденциальности передачи информации в некоторых системах возможна использование режима шифрования. В этих случаях передатчик и приемник подвижной станции включают соответственно блоки шифровки и дешифровки сообщений.

Перспективные схемы терминалов, которые появляются на сетях позволят передавать цветные изображения с высокой скоростью. Помимо основных функций в них предусматриваются: фотоаппарат, наручные часы, противоударная конструкция для случаев экстремальной ситуации, высвечивание различных участков географических карт из Интернета, номера дорог, ключевым пунктов, протяженности пути и т.д. Значительной занимательной функцией является функция Friend Find («Найди друга»). С помощью этой функции телефон определит местонахождение коллеги, обладающего таким же телефоном. В новые разработки терминалов ССС заложена и функция посылки сигнала SOS с точными координатами «терпящего бедствие», функция записной книжки, ежедневника, будильника и т.д.

Л Е К Ц И Я 3

Общая структура и функции коммутационного узла.

Схемотехника узлов коммутации разных поколений

Коммутация - это процесс замыкания, размыкания и переключения электрических цепей. На сетях электросвязи посредством коммутации абонентские устройства - АУ (терминалы - приемники и передатчики) соединяются между собой для передачи (приема) информации. Коммутация осуществляется на коммутационных узлах (КУ), являющихся составными частями сети электросвязи.

Составными частями любой сети электросвязи являются оконечные абонентские терминалы, средства телекоммуникаций КУ и соединительные линии. На рис.3.1. приведен пример простейшей структуры телефонной сети с тремя КУ.

Рис.3.1. Схема сети с тремя КУ

Для осуществления соединения на КУ устанавливается коммутационная аппаратура, обеспечивающая соединение линии вызывающего абонента с линией вызываемого абонента.

Совокупность линейных и станционных средств, предназначенных для соединения оконечных терминалов, называется соединительным трактом (рис.3.2.). Число КУ между терминалами зависит от структуры сети и направления соединения. Для осуществления требуемого соединения на КУ от вызывающего АУ должна поступать информация о номере вызываемого абонентского устройства (адресная информация).

КУ соединяются между собой посредством физических, уплотненных, РРЛ спутниковых линий. Под каналом или линией понимается совокупность технических средств (линейных и станционных), обеспечивающих соединение АУс КУ и КУ между собой.

Рис.3.2. Пример схемы соединительного тракта

В приведенной схеме соединительным трактом называется тракт подключения двух оконечных абонентских – ТА. Трактом передачи информации называется соединительный тракт при снятых микротелефонных трубках, т.е. он содержит звуковые участки.

КУ посылают информационные сигналы для оповещения абонентов о различных ситуациях, возникающих в процессе установления соединения (СС – сигнал ответа станции, СЗ - сигнал «занято», КПВ – сигнал контроля посылки вызова, ПВ – сигнал «посылки вызова» и т.д.).

Примерами сетей для передачи разных видов информации могут служить национальные сети России (Взаимоувязанная сеть связи – ВСС), Телекоммуникационная сеть Узбекистана или сети других государств.

Каждая национальная телекоммуникационная сеть состоит из множества подсистем – вторичных сетей телефонных, телеграфных, вещания, сети телевидения, компьютерных, сетей передачи данных и т.д.

На КУ соединение может устанавливаться на время, необходимое для передачи одного сообщения (одного телефонного разговора) или на длительное время (больше одного сообщения). В первом случае это оперативная коммутация, во втором - кроссовая (долговременная). Оперативная коммутация – это коммутация, выполняемая абонентами по скорой системе эксплуатации. Кроссовая - соединение каналов вручную или автоматически по требованиям абонентов, или в соответствии с расписанием сеанса связи. На рис.3.3. приведена упрощенная схема КУ, описывающая модели большого разнообразия систем коммутации.

В состав любого КУ входит: кросс, коммутационное поле (КП), управляющее устройство (УУ), линейные комплекты (ЛК), шнуровые комплекты для внутристанционной связи (ШК), станционные комплекты для приема и выдачи адресной информации (регистры - комплекты приема номера КПН), источники электропитания, устройства сигнализации, генераторное оборудование, контрольно-испытательное оборудование.

Рис.3.3. Упрощенная структура КУ

Коммутационные узлы классифицируются по ряду признаков:

- по виду передаваемой информации (телефонная, телеграфная, ПД, вещания, телеуправление и т.д.);

- по способу обслуживания соединений (ручной, полуавтоматический, автоматический);

- по месту, занимаемому в сети электросвязи (РАТС, ЦС, УС, ОС, АМТС, МН, УВС, УИС, СТ, УЗСЛ, УВСМ и т.д.);

- по типу сети связи (городская, сельская, учрежденческая, междугородная, международная);

- по типу коммутационного и управляющего оборудования (электромеханические, МЭ, КЭ, Э, Ц);

- по типу систем применяемого оборудования (ДШ, К, Маш., КЭ, Э, ЦСК);

- по емкости линий или каналов (малая, средняя, большая);

- по типу коммутации (оперативная, кроссовая, смешанная);

- по способу разделения каналов (пространственный, пространственно-временной, пространственно-частотный);

- по способу передачи информации (коммутация каналов, коммутация сообщений, коммутация пакетов) и т.д.

На телефонных сетях наиболее распространенным способом коммутации является коммутация каналов (линий) КК. Он характеризуется тем, что по переданному адресу предоставляется физический канал (электрическую цепь) между передатчиком и приемником на все время передачи информации в реальном масштабе времени. Эта физическая цепь «из конца в конец» может состоять из нескольких участков передачи (каналов), которые соединяются друг с другом в узлах коммутации УК с помощью коммутационных полей. Характеристики обслуживания вызовов описываются вероятностью отказа в предоставлении канала из конца в конец, временем установления и разъединения соединения. Для сетей с КК установлены протоколы соединения и разъединения. Под протоколом соединения (разъединения) понимают:

а) состав (перечень) сигналов, которыми обмениваются абонентские устройства с сетью, а также станции и узлы сети друг с другом;

б) логику обмена сигналами;

в) способы сигнализации (от звена к звену или из конца в конец);

г) параметры сигналов (длительности, уровни и т.д.).

Речевое сообщение передается с паузами. Все это приводит к неполному использованию каналов. Следовательно, нужно увеличивать число линий и каналов для поддержания требуемого качества обслуживания вызовов. Все качественные показатели нормируются.

Способ коммутации сообщений КС характеризуется тем, что тракт между передатчиком и приемником заранее не устанавливается, а канал в нужном направлении предоставляется по адресу, приписываемому в начале сообщения, только для передачи сообщения, а в паузах этот канал может использоваться для других сообщений. Пришедшее на КУ сообщение поступает в ЗУ, после приема и анализа адреса сообщение устанавливается в очередь для передачи его в нужном направлении. Системы КС - это системы с ожиданием. Качество оценивается по t задержки. Этот способ используется при ТЛГ передаче и ПД, когда не требуется работа в реальном масштабе времени. Преимущества КС по сравнению с КК: повышается использование каналов, появляется возможность лучшего использования разнотипных линий и каналов, регистрируются и хранятся проходящие через узел сообщения.

Способ коммутации пакетов КП - сообщение разбивается на части одинакового объема (это пакет). Передача пакетов одного сообщения происходит аналогично передаче в системе КС и может осуществляться по одному пути или разным путям. В последнем узле или оконечном пункте (приемнике) пакеты собираются и выдаются адресату.

Каждый из указанных способов коммутации имеет свои преимущества и недостатки и может быть эффективно использован в определенных условиях и для определенных видов информации.

Идея автоматической коммутации можно рассмотреть на примере обслуживания вызова на коммутаторе РТС (ручной телефонной станции). На коммутаторе РТС при поступлении вызова телефонистка отвечает на вызов с помощью опросного штепселя шнуровой пары (ОШ), принимает адрес требуемого абонента, находит линию требуемого абонента в коммутационном поле и с помощью вызывного штепселя (ВШ) обеспечивает создание коммутационного тракта. В случае если линия вызываемого абонента свободна, телефонистка посылает вызываемому абоненту сигнал вызова на звонок. При снятии абонентом микротелефонной трубки создается разговорный тракт между терминалами абонентов А и В через посредство шнуровой пары ОШ – ВШ. По окончании разговора телефонистка производит разъединение.

В процессе установления соединения на РТС выполняются функции: чисто механические и функции, требующие мышления (прием информации о номере абонента, поиск его линии в поле коммутатора и т.п.). Идея автоматической коммутации заключается в том, что вторая группа функций передается вызывающему абоненту, а первая передается коммутационным приборам АТС. На рис.3.4. приведена схема АТС на

10 номеров. Нумерация ТА один знак 0 - 9.

Рис.3.4. Схема АТС на 10 номеров

Абонентские линии заводятся в поле искателей вызова (ИВ) и в поле линейных искателей (ЛИ). При появлении вызова от абонента запускается распределитель вызова (РВ) и запускаются искатели вызовов ИВ, один из которых подключается к линии вызывающего абонента (по аналогии с ОШ на РТС). Затем абоненту выдается сигнал станции, по получении которого абонент набирает номер абонента В, поступающего в прибор ЛИ, связанного с соответствующим ИВ. ЛИ находит линию требуемого абонента. Далее определяется состояние линии и в случае, если она свободна, абоненту посылается сигнал вызова на звонок. Одновременно абонент А получает сигнал контроля посылки вызова. Если абонент В снимает трубку, то устанавливается разговорный тракт между абонентами А и В. Для выдачи абонентам акустических сигналов на АТС предусматривается СВУ (сигнально-вызывное устройство).

Для коммутации каналов (линий) и построения устройств управления в КУ используются различные коммутационные приборы. Коммутационным прибором называется устройство, обеспечивающее замыкание, размыкание и переключение цепей при поступлении в прибор управляющего сигнала. Коммутационные приборы делятся на 4-вида:

R

R

а) Реле

Рис.3.5. Разновидности коммутационных приборов

Реле могут быть однообмоточными (Д, О) и многообмоточными (А). Обозначение реле и контактных групп приведены на рис.3.6:

Рис.3.6. Разновидности реле и элементарных контактных групп

Наибольшее распространение получили электромагнитные реле РПН и РЭС –14. Ниже в таблице приводятся основные параметры этих реле.

Параметры реле	РПН	РЭС-14
Наибольшее число контактных групп	3	4
Наибольшее число пружин	18	24
Мощность рассеивания, Вт	4-5	4-5
Время срабатывания нормального реле, мс	8-30	10-30
Время отпускания нормального реле, мс	8-20	5-12
Время срабатывания замедленного реле, мс	20-80	15-100
Время отпускания замедленного реле, мс	50-200	30-250
Срок службы (число срабатываний)	10⁷	10⁸

Для улучшения качества коммутации контактные группы реле размещают в стеклянные баллоны с инертной средой, уменьшают габариты и увеличивают быстродействие. На этой основе реализуются герконовые (ферридовые) реле.

Рис.3.7. Устройство и принцип действия геркона и феррида

Электромеханический искатель - это устройство, в котором коммутируется вход с одним из выходов механическим контактом скольжения. Искатели состоят из трех основных частей:

1) статор (контактное поле или выходы);

2) ротор (подвижная часть или щетки), выполняющий роль входа;

3) привод (движущийся механизм).

Различают искатели с одним движением – шаговые искатели ШИ и с двумя движениями – декадно-шаговые искатели ДШИ. Искатели различаются по количеству выходов и проводности. На рис.3.8. приведено графическое обозначение искателей

Рис.3.8. Схемное изображение искателей

Многократный координатный соединитель МКС представляет собой устройство, имеющее “n” входов и «n» х «m» выходов. Для коммутации необходимо срабатывание выбирающего электромагнита (выбор горизонтали) и удерживающего электромагнита (выбор вертикали). После коммутации в работе остается удерживающий магнит (УМ), то есть удержание точки коммутации электрическое. Обозначение МКС 20х10х6

(20 - число вертикальных блоков;10 - емкость блока; 6 – проводность).

С целью увеличения емкости поля в конструкцию добавляется третья позиция, позволяющая из емкости вертикали 10 выходов с шестипроводной коммутацией организовать 20 выходов с трехпроводной коммутацией. Роль переключающей третьей позиции выполняют переключающие выбирающие электромагниты ПЭ1 (выходы вертикали 1-10), ПЭ2 (выходы вертикали 11-20). Обозначение 3 –х позиционного МКС 20х20х3.

Шестипроводный выход 1

Рис.3.9. Схема вертикали двухпозиционного МКС

Соединители, относятся к четвертой группе приборов и используются в квазиэлектронных и электронных коммутационных узлах. Коммутационной основой соединителей является герконовое или ферридовое реле. На рис3.10. приведена схема включения управляющих элементов многократного ферридового соединителя МСФ 8х8.

Рис.3.10. Схема включения управляющих обмоток МФС 8х8

Для коммутации какой-либо точки в коммутационной матрице необходимо срабатывание соответствующих горизонтального Г и вертикального В реле. Контактами этих реле будет обеспечено замыкание цепи тока от импульсного генератора ИГ через две вертикальные полуобмотки и две горизонтальные полуобмотки дифференциальной схемы включения обмоток. Ферридовый сердечник в точке пересечения перейдет в состояние «1» и контакты этой точки коммутации замкнутся. Для управления работой феррида требуются импульс тока большой величины (до 10 А). Однако длительность импульса мала и составляет

0,1 – 0,5мс. Этого времени достаточно для перемагничивания магнитной системы. Размыкание точки коммутации осуществляется подачей аналогичного управляющего импульса только по горизонтали или вертикали.

Коммутационными системами последних поколений являются электронные и цифровые системы коммутации, в которых в качестве коммутационных приборов используется бесконтактная электроника в виде элементарных электронных схем и интегральных схем типа модулей, выполняющих разные логические функции и имеющие разную степень сложности в зависимости от решаемой задачи. Такими логическими устройствами являются серийные микросхемы и модули разной степени интеграции.

Ниже приводится перечень некоторых логических устройств

цифровых систем коммутации:

Дешифратор – логический автомат, устанавливающий взаимное однозначное соответствие между входным многоразрядным кодом и номером выхода.

Мультиплексор – логический автомат, осуществляющий временное уплотнение входных сигналов путем последовательного проключения информационных входов в соответствии с заданным кодом.

Триггер – логический автомат, способный хранить один бит информации.

Счетчики-регистры - логические автоматы, способные хранить несколько бит информации и производить операции прямого и обратного счета.

Сдвиговые регистры – логические автоматы, способные сдвигать информацию в обе (вправо или влево) стороны.

Схемы памяти разделяются на статические и динамические. В статической памяти используются раздельные шины для записываемой и считываемой информации, в динамической – считывание и запись производится с одних и тех же шин с разделением во времени.

Л Е К Ц И Я 4

Понятие о потоках вызовов, времени обслуживания и ЧНН

Для передачи информации создаются соединительные тракты. Количество коммутируемых участков а, следовательно, и число коммутационных узлов КУ, зависит от вида организуемой связи. Количество включаемых в КУ абонентских линий зависит от емкости КУ (РАТС), а число соединительных линий между КУ зависит от интенсивности телефонного сообщения между ними.

На рис.4.1. приведены приметы трактов с разным количеством КУ.

Рис.4.1. Соединительные тракты с разным числом КУ

Каждый из коммутируемых участков содержит число линий или каналов, которое зависит от интенсивности телефонного сообщения на данном участке, в данном направлении.

Интенсивность телефонного сообщения и количество каналов (линий) в данном направлении определяется в соответствии с принципами теории распределения информации и соответствующими разделами математики.

Математическая модель процесса обслуживания, исследуемая в ТРИ, включает четыре основных элемента:

- поток поступающих сообщений;

- систему распределения информации (систему обслуживания);

- характеристику качества обслуживания;

- дисциплину обслуживания.

Понятие потока сообщений включает в себя информацию о модели потока вызовов (требований на соединение), закон распределения длительности обслуживания вызовов (передачи сообщений), множестве адресов источников и приемников сообщений, а также типе занимаемого для передачи сообщений канала и способе передачи (аналоговый или дискретный).

Система обслуживания характеризуется структурой построения и набором структурных параметров.

Характеристика обслуживания характеризуется вероятностью явной или условной потери сообщения, средним временем задержки сообщения, вероятностью потери поступившего вызова, интенсивностью обслуживаемой нагрузки и т.д.

Дисциплина обслуживания характеризует систему с точки зрения способа обслуживания (с явными потерями, с ожиданием), порядка обслуживания (очередь или случайный порядок, либо приоритетное обслуживание), а также режима искания выхода в коммутационной системе (свободный, групповой или индивидуальный).

Системы коммутации представляют собой системы массового обслуживания (СМО). Примерами систем массового обслуживания могут быть транспортные системы (авиа, городской, железнодорожный транспорт и т.д.), сети бытового обслуживания (ателье, ремонтные мастерские), торговля, связь и т.д.

СМО взаимодействуют со случайным числом потребителей, клиентов. Длительность пребывания клиента в обслуживающей системе также случайная величина. Схема КУ как СМО приведена на рис.4.2.:

Рис.4.2. Коммутационная система как СМО

Характеристика коммутационной системы как СМО:

а) источники вызовов, создающие входящий случайный поток вызовов. Поток вызовов – это случайный дискретный процесс последовательности однородных событий, происходящих в случайные интервалы времени, при непрерывном его отсчете;

б) источники вызовов создают входящий поток вызовов (Спост.);

в) входящие вызовы образуют очередь на входе коммутационной системы. Система обслуживает эти вызовы в порядке :

- строгая очередь;

- случайный выбор;

- приоритетное обслуживание категорированных абонентов и т.д.

Вызовы обслуживаются с явными « потерями» или с «ожиданием».

г) обслуживающая система обслуживает вызовы в зависимости от механизма доступности к обслуживающим устройствам. Доступность абонентов к приборам V зависит от параметров коммутационных приборов и может быть ПД или НПД.

ПД – это полная доступность входа ко всем приборам на выходе V.

НПД – это неполная доступность входа к приборам на выходе V.

Время обслуживания – это длительность пребывания вызова в обслуживающей системе и это случайная величина.

Познакомимся с основными терминами теории распределения информации:

- сообщение – это совокупность информации, имеющая признаки начала и конца и предназначенная для передачи по сети или через КУ;

- вызов – это требование источника на установление соединения, и характеризуется моментом поступления. Вызов может быть обслуженным, потерянным, задержанным, первичным, повторным;

- поток вызовов – это множество последовательных моментов поступления вызовов.

Поток вызовов может быть детерминированным и случайным.

Детерминированный поток – это такой поток, последовательность поступления вызовов которого определена. Сюда относятся передачи радио и телевидения, сеансы связи с ИСЗ и т.д. К случайным потокам относится поток вызовов на телефонных сетях, они характеризуются стационарностью, ординарностью, отсутствием последействия.

1) Стационарность потока характеризует, что вероятность поступления вызова не меняется в течении определенного времени, т.е. за промежуток t = Const.

2) Ординарность потока – это практически невозможность группового поступления вызовов, т.е. вероятность поступления более одного вызова за бесконечно малый промежуток времени t есть величина бесконечно малая.

3) Последействие характеризует зависимость вероятностных характеристик потока от предыдущих событий. В малых потоках ощущается последействие, а в больших потоках можно считать отсутствие последействия.

Каждому пользователю телефонной сети известно, что не все попытки установления соединения с вызываемым абонентом заканчиваются успешно. Статистическими данными о вызовах в телефонных сетях установлено, что доля состоявшихся разговоров составляет 50-70%, доля несостоявшихся - 50-30%. При удачных попытках (когда разговор состоялся) время занятия коммутационных приборов, устанавливающих соединение входа с выходом, больше чем при неудачных. Поступивший на систему вызов может быть обслуженным и необслуженным:

С_пост= С_обсл. + С_{необсл.}= С_сост. + С_сз + С_но + С_ош + С_пот. + С_техн. = 1

0,6 0,2 0,1 0,02 0,03 0,05

0,9 0,1

Создают повторные вызовы

Не все попытки в СМО заканчиваются успешно, но каждая из них создает нагрузку на СМО и это обстоятельство должно быть учтено при расчете трафика СМО.

Телефонное сообщение – это совокупность процессов, связанных с занятием, использованием и освобождением линий и приборов коммутационного тракта. На рис.4.3 приведена обобщенная структура тракта.

КУ КУ …………КУ КУ

Рис.4.3. Обобщенная структура тракта

Чем выше интенсивность телефонного сообщения, тем больше требуется коммутационных приборов и соединительных линий. Количественной оценкой интенсивности телефонного сообщения является телефонная нагрузка. Телефонная нагрузка – это общая длительность занятия коммутационных приборов за период t₂ - t₁.

где: N - число источников нагрузки;

- среднее число вызовов за период t₂ - t₁;

- средняя продолжительность занятия приборов и линий одним соединением.

Интенсивность телефонной нагрузки – это телефонная нагрузка, отнесенная к продолжительности периода для которого она рассчитывается. Единица измерения – Эрланг. Трафик величиной в 1 Эрл. – это такая интенсивность нагрузки, при которой в течение одного часа будет обслужена нагрузка в одно часозанятие, т.е. размерность телефонной нагрузки – время.

С учетом категорий источников нагрузки формула нагрузки будет выглядеть так:

Категории абонентов могут быть: квартирные индивидуальные (ки), квартирные спаренные (кс), народнохозяйственные (нх), коллективные (кк), таксофоны (тсф) и т.д.

Трафик телефонных сетей существенно колеблется во времени и в течение суток может иметь два и даже три всплеска. Часом наибольшей нагрузки (ЧНН) называется промежуток времени продолжительностью

60 мин = 1 час, когда на систему поступает максимальная нагрузка. ЧНН приходится на разное время суток, в зависимости от того, где расположена коммутационная система в деловой части города или микрорайоне. Ориентировочный характер зависимости “С” от времени суток представлен на рис 4.4. Характер зависимости “С” зависит от множества факторов: какой административный район обслуживает система (деловую часть или микрорайон), от времени суток, климатического сезона, дня недели, праздничный день или его канун, день после праздника и т.д. Трафик одного и того же дня недели имеет сезонные колебания. Если день недели является предпраздничным, ЧНН этого дня выше, чем в день после праздника. С ростом количества служб и услуг, предоставляемых абонентам, трафик также будет увеличивается. Правила изменения трафика разработаны МСЭ-Т и используются администрациями национальных сетей для того, чтобы удовлетворить требованиям качества предоставляемых услуг, как для абонентов своей национальной сети, так и для абонентов других сетей, связанных с ней.

Доля числа вызовов в ЧНН «к» от общего объёма суточного значения “С” в ЧНН имеет значения 0,1 – 0,15 и даже 0,2.

Знание трафика ЧНН принципиально важно, так как по нему определяется объём оборудования узлов коммутации. Теория телетрафика используется для практических расчетов потерь и объёма оборудования коммутационных узлов только в том случае, сети трафик стационарный (статистически установившийся). Этому условию приближенно удовлетворяет трафик в ЧНН для рассматриваемой сети.

Коэффициент концентрации к ЧНН К=10%

Коэффициент концентрации к ЧНН К=15%

Рис.4.4. Зависимость числа «С» от времени суток

Л Е К Ц И Я 5

Способы обслуживания вызовов и характеристики качества обслуживания

В системах коммутации находят применение две основные дисциплины обслуживания вызовов: без потерь и с потерями телефонного сообщения. При обслуживании без потерь всем поступившим вызовам немедленно предоставляется требуемое соединение. Реальные коммутационные системы в большинстве случаев по экономическим сообщениям проектируются с потерями сообщения. Различают системы с явными и условными потерями телефонного сообщения. В первом случае вызов получает немедленный отказ, во втором случае вызов не теряется, а ставится на ожидание. В случае, обслуживание вызовов с ожиданием накладывается ограничение на количество ожидающих вызовов (в зависимости от допустимой длины очереди). При таком обслуживании часть вызовов обслуживается с ожиданием, а остальные с явными потерями.

Качество обслуживания вызовов – основной показатель оценки работы телефонных сетей. Показатели качества обслуживания вызовов- это нормы, при которых рассчитывается оборудование телефонных станций и сетей. Каждый участок и каждый КУ характеризуется предельно допустимой нормой потерь.

Потери тракта Ртракта = Р1 + Р2 + ……….+Рn , где каждое Рi есть норма потерь на отдельный участок.

Единица измерения потерь промилля () – тысячная доля или число вызовов, теряемых на тысячу поступивших.

= 0,001 - потеря 1 вызова на тысячу поступивших;

3 = 0,003 - потеря 3 вызова на тысячу поступивших.

Потери можно определять по нагрузке, по вызова и по времени.

Основная задача теории распределения информации – разработка математических методов расчета количества приборов, необходимых для обслуживания поступающей нагрузки при заданном качестве обслуживания и эффективным функционированием системы, т.е.

V = F (Учнн, Р, S)

где: Учнн – нагрузка, т.е. пропускная способность V обслуживающих устройств;

Р – качество обслуживания при заданном числе V приборов и величине нагрузки Учнн;

S – характеристика обслуживающей системы, ее доступность и механизм обслуживания.

Существует множество методов расчета числа обслуживающих устройств: инженерный, табличный, графический, номограммы и т.д.

Число приборов V на каждом участке соединительного тракта определяется не только значениями У и Р, но и способом подключения линий к выходам коммутационных приборов, а также структурой пучка линий.

Пучком линий называется совокупность линий, принимающих нагрузку от некоторой определенной группы источников нагрузки, для передачи ее в определенном направлении. Пучки линий могут быть полнодоступными (ПД) и неполнодоступными (НПД).

ПД пучком называется такой пучок, когда входу доступны все линии пучка на выходе. Это возможно при условии D>V, т.е. когда доступность прибора D больше или равна количеству линий в направлении.

НПД пучком называется такой пучок, когда входу доступны не все линии пучка на выходе. Это может быть при условии D<V, т.е. когда доступность прибора D меньше количества линий в направлении. Неполнодоступное включение НПД может подразделяться на прямое, равномерное, ступенчатое со сдвигом и с перехватом.

Тот или иной способ подключения линий может быть использован в разных типах систем коммутации и на разных ступенях искания в зависимости от доступности D коммутационных приборов и количества линий V на выходе. На рис.5.1. представлены примеры схем ПД и НПД на приборах типа «искатели».

а)

б)

Рис.5.1. Схемы ПД и НПД на приборах типа «искатели»

На рис.5.1.а представлена схема полнодоступного включения выходов на базе приборов ШИ-17 с параметрами N входов равно 100, число выходов V равно 15. Схема получена запараллеливанием одноименных выходов всех 100 приборов ШИ-17, т.к. D = V.

На рис.5.1.б представлена схема неполнодоступного включения выходов на базе приборов ШИ-11 с параметрами N входов равно 100, число выходов V равно 15. Доступность прибора ШИ-11 равна D=10. Поскольку в данном примере D<V, то для получения требуемого числа выходов 100 входов разбиты на две подгруппы по N\2 = 50 (созданы две нагрузочные группы по 50 входов). Для получения требуемого числа выходов V = 15 выполняется следующее: выходы коммутационных приборов 1 – 5 запараллелены в каждой пятидесятке входов и получены соответственно 1 – 5 и 6 – 10 выходы. Оставшиеся 6 – 10 выходы коммутационных приборов запараллелены у всех 100 приборов ШИ-11 и получены последние пять выходов (11 - 15). Полученная схема неполнодоступная, т.к. первым пятидесяти приборам недоступны 6 – 10 выходы пучка линий, второй пятидесятке входов недоступны 1 – 5 выходы пучка. Выходы 10 – 15 доступны всем 100 входам. Такая неравномерная доступность объясняется тем, что в коммутационных приборах типа «искатели» нагрузка на выходы распределяется неравномерно, т.к. каждый следующий выход занимается в случае занятости предыдущих. Подобные схемы называются схемами НПД ступенчатого включения.

В системах, в которых нагрузка на выходы распределяется равномерно, используются схемы равномерного НПД включения. Примером может служить схема НПД (рис. 5.2.), используемая в АТСКУ.

В этой схеме выходы десяти нагрузочных групп g =10 нужно подключить

к V = 60 приборам пучка линий следующей ступени искания. Каждая нагрузочная группа характеризуется параметром «доступность». Доступностью D называется то количество линий из пучка V, к которому имеет доступ одна нагрузочная группа. Для системы АТСКУ при D=20 коэффициент уплотнения (запараллеливания) выходов нагрузочных групп γ будет равен

γ = g D/ V = 10х20/60 = 3,33.

Полученное число показывает, что выходы десяти нагрузочных групп должны быть равномерно запараллелены по три и четыре выхода. При рассмотрении рис.5.2. видны отдельные схемы запараллеливания, построенные на разных шагах искания доступности D. Эти отдельные составляющие схемы запараллеливания называются цилиндрами. При γ = 3,33 на рис.5.2 видны: всего цилиндров шесть, два из которых четырёх шаговые (запараллелены выходы у четырех нагрузочных групп) и четыре трёх шаговых (запараллелены выходы у трёх нагрузочных групп).

Л Е К Ц И Я 6

Коммутационные блоки, ступени искания и коммутационные поля аналоговых систем коммутации

6.1. Общие принципы построения коммутационных блоков и ступеней искания коммутационных систем

Соединения между оконечными терминалами осуществляются посредством сетей телекоммуникации и систем коммутации, количество которых в тракте определяется назначением телекоммуникационного тракта. Любая система коммутации, независимо от назначения, имеет следующую обобщенную упрощенную структуру (рис.6.1.).

Коммутационное поле системы коммутации любого назначения и ёмкости представляет собой многополюсник с N входами и М выходами и может состоять из одной общей или нескольких частей. Каждая часть представляет собой ступень искания, выполненную на основе одного или нескольких однотипных коммутационных блоков (КБ), имеющих индивидуальные или общие выходы (Рис.6.2.).

Все N входов поля системы включаются в коммутационную систему через КБ первой ступени искания, число которых равно:

n_КБ= N / N_КБ,

где N_КБ- число входов в один КБ.

Аналогично определяется число КБ на любой другой ступени искания.

В каждом КБ соединение входа с выходом может осуществляться через одну или несколько коммутационных точек. Если для коммутации входа с выходом в КБ используется одна точка коммутации, то такой КБ называется о д н о з в е н н ы м. Однозвенные коммутационные блоки и ступени применяются в декадно-шаговых системах ДШ. Реализуются такие КБ на базе коммутационных приборов типа «искатели». В однозвенном КБ с параметрами N входов и М выходов для реализации требуется N х М коммутационных точек как, например, в схеме на рис.6.3.

Удельное количество точек коммутации для такой схемы определяется:

С₁` = Т₁ / N = М

Значение С₁` при однозвенной реализации КБ показывает, что каждому входу из N должно быть доступно М или часть из М выходов, то есть такие схемы характеризуются низким использованием точек коммутации.

6.2. Принципы построения однозвенных ступеней искания

в декадно-шаговых коммутационных системах

Коммутационное поле АТС-ДШ представляет собой многоступенчатую структуру. Каждая ступень искания комплектуется однозвенными блоками (стативами), реализованными на базе коммутационных приборов типа «искатели». В соответствии с конструкцией и принципом действия коммутационных приборов типа «искатели» в системе типа АТС-ДШ используется н е п о с р е д с т в е н н о е управление и п р я м о й способ установления соединений. Непосредственное управление – это такое управление, при котором импульсы набираемого номера от оконечного терминала поступают непосредственно в управляющие устройства соответствующих приборов коммутации. Прямой способ установления соединения – это такой способ, при котором установление соединения через коммутационную систему происходит одновременно с выбором соединительного пути, т.к. коммутационный прибор на ступени искания, обеспечивающий соединение входа с требуемым выходом, одновременно выполняет и функции выбора этого выхода.

Число ступеней искания в системе зависит от емкости АТС, принципа построения сети, сетевого окружения и ёмкости ГТС. Максимальная ёмкость АТС-ДШ составляет 10000 оконечных терминалов. Рассмотрим построение коммутационного поля на примере функциональной схемы простейшей АТС-ДШ с двумя ступенями ГИ ёмкостью 6000 номеров для нерайонированной сети (рис.6.4.). Коммутационное поле АТС такой ёмкости состоит из ступеней предварительного (ПИ), двух ступеней группового (1ГИ и ПГИ) и ступени линейного искания (ЛИ).

Первая ступень коммутационного поля ПИ имеет однозвенную структуру и комплектуется приборами ШИ-17, имеющих один вход и 15 выходов. Каждый статив ПИ содержит 100 приборов для подключения ста абонентских линий. Запараллеливанием выходов этих приборов для 100 входящих линий организуется полнодоступные или неполнодоступные пучки линий с числом линий на выходе блока (статива) 15, 20 или 25 и т.д. линий в следующую ступень искания. Затем на промежуточном щите ПЩ ПИ выходы десяти стативов ПИ одной тысячной группы абонентов объединяются в общий укрупненный неполнодоступный пучок линий к следующей ступени искания (1ГИ). Режим коммутации на ступени ПИ свободный. Общее количество таких стативов ПИ, из которых комплектуется ступень ПИ, зависит от ёмкости АТС. В примере рис.6.4. таких стативов будет 60.

Ступени 1ГИ и ПГИ также имеют однозвенную структуру и комплектуются одноименными стативами (блоками) реализованными на базе приборов ДШИ-100 по 20 приборов на одном стативе. Выходы одноименных декад всех 20-ти приборов статива запаралеливаются и из них организуются полнодоступные или неполнодоступные п у ч к и линий в требуемом направлении, т.е. на ступенях ГИ выполняется режим группового искания. Количество блоков (стативов) на ступенях искания ГИ в отличие от ступени ПИ определяется не ёмкостью, а интенсивностью потоков сообщений на соответствующих участках схемы.

Ступень 1ГИ служит для организации пучков линий в требуемых направлениях. Для рис.6.4. это направления к шести тысячным абонентским группам, а также к АМТС и УСС.

Ступень ПГИ в схеме рис.6.4. служит для организации пучков линий к каждой сотенной группе соответствующей тысячи, выбранной на ступени 1ГИ.

Рис.6.4. Функциональная схема АТС-ДШ ёмкостью 6000 номеров

с двумя ступенями ГИ

Ступень ЛИ, также как и ступени ПИ, ГИ реализуется однозвенными стативами (блоками), построенными на приборах ДШИ-100. Каждый статив ЛИ содержит до 20 приборов. Каждый из 100 одноименных выходов каждого прибора статива (блока) запараллеливается и организует пучок линий М=100 для подключения к ста линиям вызываемых абонентов. На этой ступени выполняется режим линейного (вынужденного) искания. Число стативов ЛИ определяется емкостью АТС. Для примера рис.6.4 число стативов ЛИ будет равно 60, т.е. равно числу стативов ПИ.

Для сетей большей емкости до 80000 и 800000 оконечных терминалов

местная телекоммуникационная сеть будет строиться по районированному

принципу «каждая с каждой» или «с узлами УВС». В этом случае функциональная схема каждой АТС сети будет реализована на трёх или

четырёх ступенях ГИ (добавляются ступени ШГИ и 1УГИ). Элементная база и принцип реализации однозвенных ступеней ШГИ и 1УГИ будут такими же, как 1ГИ и ПГИ.

6.3. Общие принципы построения многозвенных ступеней и блоков

В тех системах коммутации, в которых к качеству разговорного тракта предъявляются высокие требования (координатные, квазиэлектронные, электронные), стоимость образующих коммутационную систему элементов значительно повышается, т.е. увеличивается стоимость коммутационного оборудования. Поэтому необходимо найти такие способы построения коммутационной системы, которые позволили бы уменьшить число точек коммутации, а, следовательно, и стоимость коммутационной системы в целом.

Поставленная задача решается применением так называемых звеньевых включений. Если для коммутации одного из N входов с одним из М выходов используются две и более коммутационных точки (два и более звена), то такой КБ называется м н о г о з в е н н ы м. Многозвенный КБ характеризуется входящими N, промежуточными V и исходящими М линиями.

На рис.6.5. приведена обобщенная структура односвязной двухзвенной схемы. Римскими цифрами справа и слева обозначены части коммутационной схемы, называемые к о м м у т а т о р а м и звеньев

А и В (К_A и К_Всоответственно)

Рис.6.5. Структура односвязной двухзвенной схемы

Такая двухзвенная схема характеризуется следующими структурными параметрами:

n_A - число входов в один коммутатор звена А;

m_A- число выходов из одного коммутатора звена А;

к_A - число коммутаторов на звене А;

n_B - число входов в один коммутатор звена В;

m_В– число выходов из одного коммутатора звена В;

к_В- число коммутаторов на звене В.

При этом имеет место следующие простые соотношения:

N = n_A · к_A - число входов в КБ;

М = m_В · к_В- число выходов из КБ;

V_AB= m_A· к_A = n_B· к_В - общее число промежуточных линий.

f_AB = m_A/ к_В - связность, или количество промежуточных линий, связывающих каждый коммутатор звена А с каждым коммутатором звена В. В односвязной схеме коммутационного блока f_AB=1 и тогда справедливо соотношение m_A = к_В и n_B= к_A_.

Многозвенные схемы характеризуются также параметром

d - коэффициентом сжатия или расширения (блока звена)

; ; .

Если d>1, то на звене или в КБ имеет место расширение, если d<1 – имеет место сжатие. При d =1 – схема без сжатия и расширения. Значение d определяется назначением ступени искания, в которой работает КБ.

В двухзвенной схеме без сжатия и расширения коэффициент d равен 1 и тогда справедливо соотношение

n_A = m_A= n_B = m_В = m_.

В режиме подключения любого входа к любому выходу (режим свободного искания) такая двухзвенная схема равноценна однозвенной и не будет иметь потерь. В этом случае коммутационные схемы рис.6.3 и рис.6.5 могут сравниваться по числу точек коммутации.

Общее число точек коммутации в рассматриваемой двухзвенной схеме будет равно:

Т₂= Т_А + Т_В= n_A· m_A · к_A+ n_B · m_B · к_В= 2 m³.

Так как n_A · к_A= N = m², то m = .

В этом случае общее количество точек коммутации двухзвенной схемы будет определено Т₂= 2 ()³ = 2N · .

Удельное количество точек коммутации составит:

С₁`` = Т₂/ N = 2, то есть уже при N больше 4 двухзвенная схема будет иметь меньше точек коммутации по сравнению с однозвенной.

Однако многозвенные схемы обладают недостатком, называемым явление внутренних блокировок (ЯВБ). ЯВБ – это такое состояние схемы, когда входящая линия не может быть подключена к свободной исходящей линии из-за отсутствия свободной доступной промежуточной линии из V.

Поэтому в зависимости от параметров, назначения и режима искания КБ строится на разном числе звеньев.

При свободном режиме коммутации, когда входу может быть подключена любая свободная исходящая линия, достаточно двух звеньев коммутации.

Аналогично и в режиме группового искания, схема КБ содержит два звена коммутации, т.к. и в этом режиме входящей линии должна быть подключена одна линия из множества (группы) на выходе, организуемого всеми коммутаторами звена В.

Однако в режиме линейного (абонентского) искания к входящей линии требуется подключить одну единственную, конкретную абонентскую линию и двух звеньев в этом случае недостаточно. Поэтому в АИ-100 и АИ-1000 при входящей связи используются соответственно трех- и четырехзвенные схемы.

Для реализации коммутационных полей в технике автоматической коммутации большое распространение получили звеньевые включения, построенные на МКС (координатные системы), на соединителях типа МГС, МФС, МИС (квазиэлектронные системы). В цифровых коммутационных системах ЦСК реализация коммутационных полей осуществляется также несколькими ступенями и звеньями.

6.4. Коммутационное поле координатной коммутационной системы

В системе АТСКУ коммутационное поле представляет собой многоступенчатую многозвенную структуру, содержащую ступени абонентского искания (АИ), группового искания (ГИ) и ступени регистрового искания (РИА и РИВ). Каждая ступень искания состоит из отдельных конструктивных единиц – коммутационных блоков (КБ). Рассмотрим принципы реализации этих ступеней.

Ступень АИ (исходящая связь). Для организации абонентам исходящей и входящей связи, т.е. для подключения абонентских терминалов, служит двусторонняя ступень искания АИ. Функцией ступени искания АИ при исходящей связи является определение поступившего от абонента вызова и подключение этой вызывающей линии к любому свободному доступному исходящему шнуровому комплекту ИШК. Для подключения вызывающей абонентской линии к свободному ИШК достаточно двух звеньев коммутации. Схема КБ построена со сжатием, т.е. на каждом звене число исходящих линий меньше числа входящих линий. Во входы двухзвенных схем, работающих в режиме предварительного искания, включаются абонентские линии, а в выходы – ИШК, число которых значительно меньше числа абонентских линий. Это объясняется тем, что ИШК являются устройствами коллективного пользования, т.е. являются общими для большой группы абонентов. Статистическими данными установлено, что для обслуживания 100 абонентских терминалов при исходящей связи достаточно 15 – 20 ИШК и подключение может быть к любому ИШК. Поэтому при исходящей связи на ступени АИ использован с в о б о д н ы й режим искания линий.

Коммутационный блок АИ-100 (рис.6.6.) при исходящей связи имеет параметры 100 абонентских терминалов, 60 промежуточных линий между звеньями А и В и 20 ИШК, т.е. схема КБ АИ построена со сжатием (100х60х20). Коммутационные блоки со сжатием реализуются схемами типа ПВПВ (поле-вертикаль – поле-вертикаль).

При ёмкости КБ в сто терминалов и свободном режиме искания требуемое качество обслуживания терминалов достигается двухзвенной схемой. Большие абонентские группы ёмкостью по 1000 номеров

(АИ-1000 в системах АТСК и АТСКУ) комплектуются для исходящей связи десятью абонентскими группами ёмкостью по 100 терминалов. На выходе каждой группы АИ-1000 для этих десяти сотен одной тысячи организуется общий НПД пучок линий, куда подключаются ИШК. Число требуемых ИШК для каждой тысячной группы определяется расчетом..

Ступень АИ (входящая связь). На ступени АИ при входящей связи осуществляется задача подключения станционного тракта к конкретной требуемой (вызываемой) абонентской линии. Задача поиска по набранному адресу конкретной линии из множества гораздо сложнее, чем задача, выполняемая блоком при исходящей связи, когда идет поиск любой свободной линии пучка. Поэтому для реализации вынужденного (линейного) искания и уменьшения явлений внутренних блокировок при организации входящей связи увеличивается число звеньев коммутации.

В сотенном блоке АИ-100 исходящая связь организуется через два звена А и В (свободный режим коммутации), а при входящей связи через три звена С, В и А (вынужденный или линейный режим коммутации). Такие КБ АИ-100 (рис.6.6.) используются в системе АТСК-100/2000. Элементная реализация МКС 20х10х6.

Рис.6.6. Блок АИ-100 в режиме свободного и вынужденного искания

Однако в некоторых случаях и трехзвенные схемы не могут обеспечить безотказное соединение входа с требуемым выходом, особенно когда речь идет о крупных тысячных пучках линий (АИ-1000). Поэтому в тысячном блоке АИ-1000 при входящей связи (вынужденный режим) используется четырёхзвенная схема.

Тысячная группа АИ-1000 реализуется блоками двух типов: десятью двухзвенными блоками АК – АВ, а для организации входящей связи добавляются 2 – 4 двухзвенных блока СД. Требуемое количество блоков СД зависит от категории обслуживаемых источников нагрузки, т.е. от интенсивности входящего сообщения к оконечным терминалам рассматриваемой тысячной группы. На рис.6.7. представлены структурные схемы блоков АК-АВ и СД из которых комплектуется тысячная группа АИ-1000.

Блок АК – АВ Блок СД

Рис.6.7. Коммутационные блоки для реализации АИ-1000

Ступени ГИ. Функциональные схемы АТСКУ содержат несколько ступеней искания ГИ в зависимости от структуры местной сети, сетевого окружения и емкости рассматриваемой АТСКУ. На выходах ступеней (коммутационных блоках) ГИ любой ступени искания должны быть организованы пучки линий (направлений) для организации связи в требуемых направлениях. Емкость каждого пучка определяется доступностью направления. Поэтому коммутационные блоки для ступеней ГИ строятся с расширением. При правильном распределении выходов направлений схема КБ реализуется двумя звеньями коммутации. Например, на ступени 1ГИ могут использоваться блоки на 80 входов и 400 выходов. Конструктивно эти выходы могут быть использованы для организации на ступени 1ГИ двадцати направлений Н доступностью D=20 выходов. При необходимости параметр D может быть равен и 40, и 60, но при этом уменьшается количество организуемых направлений Н. В любом варианте значений Н и D соотношение входов N блоков ГИ и выходов М равно N< М. Следовательно, блоки ГИ строятся с расширением. Режим коммутации г р у п п о в о й. На рис.6.8. представлены схемы КБ ГИ с параметрами 80 х 120 х 400.(«а» структурная, «б» группообразования).

Из структурной схемы и схемы группообразования КБ ГИ 80х12х400 видно, что блок имеет двухзвенную структуру с расширением. На звене В организованы направления «Н» (максимальное количество 20) с доступностью D=20 линий в каждом направлении.

Рис.6.8. Схема КБ ступени ГИ

а) структурная, б) группообразование.

При необходимости увеличить доступность какого-либо направления линии пучка этого направления организуются двумя или тремя выходами из каждого коммутатора звена В (ёмкость пучка линий в этом случае будет равна D=40 или 60 линий соответственно). В этом случае число организуемых направлений Н будет соответственно меньше 20. Режим коммутации групповой, может заниматься любая линия из D выбранного направления в соответствии с положением распределителя преимуществ.

В зависимости от назначения и местоположения в функциональной схеме АТСКУ число ступеней искания ГИ может быть разным. Общие принципы построения ступеней ГИ одинаковые: число звеньев коммутации – 2, режим искания групповой, схемы строятся с расширением. Параметры КБ ГИ, также как и проводность, могут быть разными. В системе АТСКУ в качестве блоков ГИ могут использоваться коммутационные блоки с параметрами: 80х120х400 (трехпроводный), 60х80х400 (шестипроводный), 60х60х200 (трехпроводный), 40х40х200 (трехпроводный).

Ступень РИА. Координатные системы относятся к системам с косвенным (регистровым) управлением. Регистры, применяемые в координатных АТС, предназначены для приема, подсчета запоминания адресной информации о номере вызываемой абонентской линии и передачи этой информации в нужном объёме в управляющие устройства соответствующих ступеней искания. По назначению регистры делятся на абонентские АР, АРБ, ЭАРБ, входящие ВР, исходящие ИР и т.д.

Поскольку регистр участвует только в установлении соединения, он должен подключаться временно к соединительному тракту через шнуровой или линейный комплект.

Рассмотрим подключение абонентских регистров к приборам соединительного тракта. Для этого в схеме АТСК и АТСКУ используются однозвенные или двухзвенные ступени регистрового искания, работающие в режиме свободного искания. Длительность занятия регистра много меньше общей длительности занятия тракта и поэтому коммутационные блоки регистрового искания (РИ и РИА) строятся со сжатием. На рис.6.9. в качестве примера представлена структурная схема блока РИА АТСКУ с параметрами 120х60х40.

Рис.6.9. Блок РИА

6.5. Коммутационное поле квазиэлектронной системы

Коммутационные поля систем коммутации, выполненные на приборах типа «искатели» и «МКС» с негерметизированными контактами, характеризуются повреждениями в виде загрязнения контактов, покрытия их пылью и различными органическими пленками, а также коррозией под действием окружающей среды. Загрязнение контактов и покрытие их пленками особенно сильно сказываются на передаче сигналов малой мощности. Идеальным способом защиты контактов от влияния внешней среды оказалось размещение металлического контакта в герметизированном стеклянном баллоне, при котором обмотки возбуждения находятся вне баллона. Эти принципы положены в основу конструкции герметизированного контакта (геркона) и приборов в виде герконовых реле, а также коммутационных матриц, построенных на основе герконов.

Любая система коммутации – это система массового обслуживания, в ней одновременно существует и устанавливается множество соединений. Для рационального построения коммутационного поля элементы объединяются в коммутационные матрицы и коммутационные блоки, которые группируются определенным образом и образуют коммутационное поле станции.

Коммутационные элементы размещаются на печатной плате в горизонтальных и вертикальных рядах, образуя прямоугольную матрицу, называемую коммутационной. Ёмкость матрицы определяется произведением числа входов «n» на число коммутируемых выходов «m». Число входов и выходов в коммутационной матрице берется равным 2 в различной степени, где n = 1, ….4). Значения «n» и «m» могут колебаться в пределах от 2 до 16. В таких коммутационных матрицах, в отличие от искателя и МКС, и горизонталь и вертикаль могут быть как входом, так и выходом. В зависимости от того, какой коммутационный элемент используется в точке коммутации матрицы, коммутационные матрицы могут быть: МГС (многократный герконовый соединитель), МФС (многократный ферридовый соединитель), МИС (многократный интегральный соединитель).

Коммутационное поле квазиэлектронной системы имеет многоступенчатую, многозвенную структуру и должно быть построено таким образом, чтобы при минимальном числе точек коммутации обеспечивалось пропускание возникающей нагрузки с требуемым качеством обслуживания, и сохранялась возможность расширения емкости станции и изменений в системе при перестройке сети, а также сетевого окружения.

Коммутационные блоки и ступени искания в системах КЭ реализуются, как и в координатных системах, на базе многозвенных структур. Каждая матрица первого звена соединяется с каждой матрицей второго звена одной (односвязная схема), двумя (двухсвязная схема) или большим числом промежуточных линий.

Принципы реализации коммутационных полей квазиэлектронных систем рассмотрим на примере системы Кварц – АМТС.

Система Кварц – АМТС. Коммутационное поле квазиэлектронной

системы Кварц - АМТС представляет собой единое поле междугородных соединений, реализованное на базе блоков двух видов: блоков входящих линий БВЛ и блоков исходящих линий БИЛ, соединенных междублочными линиями. Коммутационная основа – матрица МФС 8х8, из которых строятся двухзвенные коммутационные группы (КГ) с параметрами 64х64х64 (рис.6.10).

Рис.6.10. Коммутационная группа 64х64х64

На рис.6.11. представлена структура четырехзвенных блоков БВЛ и БИЛ без сжатия и расширения на 1024 входящих и 1024 исходящих линий. Для реализации этих блоков используется по 16 коммутационных групп КГ на звеньях А – В и С – Д. Количество матриц в блоках или коммутационных групп в больших блоках также подчинено двоичной системе счисления, принятой в управляющих устройствах квазиэлектронных систем.

1 А – В 64 1 С – Д 64

961 1024

Рис.6.11. Четырехзвенные коммутационные блоки БВЛ и БИЛ

Восьмизвенное коммутационное поле системы Кварц - АМТС рассчитано на максимальную ёмкость 16384 входящих и исходящих линий и каналов. Такое коммутационное поле реализуется шестнадцатью блоками БВЛ и шестнадцатью блоками БИЛ. На рис.6.12. представлена структура такого поля.

БВЛ БИЛ

Рис.6.12. Восьмизвенное коммутационное поле Кварц - АМТС на 16384 линий и каналов

Л Е К Ц И Я 7

Принципы цифровой коммутации. АЦП и ЦАП

Разработанный ранее принцип импульсно-кодовой модуляции ИКМ получил широкое распространение в используемой на соединительных линиях ГТС системе передачи ИКМ на 32 канала. Принцип ИКМ открыл новые возможности в использовании ИКМ не только в системах передачи, но и системах коммутации. При этом и передача сообщения по соединительным линиям, и коммутация каналов на станции, осуществляется посредством цифровых сигналов (последовательностей импульсов). В основу построения системы положен единый способ, как передачи, так и коммутации цифровых сигналов, что очень важно при коммутации на сетях не только телефонных каналов, но и телеграфных, передаче данных и т.д., работающих на едином импульсном принципе. Появляется возможность к одной и той же линии подключить, например, совершенно разные устройства – телефонный аппарат и персональный компьютер.

Разработка методов передачи по линиям связи и коммутация на узлах речевых (аналоговых) сигналов в цифровой форме, привели к созданию цифровых систем коммутации ЦСК. Для изучения принципов цифровой коммутации необходимо знать процессы преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму и процессы обратного преобразования.

Функции образования цифрового сигнала на ЭАТС выполняются в модулях подключения аналоговых линий (абонентских или соединительных) с помощью АЦП на передающем конце и ЦАП преобразований на приёмном конце.

Основы этого преобразования заключаются в следующем:

- необходимо выполнить дискретизацию непрерывного сигнала по времени;

- представить дискретный сигнал в виде соответствующего уровня квантования (квантование импульсов по амплитуде);

- закодировать полученный квантованный сигнал в виде кодовой группы.

Полученная кодовая группа представляется в виде последовательности импульсов (1 и 0), что и представляет собой цифровой сигнал.

В телефонии при передаче речи используют определенную полосу частот, называемую каналом тональной частоты (КТЧ), с шириной диапазона 300-3400 Гц. С учетом защитного интервала расчётную ширину полосы КТЧ принято брать равной F = 4000 Гц.

Дискретизация непрерывного сигнала во времени может быть показана в виде электронного ключа, который периодически замыкается с периодом Тд (рис.7.1.). Частота дискретизации Fд = 1/Тд. На выходе соответствующей системы создается АИМ сигнал, который представляет собой совокупность отсчетов непрерывного сигнала. Этот процесс преобразования непрерывного сигнала в последовательность импульсов называется амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ), а форма предоставления АИМ сигнала – дискретизацией. Отсчеты непрерывного аналогового сигнала должны повторяться с такой частотой, чтобы можно было отследить все изменения сигнала и, чтобы форма восстановленного сигнала не отличалась бы от формы исходного сигнала, т.е. чтобы при преобразовании не было искажений.

Для восстановления непрерывного сигнала из дискретного необходимо в соответствии с теоремой В.А.Котельникова частоту дискретизации Fд выбрать в 2 и более раз больше максимальной частоты спектра КТЧ. И при F= 4000 Гц частота дискретизации будет Fд = 8 кГц, а период следования модулированных импульсов Т = 125 мкс

Кодер

сигнал

Квантование - это установление уровней, разрешенных для передачи. На выходе дискретизатора в результате преобразования получается серия АИМ импульсов. При квантовании амплитуда каждого импульса делится на отрезки, называемые шагами квантования. Шагом квантования Di (рис.7.2.) называется промежуток между двумя ближайшими разрешенными отрезками (уровнями). Если на вход квантующего устройства попадает отсчет сигнала А, то значение его будет определяться уровнями, разрешенными для передачи Сi и Сi_+1.

Рис.7.2. Выбор уровня передачи сигнала

Т.е. сигнал А передается квантованным импульсом Сi или С_i₊₁. Какой именно будет его амплитуда, зависит от соотношения /С_i- А/ и /С_i₊₁- А/. Если /С_i– А/ < /С_i₊₁- А/ то передается кантованный импульс С_i_{. .}

В противном случае, если /C_i- А/ > /C_i₊₁- A/, то передается квантованный импульс С_I₊₁.

Шаг квантования - это Di₌ C_i_{+ 1} - С_i_. Если шаги квантования одинаковы и не зависят от уровня квантования, то квантование называется равномерным. Возможно неравномерное квантование, при котором шаги квантования меняются от одного уровня квантования к другому.

В процессе квантования возникает ошибка вследствие того, что передаваемый квантованный сигнал отличается от истинного на /A – Ci/. Эту ошибку можно рассматривать как специфическую помеху - шум квантования. Последний представляет собой случайную последовательность импульсов, максимальное значение амплитуды которых не превышает половины шага квантования Di/2 . Чем меньше шаг квантования, тем меньше шум квантования, но больше число передаваемых разрешенных уровней (количество уровней квантования может быть до 2000).

Уровень

Кодирование – последний этап преобразования аналогового сигнала в цифровую форму. В процессе кодирования квантованных АИМ сигналов каждый дискретный импульс кодируется с помощью двоичного кода (двоичной цифрой): 0 и 1. Число уровней шкалы квантования устанавливается равным 2ⁿ , где n – разрядность кодовой группы (целое число). Для качественной передачи аналоговой информации с оценкой «отлично» в системе кодирования принято 256 уровней квантования, что обеспечивается применением 8-ми разрядного кода (n=8). При n=5 число уровней квантования будет равно 32, а оценка качества будет «удовлетворительной». Для примера рис.7.3. принято n=3, число уровней квантования равно 8, а оценка качества преобразования в этом случае будет «очень плохой».

Рис.7.3. Принцип кодирования АИМ сигнала

Результатом АЦП преобразования является кодированный сигнал одного КТЧ. Для передачи кодовых групп от большого числа источников используют формирование ГЦС (группового цифрового сигнала). Такое решение является наиболее эффективным использованием линейных и станционных сооружений.

В настоящее время современные ЦСП позволяют организовывать от десятков до тысяч каналов передачи по одной цепи. Для того чтобы первичные сигналы от N источников могли существовать одновременно и занимать одинаковые полосы частот (300 – 3400 Гц), необходимо, чтобы после АЦП на передаче сигналы находились, например, в разных канальных интервалах (при использовании СП с ВРК). В этом случае на приёме возможно выделение каждой кодовой группы каждого канального интервала. Для этого используется аппаратура уплотнения и СП, например, с ИКМ.

Функция объединения кодовых групп в один ГЦС выполняется с помощью аппаратуры мультиплексирования или просто мультиплексором (Мх), а разделение - демультиплексором (Дх)

где а, в, с – циклы передачи

1, 2…n – источники сигнала

Рис. 7.4. Формирование ГЦС ЦСП с ИКМ

На рисунке 7.4. показан упрощенный принцип группообразования цифрового сигнала с циклами передачи а, в, с … и т.д. следовательно, в ЦСП информация каждого КТЧ, а именно их соответствующие кодовые группы (на рис.7.4. 1а, 2а, n а ….. и т.д.) подаются в линию поочередно, образуя циклы передачи. В таком виде, в виде ГЦС, информация передается по линиям связи. На приемной стороне циклы разбираются по соответствующим каналам к каждому получателю информации с помощью оборудования демультиплексирования. Длительность цикла передачи определяется периодом дискретизации и по рекомендациям МСЭ составляет Тц = Тд = 125 мкс.

В каждом цикле передачи в зависимости от СП ИКМ определённого порядка передаются свои N объединенных канала (канальных интервалов).

На приемном конце ИКМ сигнал восстанавливается обратным преобразованием цифрового сигнала (последовательность двоичных импульсов) в квантованный АИМ - сигнал (декодирование) с последующей демодуляцией, т.е. выделения из АИМ - сигнала аналогового. Полученный на приемном конце аналоговый сигнал отличается от переданного, так как образуется из квантованных импульсов, амплитуды которых равны не мгновенным значениям исходного аналогового сигнала, а ближайшим разрешенным значениям. Следовательно, операция квантования вносит в процесс передачи сигнала неустранимую ошибку, которая тем меньше, чем больше уровней квантования. Этим объясняется, что информация канала кодируется 8-ю элементами.

В системе ИКМ-30 (рис.7.5.) помимо 30 речевых каналов предусмотрены два служебных канала. Один временной канал служит для передачи линейных и управляющих сигналов, необходимых для установления между источниками соединения по каждому речевому каналу и их разъединения после окончания разговора (16-ый канал), Ещё один временной канал, используется для синхронизации генераторного оборудования оконечных станции систем передачи (0-ой канал). Из 32 каналов мультиплексор формирует цифровой поток со скоростью

2048 кбит/с.

Информация, передаваемая по 32-м каналам, формируется на передающей станции в единый групповой цифровой сигнал (ГЦС), представленный на рис. 7.5.

Каждый из 16-ти циклов характеризуется следующими параметрами:

Количество организуемых каналов – 32.

Частота дискретизации Fд = 8 кГц.

Период следования цикла Т = 125 мкс.

Длительность канального интервала (или промежуток времени

между отсчётами соседних каналов) равна

Число элементов кода в группе n=8.

Число уровней квантования 2ⁿ = 256.

Время передачи одного элемента кода или промежуток времени между двумя соседними импульсами одной кодовой группы называется тактовым периодом или длительностью одного разряда и при n=8 равно

Величина, обратная тактовому интервалу, называется тактовой частотой

f т = 1: τ_т = Fд х N х m , Гц.

(для ИКМ-30 это будет 8кГц х 32 х 8 = 2048 кГц).

С тактовой частотой связано такое понятие как скорость передачи цифровой информации или скорость группового сигнала (потока), которая определяется, как число переданных двоичных бит (знаков) в секунду. Следовательно, для ИКМ₃₀ скорость передачи информации в линии связи: 2,048 Мбит/с.

Тактовая частота основного цифрового канала равна

f т = 8кГц х 1 х 8 = 64 кГц

64 кбит/с – это скорость передачи основного канала (за секунду разговорный ток от микрофона изменяется 8000 раз. Значит, каждую секунду в линию отправляется 8бит х 8000 = 64000 бит, т.е. скорость следования одного цифрового канала будет равна 64 кбит/с).

Рис. 7.5. Структура (образование) тракта ИКМ 30/32

Итак, в СП ИКМ₃₀ информация пользователя (например, речь) и служебные данные (0-й и 16-й канал), объединенные в циклы передачи, в виде ГЦС передаются на приемную станцию, где происходит распознавание, выделение и распределение каналов по назначению принимаемого цифрового потока. Групповой цифровой сигнал представляет собой последовательность следующих друг за другом 512-ти восьмиразрядных кодовых групп, которые образуют сверхцикл передачи. Частота следования f_сц сверхцикла равна 500 гц, а его длительность

Т_сц = 2мс. Сверхцикл состоит из 16 циклов, каждый из которых объединяет 32 импульсных канала.

Успехи в развитии интегральной микросхемной техники позволили объединить в корпусе одной небольшой микросхемы электронный ключ и кодер. Такая микросхема преобразует непрерывную аналоговую электрическую величину в двоичный цифровой код и называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Микросхемы АЦП выпускаются

с 8-, 10- и 12- разрядными двоичными кодами.

На рис.7.6. представлен пример реализации ИКМ в абонентском интерфейсе.

Рис. 7.6. Пример реализации ИКМ в абонентском интерфейсе

В настоящее время на цифровых сетях широко используются СП ИКМ различных порядков. На основе СП ИКМ-30 можно, например, из четырех потоков 2048 кбит/с (2-х Мбит/с) получить второй уровень ЦСП (сверхуплотнение) со скоростью 8 мбит/с.

Увеличение числа коммутируемых каналов широко используется в блоках временной коммутации ЦСК, что можно получить, не изменяя числа трактов путем:

- увеличения скорости передачи каждого канала за счёт уменьшения длительности каждого канального интервала;

- осуществления перехода с последовательной (по-битовой) передачи импульсов кодовой группы каждого канала на параллельную (по-байтную) передачу.

Первый способ увеличения числа каналов можно разобрать по рис.7.7.

Рис. 7.7. Увеличение скорости передачи в тракте уменьшением длительности КИ

На рис.7.7 показан отрезок времени 125 мкс, равный времени одного цикла системы ИКМ. На этом отрезке показано 32 канальных интервала (0……31) системы, скорость передачи в которой 2048 кбит/с. Если скорость передачи в таком блоке временной коммутации БВК будет увеличена в 4 раза, т.е. до 8192 кбит/с, то длительность каждого символа будет уменьшена в 4 раза. Это значит, что вместо прежних восьми символов в каждом канале размещаются новые 32 символа. Эти 32 символа соответствуют четырем восьмиэлементным кодовым группам (каналам). Длительность четырех новых временных каналов равна длительности одного исходного (неуплотненного) канала с . Это значит, что вместо исходных 32 каналов в тракте можно получить 128 временных канала, что соответствует увеличению скорости до 8192 кбит/с.

Символы кодовой группы можно передавать не только последовательно, но и параллельно. Построив схему взаимосвязанных информационно запоминающих устройство ИЗУ, можно произвести отдельно запись символа каждой кодовой группы всех 32-х каналов тракта. Запись каждого символа кодовой группы по отдельности позволяет передавать в течение длительности τ одной кодовой группы кодовые группы восьми каналов по отдельным путям. В этом случае за время одного цикла 125 мкс передается в восемь раз больше кодовых групп, т.е. 256.

Совместное использование первого и второго способ увеличения скорости передачи в тракте (увеличение скорости передачи в 4 раза первым способом и переход на параллельное распределение 8 символов кодовых групп каждого канала вторым способом) позволяет за время одного цикла в 125 мкс получить на каждом из тридцать двух канальном интервале длительностью 3,9 мкс новые 32 канала, а всего в тракте 1024 канала (32 канала исходных х 4 х 8).

Рис. 7.8. Увеличение скорости передачи в тракте

путем параллельной передачи КИ

Л Е К Ц И Я 8

Пространственная и временная коммутация. БВП и БВК. Коммутационное поле ЦСК. Структура потока Е1

Информация, передаваемая в системах коммутации ЦСК, формируется в единый групповой цифровой сигнал. Длительность канального интервала составляет 3,9 мкс. Кодовые слова отдельных каналов следуют непрерывно друг за другом, поэтому в системах ЦСК необходимо осуществлять тактовую и цикловую синхронизацию.

Коммутационное поле любой системы ЦСК состоит из коммутационных блоков двух структур: блоков пространственной коммутации (БПК) и блоков временной коммутации (БВК).

БПК (рис.8.1а.) предназначен для синфазной коммутации каналов определенных входящей и исходящей уплотненных соединительных линий УСЛ, то есть служит для соединения одноименных каналов разных УСЛ. При пространственной коммутации временных каналов могут иметь место внутренние блокировки, что приводит к появлению потерь, т.е.

Рис.8.1 Блок пространственной коммутации БПК

а) условное обозначение блока;

б) пространственный эквивалент БПК

отказам в установлении соединений, если в требуемой исходящей УСЛ нет свободного временного канала, одноименного с каналом входящей линии, для которого устанавливается соединение. Для устранения внутренних блокировок в случае необходимости можно осуществить сдвиг (перенос) информации входящего канала в другую временную позицию исходящего канала. Сдвиг информации из одной временной позиции в другую осуществляется в коммутационном поле в двух направлениях передачи и называется временной коммутацией.

БПК (рис.8.1б.) можно представить как пространственный коммутатор на Nвх и Мисх УСЛ, содержащих по n-каналов. Вентили открываются в соответствии с временной последовательностью от управляющего комплекса (УК).

БВК (рис.8.2.) предназначен для асинфазной коммутации временных каналов, то есть для перегруппировки временных каналов в УСЛ.

Рис.8.2. Блок временной коммутации (NхN)

За входящей линией закрепляются информационные запоминающие устройства (ИЗУ). 1 тракт - 32 слова по 8 бит каждое. Информация в ячейках ИЗУ может храниться в течение времени, не превосходящего одного цикла. Если необходимо в данной УСЛ скоммутировать канал i с каналом j, то информация, хранящаяся в ячейке i ИЗУ должна считываться в момент t_j, соответствующий j-му временному интервалу в цикле. То есть информация в i-ом ИЗУ задерживается на такое время, пока на выходе не появится j-й временной интервал. При полнодоступном включении БВК информация, хранящаяся в любой ячейке ИЗУ, должна считываться в любой из n временных интервалов.

Коммутационные поля разных систем ЦСК, также как и коммутационные поля, ранее рассмотренных аналоговых систем коммутации, представляют собой многоступенчатые, многозвенные структуры. Звенья коммутационных полей обозначаются: при реализации на основе блоков БПК – типом П, а при реализации на основе блоков БВК – типом В.

На основе БПК и БВК можно строить коммутационные поля различных структур. Можно построить КП на основе только БПК или только БВК. Более экономичным будет вариант комбинированного использования. Поле может быть двухзвенным П-В или В-П, трехзвенным П-В-П или В-П-В, а также многозвенным с разным сочетанием блоков БВК и БПК. Число звеньев П и В, а также их чередование зависят от емкости станции, поступающей нагрузки, сетевого окружения и ряда других факторов.

Ниже приводятся примеры возможных структур полей систем ЦСК.

В-П-В - поле систем коммутации DTS, NEAX-61, DX-200.

В-П-П-П-В – системы коммутации EWSD (Нем.Сименс).

П-В – системы коммутации S-12 (Нем.Алкатель).

Рассмотрим коммутационное поле типа В-П-В (рис.8.3.). Для соединения между собой любых линий или любых временных каналов в коммутируемых линиях необходимо не только осуществлять пространственную коммутацию линий в пространственном коммутаторе, но и коммутацию во времени (временную коммутацию), то есть перестановку во времени каналов. Для этой цели предусматриваются запоминающие устройства, называемые информационной памятью ИП_А и ИП_С. ИП позволяют записать приходящие разговорные сигналы в виде 8-битовой кодовой группы сигнала и передать (считать) их далее в произвольной временной позиции. Количество блоков ИП_А равно числу входящих уплотненных линий, ИП_С - исходящих уплотненных линий. Число ячеек в каждом блоке ИП_A и ИП_С равно числу временных каналов. Информация, поступающая по i-му каналу, записывается в i-ую ячейку ИП_А (ИПс). Считывание может производиться в любой другой временной позиции, поэтому блок ИП по своему действию эквивалентен схеме коммутатора (информация переносится из любого входящего канала в любой исходящий).

Каждому звену коммутации (временному или пространственному) - соответствуют периферийные УУ, называемые управляющей памятью временной коммутации (УПВ_А, УПВ_С) и управляющей памятью пространственной коммутации (УППв). Каждый такой блок также содержит 32 ячейки, куда по команде ЦУУ узла коммутации (ЦУУ УК) заносится информация о номерах ячеек ИП или номере группового электронного контакта ГЭК пространственного коммутатора ПК. ГЭК размещены в точках коммутатора ПК и могут замыкаться в любой временной позиции.

В П В

Рис.8.3. Коммутационное поле ЦСК типа В – П – В

Рассмотренную схему можно представить в виде пространственного эквивалента (рис.8.4.) - трехзвенной схемы, в которой на звеньях А и С осуществляется временная коммутация, а на звене В - пространственная коммутация уплотненных линий. Звено пространственной коммутации состоит из n=32 коммутаторов. Число входов и выходов каждого коммутатора соответственно равно числу входящих и исходящих уплотненных линий.

По способу организации промежуточных путей коммутационные поля ЦСК могут быть однородными и неоднородными. В однородных полях все внутристанционные пути (каналы) между входами КП и его выходами проходят через одинаковое число звеньев соединения. В неоднородных полях внутристанционные соединительные пути содержат разное число звеньев. Выбор кратчайшего соединительного пути в неоднородных полях зависит от состояния поля в момент установления соединения. При этом сначала отыскиваются кратчайшие пути, содержащие меньшее число звеньев соединения, если такие пути отсутствуют, то производится поиск пути через большее число звеньев.

Рис.8.4. Пространственный эквивалент трехзвенного коммутационного поля ЦСК типа В – П – В

Однако, по мере снижения стоимости элементов памяти, на которых реализуется коммутационное оборудование ЦСК, большое распространение будут получать однородные структуры коммутационных полей ЦСК.

Различают двухсторонние и односторонние КП. В первом случае на вход КП включают только передающую часть канала, а в выходы – приемную часть. Такое поле называют разделенным (рис.8.5,а). Во втором случае и передающую и приёмную части линий включают на вход КП. Такое коммутационное поле называется свёрнутым (рис.8.5,б).

Рис.8.5.Разновидности КП

а) разделенное; б) свернутое

В системах ЦСК используется четырёхпроводная коммутация, при которой организуются два пути: между передающей частью временного канала вызывающего абонента и приёмной частью канала вызываемого абонента (прямой путь) и от передающей части канала вызываемого абонента к приёмной части канала вызывающего абонента (обратный путь). Эта особенность накладывает отпечатки на способ включения линий в КП. Для разделения прямого и обратного путей могут использоваться временной и пространственный принципы.

При временном разделении можно для прямого и обратного путей использовать два канальных интервала, по одному в каждой половине цикла. Для этой цели в общей цепи должна быть включена схема задержки, которая задерживает интервал на время половины цикла и тогда в общем тракте можно выделить один канальный интервал для передачи и приема разговорных сигналов каждого абонента.

При пространственном принципе парной взаимосвязи прямого и обратного путей, разговорный сигнал от вызывающего абонента во временном интервале i поступает в общую цепь, в которую включено сдвигающее устройство СУ. С помощью этого СУ сигнал вызывающего абонента коммутируется в другой временной интервал j и передается в этом интервале вызываемому абоненту. Разговорный сигнал от вызываемого абонента к вызывающему во временном интервале j поступает в другую общую цепь и, с помощью СУ второй цепи, коммутируется во временной интервал i и подаётся в этом интервале абоненту А.. Наличие СУ в каждой общей цепи позволяет одновременно управлять вентилями обоих общих цепей во временном интервале i и во временном интервале j .

Примером коммутации прямого и обратного путей в КП типа В - П – В с неразделенной структурой может служить коммутационное поле системы EWSD, которое является симметричным разделенным (рис.8.6.).

Л Е К Ц И Я 9

Управляющие устройства УУ систем коммутации.

УУ декадно-шаговых и координатных систем

9.1. Общие сведения

Установление соединения между входом и выходом коммутационного поля узла коммутации осуществляется под воздействием сигналов, поступающих в управляющие устройства. Управляющие устройства (УУ) взаимодействует с приборами коммутационного поля, а также с линейными и станционными комплектами.

Структура УУ зависит от типа системы коммутации, от способа управления установлением соединения и от способа установления соединения.

По назначению УУ можно подразделить:

- УУ для приёма и выдачи адресной информации;

- УУ для выполнения коммутации.

Ниже перечисляются основные функции управляющих устройств:

- прием сигналов управления от линейных и станционных комплектов, а также от приборов коммутационного поля;

- распределение этих сигналов по отдельным функциональным блокам ФБ управляющего устройства;

- определение состояния коммутационных полей (приборов) и линий;

- выбор соединительного пути между входом и выходом в коммутационном поле или отдельной его части;

- включение коммутационных приборов (коммутационных элементов), соответствующих выбранному соединительному пути;

- выдача команд для посылки абонентам акустических сигналов на отдельных этапах установления соединения (СС, СЗ, КПВ, ПВ).

Кроме того, УУ в отдельных случаях могут выполнять и другие операции, предусмотренные на том или другом коммутационном узле (КУ). Например: операции приоритетного обслуживания, предоставление ДВО, учет Т_Р, учет, нагрузки У_Эрл, учет потерь Р.

Последовательность выполнения операций управляющим устройством называется алгоритмом.

По степени централизации и количеству обслуживаемых линий УУ могут быть: индивидуальными, групповыми, общестанционными,

децентрализованными, распределенными по иерархии.

Индивидуальные УУ используются в системах с непосредственным управлением (ДШ). Групповые, общестанционные, децентрализованные и распределенные по иерархии УУ используются в системах с обходным способом установления соединений (К, КЭ, Э, ЦСК).

Число коммутационных приборов или количество линий, которое может обслужить УУ, зависит от целого ряда факторов. Основные факторы - это алгоритм и время работы УУ по обслуживанию одного вызова, а также структура коммутационного поля, элементная база и временные параметры коммутационных элементов, на которых реализуются коммутационное поле и УУ, а также продолжительность работы приборов коммутационного поля при обслуживании вызова.

Управляющие устройства представляют собой набор разных функциональных блоков ФБ, выполняющих определенные функции. Количество ФБ и организация связей между ними зависит от типа системы, способа управления установлением соединения, способа установления соединения, степени централизации УУ, режима коммутации и элементной базы (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Организация связей между УУ в системах разного типа

Кроме того, определяющими факторами типа и структуры УУ являются:

- способы управления коммутационными приборами (непосредственное и косвенное, т.е. регистровое);

- способы установления соединений (прямой и обходный).

УУ подразделяются на две группы:

- УУ для управления процессом коммутации (маркёры, ЭУМ, процессоры и т.д.);

- УУ для приема и выдачи адресной информации (регистры разного типа и назначения, приемники и датчики и т.д.).

9.2. Управляющие устройства декадно-шаговых систем

ДШ системы – это системы с индивидуальными управляющими устройствами. Установление соединения в таких системах происходит при непосредственном управлении и прямом способе установления соединения. Каждый прибор коммутационной системы имеет свое индивидуальное управляющее устройство (рис.9.2).

Информация об адресе устанавливаемого соединения поступает непосредственно в индивидуальное управляющее устройство соответствующего коммутационного прибора и установление соединение происходит одновременно с выбором требуемого выхода поля (прямое соединение).

Управляющие устройства в этих системах имеют рассредоточенные функциональные связи, а алгоритм их работы задается манипуляциями абонента (снятие микротелефонной трубки, набор номера). На рис.9.2. приведена схема АТС декадно-шаговой системы. Недостатком такого типа УУ является непроизводительная работа УУ и громоздкость системы.

Кроме этого, в таких системах большое время установления соединения, которое определяется скоростью манипуляций абонента и относительно большими временными параметрами простейших электромеханических приборов (шаговые и декадно-шаговые искатели, электромагнитные реле типа РПН).

9.3. Управляющие устройства координатных систем

Модернизация управляющего оборудования систем коммутации шла по пути постепенного перехода от индивидуальных управляющих устройств к групповым (регистры, маркеры). Этот тип управляющих устройств (УУ) обслуживает не индивидуальную линию (прибор), а группу линий, т.е. происходит постепенная централизация устройств управления. Степень централизации во многом зависит от быстродействия элементной базы управляющего оборудования и надёжности их работы.

Коммутационное поле в координатных системах коммутации реализовано на многократных координатных соединителях (МКС), в которых из-за конструктивных особенностей непосредственное управление и прямой способ установления соединения использовать невозможно. Поэтому в этих системах используется обходный способ установления соединения и косвенное (регистровое) управление установлением соединения.

В координатных системах управление и установление соединения разделены по времени: сначала принимается адрес устанавливаемого соединения, а затем по этому адресу осуществляются соединение.

Координатные коммутационные системы характеризуются наличием УУ двух типов: регистров и маркеров.

В координатных системах используются управляющие устройства с разной степенью централизации. Так маркеры в координатных системах АТС обслуживают коммутационный блок, а в координатной АМТС типа

ARM – 20 обслуживают все коммутационное поле системы. Рассмотрим общие принципы построения регистров и маркеров.

УУ типа регистры и маркеры состоят из отдельных функциональных блоков ФБ, количество которых зависит от выполняемых функции коммутационного блока и режимов коммутации. Связь между ФБ УУ АТСКУ осуществляется через жесткие связи. В квазиэлектронных системах используются связи через программные устройства.

Регистры. Рассмотрим назначение и структуру управляющего устройства типа регистр на примере простейшей схемы пятизначного абонентского регистра. Регистры это УУ, предназначенные для выдачи абоненту сигнала разрешения на набор номера, приема и запоминания адресной информации с последующей выдачей его в управляющие устройства для коммутации тракта. Выдача информации может осуществляется кодированным или не кодированным способом.

В системах коммутации используются следующие типы регистров:

- абонентские АР и АРБ;

- исходящие ИР;

- входящие ВР;

- промежуточные ПР;

- кодовые (на транзитных коммутационных узлах - КР);

- приемники тонального набора ПТН, приемники и датчики сигналов управления ПДСУ, групповые устройства и т.д.

Подключение регистров может осуществляться через коммутационное поле, или с помощью ступени регистрового искания, или посредством жесткого закрепления групп регистров за группами линий.

Упрощенная функциональная схема пятизначного регистра для аналоговых систем коммутации приведена на рис. 9.3.

Рис.9.3.Схема пятизначного регистра

Схема регистра содержит следующие основные узлы (ФБ):

- устройство приема информации (УПИ);

- счетное устройство для определения количества импульсов в каждой серии (СУ);

- переключающее устройство серий (П);

- запоминающее устройство – фиксатор цифр ЗУ;

- устройство выдачи информации (УВИ);

- кодовый приемопередатчик для выдачи информации кодированным способом;

- датчик батарейных импульсов для выдачи информации не кодированным способом.

Поступающая на вход регистра информация представляет последовательность импульсов, которая воспринимается УПИ и передается в СУ. В зависимости от принятой цифры СУ устанавливается в соответствующее состояние и через переключающее устройство П передает информацию о принятой цифре в ЗУ1. После приема первой цифры и выдачи её в ЗУ1 счетное устройство СУ возвращается в исходное состояние и готово к приему второго знака. По окончании приема первой цифры подключающее устройство П переключается во 2 положение подключая тем самым ЗУ2 для записи информации о второй цифре. Вторая цифра принимается в УПИ и через П заносится в ЗУ2. Третья цифра заносится в ЗУ3 и т.д. Как правило, информация о последней цифре номера не передается в ЗУ, а запоминается счетной схемой СУ, которая выполняет функции ЗУ для последней цифры номера.

Запоминающие устройства связаны с устройством выдачи информации (УВИ). УВИ, получая сигналы запроса из УУ – маркеров, последовательно выдает информацию в УУ о требуемых цифрах номера в кодированном или не кодированном виде.

Маркёры. Коммутация тракта осуществляется с помощью управляющих устройств типа маркеры по информации, получаемой ими из регистров. Маркеры предназначены для управления установлением соединения на отдельной ступени искания или в коммутационном блоке. Структура маркеров, длительность обслуживания одного занятия зависят от ряда факторов: элементной базы поля, количества обслуживаемых линий, режима искания и т.д. УУ такого типа используются в координатных коммутационных система и предназначены для обслуживания линий коммутационного блока.

УУ такого типа состоит из отдельных функциональных блоков ФБ. Количество ФБ зависит от функций, выполняемых коммутационным блоком и режима коммутации. Связь между ФБ осуществляется через жесткие связи.

Структура маркера в режиме свободного искания АИисх. приведена на рис.9.4.

При снятии абонентом микротелефонной трубки АК переходит в состояние поступления вызова и передает эту информацию в АО. После определения номера вызывающей абонентской линии начинает работать пробное устройство ПУ, и поскольку при исходящей связи режим искания свободный, то ПУ приступает к обусловленной пробе всех доступных промежуточных и исходящих линий. Проба завершается положительно, при условии, что есть соответствующие свободные промежуточные и исходящие линии. Выбор конкретного тракта осуществляется с помощью устройств РП (распределители преимуществ). По завершении обусловленной пробы выдается команда на включение электромагнитов МКС звеньев А и В и маркер освобождается. Время обслуживания вызова 200-300 мс.

Если соединение между входом и выходом не устанавливается по технической причине и маркер задерживается на длительное время

(более 0, 6 с при времени обслуживания вызова 200 ¸300 мс), то с помощью устройства ограничения времени занятия ОВЗ, маркер принудительно освобождается.

В режиме группового искания входящая линия должна быть подключена к любой свободной линии из выбранной группы. Следовательно, в этом случае появляется задача выбора группы линий на первом этапе, а уже следующим этапом занимается любая свободная линия из выбранной группы. Структурная схема УУ в режиме группового искания МГИ представлена на рис.9.5.

МГИ содержит определитель входов ОВ для определения номера входящей линии. Кодовый приемопередатчик КПП служит для запроса и приема информации из регистра. Фиксатор номера ФН служит для определения номера направления и содержит ОКН – определитель количества знаков кода направления; Н – фиксатор номера направления; ПГЛ – переключатель группы линий при выборе направления с разной доступностью Д = 20, 40, 60; ПУ – пробное устройство для обусловленной пробы промежуточных и исходящих линий.

Маркер блока ГИ отмечает номер входящей вызывающей линии с помощью определителя ОВ и подключает к ней КПП. Из маркера в регистр посылается кодированный управляющий сигнал для выдачи информации о первой или следующей цифре номера. Выдаваемая из регистра цифра принимается КПП маркера и фиксируется в расшифрованном виде в ОКН. КПП имеет связь с определителем количества знаков кода направления ОКН, который определяет достаточность одной цифры для выбора требуемого направления или необходимости приема из регистра следующей цифры номера. В последнем случае КПП посылает в регистр управляющий сигнал для запроса следующей цифры. Поскольку маркеры ГИ могут выбирать направление по коду, состоящему из одной, двух или трёх цифр, то в регистр может передаваться несколько последовательных сигналов (запросов) для выдачи цифр кода направления.

После приема всех цифр кода требуемого направления срабатывает соответствующее реле направления Н, которое подключает к пробному устройству ПУ группу исходящих линий выбранного направления. Пробное устройство ПУ производит одновременную пробу всех промежуточных линий, доступных вызвавшему входу и группу исходящих линий выбранного направления. В результате обусловленного искания выбирается свободная исходящая линия требуемого направления, которая может быть соединена с входом блока через свободную в данный момент доступную промежуточную линию. Выбор одной из множества свободных линий осуществляется в соответствии с положением РП.

В маркере МГИ, в фиксаторе направления ФН, предусмотрено устройство ПГЛ – переключатель групп линий. ПГЛ служит для организации пробы в направлениях доступностью Д = 20, 40, 60. Поскольку ПУ содержит 20 пробных реле, то в процессе обусловленного искания может одновременно опробываться только 20 линий. Если в процессе обусловленного искания пробные реле не сработали, а Д = 40 или 60, то с помощью ПГЛ к ПУ подключаются другие 20 линий этого направления или следующие 20 линий.

После выполнения функций ПУ включаются цепи соответствующих выбирающих и удерживающих электромагнитов для осуществления соединения и маркер освобождается. Время обслуживания одного вызова маркёром МГИ равно 450–650 мс. Удержание тракта осуществляется по проводу «d» из схемы ИШК. Функциональные блоки ОВЗ и РП в схеме маркера выполняют такую же функцию, как и в маркере МАИисх. режима свободного искания.

В режиме вынужденного искания на последней ступени искания входящая линия должна быть подключена к строго определенной абонентской линии на выходе (в соответствии с набранным адресом).

Работа УУ в этом режиме аналогична режиму группового искания с той лишь разницей, что входящую линию требуется подключить не к свободной линии из группы, а к строго определенной единственной абонентской линии на выходе коммутационного блока. Эта линия отыскивается в соответствии с адресом абонента.

На ступенях коммутации или коммутационном поле в целом, могут использоваться функциональные управляющие устройства. Так на ступени абонентского искания в АТСКУ при входящей связи используются функциональные управляющие устройства в режиме линейного искания.

Тысячный блок АИ при организации входящей связи имеет четырехзвенную структуру (рис.9.6.) и комплектуется из 10 блоков АВ и 3 ¸ 4 блоков СД. Между каждым маркером из 3 ¸ 4 блоков СД и маркером каждого из 10 блоков АВ организуется функциональная связь.

Функциональные УУ используются и в системе ARM – 20.

В междугородной системе ARM – 20 (рис.9.7.) используется коммутационное поле типа “единое поле междугородных соединений МС” и централизованное функциональное управляющее устройство, состоящее из двух частей:

– ММ – маршрутный маркер выполняет функции поиска выхода в требуемом направлении;

– М – выполняет функции коммутации входящей линии или канала на исходящую линию, или канал.

Между М и ММ организуется связь функциональная связь взаимодействия управляющих устройств, выполняющих разные функции при коммутации входа с выходом через единое коммутационное поле междугородных соединений.

9.4. Обмен информацией между управляющими устройствами

В зависимости от типа коммутационной системы управляющие устройства могут быть индивидуальными, групповыми, функциональными или общестанционными (централизованными).

Индивидуальные УУ используется в системах раннего поколения типа ДШ АТС. Эти системы характеризуются непосредственным управлением и прямым способом установления соединений, т.е. соединение производится одновременно с выбором соединительного пути. Набираемая адресная информация поступает непосредственно в приемное устройство индивидуального УУ. В системах такого типа число индивидуальных УУ определяется количеством коммутационных приборов.

В системах последующих поколений координатных, квазиэлектронных, электронных и цифровых установление соединения осуществляется с помощью двух разновидностей УУ регистров и маркеров (системы координатные) или приемники (датчики) информации и ЦУУ (в квазиэлектронных и электронных системах).

Поэтому возникает вопрос о взаимодействии УУ. Например, в координатных системах два типа УУ (регистры и маркеры) взаимодействуют тремя способами:

- «импульсный челнок»;

- «импульсный пакет»;

- безынтервальный способ.

а) “импульсный челнок” - при этом способе информация каждой цифры выдается из регистра только по запросу маркера. Этот способ хорошо использовать на сложных сетях, когда требуется накопленную информацию использовать несколько раз;

б) “импульсный пакет” - по сигналу “запроса” выдается несколько накопленных кодовых комбинаций. За время интервала (следующий запрос) приемное устройство настраивается на прием очередной кодовой комбинации;

в) “безынтервальный импульсный пакет”, при котором выдача информации осуществляется без интервалов. Распознавание принятой информации на приемном конце основано на смене комбинаций. В случае если должна быть передана комбинация повторяющихся цифр, то комбинация каждой четной повторяющейся цифры заменяется на служебную комбинацию N 12 «Повторение « (частоты f₁и f₁₁).

В системах АТСКУ принят способ взаимодействия между УУ «импульсный челнок», который напоминает прямые и обратные движения челнока и осуществляется следующим образом (рис. 9.8.):

Рис. 9.8. Обмен информацией между регистром и УУ

По окончании записи адресной информации из регистра происходит «занятие» маркера I ГИ, откуда с помощью КПП формируется в сторону регистра сигнал «запроса» 1 цифры. Затем маркер I ГИ перестраивается на прием для получения первого знака набранного номера. При необходимости приема в МIГИ второго и третьего знаков, «запрос» и «прием цифры» осуществляется аналогично приему первого знака.

9.5. Кодирование сигналов

В процессе установления соединения, управляющие устройства, выполняющие коммутацию, обмениваются информацией с устройствами приема и выдачи информации (регистрами, передатчиками и приемниками номера). Для ускорения процесса обмена, информация между устройствами коммутации и устройствами приема номера кодируется различными признаками.

Так в системе АТСКУ регистр и маркеры обмениваются информацией, закодированной частотами разговорного спектра кодом «2 из 5» и «2 из 6». Для образования элементарных сигналов в этих кодах используются соответственно пять или шесть частот, а для образования кодовой комбинации две частоты из пяти или шести. Возможное число кодовых комбинаций в многочастотных кодах определяется числом сочетаний.

m !

C_m =

n ! (m-n) !

где m – число элементарных сигналов (в данных кодах пять или шесть);

n – число элементарных сигналов в каждой кодовой комбинации (две в рассматриваемом случае).

Для кода «2 из 5»: 5 !

C₅ = = 10

2 ! (5-2) !

Для кода «2 из 6»:

6 !

C₆ = = 15

2 ! (6-2) !

Код «2 из 6» является продолжением кода «2 из 5».

С целью ускорения передачи информации две частоты каждой комбинации многочастотных кодов посылаются одновременно. Длительность комбинации составляет 40 ÷50 мс в соответствии с временем срабатывания элемента приемного устройства (реле).

Значения элементарных сигналов 6 частот: 700гц, 900Гц, 1100Гц, 1300Гц, 1500Гц и 1700Гц. Индексы шести частот fо, f1, f2 f4 f7 и f0 выбраны так, что их сумма дает цифру, соответствующую кодовой комбинации (за исключением цифры 0).

Для цифры «1» - это частоты fо и f1; для цифры «7» - fо и f7; и т.д.

Многочастотные коды «2 из 6» и «2 из 5» относятся к самопроверяющимся кодам, поскольку они позволяют с помощью несложной релейной или электронной схемы, установленной в приемнике, выявить ошибки при передаче (например, отсутствие одной из двух частот). Это позволяет сделать повторный запрос неправильно принятой цифры и тем самым повысить достоверность передачи.

В многочастотном коде используются частоты разговорного спектра, поэтому этот код можно применять для передачи сигналов по линиям, оборудованным системами передачи. Частоты вырабатываются

электронными генераторами. Кодирование сигналов осуществляются релейными схемами регистров и управляющих устройств (маркеров).

Л Е К Ц И Я 10

Управляющие устройства квазиэлектронных

и цифровых систем коммутации

10.1. Управляющие устройства квазиэлектронных систем

В коммутационных системах имеющих электронные управляющие устройства, время обслуживания одного вызова измеряется микросекундами. Такие УУ отличаются высоким быстродействием по сравнению с УУ типа «маркеры». Это позволило использовать электронные УУ для создания общестанционных централизованных УУ, имеющих принцип построения ЭВМ и называемых ЭУМ (электронно-управляющие машины).

ЭУМ взаимодействуют с приборами коммутационного поля и линейными комплектами, поэтому для согласования сигналов управления по быстродействию и мощности между ЭУМ и оборудованием, которым оно управляет, устанавливаются согласующие периферийные управляющие устройства ПУУ.

Для уменьшения времени занятия ЭУМ часть ее функций может быть возложена на ПУУ. С целью обеспечения надежности работы в системах коммутации ЭУМ дублируются, т.е. используется управляющее устройство типа «двухмашинный комплекс». На рис. 10.1 представлена схема АТСКЭ с двумя ЭУМ.

Рис.10.1. Структурная схема системы с ЭУМ.

Взаимодействие ЭУМ с коммутационным полем системы и комплектами, подключенными к полю системы, осуществляется через периферийные управляющие устройства ПУУ. Связь ЦУУ (ЭУМ) с ПУУ осуществляется через систему периферийных шин. Шиной называется совокупность электрически независимых цепей (проводов), предназначенных для одновременной передачи одного слова информации. Число цепей в шине равно длине передаваемого «слова».

Различают, как правило, три вида периферийных шин (рис. 10.2.):

командные, ответные и адресные. Командные шины служат для передачи из ЦУУ команд на выполнение определенных операций. После выдачи «команды» ЦУУ должно получить ответную информацию. Эта ответная информация передается из ПУУ в ЦУУ по ответным шинам. Адрес нужного периферийного устройства поступает из ЦУУ через адресные шины.

Рис. 10.2. Организация связи ЦУУ с ПУУ.

На рис.10.3. для примера приведена схема двухмашинного комплекса управляющего устройства квазиэлектронной системы Кварц

Рис. 10.3. Схема УУ квазиэлектронных систем

10.2. Управляющее устройство ЦСК

Управляющие устройства являются одним из основных видов оборудования любой автоматической системы распределения. Общим назначением управляющего оборудования является управление процессом обслуживания потока поступающих вызовов с целью установления соединения между входом и выходом.

Существует большое разнообразие видов управляющих устройств. Каждая новая система коммутационного узла (КУ) - это новый вид УУ.

Использование бесконтактных элементов позволило повысить скорость работы УУ. При этом оказалось возможным перейти на новые способы управления процессами обслуживания вызовов - программные способы.

В цифровых системах коммутации ЦСК управление процессом установления соединения осуществляется УУ типа «процессор», которое может быть централизованным, полностью распределенным или распределенным по иерархии. Функции, выполняемые процессорами такие же, как и функции УУ других типов систем. Эти УУ отличаются высокой скоростью и надёжностью.

Программное управление (ПУ) предполагает наличие центрального управляющего устройства, в которое закладывается заранее заданная программа работы КУ. Программное управление может быть записанным и замонтированным. Наиболее гибким и наиболее распространенным является способ управления по записанной программе.

Наряду с большими достоинствами ПУ высокая степень централизации управляющего оборудования приводит к необходимости принятия мер по обеспечению надежности действия ЭУМ. Это достигается за счет применения высоконадежных электронных элементов и разветвленного резервирования, что значительно удорожает стоимость управляющего оборудования.

За последние годы в связи с бурным развитием электронной и вычислительной техники наметилась тенденция к частичной и полной децентрализации управляющего оборудования КУ с записанной программой.

Например, УУ системы EWSD представляет собой координационный процессор, который эффективно взаимодействует с блоками УУ децентрализованного управления в отдельных подсистемах (СР – центральный процессор, GP – групповой процессор, DLUC – УУ абонентского модуля и т.д.).

УУ системы S-12 (Алкатель) полностью распределенное, то есть, нет необходимости децентрализованного управления коммутационным полем. Основа системы цифровой коммутации элемент ЦКЭ, управляемый через свои коммутационные порты.

УУ любой системы ЦСК представляет собой ряд подсистем, за которыми закреплены определенные функции. Эти подсистемы физически реализуются в виде микропроцессорного комплекса, либо в виде ЭВМ, в которой роль подсистем выполняют отдельные программы. В общем виде УУ можно представить в виде следующих подсистем:

- УУ абонентских комплектов АК;

- УУ коммутационного поля КП;

- УУ частотных приемопередатчиков (УУПП);

- УУ общего канала сигнализации ОКС;

- УУ исходящих линейных комплектов;

- УУ входящих линейных комплектов;

- менеджер приемопередатчиков (МПП);

- маршрутизатор (МРШ);

- банк данных (БД);

- диспетчер задач (ДЗ).

В общем виде структура УУ ЦСК представлена на рис.10.4.

Рис.10.4. Управляющее устройство ЦСК

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.

Работа ЦСК 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 ДЗ. ДЗ проверяет корректность и полноту данных и заносит их в БД для дальнейшего использования в процессе обслуживания вызовов. Изменения в БД осуществляются точно также.

Алгоритм работы УУ в процессе установления внутристанционного соединения абонента с частотным набором:

1. Вызов в АК через ШДУ извещает УУ АК. УУ АК по МГИ обращается в БД. 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, запрашивает свободный ПРМЧ и получает номер УУ АК, связывается с УУ ПП и извещает его, куда нужно отсылать поступившие 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 выдается сигнал “СС”.

4. УУ АК заводит таймер на ожидание набора 1Ц, обращаясь к ДЗ.

5. Поступление 1Ц в ПРМЧ фиксирует УУ ПП и отсылает его в УУ АК.

6. УУ АК заносит цифру в РВ, обращается в УУ КП с запросом об отсоединении “СС” и в ДЗ с запросом об окончании таймирования ожидания первой цифры и таймирует время ожидания набора второй цифры.

7. УУ АК пересылает 1Ц в МРШ, который определяет пункт назначения. Если нет направления, начинающегося с такой цифры, то МРШ извещает об этом УУ АК, который организует разъединение абонента. Допустим код свой ЦСК - 2 знака. Процесс приема цифр МРШ продолжается. После получения МРШ от УУ АК второй цифры он определяет, что соединение внутристанционное.

8. Последняя цифра поступает в МРШ, МРШ запрашивает БД сведения об аб.В. Если входящее соединение к нему возможно, то МРШ извещает об этом УУ АК абонента В. УУ АК абонента В заводит РВ на абонента В, переписывает в него из БД все свойства абонента В, высылает в УУ АК абонента А координаты УУ АК абонента В. УУ АК абонента А извещает УУ АК абонента В о продолжении обслуживания вызова.

9. УУ абонента В выдает команду на выдачу сигнала ПВ, запрашивает УУ КП о проключении КПВ абоненту А, заводит таймер на ожидание ответа абонента В.

10. Ответ абонента В определяет АК абонента В и по ШДУ извещает УУ АК, которое отключает ПВ и обращается к УУ КП отключить КПВ от абонента А и создании разговорного тракта. УУ АК - В извещает УУ АК - А об установлении соединения. С этого момента УУ АК - А таймирует Тр, обращаясь к ДЗ о высылке тарификационных импульсов. Каждый импульс заносится в РВ абонента А.

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

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

Л Е К Ц И Я 11

Особенности и принципы построения декадно-шаговых и

координатных систем

11.1. Общая структура коммутационного узла – системы коммутации

Коммутационный узел (КУ) представляет собой структуру, состоящую из коммутационного поля, управляющего устройства и линейных комплектов.

На телефонных сетях в настоящее время функционируют системы коммутации - распределения четырех поколений. Наиболее ранний тип КУ - это системы декадно-шаговые, морально и технически устаревшие, но пока функционирующие на некоторых городских телефонных сетях. Принцип построения любой коммутационной системы представлен на рис.11.1.

Рис.11.1. Обобщенная структура коммутационного узла

Коммутационное поле системы КП представляет собой ту часть КУ, которая позволяет соединить входящий и исходящий линейный комплекты разного назначения. Соединение входа с выходом осуществляется посредством управляющего устройства (УУ). В зависимости от элементной базы, на которой реализуются КП, УУ и ЛК различают следующие разновидности систем коммутации: декадно-шаговые ДШ, координатные АТСКУ, квазиэлектронные КЭ и цифровые системы коммутации ЦСК.

11.2. Декадно-шаговые системы

Коммутационное поле АТС ДШ комплектуется из отдельных ступеней искания. Число ступеней искания зависит от емкости КУ, структуры сети, сетевого окружения и содержит ступени: ПИ (предварительного абонентского искания при исходящей связи), от одной до пяти ступеней ГИ (группового искания), ступени ЛИ (линейного абонентского искания при входящей связи).

Все ступени однозвенные, реализованы на искателях типа ШИ и ДШИ. Управляющие устройства (УУ) - индивидуальные, выполнены на реле типа РПН.

Способ управления установлением соединения - непосредственный.

Способ установления соединения - прямой.

При емкости сети N= 80000 номеров АТС ДШ содержит три ступени ГИ. Нумерация абонентских линий пятизначная.

Режимы коммутации: на ступени ПИ - свободный, на ступенях ГИ - групповой, на ступени ЛИ - вынужденный (или линейный).

Знаки набираемого номера распределяются так:

- на каждой из трёх ступеней ГИ по одному знаку,

- на ступени ЛИ - два знака, так как в коммутационном 100-линейном поле требуется отыскать определенную линию вызываемого абонента.

В зависимости от ёмкости и структуры сети число ступеней ГИ может быть до пяти.

Первая и последняя ступени на входе и на выходе схемы АТС связаны с абонентскими линиями. Количество приборов на ступени ПИ определяется емкостью АТС. Количество приборов ЛИ зависит от интенсивности входящего потока вызовов. Первая и последняя ступени, соответственно ПИ и ЛИ, располагаются в автозале рядом для каждой задействованной сотни оконечных терминалов.

Построение РАТСДШ емкостью 10000 номеров можно изучить по схеме организации межстанционной связи (Рис.11.2.) между АТС ДШ – 2 и АТС ДШ – 3 на сети построенной по принципу «каждая с каждой». Нумерация абонентских линий пятизначная. На ступенях 1ГИ осуществляется выбор требуемой АТС ДШ. На ступенях IIГИ каждой АТС ДШ осуществляется выбор требуемой тысячной группы и на ступени III ГИ осуществляется выбор требуемой сотни. На ступени ЛИ осуществляется избирательность нужной абонентской линии

Межстанционная исходящая связь на сети с пятизначной нумерацией организуется включением пучков исходящих соединительных линий в соответствующие декады приборов ступени 1ГИ. Входящие соединительные линии включаются на вход приборов ступени ПГИ.

Рис.11.2. Структура АТС ДШ на 10000 номеров и организация связи между РАТС ДШ на сети ёмкостью до 80000 номеров

11.3. Координатные системы

Эксплуатация АТС ДШ выявила их существенные недостатки, т.к. основной прибор коммутации «искатель» сложен по своему устройству, требует значительных затрат ручного труда в процессе его изготовления и эксплуатации. Контакты искателей - это скользящие контакты, недостаточно надежны, быстро изнашиваются и теряют регулировку. Поэтому они требуют постоянного контроля со стороны обслуживающего персонала, что увеличивает эксплуатационные расходы.

Во второй половине двадцатого столетия на междугородных и местных сетях телекоммуникации внедрялись и продолжают успешно эксплуатироваться усовершенствованные координатные системы. Основными особенностями координатных систем являются:

- звеньевой принцип построения коммутационного поля, что обеспечивает экономичное построение системы;

- косвенное (регистровое) управление установлением соединения, необходимое потому, что способ выдачи информации с телефонного аппарата не совпадает с принципом управления МКС;

- обходной способ установления соединения в соответствии с особенностями конструкции и действия коммутационного прибора МКС;

- применение групповых управляющих устройств, обеспечивающих, по сравнению с индивидуальными устройствами управления, экономию оборудования, улучшение условий эксплуатации, повышение гибкости управления и т.д.

Значительная часть координатных систем относится к системам с управлением по ступеням искания. АТСКУ относится к системам с управлением по ступеням искания. Оборудование каждой ступени состоит из отдельных конструктивных единиц – коммутационных блоков (КБ). Число КБ на каждой ступени определяется количеством линий, которые должны быть включены во входы ступени. При этом каждая линия включается в отдельный вход одного из блоков ступени.

В соответствии с принципом косвенного (регистрового) управления и обходным способом установления соединения возникает необходимость в быстродействующем способе обмена информацией между регистром и маркерами для сокращения времени работы управляющих устройств. С этой же целью используются комплекты разговорного тракта (шнуровые и комплекты РСЛ), которые после окончания установления соединения выполняют все функции по дальнейшему обслуживанию установленного соединения (посылка вызова, контроль состояния линии и т.д.). Управляющие устройства после установления соединения освобождаются.

Системы АТСКУ широко применяются на городских телефонных сетях и представляют собой усовершенствованный вариант системы АТСК. Коммутационное поле АТСКУ представляет собой многоступенчатую многозвенную структуру, содержащую ступени АИ, ГИ, РИА и РИВ. Каждая ступень комплектуется многозвенными КБ. Работой каждого КБ управляет отдельное управляющее устройство, называемое маркером.

Основными коммутационными приборами координатных АТС являются МКС и реле типа РЭС. В отечественных координатных АТС используют унифицированную конструкцию коммутационного прибора, позволяющую получать различные типы МКС, из которых основными являются МКС 10х20х6; 20х20х3 и т.д.

Коммутационные блоки АТСКУ построены по многозвенной структуре. Принцип построения блока определяется не только назначением ступени искания и режимом коммутации, но и рядом других факторов (емкостью телефонной сети, сетевым окружением, величиной нагрузки, перспективой развития сети и т.д.).

Блоки ГИ с расширением типа вертикаль – поле – вертикаль – поле

6 МКС 8 МКС 4 МКС 6 МКС

10х20х6 20х20х3

Рис.11.3. Коммутационные блоки ГИ систем АТСК и АТСКУ

Блоками с расширением оборудуются ступени группового искания, на которых можно организовать 20 направлений с доступностью 20 выходов в каждом направлении. Доступность пучков можно увеличивать, т.е. организовать пучки с Д = 40 и Д = 60, но только за счет уменьшения количества направлений.

Координатные системы являются системами с косвенным (регистровым) управлением. Подключение регистров к комплектам связи в большинстве случаев осуществляется через ступень регистрового искания.

Функциональные системы РИ (рис.11.4.) строятся со сжатием, так как количество комплектов тракта много больше, чем количество регистров. Это, в свою очередь, объясняется тем, что время занятия комплекта тракта одним вызовом много больше длительности занятия регистра

1 шт. МКС 10х10х12 5 шт. МКС 20х10х6

АТСК 100/2000 АТСКУ

Рис.11.4. Коммутационные блоки РИ, РИА

Ступени абонентского искания в координатных системах комплектуются 100 или 1000 линейными абонентскими группами.. Если группы мелкие (N=100), то применяют единый двусторонний трехзвенный блок типа П – В – П – В – П – В (рис.11.5.).

Рис.11.5. Блок АИ-100 системы АТСК 100/2000

В больших координатных системах АТСК и АТСКУ используются 1000-линейные абонентские группы АИ-1000 (рис.11.6.). В этом случае ступень АИ строится по 4-х звенной структуре типа П – В – П – В – П – В – П – В, и реализуется КБ двух типов: 2-х звеньевых блоков АВ и СД, имеющих следующие параметры:

Блок АК – АВ Блок АИ - СД

Рис.11.6. Коммутационные блоки АИ-1000 (АК-АВ и АИ-СД)

На тысячную абонентскую группу АИ-1000 устанавливается десять блоков АВ и от двух до четырех блоков СД в зависимости от величины входящей нагрузки. Поля звеньев С всех блоков СД одной группы запараллеливают и организуют 10 направлений с доступностью Д=20 линий (по числу сотенных групп в АИ-1000).

Управление соединением в координатных системах осуществляется двумя типами УУ: регистрами и маркерами. Адресная информация от номеронабирателя ТА поступает в регистр. После фиксации адресной информации регистр занимает маркер и по его требованию выдает соответствующее количество знаков для установления соединения в пределах блока (ступени). Этот обмен в большинстве случаев осуществляется с использованием разговорных проводов по способу “челнок” быстродействующим кодом. Принцип челночного обмена информацией состоит в том, что маркер производит запрос информации, по которому регистр выдает соответствующую часть информации в маркер (каждая цифра запрашивается отдельно). Затем маркер производит анализ полученной комбинации цифр и, если количество знаков достаточно для поиска направления, выполняются следующие этапы установления соединения. Остальные знаки набранного абонентом номера выдаются по запросу в каждую следующую ступень искания. Для обеспечения быстродействия обмена, информация между УУ кодируется (в городских координатных система это многочастотный код “2 из 6” и “2 из 5”). Для организации связи с другими типами систем предусматриваются устройства для выдачи информации в требуемом виде (например, датчик батарейных импульсов в регистре АРБ при организации связи с АТС ДШ).

В отдельных случаях в координатных системах используется многопроводный способ обмена информацией. Такой способ используется в АТСК 50/200 и между функциональными управляющими устройствами на ступени АИвх. в АТСКУ городского типа между МСД и МАВ.

АТСК отечественного выпуска применяют маркеры, устанавливаемые в каждом блоке каждой ступени искания. Маркер функционирует согласно следующему обобщенному алгоритму: отыскивает вход, по которому поступил сигнал занятия, отыскивает свободный или нужный выход по принятой из регистра информации, с которым нужно соединить занятый вход, отыскивает свободные доступные промежуточные линии для выполнения соединения между входом и выходом. В процессе установления соединений на ступенях ГИ и АИвх. маркер взаимодействует с регистром.

При одновременном поступлении нескольких заявок в блок, маркер обслуживает вызовы по системе с ожиданием. Очередность обслуживания вызовов определяется устройством, которое называется «распределитель преимуществ» РП. На рис.11.7. представлена упрощенная схема АТСКУ.

Рис.11.7. Схема АТСКУ на сети с пятизначной нумерацией

Коммутационное поле АТСКУ содержит 4-х звенную двухстороннюю ступень абонентского искания АИ, а также ступени 1ГИ и ШГИ. Назначение ступени АИ при исходящей связи: обслуживание подключенных абонентских линий при появлении вызовов и подключение через ИШК на вход 1ГИ. Назначение ступени 1ГИ: организация связи ко всем тысячным группам своей АТСКУ, организация связи к другим АТС сети, к УСС и к АМТС. При организации внутристанционной связи выходы 1ГИ подключаются через ВШК на вход четырехзвенной ступени АИ для организации входящей связи к вызываемому абоненту. Ступень ШГИ служит для организации входящей связи к абонентам данной АТСКУ от других АТС и АМТС. Удержание разговорного тракта, питание микрофонов оконечных терминалов и фиксация момента окончания разговора осуществляется комплектами тракта ИШК и ВШК.

Как было отмечено ранее, система АТСКУ относится к системам с косвенным (регистровым) управлением. Для подключения регистров к комплектам ИШК в системе предусмотрена ступень регистрового искания (см. рис.11.7. РИ – АРБ). Назначение кодового приемо-передатчика КПП - выдача накопленной в регистре информации кодом “2 из5”.

Принципы организации межстанционных связей системы АТСКУ с разнотипными и однотипными станциями можно рассмотреть по рис.11.8.

Рис.11.8. Организация межстанционных связей в АТСКУ

Л Е К Ц И Я 12

Функциональная схема АТСКУ.

Обслуживание вызовов в системе

12.1. Организация внутристанционной связи

Функциональная схема РАТСКУ с двумя ступенями ГИ представлена на рис.12.1. Коммутационное поле системы РАТСКУ состоит из ступеней искания АИ (исходящая и входящая связь), двух ступеней ГИ и ступеней РИА, РИВ. Телефонная местная сеть типа «каждая с каждой», нумерация терминалов на сети пятизначная.

Действие системы приведено ниже в укрупненных алгоритмах соответствующих этапов установления соединений:

1 этап. Определение появления вызова на обслуживание и установление исходящего соединения через двухзвенную схему АИ (исходящая связь) и двухзвенную схему РИА.

При снятии абонентом микротелефонной трубки в результате положительного действия маркера МАВ в режиме свободного искания линия вызывающего абонента А подключается к ИШК, а маркер МАВ уходит в отбой (Время действия МАВ равно 200-300 мс.). Далее действует маркер ступени РИА в режиме свободного искания и если свободный регистр есть, то МРИА осуществляет подключение регистра АРБ к ИШК и уходит в отбой (Время действия маркера МРИА 200-300 мс.). Происходит занятие АРБ, откуда абоненту А выдается «сигнал станции», извещающий абонента о готовности РАТСКУ к обслуживанию вызова.

2 этап. Вызывающий абонент А приступает к набору пятизначного номера. Набранный номер записывается в память АРБ. Одновременно с набором идет анализ первого знака для определения вида связи (внутристанционная или исходящая). Действие АТСКУ рассмотрим на примере установления внутристанционного соединения. Для выбора этого вида соединения необходимо проанализировать первую цифру набираемого номера (при пятизначном наборе), являющуюся индексом (кодом) АТСКУ. Этот анализ производится или непосредственно в АРБ, или при большом числе АТС в специальном устройстве АКС (анализаторе кода станции В случае шестизначной или семизначной нумерации оконечного терминала, анализ вида соединения осуществляется по первым двум или трем знакам соответственно.

Если в результате анализа выяснилось, что должно быть установлено внутристанционное соединение, то после окончания набора номера к регистру подключается КПП и выдается сигнал на занятие маркера МIГИ.

3 этап. Обмен информацией между УУ и установление соединения на ступени IГИ.

После окончания записи пятизначного номера абонентского терминала абонента В из регистра происходит «занятие» маркера ступени IГИ. Маркер МIГИ своим КПП формирует в сторону регистра сигнал запроса №1 «Передать частотным способом первую цифру» и перестраивается на прием. В ответ на сигнал «запроса» регистр с помощью своего КПП выдает первую цифру в сторону М1ГИ. При пятизначной нумерации на сети маркеру МIГИ достаточно одного знака для установления внутристанционного или исходящего соединения. В результате положительного действия МIГИ выполняется коммутация занятого ИШК к свободной линии внутристанционной связи на вход ступени IIГИ и маркер уходит в отбой (Время действия М1ГИ в этом случае составляет 450 мс.). Происходит занятие входа на ступени IIГИ.

4 этап. Установление соединения на ступени IIГИ осуществляется маркером МIIГИ. Алгоритм действия МIIГИ аналогичен алгоритму работы маркера ступени IГИ при коммутации по одному знаку. В результате положительного действия МIIГИ вход ступени IIГИ подключается к выходу и далее на вход ступени АИ (комплект ВШК).

5 этап. Ступень АИ при входящей связи реализуется четырехзвенной схемой с функциональными УУ ( МСД и МАВ). По завершении коммутации на ступени IIГИ линия абонента А оказывается подключенной к ВШК и входу звена Д ступени АИвх. Из маркера МСД с помощью КПП осуществляется запрос последних оставшихся трех цифр номера абонента В. Первая из трех полученных цифр используется МСД для нахождения требуемой сотенной группы. Последние два знака (цифры десятков и единиц) передаются многопроводным способом из МСД в МАВ для нахождения линии абонента В из выбранной сотенной группы (по экономическим соображениям маркеры блока АК-АВ не содержат КПП).

В результате взаимодействия МСД и МАВ в режиме вынужденного (линейного) искания находится линия абонента В. Затем определяется состояние этой линии и, если она свободна, то выполняется коммутация на ступени АИ и маркеры уходят в отбой. Время установления соединения на ступени АИ при входящей связи равно 900 – 1200 мс.

6 этап. Создан соединительный тракт между оконечными терминалами абонентов А и В. Удержание тракта, выдача соответствующих акустических сигналов, а также питание ТА осуществляется из комплектов ИШК и ВШК. По окончании разговора происходит освобождение приборов.

12.2. Организация межстанционной связи

При организации межстанционной связи АТСКУ следует учитывать принцип построения местной сети, емкость сети, сетевое окружение и тип РАТС, к которой организуется связь.

Рассмотрим организацию связи между двумя однотипными РАТСКУ по рис.12.1. Сеть типа «каждая с каждой» емкостью до 80000 номеров. Нумерация оконечных терминалов на такой сети пятизначная (Х-ХХХХ). Первый знак – это индекс АТС, остальные четыре знака номер оконечного терминала РАТС. Для организации межстанционной связи абонент А на исходящей РАТСКУ набирает пятизначный номер терминала абонента В другой РАТС (Х-ХХХХ).

Алгоритм действия систем АТСКУ при установлении соединения к абоненту однотипной АТСКУ будет таким же, как в примере организации внутристанционной связи. Разница заключается в том, что на ступени IГИ исходящей РАТСКУ по первому знаку набранного пятизначного номера будет выбираться направление H_iк другой РАТСКУ и свободная линия этого направления. При этом занимается соединительная линия к другой РАТСКУ, где указанная соединительная линия подключается на вход ступени ПГИ.

По соединительной линии на входящую АТСКУ передаются оставшиеся четыре знака набранного номера. Действие управляющих устройств на входящей РАТСКУ будет осуществляться по запросу соответствующих знаков из памяти регистра исходящей РАТСКУ, т.е. для рассматриваемого примера организации межстанционной связи осуществляется взаимодействие управляющих устройств на двух разных РАТСКУ местной телефонной сети.

В случае установления соединения к РАТС другого типа, например к РАТС-ДШ, то после анализа первого знака набираемого номера регистр

приступает к выдаче поступающей адресной информации по мере его поступления. Маркером ступени IГИ соответствующее направление к РАТС-ДШ будет отыскиваться по одному первому знаку набранного номера и отмечено выдачей в сторону регистра сигнала управления №9 «Передать следующую и затем остальные цифры батарейным способом». Каждый из последующих четырех знаков будет выдаваться из регистра АРБ батарейным способом и управлять непосредственно процессом установления соединения на соответствующих ступенях коммутации 2ГИ, 3ГИ, ЛИ РАТС-ДШ.

Для организации входящей связи к абоненту РАТСКУ от абонента РАТС-ДШ на входящей РАТСКУ оборудуется ступень РИВ. Ступень РИВ имеет двухзвенную структуру со сжатием. Параметры КБ РИВ 48х30х20. Режим искания «свободный». Ступень РИВ служит для подключения входящих регистров ВРД, которые принимают батарейную адресную информацию на РАТСКУ и передают её кодированным способом в соответствующие управляющие устройства ступеней искания на входящей РАТСКУ. Организация входящей связи к абоненту данной РАТСКУ от однотипной станции осуществляется по кодированной информации принимаемой соответствующими маркерами из регистра исходящей РАТСКУ.

Ниже приводится таблица сигналов, передаваемых между управляющими устройствами РАТС в прямом и обратном направлениях, при организации внутристанционной и межстанционной связи.

Л Е К Ц И Я 13

Квазиэлектронные системы.

Особенности построения и обслуживание вызовов в системе

13.1. Принципы построения квазиэлектронных систем

Разработка быстродействующих малогабаритных электромеханических элементов привела к созданию квазиэлектронных АТС (АТСК Э), в которых коммутационное поле построено на герконовых, ферридовых, гезаконовых реле и матричных соединителях, а УУ выполнено на электронных элементах, реализованных в виде ЭУМ.

Качественные показатели разговорного тракта в большой степени зависят от электрических параметров точки коммутации. В искателях и МКС с негерметизированными контактами основными причинами повреждений разговорного тракта является загрязнение контактов, различные органические пленки и коррозия.

Идеальным способом защиты контактов от воздействия внешней среды является размещение их в герметизированном, стеклянном баллоне и, если вокруг баллона разместить обмотку, то при прохождении тока через обмотку создается магнитный поток, под воздействием которого пластины в стеклянном баллоне притягиваются друг к другу (геркон на замыкание). Временные параметры такого герметизированного контакта: t_ср.= 0,5-3,0 мс; t_от= 0,5 мс. Срок службы - 2 10⁹ срабатываний.

Недостаток таких контактов - большой расход тока для переключения контактов. Поэтому разработаны герконы с магнитным удержанием (ферриды), в которых обмотка размещается на сердечнике из магнитного материала. Это позволяет коммутацию выполнять с помощью электрической цепи, а удержание тракта во время разговора осуществлять без расхода тока за счет магнитных свойств материала. Если использовать магнитный материал в качестве контактных пружин, а не в качестве сердечника, то такая конструкция называется гезаконом.

Из отдельных ферридов собирается матричный ферридовый соединитель МФС, в котором обмотки управления контактом размещены по осям X и Y. Включение обмоток последовательное.

Для включения точки коммутации необходимо замкнуть последовательную цепь импульсного генератора ИГ через вертикальные и горизонтальные обмотки. В точках прохождения тока ИГ через обмотки только горизонтального или только вертикального ряда происходит разъединение ранее установленного тракта.

На базе МФС реализовано коммутационное поле систем “Квант” и “Кварц”. Коммутационные поля КЭ систем коммутации реализованы на основе блоков концентрации и смешивания большой и малой емкости. На их основе строятся блоки БАЛ (блоки абонентских линий) большой и малой ёмкости, БСЛ, БИЛ, БВЛ (блоки соединительных линий) большой и малой ёмкости из которых комплектуется коммутационное поле систем Квант-ОC, УС, ЦС большой и малой емкости, а также поле системы Кварц - ГТС и АМТС. Рассмотрим реализацию некоторых КБ (рис.13.1. и рис.13.2.), которые используются для реализации многоступенчатых многозвенных коммутационных полей квазиэлектронных систем коммутации.

а) коммутационный блок с концентрацией на 64 абонентских линии и 16 исходящих линий системы Квант с параметрами БАЛ 64х32х16.

А В

1 8 1 8

49 64 49 64

б) коммутационный блок смешивания на 64 входящих и 64 исходящих соединительных лини системы Квант с параметрами БСЛ 64х64х64

А В

1 8 1 8

57 64 57 64

в) коммутационный блок БАЛ с концентрацией на 1024 абонентских и 256 исходящих линий системы Кварц – ГТС (1024х512х256х256х256х256)

А – В С - Д

Рис.13.1. Разновидности КБ систем Квант и Кварц ГТС

Коммутационные блоки смешивания БВЛ – БИЛ на 1024 входящих и 1024 исходящих междугородных каналов и линий системы Кварц – АМТС (1024 х 1024 х 1024 х 1024 х 1024).

БВЛ и БИЛ

А – В С - Д

Рис.13.2. Коммутационные блоки Кварц АМТС

Управляющее устройство квазиэлектронной системы состоит из периферийного управляющего устройства ПУУ и двухмашинного комплекса ЭУМ (рис.13.3.). Для обеспечения надежности работы УУ блоки ПУУ и ЭУМ дублированы.

ПУУ представляет собой группу отдельных блоков БПУУ, каждый из которых обслуживает свой блок коммутационного поля или группу линейных комплектов. Связь БПУУ и ЭУМ осуществляется через группы адресных, командных и ответных шин.

Адресные шины служат для выбора адреса объекта.

Командные шины служат для выдачи содержания операции выбранному объекту.

Ответные шины служат для получения результатов выполнения операций.

Режимы работы ЭУМ:

- синхронный режим - одна активная, другая - пассивная;

- режим разделения нагрузки.

ЭУМ (рис.13.3.) состоит из процессора (Пр), оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), канала ввода-вывода (КВВ), внешних устройств (ВУ) и комплекса шин связи с ВУ.

Управляющее устройство АМТС Кварц состоит из двух ЭУМ и блоков ПУУ, выполняющих роли определителей линий, распределителей линий и блоков устройств управления коммутационной системой (УУ КС).

Управление процессом установления соединения может осуществляться многопроцессорными ЭУМ, когда разные этапы установления соединения выполняются разными процессорами. Координация работы всех процессоров осуществляется центральными процессорами.

Шины

межмашинная

связь

Рис.13.3. Управляющий комплекс квазиэлектронной системы

На рис.13.4 представлена схема Кварц – АМТС. Коммутационное поле представляет собой двухступенчатую восьмизвенную структуру, реализованную четырехзвенными блоками БВЛ и БИЛ на 1024 линий и каналов. На входе и на выходе коммутационного поля включаются разного типа комплекты каналов и линий. Кроме того, на входе и выходе поля включаются групповые устройства ГУ, служащие для приёма и выдачи сигналов управления и акустических сигналов. Максимальная ёмкость АМТС Кварц 16384, т.е. при двоичной системе счисления, принятой в УУ, на каждой ступени БВЛ и БИЛ потребуется использование по 16 блоков, схемы которых приведены на рис.13.2. При такой многозвенной структуре искание при установлении соединения происходит «от начала к концу», т.е. отмечается вход, маркируется выход, а затем выбирается соединительный путь между отмеченными входом и выходом.

Рис.13.4. Упрощенная структурная схема АМТСКЭ типа «Кварц»

13.2. Укрупненный алгоритм установления внутризонового соединения в АМТС Кварц

1. При наборе абонентом цифры «8» (индекс выхода на АМТС) занимается заказно-соединительная линия от РАТС к АМТС. На АМТС Кварц занимается ВКЗСЛ.

2. Занятие ВКЗСЛ обнаруживает определитель ПУУ. ЭУМ выбирает программу обслуживания исходящего междугородного вызова.

3. Выбирается соединительный путь через коммутационное поле системы для подключения комплекта акустических сигналов и выдачи в сторону абонента «сигнала готовности АМТС» (ГУ – БИЛ – БВЛ коммутационного поля, комплект ВКЗСЛ и далее ЗСЛ, РАТС, оконечный терминал абонента).

4. Абонент приступает к набору внутризонового номера 2 – ав – ххххх .

5. Импульсы набора номера, поступающие в ВКЗСЛ, подвергаются сканированию и передаются в память ЭУМ.

6. По принятому номеру ЭУМ определяет вид междугородной связи (в данном случае по «2» определяется, что это внутризоновая связь).

7. ЭУМ выбирает свободную исходящую линию в требуемом направлении по знакам «ав» набранного номера и свободный соединительный путь в коммутационной системе.

8. Комплект ВКЗСЛ соединяется с исходящим комплектом ИКСЛМ с помощью УУКС по сигналам из ЭУМ через ПП.

9. Согласно выбранной программе (внутризоновое соединение) ЭУМ выдает команды на передачу в СЛМ сигнала занятия, получает сигнал подтверждения, выдает номер абонента, получает сигнал ответа абонента и проключает разговорный тракт.

10. При получении сигнала ответа абонента подключается аппаратура учета продолжительности разговора.

11. В течение всего разговора определители продолжают контролировать занятые линейные комплекты (ВКЗСЛ и ИКСЛМ) с целью определения момента окончания разговора.

12. Когда один абонентов вешает трубку, то изменение состояния соответствующего линейного комплекта транслируется в ЭУМ.

13. Прекращается учет продолжительности разговора

14. Запускается программа тарификации состоявшегося разговора.

15. Разъединение законченного соединения.

При занятости линий основного направления программой ЭУМ предусматривается попытка установления соединения по обходным путям и, если в обходных направлениях нет свободных линий, то вызов устанавливается на «ожидание» или ему дается отказ (сигнал «Занято»).

Л Е К Ц И Я 14

Общие принципы построения систем ЦСК

Цифровые системы коммутации ЦСК, как и любые другие типы систем, представляют собой три основные составляющие: коммутационное поле, управляющее устройство и линейные устройства.

14.1. Структурная схема ЦСК

В общем виде схема цифровой системы коммутации представлена на рисунке 14.1. и состоит из: модулей цифровой коммутации – цифрового коммутационного поля, управляющего устройства – процессоров с разной степенью централизации функций управления, модулей абонентских и соединительных линий, а также различных станционных устройств.

Рис.14.1.Структурная схема АТС – ЦСК

Модули абонентских линий (МАЛ) содержат абонентские комплекты (АК) и мультиплексор цифрового тракта (Мх). Абонентский комплект обеспечивает взаимодействие оборудования ЦСК с оконечным терминальным оборудованием пользователя (ТА). Мультиплексор производит мультиплексирование индивидуальных каналов трактов.

Модули цифровой коммутации (МЦК) являются составными частями коммутационного поля системы и содержат собственно коммутационное поле КП, линейные комплекты входящей и исходящей сторон коммутационного поля, а также генератор зуммерных сигналов ГЗС, цифровые передатчики ПРД, цифровые приёмники ПРМ. Цифровое коммутационное поле представляет собой ту часть системы ЦСК, которая позволяет производить коммутацию любого канального интервала любого входящего тракта с любым канальным интервалом любого исходящего тракта. Принципы цифровизации аналогового сигнала и структуры коммутационных полей ЦСК рассмотрены ранее (лекции 7 и 8). Линейные комплекты ЛК на входе и выходе коммутационного поля обеспечивают синхронизацию ИКМ трактов и преобразование линейных сигналов. Генератор зуммерных сигналов ГЗС вырабатывает различные зуммерные сигналы, посредством которых абонент уведомляется о прохождении фаз соединения. Цифровые ПРД и ПРМ предназначены для работы с ОКС при связи с аналогичными цифровыми системами.

Модули соединительных линий МСЛ устанавливаются при организации связи с коммутационными системами других типов и содержат комплекты соединительных линий (КСЛ) различного вида. КСЛ предназначены для согласования унифицированного интерфейса МЦК с конкретным типом соединительных линий (трехпроводной физической, четырёхпроводной аналоговой с системой передачи СП и т.д.).

Цифровые многочастотные передатчики (ПРДЧ) и приемники (ПРМЧ) обеспечивают прием сигналов управления и взаимодействия СУВ от телефонных аппаратов с частотным набором. Кроме того, ПРДЧ и ПРМЧ обеспечивают обмен СУВ многочастотным кодом по соединительным линиям.

По шине данных ШДУ управляющее устройство задает команды и контролирует изменение состояния комплектов.

Управляющее устройство ЦСК представляет собой ряд подсистем, каждое их которых выполняет определенные функции в процессе установления соединения. Взаимодействие подсистем осуществляется через диспетчер задач. Структура УУ ЦСК, перечень подсистем, их взаимодействие и алгоритм обслуживания вызова рассмотрены ранее в лекции 10.

14.2. Коммутационное поле ЦСК

Коммутационное поле КП ЦСК предназначено для коммутации любого канала входящего тракта с любым каналом исходящего тракта. Функциональная схема КП приведена на рис.14.2., она содержит: последовательно-параллельные преобразователи (ППП) на входе и параллельно-последовательные - на выходе, информационно-запоминающее (ИЗУ) и адресное запоминающее (АЗУ) устройства. В ИЗУ хранится разговорная информация, а в АЗУ - информация об установленных соединениях.

Рис.14.2. Функциональная схема КП

Диаграмма работы ППП на входе КП приведена на рис.14.3. На выходе ППП происходит обратное преобразование.

Рис. 14.3. Диаграмма работы ППП

а) расположение битов на входе, б) расположение битов на выходе

Диаграмма работы КП ёмкостью 8 х 8 приведена на рис.14.4. Из рисунка видно, что за время одного канального интервала Тки = 3,9 мкс последовательно во времени производится запись и чтение байта информации для всех одноименных каналов всех трактов.

Рис.14.4. Диаграмма работы ИЗУ

Так например, для КИ-4 происходит запись информации от входящего 4-го канала 1-го тракта и чтение информации в 4-й канал 1-го исходящего тракта; запись информации от входящего 4-го канала 2-го тракта и чтение информации в 4-ый канал 2-го исходящего тракта и т.д. За время одного разрядного интервала Три = 488нс происходит запись по адресу, формируемым общестанционным импульсным генератором ОИГ, и чтение по адресу, считанному с АЗУ. При соединении, например, 5-го канала 3 тракта с 18 каналом 7-го тракта в ячейку АЗУ с номером 5 – 3 записывается информация 18 – 7, а в ячейку АЗУ с номером 18 – 7 записывается информация 5 – 3. При наступлении КИ-5 в момент Зп.3 происходит запись из канала связи в ИЗУ по адресу 5 – 3, а в момент Чт.3 – чтение адреса АЗУ из ячейки 5 – 3, в которой записан адрес 18 – 7, а затем чтение в канал из ячейки 18 – 7. Аналогично при наступлении КИ=18 в момент Зп.7 происходит запись в ИЗУ по адресу 18 – 7, а в момент Чт.7 - чтение по адресу 5 – 3, который предварительно считан из АЗУ из ячейки 8 – 7 и т.д.

Для построения коммутационных полей большой ёмкости требуется увеличение числа операций записи и чтения за один Три. Это означает, уменьшается время на одну операция Записи – Чтения. Ограниченное быстродействие ЗУ налагает ограничения на большое увеличение ёмкости КП. Максимальная ёмкость рассмотренного способа построения КП обычно не превышает ёмкость 16 х 16 трактов.

Л Е К Ц И Я 15

Сигнализация и синхронизация в ЦСК

1.1. Сигнализация в ЦСК

Между коммутационными системами на сети осуществляется передача не только речевых сигналов, но также и сигналов коммутации (например: занятие, сигналы набора номера, отбой и некоторые другие). Этот обмен сигналами называется сигнализацией.

Сигнализация – это совокупность сигналов, нужных для установления, контроля и освобождения соединений, процедур и протоколов обмена этими сигналами. Система сигнализации определяется составом передаваемых сигналов между оборудованием взаимосвязанных АТС и способом их передачи по участкам телефонной сети, а способы передачи сигналов между станциями зависят от используемых типов коммутационного оборудования и системы передачи информации.

Появление каждого нового типа систем коммутации приводит к необходимости разработки новых способов передачи сигналов между вновь устанавливаемыми системами коммутации и согласования их работы с ранее установленными станциями. Так при наличии на телефонных сетях станций с непосредственным управлением (АТС ДШ) все функциональные сигналы между ними передавались батарейными импульсами.

Появление станций с косвенным управлением (координатные), содержащих быстродействующие групповые управляющие устройства (маркеры и регистры), вызвало необходимость увеличения скорости передачи управляющих сигналов как внутри станции, так и между станциями. Это привело к созданию быстродействующего многочастотного способа передачи сигналов управления между устройствами управления координатных АТС (код «2 из 6»).

В настоящее время на смену электромеханическим системам появились квазиэлектронные, электронные (цифровые) коммутационные системы, управление в которых осуществляют специализированные ЭУМ и процессоры. Внедрение на телефонных сетях систем нового поколения вызвало изменение принципов и технических решений систем сигнализации. Таким новым принципом построения системы сигнализации является применение общего канала сигнализации ОКС

Наряду с внедряемыми в настоящее время ЦСК, на сетях функционирует достаточное количество аналоговых станции, поэтому существует значительное разнообразие устаревших методов и систем сигнализации. На отдельных участках одного телефонного соединения часто используются разные системы сигнализации, что увеличивает длительность и уменьшает надежность установления соединений.

Развитие систем сигнализации можно разделить на три периода.

Первый период характеризуется широким использованием ДШ систем с непосредственным управлением, в которых все функциональные сигналы передаются по индивидуальному тракту. Таким трактом является сам разговорный канал, по которому установлено соединение (местные сети), либо индивидуальный выделенный сигнальный канал, закрепленный за данным разговорным каналом и лежащий за пределами его частотной полосы (междугородные сети). К первому периоду относятся системы сигнализации № 1 – 3.

Второй период характеризуется появлением на телефонных сетях координатных систем с косвенным управлением. Введение косвенного управления потребовало увеличения числа передаваемых управляющих сигналов (запроса, подтверждения, повторения части номера или всего номера и т.д.), повышения скорости и достоверности их передачи. В этих системах использован многочастотный способ передачи управляющих сигналов кодом «2 из 6» методом «импульсный челнок». Ко второму периоду относятся системы сигнализации № 4 и 5. В системе сигнализации № 4 для передачи функциональных сигналов используются две частоты – 2040 Гц и

2400 Гц. Распознавание сигналов производится по частоте и по длительности. Позже эта система была заменена на систему R2, как более высокоскоростную. В системе № 5 для передачи управляющей информации используются комбинации двух частот из шести, которые передаются в полосе разговорного спектра.

Третий период характеризуется применением на телефонных станциях программного управления на основе записанной программы. В системах с программным управлением значительно сокращается объём и стоимость оборудования сигнализации путем использования запоминающих устройств ЗУ и высокой скорости обработки информации. В станциях такого типа передача линейных и управляющих сигналов может осуществляться не по индивидуальным каналам, а по общему каналу сигнализации с применением средств передачи данных.

Общий канал сигнализации ОКС представляет собой дискретный канал связи между двумя программно управляемыми станциями, по принципу адресно-группового использования его для передачи функциональных сигналов, относящихся к целому пучку разговорных каналов. Кроме того, по ОКС можно передавать ряд дополнительных функциональных сигналов – таких, как сигналы учета нагрузки, учета стоимости разговоров и т.д. В семидесятых годах была утверждена система сигнализации ОКС № 6, которая в процессе испытаний выявила ряд недостатков и поэтому была заработана система № 7. Система ОКС № 7 пригодна для сетей связи разного назначения (телефонной, телеграфной, передачи данных и др.), имеет различные модификации и используется как на международных, так и на национальных сетях, обеспечивая их устойчивую работу.

Существует три основных метода сигнализации:

1. Indband Signalling - внутриполостные системы (по речевому-разговорному тракту)

2. CAS – Сигнализация по Выделенному каналу;

3. CCS - Сигнализация по Общему каналу.

О внутриполостных системах было упомянуто ранее.

В случае CAS линейные сигналы передаются по каналу сигнализации, который жестко назначен речевому каналу (рис.15.1.). В тракте ИКМ таким каналом является 16 канал системы. Емкость этого сигнального канала выделена для целей сигнализации речевых каналов системы передачи.

Выделение канала сигнализации в методе CAS осуществляется следующим образом (рис.15.2):

Рис.15.2. Выделение канала сигнализации в методе CAS для тракта ИКМ₃₀

Для каждого цикла в 8-ми битах 16 канала осуществляется передача сигнализации для двух речевых каналов одновременно (первые 4-е бита 0 – 3 считаются сигнальным каналом для первых 16-ти речевых каналов, а другие 4-е бита 4 – 7 считаются сигнальным каналом для речевых каналов 17 – 31). Через 16 циклов распределение сигнализации повторяется. Биты 2, 3, 6, 7 всегда заполняются балластом вида 01 и никакой информации не несут. Информационными считаются биты 0, 1, 4, 5. В зависимости от вида линейного сигнала и направления передачи, эти биты заполняются следующим образом:

Для прямого направления - свободный канал - 00 (биты 0, 1 или биты 4, 5);

- отбой абонента А – биты 00;

- разъединение – биты 10.

Для обратного направления – подтверждение занятия – 11;

- ответ абонента «В» - 01;

- отбой абонента «В» - 11;

- разъединение – 11.

На рис.15.3 представлен пример передачи линейных сигналов между двумя АТСЭ в системе CAS.

В случае CCS сигналы сигнализации для группы речевых каналов передаются в общем канале (рис.15.4.) в виде блоков данных со скоростью

64 кбит/с по принципу адресно-группового использования канала сигнализации. В этом случае сообщение сигнализации для каждого канала должно быть отмечено специальной меткой (адресом канала). Метка отмечает, к какому речевому каналу относится определенный блок данных. За меткой следует содержание самого сообщения.

Виды и составы сигналов. На телефонных сетях применяются три группы сигналов: акустические (информационные), линейные и управляющие.

Акустические сигналы предназначены для информирования абонентов о состоянии соединения. Это сигнал посылки вызова ПВ (25Гц), разные тональные сигналы и стандартные фразы автоинформатора («неправильно набран номер», «аппарат отключен» и т.д.). Из тональных сигналов в большинстве случаев используются только сигналы частоты 425Гц с разными временными параметрами: «готовность (ответ) станции», «занято» и сигнал «контроль посылки вызова».

Линейные сигналы передаются по соединительным линиям ЗСЛ, СЛМ, междугородным каналам и предназначены для фиксации и активации основных этапов соединения.

В прямом направлении передаются сигналы: занятие, разъединение, отбой абонента А (только по СЛ и ЗСЛ), автоматический вызов (только по СЛМ), повторный вызов (только по СЛМ и междугородным каналам).

К сигналам обратного направления относятся: контроль исходного состояния (СЛ, СЛМ, ЗСЛ), блокировка, освобождение, занято, абонент свободен (только по СЛМ), ответ абонента В, отбой абонента В, запрос АОН (только по СЛ и ЗСЛ), снятие запроса АОН (только по СЛ и ЗСЛ).

Передача линейных сигналов по аналоговым абонентским линиям осуществляется путем замыкания или размыкания шлейфа – от вызывающего абонента А (сигналы «занятие» и «отбой»), а от вызванного («ответ» и «отбой»).

Управляющие сигналы переносят адресную и сопутствующую информацию в процессе управления установлением соединения. Они передаются от абонентских терминалов в управляющие устройства станции и между управляющими устройствами резных станций. По абонентской линии передаются только набранные цифры номера абонента В, а при использовании двухтоновой многочастотной сигнализации DTMF дополнительные сигналы, соответствующие кнопкам «решетка» и «звездочка». Состав сигналов, передаваемых по СЛ, ЗСЛ, СЛМ и междугородным каналам зависит от способа сигнализации, зависящего от типа оборудования взаимодействующих станций.

15.2. Синхронизация в ЦСК

На цифровых сетях связи оборудование всех станций должно быть строго синхронизировано. При несовершенной системе синхронизации некоторая часть информации, передаваемой в виде потока двоичных разрядов, может быть потеряна. Это объясняется требованием, что такие устройства как АЦП на передающем конце и ЦАП на приемном конце должны работать синхронно: если АЦП выдает восьмиразрядные кодовые слова, где каждый бит появляется через строго определенные интервалы времени – такты, то чтобы ЦАП расшифровал именно эту кодовую комбинацию, он должен «выбирать» биты из последовательности точно через те же интервалы, в те же такты. Генераторы тактовых импульсов (ГТИ) имеются как на передающей, так и на приёмной сторонах и дают «указания», когда АЦП выдавать, а ЦАПу принимать очередной бит информации. Несинхронность работы ГТИ скажется и на том, что мультиплексоры будут открываться не в такт друг с другом. Для синхронизации работы ГТИ передающей и приемной сторонах необходимо знать на приёмной стороне частоту следования тактовых импульсов и управлять генератором ГТИ на приёмной станции так, чтобы он выдавал импульсы с той же частотой (такое же количество в секунду). Кроме того, на приёмном конце помимо синхронизации нужно отметить к какому конкретному каналу следует в данный момент подключить линию связи. Таким сигналом является синхросигнал (рис.15.5.).

Синхросигналу присваивают определенную комбинацию, соответствующую комбинации «нулевого» канала тракта ИКМ. Такой комбинацией может быть комбинация: 0011011. Такая комбинация может быть и в основном цифровом потоке какого-нибудь канала, но вероятность её очень мала. Синхросигнал же такой структуры встречается с определенной регулярностью – через каждые 250 мкс. Это свойство синхросигнала- «повторяемость» используется для «узнавания». Каждая такая принятая кодовая комбинация сравнивается с комбинацией синхросигнала , которая на приемном конце известна и хранится в ячейке памяти. Специальное устройство следит за тем, регулярно ли появляется такая комбинация (организуется несколько повторений). И если через каждые 250 мкс, то все в порядке – идет синхросигнал.

Все кодовые комбинации в объединенных цифровых потоках имеют по восемь разрядов, а синхросигнал – семь. Значит, комбинацию синхросигнала можно дополнять до «стандартного» числа разрядов (до восьми). В этом «пустом» промежутке времени могут быть переданы биты, например, от персональных компьютеров. Скорость передачи таких данных достигает при этом 8кбит/с. Следовательно, получается ещё один «стандартный» канал. Скорость передачи битов в нем (вместе с битом компьютерных данных) равна 64 кбит/с и, который ничем не отличается от основных или информационных, каналов. Он не относится к информационным, а относится к служебным и создан для обслуживания системы передачи.

Л Е К Ц И Я 16

ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА КОММУТАЦИИ – EWSD.

Принципы построения системы и функционирование в процессе обслуживания вызовов

В настоящее время на телефонных сетях внедряются цифровые системы коммутации (ЦСК) производства разных фирм. Каждый тип систем имеет свои особенности, как в плане реализации схемы, так и функционирования ее при установлении различных видов соединений. Для примера рассмотрим структуру и действие ЦСК на примере системы EWSD Сименс.

EWSD представляет собой систему, предназначенную для всех видов применений, с точки зрения размера узла коммутации, его емкости, диапазона предоставляемых услуг и сетевого окружения. Она может использоваться как в качестве местной станции малой емкости, так и в качестве крупной местной или транзитной междугородной станции. Система предоставляет новейшие услуги интеллектуальных сетей и сетей подвижной связи. Модульность аппаратных и программных средств обеспечивает возможность адаптации EWSD к любой сетевой среде. Такая гибкость системы достигается за счет использования распределенных процессоров с функциями локального управления. Общие функции более высокого порядка реализуются центральным координационным процессором.

Емкость EWSD может быть практически любой от нескольких сотен до 250.000 абонентских линий.

На основе EWSD возможна реализация цифровой сети интегрального обслуживания (ЦСИО), которая надежно и экономично в соответствии с потребностями пользователя позволяет одновременно осуществлять коммутацию и передачу телефонных вызовов, данных, текстов и изображений.

В системе использованы языки программирования высокого уровня CHILL, язык спецификаций и описаний SDL, язык общения человека с машиной MML.

В системе реализована сигнализация №7, а для организации связи с другими типами систем используются сигнализации МККТТ №5, R2.

Блок-схема комбинированной местной – транзитной телефонной станции EWSD приведена на рис.16.1.. Из рисунка видно, что вариант схемы станции EWSD в ЦСИО позволяет включать разные типы линий и ёмкости путем наращивания количества цифровых абонентских блоков и линейных групп.

Система EWSD включает в себя аппаратное и программное обеспечение, выполненное на механической конструкции.

Аппаратное обеспечение это физические элементы системы, такие как цифровые абонентские блоки (DLU) и линейные группы (LTG), управляющего устройства сети общеканальной сигнализации (CCNC), коммутационного поля (SN) и координационного процессора (CP).

Цифровые абонентские блоки DLU обслуживают:

- аналоговые абонентские линии,

- абонентские линии ЦСИО,

- аналоговые учережденческие телефонные станции,

- учережденческие телефонные станции ЦСИО.

DLU могут находиться на телефонной станции или могут быть удаленными (удаленные коммутационные блоки), находящиеся вблизи групп абонентов. С целью обеспечения надежности каждый DLU подключается к двум различным линейным группам (LTG). Цифровые абонентские блоки соединены с линейными группами посредством одной или нескольких (максимально четырех) первичных цифровых систем передачи (PDC со скоростью передачи 2048 кбит/с). В исключительной ситуации при одновременном отказе всех первичных цифровых систем передачи цифрового абонентского блока гарантируется, что все абоненты цифрового абонентского блока смогут иметь взаимную связь (аварийная работа DLU).

Основными элементами DLU являются:

- модули абонентских линий SLMA для подключения абонентских линий, по которым передаются аналоговые сигналы;

- модули для подключения абонентских линий ЦСИО (SLMD);

- два цифровых интерфейса (DIUD) для подключения первичных цифровых систем передачи;

- два устройства управления (DLUC);

- две сети по 2048 кбит/с (4096 кбит/с) для передачи информации пользователя между модулями абонентских линий (SLM) и цифровыми интерфейсами;

- две сети управления для передачи управляющей информации между модулями абонентских линий и управляющими устройствами;

- испытательный блок (TU) для тестирования телефонов, абонентских линий и цепей.

Модули абонентских линий являются наименьшей единицей наращивания цифровых абонентских блоков. Отдельные функциональные единицы, такие как DIUD, DLUC , SLMА, SLMD и TU имеют свои собственные управляющие устройства для оптимальной обработки функций.

Коммутационное поле (SN) EWSD состоит из временных и пространственных ступеней (см. рис. 16.2). На временных ступенях коммутируемые тракты меняют временные интервалы и многоканальные шины (уплотненные линии передачи) в соответствии с их пунктом назначения. На пространственных ступенях эти тракты изменяют многоканальную шину без изменения временных интервалов.

Параметры временных и пространственных ступеней (4х4, 16х16, 8х15, 15х8) всегда представляют собой количество многоканальных шин со скоростью передачи 8 Мбит/с (2048 кбит/сх4), каждая из которых имеет по 128 каналов (32х4). Соединительные пути через временные и пространственные ступени проключаются с помощью управляющих устройств коммутационной группы (SGC) в соответствии с коммутационной информацией, поступившей от координационного процессора (СP). Управляющие устройства коммутационной группы (SGC) работают в соответствии с командами, поступающими от координационного процессора. Они также независимо генерируют установочные данные и устанавливают каналы сообщений для обмена данными между устройствами распределенного управления.

В своей максимальной конфигурации коммутационное поле EWSD подключает 504 линейные группы, обслуживая нагрузку 25200 Эрл, и содержит всего 7 различных типов модулей. Коммутационное поле может наращиваться небольшими ступенями посредством добавления съемных модулей и кабелей. В случае необходимости коммутационное поле может наращиваться посредством дополнительных стативов. Что касается емкости, то имеется широкий диапазон оптимизированных конфигураций коммутационного поля. Например, дублированная конфигурация коммутационного поля, способного управлять 30000 абонентских линий или 7500 соединительных линий при полной его укомплектованности, может быть смонтирована в одном стативе. Коммутационное поле всегда дублировано (плоскость 0 и 1). Каждое соединение проключается одновременно через обе плоскости, так что в случае отказа в распоряжении всегда имеется резервное соединение (рис.16.2.).

Управление в системе EWSD распределенное: имеется центральный координационный процессор (СР), групповые процессоры (GP) и управляющие устройства абонентских модулей.

Координационный процессор (СР) управляет базой данных, а также конфигурацией и координационными функциями, такими как, например:

- запоминание и управление всеми программами, станционными и абонентскими данными;

- обработка полученной информации для маршрутизации, выбора пути, зонирования, учета стоимости разговора;

- связь с центрами эксплуатации и технического обслуживания;

- надзор за всеми подсистемами, прием сообщений об ошибках, анализ результатов наблюдения и сообщений об ошибках, обработка аварийной сигнализации, обнаружение ошибок, определение местонахождения ошибок и их нейтрализация, а также функции конфигурации;

- управление интерфейсом «человек – машина».

Имеются две категории координационных процессоров СР112 и СР 103/СР113, которые охватывают весь диапазон применений EWSD.

Координационные процессоры CP112 используются в телефонных станциях средней и малой емкости, а также в сельских станциях.

Координационные процессоры СР103/СР113 используются в телефонных станциях, начиная от средней до очень большой емкости (до 1.000.000 вызовов в ЧНН).

Режимом резервирования количества процессоров обеспечивается бесперебойная работа телефонной станции.

В системе EWSD используется принцип распределенного управления. Это значит, что каждый процессор нуждается в своем собственном программном обеспечении.

Общая структура программного обеспечения любого процессора представляет собой три составные части:

- аппаратное обеспечение, представляющее собой аппаратные средства, которые технологически очень быстро меняются. Программное обеспечение EWSD спроектировано так, что только небольшая часть его зависит от аппаратных средств;

- операционная система, не связанная с конкретным применением, специально предназначенная для определенной подсистемы аппаратных средств;

- специализированное программное обеспечение, т.е. программное обеспечение пользователя.

Механическая конструкция системы EWSD представляет собой:

- модули;

- модульные кассеты;

- стативы;

- ряды стативов;

- кабели.

Все модули и кабели съемного типа.

Модули имеют стандартный формат и монтируются вертикально в модульных кассетах.

Модульные кассеты размещаются на стативах. Стативы устанавливаются в ряды.

Кабели по своей конфигурации являются съемными: они изготавливаются требуемой длины и поставляются на объект, оснащенные соединителями. Это позволяет ускорить монтаж станции. Компактная модульная структура позволяет монтировать телефонные станции на удивительно малых площадях. Это значительно уменьшает стоимость гражданских сооружений или даёт возможность в уже существующих зданиях монтировать высокоемкостные коммутационные системы.

Л Е К Ц И Я 17

Местные и зоновые телефонные сети.

Нумерация на сетях. Перспективы развития сетей. Принципы создания трактов для передачи информации

17.1. Общие сведения

Сеть электросвязи – это комплекс технических средств, используя которые по определенному протоколу взаимодействия, абонент этой сети может передать сообщение другому абоненту. Это сообщение может быть передано в реальном времени (непосредственно), но может быть и неодновременным, т.е. запаздывающим. Однако, оба эти случая едины в том, что для передачи сообщения требуется определить пути, по которым пройдет сообщение, и выполнить процедуры соединения на нескольких отдельных коммутационных узлах сети разного уровня. Иначе говоря, требуется создать телекоммуникационный тракт.

Телефонные сети в общей обобщенной структуре представляют собой оконечные терминальные абонентские устройства (АУ), системы распределения – коммутационные узлы (КУ), связанные системами передачи.

Обобщённая структура тракта сети связи представлена на рис. 17.1.

Рис.17.1. Общая структура тракта сети связи

17.2. Местные телефонные сети СТС, ГТСоп, ГТСоц

Местные сети – базовое звено вышестоящих сетей, самый нижний, но наиболее важный уровень иерархии любой сети электросвязи. Их технические средства обеспечивают непосредственное удовлетворение потребностей пользователей в связи. Любая зона в составе национальной телекоммуникационной сети может содержать до нескольких десятков местных сетей.

Местные телефонные сети имеют три разновидности:

- сельские телефонные сети сельских административных районов, входящих в зону (СТС);

- телефонные сети городов областного подчинения, входящих в зону (ГТСоп);

- городские телефонные сети областных центров (ГТСоц).

Способ построения местных телефонных сетей зависит от плотности населения, числа абонентов местных телефонных сетей, размеров территории и размещения абонентов на ней.

СТС – это местные телефонные сети, обеспечивающие телефонной связью абонентов на территории сельского административного района.

На сельской телефонной сети используются следующие виды систем распределения:

- Центральная станция (ЦС), расположенная в райцентре является основным коммутационным узлом данного района и одновременно выполняет функции телефонной станции райцентра.

- Узловые станции (УС), расположенные в любом населенном пункте данного сельского района. В узловые станции включается «n» оконечных станций, относящихся к одному узловому району.

- Оконечные станции (ОС), расположенные в любом из населенных пунктов сельского района. Соединительные линии от ОС в зависимости от способа построения сети включаются в ЦС или УС.

Сельские телефонные сети строятся по радиальному, радиально-узловому или комбинированному способам (рис.17.2.).

Радиальный способ построения СТС – это такой способ, при котором все ОС включаются непосредственно в ЦС. При этом обеспечивается минимальное затухание телефонного тракта между абонентскими терминалами разных систем распределения, упрощается станционное оборудование и ускоряется процесс установления соединений.

Радиально-узловой способ построения СТС – это такой способ

построения СТС при котором оконечные станции включаются в ближайшие УС, а УС включаются в ЦС. Этот способ позволяет укрупнять пучки соединительных линий с целью лучшего их использования и применяется при условии технико-экономической целесообразности узлообразования.

Рис.17.2. Способы построения сетей СТС

Комбинированный способ построения СТС используется, исходя из конкретных условий и позволяет часть ОС включить в ЦС напрямую без УС, другую часть через УС.

В случае значительного тяготения между станциями и узлами может оказаться экономически целесообразным организовать на СТС поперечные связи (рис.17.2.).

Все междугородные соединения абонентов СТС осуществляются через ЦС независимо от способа установления соединений (ручной, полуавтоматический или автоматический).

Номер абонентских терминалов на сети СТС

- ХХХХХ.

Внутризоновый номер абонентского терминала СТС

- ав - ХХХХХ.

Междугородный номер абонента СТС на национальной телекоммуникационной сети РУз

- ВС - ав - ХХХХХ .

Международный номер абонента СТС

- 998 - ВС - ав - ХХХХХ

ГТС – городские телефонные сети могут подразделяться на ГТС областного подчинения (ГТСоп) и ГТС областного центра (ГТСоц)

Существуют следующие способы построения городских телефонных сетей:

- нерайонированная сеть ГТС, в этом случае на сети существует только одна АТС и все оконечные терминалы включены в эту АТС;

- районированная сеть ГТС, при которой территория города разделена на несколько телефонных районов в каждом из которых установлена АТС. Связь между АТС организуется по способу «каждая с каждой». Максимальная емкость сети при этом способе построения сети равна 80.000 номеров. Нумерация оконечных терминалов пятизначная (ХХХХХ);

- районированная телефонная сеть с узлами входящих сообщений (УВС), в которых связь систем распределения (АТС) в пределах узлового района осуществляется по способу «каждая с каждой», а со станциями других узловых районов – через узлы входящих сообщений (УВС) соответствующих узловых районов;

- районированная телефонная сеть с узлами УВС и с узлами исходящих сообщений (УИС). При этом способе, связь между АТС в одном узловом районе осуществляется по способу «каждая с каждой», а со станциями других узловых районов через узел УИС своего УР и узел УВС узлового района, где расположена вызываемая АТС.

Рассмотрим примеры построения сетей разных структур:

- сеть «каждая с каждой» при числе АТС n = 4 (рис.17.3.)

Общее количество пучков соединительных линий определяется по формуле:

r = n _АТС(n – 1) или для нашего примера равно 12.

Рис. 17.3. Сеть ГТС, построенная по принципу «каждая с каждой»

Максимальное количество “n “ АТС при таком способе построения сети равно 8. По такому принципу, как правило, строятся ГТС областного подчинения ГТСоп. Однако уже при количестве АТС 5-6 и дальнейшем

увеличении числа АТС сеть строится по способу “с УВС”, т.к. в этом случае способ “каждая с каждой” становится экономически нецелесообразным.

Если, например, число АТС “n “ = 20, то число пучков соединительных линий при организации связи по способу “каждая с каждой” в соответствии с формулой выше будет равно 20 х 19 = 380. Это значит, что при увеличении числа АТС в 5 раз (20 : 4), число пучков соединительных линий увеличивается почти в 32 раза (380 : 12).

Следовательно, способ организации связи «каждая с каждой» можно использовать при малом количестве АТС на сети. Поэтому этот способ используется для построения сетей ГТС областного центра и областного подчинения при емкостях сетей меньше 80.000 номеров. Нумерация абонентских линий в этом случае будет:

- местная связь Х ХХХХ

индекс АТС № аб.линии в АТС номер аб. линии на местной сети

- внутризоновая связь ав Х - ХХХХ

индекс местной номер абонентской линии

сети в зоне на местной сети

внутризоновый номер абонентской линии

- междугородный номер

ВС - ав ХХХХХ

код зоны внутризоновый номер аб.линии

номер абонентской линии на национальной сети

- международный номер abc ВС - ав ХХХХХ

(для структуры сети РУз) код страны номер абонентской линии

на национальной сети

номер абонентской линии на всемирной сети

- Сети с узлами УВС. При таком способе построения сети ГТС территория города делится на узловые районы (число которых может не соответствовать числу административных районов). Количество организуемых узловых районов (УР) принимается согласно технико-экономическому обоснованию по наименьшей стоимости. Рассмотрим схему организации связи на примере двух узловых районов, в которых имеется по три АТС (рис.17.4.).

Проанализируем структуру такой сети, которая характеризуется тремя разновидностями пучков соединительных линий:

- пучки линий для организации связи между всеми РАТС и всеми узлами УВС, за исключением своего узлового района - p1;

- пучки линий между УВС и РАТС своего узлового района - р2;

- пучки линий между РАТС каждого узлового района - р3.

Количество пучков каждого вида определяется по следующим формулам: - р1 = n х (в – 1);

- р2 = в х к

- р3 = в х к(к-1) = n х (к –1), где «в» - количество УР на сети;

- «к» - количество АТС в узловом районе;

- «n» - общее количество АТС на сети.

р3 р2 р3

р2

р2 р1 р1

р3 р3

р1

Рис.17.4. Построение сетей ГТС с узлами УВС

Нумерация абонентских терминалов при организации местной связи имеет следующую структуру:

в - Х - ХХХХ

индекс узла № АТС № аб.линии в АТС

Нумерация абонентских терминалов при организации внутризоновой, междугородной и международной связи будет такой же, как и в случае построения сети по принципу «каждая с каждой».

Сети с УВС и УИС. При дальнейшем увеличении емкости сети организуются узлы исходящего сообщения (УИС). В этом случае при организации связи между двумя АТС разных узловых районов соединительный тракт содержит УИС исходящего узлового района и УВС другого входящего узлового района. Рассмотрим схему организации связи на сети ГТСоц при наличии УВС и УИС (рис.17.5.).

Приняв обозначения, принятые в предыдущем примере, можно привести формулы для определения числа разных пучков линий:

- р1 = в х (в – 1)

- р2 = 2в х к = 2n

- р3 = в х к х (к – 1) = n х (к – 1).

Из рисунка 17.4. схемы организации связи видно, что число пучков соединительных линий значительно уменьшается по сравнению с числом пучков соединительных линий двух предыдущих схем.

Рис. 17.5. Построение сетей ГТС с узлами УВС и УИС

В случае большого тяготения между коммутационными узлами разных узловых районов (к одной АТС или нескольким АТС) между соответствующими коммутационными узлами организуются укороченные пути (например, между АТС i и j рис.17.6.).

Основной путь –iKLj

Укороченые пути –   iLj

-         iKj

-         ij

Рис. 17.6. Принципы организации укороченных путей между АТС

В этом случае организуется основной путь замыкания телефонной нагрузки через УИС и УВС и укороченные пути (минуя или УИС, или УВС, или УИС и УВС).

Нумерация оконечных терминалов на сетях с УИС и УВС при организации местной связи имеет следующую структуру:

- ав - Х - ХХХХ

номер УР индекс АТС № аб. линии в АТС

Структура номера при организации внутризоновой, междугородной и международной связи будет такой же как и в предыдущих случаях.

Структура ГТС гор. Ташкента. В настоящее время на телекоммуникационных сетях активно внедряются цифровые системы коммутации (ЦСК). Аналоговая сеть ГТСоц г. Ташкента до внедрения ЦСК имела структуру «сети с УВС» с шестизначной нумерацией абонентских терминалов. Развитие телекоммуникационной сети ГТСоц г. Ташкента осуществляется реконструкцией морально и технически устаревших аналоговых систем и строительством новых ЦСК. Для организации высококачественной связи между новейшими АТС построена наложенная цифровая сеть на базе ВОЛС (связь – «кольцо»). Со строительством кольцевой схемы телекоммуникационная сеть ГТС г. Ташкента представляет собой: основное «кольцо» с четыремя тандемными станциями, расположенными на АТС-137, 162, 191 и 134/135. Тандемные станции позволяют выполнять аналого - цифровое и обратное преобразование. Помимо основного кольца предусматривается строительство нескольких малых узловых колец, подключающихся к основному кольцу через опорные станции. В настоящее время закончено строительство ВОЛС «кольцо – 4». Схема организации связи на Ташкентской сети представлена на рис.17.7

17.3. Зоновые телефонные сети

Зоновые телефнные сети (ЗТС) являются высшим звеном относительно местных телефонных сетей и низшим звеном в иерархии национальных сетей отдельных государств. Зоновые телефонные сети включают в свой состав до нескольких десятков местных сетей (городских и сельских) одной географической области.

Одна зона может охватывать и большие территории, т.е. может обслуживать административные образования более высокого уровня, вплоть до целых стран (Литва, Латвия, Эстония, Молдова и т.д. представляют одну телефонную зону). Одна зона может обслуживать и город (Москва) или даже часть города (Нью-Йорк, Бруклин, Манхеттен) и т.д. Все зависит от численности населения и от плотности телефонной сети. На территории бывшего СССР к моменту распада было 172 зоны. Поэтому коды зон были трехзначными: АВС. Из них на долю России приходилось 81 зона. Остальные составляли страны СНГ и Балтии (Украина – 27 зон, РУз – 13 зон, Казахстан – 19 – зон и т.д.).

Коммутационным центром зоны является зоновая АМТС, которая обеспечивает связью между собой все ГТС и СТС своей зоны, а также их выход на общегосударственную или международную сети.

Для того, чтобы чрезмерно не загружать зоновую АМТС внутризоновыми соединениями, в зоне могут создаваться вспомогательные междугородные узлы коммутации. Эти узлы обеспечивают связь между теми местными сетями, которые испытывают друг к другу большое тяготение.

Зоновые сети связи – это совокупность местных сетей связи, устройств и сооружений, предназначенных для установления соединений между абонентами разных местных телефонных сетей одной области (зоны). Признак зоны – единая семизначная зоновая нумерация абонентских линий местных телефонных сетей.

Территория зоны – это чаще всего территория одной области (Ташкентская, Наманганская и т.д.). На территории государств, не имеющих областного деления, либо маленьких по площади (Эстония, Молдавия, Латвия, Литва и т.д.), может организовываться одна зона. На территории областей больших по площади или телефонной ёмкости могут организовываться несколько зон. Например: Московская область – две зоны 495 (центр) и 496 (сельско-пригородная зона); Санкт-Петербугрская - 812 и 813; а Нью-Йоркская – три зоны с кодами 212, 718, 917.

На территории одной зоны строится одна или несколько АМТС (чаще одна). Рассмотрим структуру Ташкентской зоны телефонной сети РУз. Она состоит из телефонной сети ГТС областного центра (ГТСоц), ГТС областного подчинения (ГТСоп) и сельских телефонных сетей СТС. ГТСоц, ГТСоп, СТС представляют собой местные телефонные сети зоны, количество которых определяется знаками «ав» общей структуры междугородного номера и, следовательно, количество их может быть до 100. Фрагмент схемы Ташкентской зоны представлен на рис.17.8.

Абоненту любой зоны присваивается семизначный номер в соответствии со структурой:

ав - х - хххх

номер местной номер абонентской

телефонной сети в зоне линии на местной телефонной сети

Максимальная ёмкость зоны составляет 8.000.000 номеров.

Нумерация абонентских линий на местных сетях будет следующая:

- абоненты ГТС областного центра

х – хххх при емкости сети менее 80.000 номеров;

вх – хххх при емкости сети менее 800.000 номеров;

авх – хххх при емкости сети более 800.000 номеров;

- абоненты ГТС областного подчинения - х – хххх;

- абоненты сельских сетей - ххххх.

Рис. 17.8. Фрагмент схемы Ташкентской зоны

Внутризоновый номер аб. линий имеет структуру: ав – ххххх.

Структура номера абонентской линии на национальной телефонной сети РУз состоит из кода зоны (ВС) и внутризонового номера аб.линии

ВС - ав - ххххх.

Код национальной телефонной сети РУз три знака abc - «998» .

Максимальная емкость одной зоны в плане количества местных телефонных сетей определяется знаками «ав» номера и может быть равно 100. Например, Ташкентская зона в 1987г. состояла из 22 местных телефонных сетей (без Ташкентской ГТС). На 1.10.99г. количество местных телефонных сетей увеличилось до 32.

При автоматизации ВЗТС выбор любого абонента любой местной телефонной сети осуществляется набором:

- существующий набор 8 – 2 – ав – ххххх;

- перспективный набор 0 – 2 – ав – ххххх.

Л Е К Ц И Я 18

Междугородные и международные телефонные сети.

Нумерация на сетях. Перспективы развития сетей. Принципы создания трактов для передачи информации

18.1. Междугородные телефонные сети

Общегосударственная телефонная сеть может включать в свой состав от одной до нескольких сотен зоновых сетей. Построение такой сети зависит от телефонной плотности в разных регионах, взаимного тяготения регионов, конфигурации территориальных образований, их размеров и т.д.

Для более эффективного использования линий на сетях ряда стран строятся специальные коммутационные узлы, функции которых отличны от АМТС. Если функцией АМТС в зоне является обеспечение выхода на междугородные, международные и внутризоновые сети абонентов зоны, то функциями специальных узлов коммутации является обеспечение связи между АМТС разных зон. Местом расположения АМТС является обычно достаточно крупный, административный центр (республиканский или областной), а узел коммутации, как правило, располагается в местах пересечения мощных линий связи.

Узлы автоматической коммутации (УАК) также имеют свою иерархию. УАК–II (второй ранг) более низкое звено – охватывает несколько зон, а УАК – I (первый ранг) – несколько регионов УАК –II. На сети страны может быть несколько УАК-I, которые соединяются друг с другом по принципу «каждый с каждым». В том случае, когда между некоторыми регионами УАК –II существует значительное взаимное тяготение, то между ними организуется непосредственная связь, чтобы нагрузка не проходила через УАК-I.

В качестве примера построения национальной телефонной сети может служить ОАКТС (Общегосударственная автоматически коммутируемая телефонная сеть страны – сеть бывшего СССР), фрагмент которой представлен на рис.18.1. Вся территория СССР представляла 12 транзитных территорий. На каждой такой транзитной территории устанавливался узел а УАК-1, предназначенный для установления только транзитных соединений. Все УАК-1 были связаны между собой по принципу «каждый с каждым».

На территории каждой такой транзитной территории устанавливались УАК-П, если технико-экономическое обоснование подтвердит целесообразность замыкания нагрузки группы АМТС через УАК-П.

Число УАК в соединительном тракте между любыми двумя АМТС, расположенными на территории страны, не должно превышать четырех. Это вызвано требованием, что число коммутируемых участков в тракте должно быть не более 11. Самый длинный путь по числу коммутируемых участков между АМТС называется путем последнего выбора (ППВ), который содержал два УАК-1 и два УАК-П:

Если между двумя АМТС достаточно большое тяготение, то между ними организуются непосредственные пучки каналов, обеспечивающие обслуживание 80-90% всей поступающей на них нагрузки.

АМТС - УАК-П - УАК-1 - УАК-1 - УАК-П - АМТС

Рис.18.1. Схема организации связи на сети ОАКТС

Это кратчайший путь обслуживания нагрузки, называемый «прямым путём». Оставшаяся нагрузка называется избыточной (10-20%) и направляется по обходным путям. Всего для каждого соединения должно быть организовано помимо прямого пути несколько обходных путей и путь последнего выбора (ППВ).

Соединительные тракт выбираются в порядке увеличения длины путей

- прямой путь (самый короткий) АМТС-1 - АМТС-2 (рис.18.2.);

- первый обходной путь АМТС-1, УАК-II другой территории АМТС-2;

- второй обходной путь АМТС-1, УАК-II своей территории, АМТС-2 и т.д . другие обходные пути и, наконец,

- путь последнего выбора АМТС-1, УАК-1 и УАК-II своей территории, УАК-1 и УАК-II другой территории, АМТС-2.

Рис. 18.2. Схема организации связи между двумя АМТС

В состав сети ОАКТС входило 172 зоны, объединенные 12-ю транзитными территориями. В каждой транзитной территории размещался УАК-1. Все УАК-1 были связаны между собой по способу «каждый с каждым». В соответствии с перспективой предполагалось, что число зон на сети ОАКТС должно было возрасти до 400. Поэтому выбор АМТС зоны осуществлялся набором трех знаков АВС. Например: Москва – 095, Ленинград – 812, Ташкент – 371, Алма-Аты – 327 и т.д.

Для организации соединительного тракта между двумя любыми оконечными терминалами ОАКТС надо было выполнить следующий набор знаков номера:

8 – АВС - ав - х - хххх

При этом наборе может быть организован нижеприведенный тракт:

Транзитная территория j

Транзитная территория i

Рис.18.3. Пример коммутационного тракта на сети ОАКТС

18.2. Национальная телефонная сеть РУз

Из сети ОАКТС выделилась в самостоятельную национальную сеть телефонная сеть Республики Узбекистан, представляющая сеть 13 телекоммуникационных зон (12 областей и Каракалпакистан). На сети РУз функционирует один УАК-1 (г.Ташкент.) и три УАК-П (в г.г. Намангане, Бухаре, Самарканде). В связи с выделением телефонной сети РУз в самостоятельную национальную сеть изменился порядок набора номера при выборе абонента Узбекистана и абонента ОАКТС. Причем в настоящее время сеть ОАКТС для России переименована во Взаимоувязанную сеть связи (ВСС). Организация связи между абонентами телефонной сети РУз и ВСС в настоящее время (переходный период) осуществляется по старому набору, соответствующему сети ОАКТС и новому набору, соответствующему кодам соответствующих государств. Для России код сети государства остался «7», а сети РУз присвоен код «998».

Основная структура сети РУз, как части ОАКТС, в плане наличия крупных узлов коммутации представлена на рис.18.4.

Рис. 18.4. Фрагмент схемы национальной телефонной сети РУз

Для организации связи между абонентами ВСС и сети РУз необходимо выполнить следующий набор:

- исходящая связь от абонентов РУз к абоненту ВСС

8 – АВС - ав - х - хххх

- входящая связь к абоненту РУз

8 – 998 – ВС - ав - х - хххх

- входящая связь к абоненту ОТС РУз (перспективный новый набор) –

     Зона сети

Выход     на АМТС

Международный код сети РУз       «998»

0 -      0                -                  abc (998) -           ВС             -         ав   х - хххх

Реализацией Национальной Программы реконструкции и развития телекоммуникационной сети РУз предусматривается полная реконструкция и модернизация существующей сети с целью внедрения в Мировую сеть телекоммуникационных услуг.

Решением одной из важнейших задач этой Программы было строительство и сдача в эксплуатацию Национального сегмента ТАЕ ВОЛС («Транс – Азиатско – Европейской Волоконно – оптической линии связи») протяженностью около 900 км на территории РУз..

ТАЕ ВОЛС – это коммуникационные сети высокого качества, построенные на базе ВОЛС с использованием цифровых систем передачи и цифровых систем коммутации, обеспечивающих безошибочную высокоскоростную передачу сигнала с минимальными помехами.

Схема прохождения ТАЕ-ВОЛС по территории РУз представлена на рис.18.5.

Индекс континента	Континент	Примеры кодов государств
1	Северная и Центральная Америка	США – 1 Канада – 1
3 и 4	Европа	Великобритания – 44 Венгрия – 36 Дания – 45 Франция – 33
9	Индия и Ближний Восток	Индия – 91, Турция – 90, Израиль – 972 Узбекистан – 998 Таджикистан - - 992 Кыргызстан – 996

Ташкент 2006

Функциональная схема АТСКУ. Обслуживание вызовов в системе

Сигнализация и синхронизация в ЦСК.

РПН

РЭС-14

Так как n_A · к_A= N = m², то m = .

Рис. 7.4. Формирование ГЦС ЦСП с ИКМ

Рис. 7.5. Структура (образование) тракта ИКМ 30/32

Рис. 7.6. Пример реализации ИКМ в абонентском интерфейсе

Рис. 7.8. Увеличение скорости передачи в тракте

Рис.8.3. Коммутационное поле ЦСК типа В – П – В

Рис.8.5.Разновидности КП

а) разделенное; б) свернутое

Рис.17.4. Построение сетей ГТС с узлами УВС

Рис. 17.6. Принципы организации укороченных путей между АТС

Индекс континента

Континент

Примеры кодов государств

США – 1

Канада – 1

Великобритания – 44 Венгрия – 36

Дания – 45

Франция – 33

Индия – 91,

Турция – 90,

Израиль – 972

Узбекистан – 998

Таджикистан - - 992

Кыргызстан – 996

Рис. 18.6. Принципы построения сети международной связи

Основная литература

Функциональная схема АТСКУ. Обслуживание вызовов в системе

Сигнализация и синхронизация в ЦСК

Рассмотрены и одобрены

№№ лекций	Содержание лекционного занятия	Стр.
1	Введение. Эволюция средств телекоммуникации. Основы телефонной передачи (тракты, речевой сигнал, слуховое восприятие, качество передачи, динамические диапазоны)
2	Абонентские терминалы. Классификация терминалов, их назначение. Телефонные аппараты, их конструкция, функционирование. Особенности построения цифровых телефонных аппаратов
3	Общая структура и функции коммутационных узлов. Схемотехника узлов коммутации разных поколений
4	Понятие о потоках вызовов, времени обслуживания и ЧНН
5	Способы обслуживания вызовов и характеристики качества обслуживания
6	Коммутационные блоки, ступени искания и коммутационные поля аналоговых систем коммутации
7	Принципы цифровой коммутации. АЦП и ЦАП
8	Пространственная и временная коммутация. БВП и БВК. Коммутационное поле ЦСК. Структура потока Е1
9	Управляющие устройства УУ систем коммутации. УУ декадно-шаговых и координатных систем
10	У Управляющие устройства квазиэлектронных и цифровых систем коммутации
11	Особенности и принципы построения декадно-шаговых и координатных систем
12	Функциональная схема АТСКУ. Обслуживание вызовов в системе
13	Квазиэлектронные системы. Особенности построения и обслуживание вызовов в системе
14	Общие принципы построения систем ЦСК
15	Сигнализация и синхронизация в ЦСК
16	Цифровая система коммутации – EWSD. Принципы построения системы и функционирование в процессе обслуживания вызовов
17	Местные и зоновые телефонные сети. Нумерация на сетях. Перспективы развития сетей. Принципы создания трактов для передачи информации
18	Междугородные и международные телефонные сети. Нумерация на сетях. Перспективы развития сетей. Принципы создания трактов для передачи информации

Ташкент 2006

Функциональная схема АТСКУ. Обслуживание вызовов в системе

Сигнализация и синхронизация в ЦСК.

РПН

РЭС-14

Так как nA · кA = N = m2, то m = .

Рис. 7.4. Формирование ГЦС ЦСП с ИКМ

Рис. 7.5. Структура (образование) тракта ИКМ 30/32

Рис. 7.6. Пример реализации ИКМ в абонентском интерфейсе

Рис. 7.8. Увеличение скорости передачи в тракте

Рис.8.3. Коммутационное поле ЦСК типа В – П – В

Рис.8.5.Разновидности КП

а) разделенное; б) свернутое

Рис.17.4. Построение сетей ГТС с узлами УВС

Рис. 17.6. Принципы организации укороченных путей между АТС

Индекс континента

Континент

Примеры кодов государств

США – 1

Канада – 1

Великобритания – 44 Венгрия – 36

Дания – 45

Франция – 33

Индия – 91,

Турция – 90,

Израиль – 972

Узбекистан – 998

Таджикистан - - 992

Кыргызстан – 996

Рис. 18.6. Принципы построения сети международной связи

Основная литература

Функциональная схема АТСКУ. Обслуживание вызовов в системе

Сигнализация и синхронизация в ЦСК

Рассмотрены и одобрены

Так как n_A · к_A= N = m², то m = .