УЗБЕКСКОЕ АГЕНТСТВО ПОЧТЫ и ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

ТАШКЕНТСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ СВЯЗИ

Кан А.В.

Кафедра ТС и СК

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ И СИСТЕМ

Конспект лекций для бакалавров по направлению

Б522300 - Телекоммуникация

Ташкент – 2000.

В соответствии с рабочим учебным планом, утвержденным 30.09.1999 года (протокол №2 (479)) по направлению Б.522300 – Телекоммуникация (Телекоммуникационные сети и системы коммутации) читается курс лекций по дисциплине Основы построения телекоммуникационных сетей и систем.

О Г Л  А В Л Е Н И Е

		Стр.
Лекция  1	-  Введение. История развития электросвязи.	4
Лекция  2	-  Общая структура телекоммуникационных сетей. Континентальные телекоммуникационные сети передачи речевой информации.	7
Лекция  3	-  Национальные телекоммуникационные сети. ОТС РУз.	10
Лекция  4	-  Зоновые телекоммуникационные сети.	13
Лекция  5	-  Местные телефонные сети (ГТСоц, ГТСоп, СТС).	15
Лекция  6	-  Интеллектуальные услуги абонентам. Телекоммуникационные сети: компьютерные,  глобальные спутниковые, транковые и т.д.	21
Лекция  7	-  Сотовые сети связи.	26
Лекция  8	-  Некоторые сведения из теории распределения информации.	30
Лекция  9	-  Звук. Органы речи и слуха. Элементы схем ТА.	35
Лекция 10	-  Оконечное терминальное оборудование телекоммуникационных сетей. Принципы телефонной передачи.	41
Лекция 11	-  Принципы автоматической коммутации. Общая структура КУ. Назначение и классификация КУ.	45
Лекция 12	-  Коммутационные приборы.	50
Лекция 13	-  Аналого-цифровое преобразование	56
Лекция 14	-  Принципы построения коммутационных полей. Режимы искания.	59
Лекция 15	-  Структура коммутационного поля ЦСК.	65
Лекция 16	-  Управляющие устройства электромеханических аналоговых систем.	68
Лекция 17	-  Управляющие устройства систем ЦСК.	73
Лекция 18	-  Общая структура КУ. Система ДШ.	76
Лекция 19	-  Координатные коммутационные системы.	78
Лекция 20	- Квазиэлектронные системы коммутации.	83
Лекция 21	- Электронная (квазиэлектронная) АМТС типа АХЕ-10.	89
Лекция 22	-  Принципы построения системы EWSD Сименс.	91
Лекция 23	-  Алгоритм установления соединения в системе EWSD.	96
Лекция 24	-  Оценка эффективности сетей электросвязи.	99
Лекция 25	-  Система сигнализации на сетях телекоммуникаций.	101

ЛЕКЦИЯ – 1.

Т Е М А:  ВВЕДЕНИЕ. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ.

НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ

- Октябрь 1832 г. – разработан электромагнитный телеграф. Организована связь Зимнего с Министерством путей сообщения.

- Русский инженер Якоби и американец Морзе независимо друг от друга изобрели пишущий телеграфный аппарат. Заслуга Морзе – телеграфная азбука. На основе этой разработки организованы связи:

А) Петербург – Царское село - 1841г. протяженностью 25 км.

Б) Вашингтон – Балтимор - 1843г. протяженностью 63 км.

- 1866г. организация кабельной телеграфной связи Европа – Азия через Атлантический океан.

- 1837г. попытки передачи человеческой речи с помощью электрических сигналов.

И только через 40 лет в 1876г. американцем Беллом изобретен электромагнитный телефон.

- 1878г. русским инженером Махальским изобретен угольный микрофон.

- 1882 – 1883 г.г. появление первых телефонных станций.

- 7 мая 1895г. – изобретение радио.

- 1900г. впервые была использована радиосвязь при спасении рыбаков в море.

- Июнь 1921г. – заключен первый междугородний договор на эксплуатацию междугородних линий России с Данией-

- 1918 – 1922г.г. в Москве построена первая радиовещательная станция мощностью 12кВт.

- 1924г. построены радиовещательные станции в городах Ленинграде и Горьком.

ЭЛЕКТРОСВЯЗЬ НА ПОРОГЕ НОВОГО ВЕКА

На пороге третье тысячелетие - мир информации.

20 век – «век атомной энергии и космоса», но он и век информации. По некоторым научным подсчетам объем знаний за последние десятилетия увеличился в 2 – 3 раза, а общий объем потоков информации увеличился более, чем в 30 раз.

Эта информация передается через сети информационных телекоммуникаций, т.е. через сети связи:

- транспортные средства перевозки письменной и печатной продукции;

- линии связи передачи электрических сигналов;

- устройств распространения сигналов.

Эти сети должны постоянно совершенствоваться  и увеличивать пропускную способность, т.к. число оконечных терминалов непрерывно растет.

По данным ООН среднегодовой прирост валового национального продукта в мире в 60-ые годы увеличивался на 5,1%; в 70-ые годы – на 4,2%, а среднегодовой прирост количества телефонных аппаратов за последние 40 лет составил 6,7% ежегодно.

Емкость сети передачи данных Западной Европы увеличивалась за последние 10 лет на 2,6% ежегодно.

Ожидается, что количество оконечных терминалов сравняется с населением земли уже в 2020 – 2025г.г. В США количество оконечных терминалов сравняется с числом жителей уже в 2000 году.

Потоки информации растут, следовательно, соответствующим образом должны развиваться и совершенствоваться телекоммуникационные сети. Ведущий специалист в области теории информации Дж.Пирс в 1962г. сказал, что «система электросвязи является самым сложным сооружением, созданным руками человека».

Любая информация может быть разделена следующие виды:

- воспринимаемая слухом;

- воспринимаемая зрением;

- воспринимаемая приборами, в т.ч. ЭВМ и РС.

Информация может передаваться различными способами:

- почтовой связью для передачи письменных и звуковых сообщений (звуковое письмо, пластинка, фото письмо, магнитная лента и т.д.);

- средствами электросвязи.

Сети электросвязи представляют собой сети для организации связи большого количества разных типов терминалов одностороннего и двустороннего действия (телефонных, телеграфных, вещания, телевидения, радиосвязи и т.д.).

Сети электросвязи – это технические средства с помощью которых организуется электросвязь рассредоточенных источников и приемников информации. Состав сети электросвязи: 

- терминалы (внешняя среда);

- системы передачи;

- системы коммутации или распределения.

Следует отметить, что техника передачи речевой информации развивается более 100 лет, а электровычислительная техника развивается активно только последние два-три десятилетия.

Однако они очень хорошо дополняют друг друга. Свидетельством тому служат современные Цифровые системы коммутации (ЦСК).

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

Сеть электросвязи состоит из:

- оконечных терминалов;

- систем передачи;

- систем распределения.

По виду информации терминалы могут быть для передачи звуковой информации, изображения и передачи данных. По форме предоставления информации терминалы могут быть аналоговыми и дискретными.

Аналоговые терминалы – это телефонные и телеграфные аппараты, фото и телекамеры, телевизоры, радиоприемники и т.д.

Дискретные терминалы – это аппаратура передачи данных, датчики и приемники дискретных сигналов и т.д.

1. Задача терминальных устройств – преобразование исходной информации в электрические сигналы, которые через каналы связи нужно передать от передающего конца (т.е. на входе канала связи) и вернуть этот сигнал в исходную форму на приемном конце. Эти функции передающего и приемного конца могут быть совмещены в одном терминале (телефон или телеграфный аппарат и т.д.) или выполнить раздельно (телекамеры, радиоприемники, телевизоры и т.д.).

Сейчас в век научно-технического прогресса происходит слияние систем связи с вычислительной техникой и другими более сложными функциями (персональный компьютер, электронно-управляющая машина и т.д.).

Аналоговый электрический сигнал характеризуется тремя параметрами:

- частотным спектром;

- динамическим диапазоном;

- уровнем сигнала и уровнем помех.

Дискретный электрический сигнал можно характеризовать этими же тремя параметрами, но лучше характеризовать скоростью передачи, т.е. количеством единиц информации в единицу времени бит в секунду, а также вероятностью ошибок.

2. Системы передачи – это кабели разной конструкции, световодные и волоконно-оптические линии связи, эфирная среда (среда распространения  радиоволн). Все эти среды должны создавать каналы передачи и обеспечивать эффективное использование среды путем создания многоканальных систем .

3. Системы распределения  предназначены для организации связи и передачи электрического сигнала от одного терминала к другому. С этой целью системы должны быть снабжены коммутационными устройствами, обеспечивающими возможность соединения друг с другом каналов для организации сквозного пути прохождения сигналов между источниками и приемниками информации через скоммутированную сеть каналов. Упрощенно можно представить коммутационную сеть в виде организации связи терминалов посредством следующих структур сетей:

- сеть линий (каналов) “каждая с каждой”;

- сеть линий (каналов) радиальная;

- сеть линий каналов) радиально-узловая.

Для организации связи между двумя терминалами необходимо скоммутировать отдельные участки тракта (каналы или линии). Эта функция выполняется системами распределения -  коммутационными узлами (КУ).

Л Е К Ц И Я – 2.

Т Е М А: ОБЩАЯ СТРУКТУРА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ.

КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ

РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАЦИИ.

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

Рассмотрим фрагмент сети связи:

При построении телекоммуникационных сетей используются следующие основные понятия Закона Республики Узбекистан:

- телекоммуникация – передача, прием, обработка сигналов, знаков текстов, изображений, звуков или иных видов информации с использованием проводных, радио, оптических и других электромагнитных систем;

- сеть связи – это сеть телекоммуникаций, представляющая собой совокупность  средств телекоммуникаций для обеспечения передачи одного или нескольких видов информации: телефонной, телеграфной, факсимильной, передачи данных и других видов документальных сообщений, трансляцию телевизионных и радиовещательных программ;

- средства телекоммуникаций – это технические устройства, оборудование, сооружения и системы, позволяющие формировать, передавать, принимать, обрабатывать, коммутировать электромагнитные или оптические сигналы и управлять ими. К средствам телекоммуникаций относятся системы передачи и системы распределения;

- оконечное (терминальное) оборудование – абонентские устройства – это технические средства пользователей (телефонные, факсимильные, радио-телеприемные и др. устройства), взаимодействующие с сетями телекоммуникаций;

- абонентские линии обеспечивают связь абонентских устройств с системами распределения информации;

-  соединительные линии или каналы – это линии связи между системами распределения (коммутационными узлами – КУ), которые могут быть физическими, уплотненными, радиорелейными, спутниковыми и т.д.

- система нумерации – это порядок распределения и присвоения нумерации (комбинации цифр или знаков) между операторами, провайдерами и оконечным (терминальным) оборудованием пользователей.

По телекоммуникационным сетям может быть передана информация трех видов: личная, специальная (научно-техническая, деловая, экономическая, статистическая и т.д.), массовая (газеты, журналы, радио, телевидения и т.д.).

Источниками и потребителями информации раньше был человек. Сейчас источниками и потребителями информации является являются не только люди, но и разные технические устройства (вычислительные машины, факсы, персональные компьютеры, телеграфные аппараты и т.д.).

Следовательно, для передачи различных видов информации   используются  различные телекоммуникационные сети, объединенные в Единую телекоммуникационную сеть Республики Узбекистан (ОТС РУз.). Примерами составных частей ОТС РУз могут служить сети автоматической телефонной связи, сети телеграфной связи, сети передачи данных, компьютерные сети, сети передачи полос газет и т.д. Все эти сети характеризуются обеспечением: техническим, методическим, информационным, организационным.

Рассмотрим построение  всемирной телекоммуникационной сети передачи речевой информации (аналоговой или цифровой формы).

- Всемирная сеть передачи речевой информации строится на базе центров автоматической коммутации трех классов: СТ-1, СТ- 2 и СТ-3. Каждый из центров СТ-1 является оконечной международной станцией соответствующего телефонного континента. CТ-2 и СТ-3 помимо роли оконечной международной станции выполняют функции центров автоматического транзита.

- Вся территория земного шара разделена на восемь зон коммутации – “телефонных континентов”, в каждой из которых устанавливается СТ-1. В таблице ниже представлены индексы “телефонных континентов”.

Индекс континента	Континент	Место расположения СТ-1	Примеры государств
1	Северная и Центральная Америка	Н-Йорк	США – 1 Канада - 1
2	Африка	Будет построен	Алжир – 213 Египет – 20
3 и 4	Европа	Лондон	Великобритания – 44 Венгрия – 36 Дания – 45 Франция – 33
5	Южная Америка	Будет построен	Бразилия – 55 Мексика - 52
6	Малая Азия, Австралия, Океания	Сидней, Сингапур	Австралия –61, Малайзия – 60, Таиланд - 66
7	СССР	Москва
8	Центральная Азия и Дальний Восток	Токио	Китай – 86,Северная Корея – 850, Южная Корея - 82
9	Индия и Ближний Восток	Будет построен	Индия – 91, ОАЭ – 971, Турция – 90, Израиль - 972

В зоне коммутации СТ-1 строятся центры коммутации второго и третьего класса. Зона действия СТ-2, как правило, объединяет несколько стран. Иногда это одна страна. Зона действия СТ-3,как правило, ограничивается территорией одной страны. Например, такое большое государство как бывший СССР, должно было содержать СТ-1 и несколько СТ-2. СТ-3 на территории СССР не предусматривались. Однако в соответствии со сложностью национальной сети СССР и требованиями по количеству коммутируемых участков тракта телекоммуникационная сеть бывшего СССР строилась без СТ-2 и СТ-3.

Центры коммутации СТ-1 соединяются между собой по способу «каждый с каждым» пучками  каналов пути последнего выбора (ППВ).

Схема организации дальней международной связи будет выглядеть так:

Структура номера, набираемого при организации дальней международной связи представляет собой:

a

8 – 10 -  a b            -  АВС                -                ав            -               х  -  хххх

a b g

код зоны

Л Е К Ц И Я - 3

Т Е М А: НАЦИОНАЛЬНЫЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕЛЕФОННЫЕ СЕТИ. ОБЪЕДИНЕННАЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННАЯ СЕТЬ РУз.

Одним из примеров построения национальной телекоммуникационной телефонной сети может служить ОАКТС (Общегосударственная автоматически коммутируемая телефонная сеть страны – сеть бывшего СССР).

Вся территория СССР была разделена на 12 транзитных территории. На каждой такой транзитной территории устанавливался узел автоматической коммутации первого класса УАК-1, предназначенный для установления только транзитных соединений. Все УАК-1 связаны между собой по принципу «каждый с каждым».

На территории каждой такой транзитной территории устанавливаются узлы автоматической коммутации второго класса 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. Этим же объясняется то, что на территории бывшего СССР не предусматривалось наличие коммутационного центра СТ-3. Самый длинный путь по числу коммутируемых участков между АМТС называется путем последнего выбора (ППВ):

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

Схема организации связи в ОАКТС может быть представлена следующим образом:

др. УАК I

др. УАК I

УАК I

УАК I

АМТС

АМТС

АМТС

АМТС

Если между двумя АМТС существует достаточно большое  тяготение, то между этими АМТС организуются непосредственные пучки каналов. Эти пучки обеспечивают обслуживание 80-90% всей поступающей  на них нагрузки. Это кратчайший путь обслуживания нагрузки. Такие пучки линий называются пучками прямого пути. Оставшаяся, необслуженная 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 пути выбираются в порядке увеличения длины путей:

- прямой путь (самый короткий)  АМТС-1 - АМТС-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.

Схема организации связи между двумя АМТС

  В состав сети ОАКТС входило 172 зоны, объединенные в 12 транзитных территории. В каждой транзитной территории размещался УАК-1. Все УАК-1 были связаны между собой по способу «каждый с каждым». В соответствии с дальней 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 необходимо выполнить следующий набор знаков номера:

 8         –          АВС                -              ав                 -             х - хххх

При этом наборе может быть скоммутирован нижеприведенный тракт:

 Из сети ОАКТС выделилась в самостоятельную национальную сеть Объединенная телекоммуникационная сеть Республики Узбекистан (ОТС РУз). ОТС РУз представляет собой сеть 13 телекоммуникационных зон (12 областей и Каракалпакистан). На сети ОТС РУз функционируют один УАК-1 (г.Ташкент.) и три УАК-П (в г.г. Намангане, Бухаре, Самарканде). В связи с выделением телекоммуникационной сети РУз в самостоятельную национальную сеть изменился порядок набора номера при выборе абонента ОТС РУз и абонента ОАКТС. Причем в настоящее время сеть ОАКТС для России переименована во Взаимоувязанную сеть связи (ВСС). Организация связи между абонентами ОТС 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 государства остался «7», а РУз присвоен код «998»(при наборе старого кода для РУз остается «7»). Развитие телекоммуникационных сетей РУз основано на Законе и телекоммуникациях ОТС РУз.

Основная структура ОТС РУз в плане наличия крупных узлов коммутации представлена на рисунке ниже: 

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

- исходящая связь от абонентов ОТСРУз к абоненту ВСС –  8  -  АВС  -  ав  -  х - хххх

- входящая связь к абоненту ОТС РУз (старый набор) -  8  -  АВС  -  ав  -  х  -  хххх

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

Международный код РУз «998»

Выход на МН

Выход на АМТС

0    -            0           -         abc    -             ВС       -           ав        -           х  -  хххх

Зона ОТС Руз.

Внутризоновый номер абонента

Л Е К Ц И Я – 4

Т Е М А: ЗОНОВЫЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СЕТИ

Зоновые телекоммуникационные сети связи (ЗТС) – 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 территория одной области (Ташкентская, Наманганская и т.д.) или государства, не имеющего областного деления либо маленькие по площади (Эстония, Молдавия и т.д.).

На территории одной зоны строится одна или несколько АМТС (чаще одна).

Рассмотрим структуру Ташкентской зоны ОТС РУз. Она состоит из телекоммуникационной сети ГТС областного центра (ГТСоц), ГТС областного подчинения (ГТСоп) и сельских телефонных сетей. 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. ниже:

ГТС ОП

Любому абоненту зоны присваивается семизначный номер в соответствии со структурой:

            ав                        -                        х - хххх 

  номер местной                                   номер абонентской

  телефонной  сети в зоне                   линии на местной телефонной сети

Емкость зоны составляет 8.000.000 номеров максимум.

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 800.000номеров;

                                                            авх – хххх  при емкости более 800.000 номеров;

- абоненты ГТС областного подчинения х – хххх;

- абоненты сельских сетей  - ххххх.

Внутризоновый номер абонентских линий имеет следующую структуру: ав - ххххх.

Номер абонентской линии на национальной сети имеет следующую структуру:

 - существующий - АВС  -  ав  -  ххххх;

 - перспективный  -  ВС  -  ав  -  ххххх.

Код национальной сети ОТС РУз  -  «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.

На 1.03.93г. в 9 областях РУз внутризоновая телефонная связь была автоматизирована на 75%. Доля внутризонового обмена в общем объеме составляла порядка 50%, внутриреспубликанский - 30%. Доля обмена на страны СНГ и дальнее зарубежье составляла порядка 20%.

ЛЕКЦИЯ  -  5.

ТЕМА: МЕСТНЫЕ ТЕЛЕФОННЫЕ СЕТИ (ГТСоц, ГТСоп, СТС).

Телефонные сети, создаваемые на территориях городов или сельских районов, называются местными телефонными сетями.

Способ построения местных телефонных сетей зависит от 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 либо по радиальному, либо по радиально-узловому способу.

  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 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.

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.

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

Нумерация абонентских терминалов на СТС при организации местной связи

    - ХХХХХ.

Внутризоновый номер абонентского терминала СТС

   - ав - ХХХХХ.

Междугородный номер абонента СТС на национальной телекоммуникационной сети РУз

  - АВС - ав - ХХХХХ  -  (существующий номер);

  -  ВС - ав - ХХХХХ  -  (перспективный номер).

Международный номер абонента СТС

 - 7 - АВС - ав - ХХХХХ  - (существующий номер);

 - 998 - ВС - ав - ХХХХХ  - (перспективный номер).

ГТС – городские телефонные сети относятся к числу местных телефонных сетей и могут подразделяться на ГТС областного центра и ГТС областного подчинения.

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 входящих сообщений (УВС) и с узлами исходящих сообщений (УИС). При этом способе связь между АТС в пределах одного узлового района 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:

- сеть «каждая с каждой» при числе АТС n = 4

Общее количество пучков соединительных линий определяется по формуле:

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

Максимальное количество  “n “  АТС при таком способе построения сети равно 8. 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

-  внутризоновая связь   ав       -         Х  -  ХХХХ  

индекс местной          номер абонентской линии

сети в зоне                  на местной тлф.сети

-  междугородный номер АВС  -         ав ХХХХХ (существующий)

       ВС  -         ав ХХХХХ (перспективный)

код зоны         внутризоновый номер аб.линии

-  международный номер   7               АВС  -   ав ХХХХХ (существующий)

      998               ВС -   ав ХХХХХ (перспективный)

код страны     номер аб.линии на национальной 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 принимается согласно технико-экономическому обоснованию по наименьшей стоимости. Рассмотрим схему организации связи на примере двух узловых районов в которых имеется по три АТС.

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 узловых районов;

-     «к» - количество АТС в узловом районе;

-      «n» - общее количество АТС на сети.

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 предыдущем случае.

АТС-42

При дальнейшем увеличении емкости сети организуются узлы исходящего сообщения (УИС). В этом случае для организация 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.

АТС-33

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

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).

Основной путь –iKLj

Укороченые пути –   iLj

- iKj

- ij

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 должна иметь 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.

  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 тремя тандемными станциями, расположенными на АТС-137, 162, 191. 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 идет строительство ВОЛС «кольцо – 4».

Л Е К Ц И Я – 6

Т Е М А: ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ УСЛУГИ АБОНЕНТАМ.

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СЕТИ: КОМПЬЮТЕРНЫЕ, ГЛОБАЛЬНЫЕ

СПУТНИКОВЫЕ, ТРАНКОВЫЕ и т.д.

Новейшие цифровые системы коммутации предоставляют абонентам большой набор интеллектуальных услуг, т.е. услуги, предоставляемые не людьми (операторами), а некоторыми автоматическими устройствами.

 Примером может служить речевая почта (РП) или компьютерная телефония.

 Рассмотрим простейшие устройства - автоответчик:

 Речевая почта (РП) может быть создана на базе АТС, когда адресат (абонентский комплект) выбирается по принятой адресной информации

РП можно создать на базе УАТС офиса или фирмы. В качестве РП на базе УАТС можно организовать прием сообщений множеству абонентов.

Можно организовать интеллектуальную услугу приема сообщений с помощью автоматического секретаря. Алгоритм работы устройства предоставления интеллектуальной услуги будет следующим:

- прием вызова;

- обмен приветствиями;

- выдача информации о дополнительных действиях, запрограммированных последующими действиями алгоритма;

- набор номера (прием) и по нему выбор объекта (например, набор одной цифры, многозначные номер, справочник и т.д.);

- ответ, подтверждение выполнения команды;

- запись сообщения выбранному абоненту.

Это все услуги устройств или системы. В настоящее время с внедрением ЦСК появляется возможность предоставления абонентам интеллектуальных сетевых услуг (ИУ) строительством интеллектуальных сетей связи (ИСС).

В качестве примера можно рассмотреть построение интеллектуальной сети связи – SAS  - Система Скандинавских авиалиний. Система Скандинавских авиалиний имеет ряд офисов, расположенных в нескольких локальных сетях. Дозвониться в любой офис можно либо по коду данной локальной местности на национальной телекоммуникационной сети либо набором универсального номера офисов Системы скандинавских авиалиний. Пусть абонент локальной местной телекоммуникационной сети Стокгольма желает дозвониться в офис SAS. Для этого он может выполнить набор номера в пределах данной локальной сети. Однако, он может набрать и универсальный номер и если в ближайший офис дозвониться невозможно в силу занятости оконечного терминала, установление соединения может быть осуществлено с офисом другой локальной сети. Код национальной сети Швеции – 46, код локальной сети Стокгольма – 8, код Гетеборга – 31.

Для выбора конкретного офиса SAS в Стокгольме любому абоненту следует набрать номер 8 – 10 – 46 – 08 – ХХХХХХ. При выборе конкретного офиса SAS в Гетеборге следует набрать номер 8 – 10 – 46 – 031 – ХХХХХХ. Интеллектуальные сети позволяют набором универсального номера 8 – 10 – 46 – 020 - ХХХХХХ коммутировать соединительный тракт между терминалом абонента А и абонентом офиса SAS  любой локальной сети.

Хранилище ИУ – единый центр ИУ для всех абонентов национальной сети – это “мозговой центр” – центр управления точкой услуги (SCP – Service Control Point). Требуемая коммутация осуществляется в точке коммутации услуги (SSP – Service Switching Point) Система сигнализации № 7.

 Если абонент А набирает номер абонента С  020 – ХХХХХХ из локальной сети кода 8 (Стокгольм), то речевое соединение будет установлено между аб. А и SSP (сплошная линия) с помощью сигнализации локальная сеть 8 – SSP. Так как 020 не является кодом местной телефонной сети, речевое соединение не может быть установлено далее. Вместо этого комбинация цифр 020 должна быть транслирована в реальный телефонный номер (№ аб. С).

Для этого SSP посылает сигнализационное сообщение (пунктирная линия) к SCP и запрашивает трансляцию номера 020. SCP транслирует его в SAS – C – номер в зоне 8, т.к. абонент А находится в зоне 8.Когда SSP попытается установить речевое соединение, он обнаруживает, что номер С в офисе локальной сети Стокгольма занят. SSP сообщает об этой ситуации в SCP, который затем транслирует 020 в SAS номер в зоне 31, где абонент свободен. После этого SSP может установить речевое соединение (сплошная линия) между аб. А и абонентом офиса SAS в зоне 31.

Телефонно-компьютерная сеть РУз. «УЗПАК – ТКС» - это выделенная сеть передачи данных с коммутацией пакетов информации, а также предоставлением услуг телематической связи. Код сети АВС – «599» (существующий). В перспективе это ВС – «99».

Компьютерная сеть Интернет начала свое развитие в 1969г. Министерством обороны США. В 1983г. произошло разделение этой сети на две части - военные цели и гражданские. Обе части взаимосвязаны и представляют собой Интернет. Сеть представляла собой в 1985 году 2 тысячи компьютеров. В настоящее время это 3.000.000 базовых компьютеров и много десятков миллионов пользователей в 150 странах мира.

  Основные ветви Интернет:

- WWW – Word Wide Web – всемирная паутина;

- глобальная информационная система;

- электронная почта с адресами десятков миллионов человек;

- передача файлов информации с удаленных компьютеров;

- конференция (электронная доска объявлений) пользователей Интернет и т.д. 

Интернет – это множество локальных и глобальных сетей, использующих низкоскоростные и высокоскоростные   цифровые спутниковые каналы. Скорость передачи между региональными узлами 14400 бит/с, внутри региональных узлов 2400 – 14400 бит/с. В настоящее время коммутационные узлы позволяют передавать информацию с более высокой скоростью.

Сети радиосвязи могут различаться не только частотным спектром, но и средствами организации этой связи. Сюда относятся:

- мобильные спутниковые связи;

- системы транковой связи;

- системы персонального радиовызова (пейджинг);

- системы персональной связи РНS,

- системы беспроводного телефона;

- сотовые сети связи (ССС) и т.д.

Рассмотрим принципы построения перечисленных выше систем связи. Мобильные спутниковые системы связи развиваются начиная с запуска первых искусственных спутников земли (ИСЗ), т.е. с 1957 – 1958г.г. Мобильные спутниковые связи организуются на базе:

- высокоорбитальных ИСЗ с периодом общения Т=24ч. Высота орбиты 40000 км. Спутник как бы неподвижно висит над землей;

- средне орбитальных ИСЗ с высотой орбиты 10000км;

- низкоорбитальных ИСЗ с высотой орбиты 700 – 2000 км.

Для охвата всей территории земного шара между спутниками организуется связь всех трех уровней: низкий – средний – высокий, а также связи между соседними спутниками на одной орбите (до четырех).

Примеры спутниковых систем IRIDIUM система США – начало запуска 1989г., планировалось запустить 77 спутников с высотой орбиты 780 км. На 1998г. на: орбитах запущено 66 спутников. Стоимость проекта $ 3,5 млрд.

GLOBALSTAR – система США, начало 1991г. – 48 спутников, высота орбиты 1400 км ввод в действие 1998г., 8 орбит. Стоимость $ 2,5 млрд.

ICO – система США/Англия – начало 2000г. – 10 спутников, высота орбиты 10350 км, количество орбит 2. Стоимость $ 2,6 млрд.

  Системы мобильной спутниковой связи используются правоохранительными органами, противопожарной службой, скорая помощь, министерство по чрезвычайным ситуациям, службы газо – водо – энергоснабжения. Например:

GPS – GLOBAL POSITIONING SYSTEM – Глобальная навигационная система.

NAVSTAR – NAVIGATION SYSTEM WITH TAME AND RANGING – Навигационная система определения времени и дальности.

  ГЛОНАСС – Глобальная навигационная система России, находящаяся в эксплуатации с 1995г.

  Рассмотрим схему организации мобильной спутниковой связи

Сети транковой связи. Транковая связь – это системы подвижной связи, в первую очередь – радиотелефонной, обеспечивающие неограниченную мобильность в пределах достаточно большой зоны обслуживания. Транковые системы похожи на сотовые, но они проще и предоставляют меньший набор услуг. Их преимущество заключается в том, что они намного дешевле сотовых. Транковые сети меньшей емкости и поэтому не могут быть массовыми. Транковая – название происходит от английского слова Trunk (ствол).

«Ствол» - это несколько физических частотных канала, каждый из которых может быть предоставлен любому абоненту системы (как бы абоненту сотовой сети в одной соте).

Транковая связь или транкинговая связь – это одна ячейка с набором специфических услуг. При увеличении емкости сотовой сети связи увеличивается количество ячеек, в транкинговой сети связи, как правило, увеличивается размер ячейки, т.е. радиус действия составляет 40 – 50 км и более. Это означает, что должна быть увеличиваться и мощность передатчика. Транкинговая связь может строиться и в виде нескольких ячеек (многозоновая система) когда требуется увеличить не столько емкость, сколько радиус действия сети. Если стремиться к увеличению емкости, дробить ячейки, использовать принципы повторного использования частот, то транкинговая сеть будет не чем иным, как сотовая сеть связи.

Основное назначение транкинговой связи - корпоративная, служебная, ведомственная связь.

Например: пожарная оперативная служба связи с числом выходов (каналов) в город значительно меньше числа абонентов системы.

Для упрощения и удешевления системы используется полудуплексный режим работы, при котором один и тот же физический канал используется для связи в прямом и обратном направлениях. Для множественного доступа используется принцип частотного (FDMA) и временного (TDMA) разделения каналов.

Для повышения пропускной способности обычно накладываются ограничения на длительность разговора, а специфика корпоративной связи находит отражение в системе приоритетов пользователей, учитываемых при предоставлении канала связи в условиях очереди и в объединении абонентов в группы с возможностью диспетчерского вызова одновременно всех абонентов определенной группы. Это специфика обусловливает более высокие в среднем по сравнению с ССС требования к оперативности и надежности. Существует несколько протоколов транкинговой связи (аналоговых) МРТ1327,ТЕТRА, МРТ1343, МРТ1347, МАР27 и т.д. С 1997г. используется новый цифровой протокол ТЕТRА (Trans European Trunked Radio) для полиции и таможенных служб.

В России, т.е. бывшем СССР это система Алтай, прослужившая порядка 30 лет.

Современные транкинговые системы работают в диапазонах частот 136 ….174; 330…380; 403…480; 806….825; 851….870; 896….901; 935…940 мГц. Характерные полосы частотных каналов составляют 12,5 или 25 кГц.

ЛЕКЦИЯ - 7

ТЕМА: СОТОВЫЕ СЕТИ связи

Сотовая связь – это общедоступная (если не считать цены) телефонная связь, рассчитанная на обслуживание подвижных абонентов, предоставляющая все виды услуг обычной телефонной связи.

Идея сотовой связи относится к 1921 г., когда для полиции г. Детройта разрабатывалась диспетчерская связь.

Первый радиотелефон разработан в 1946г. в США фирмой Белл.

Система сотовой связи – это сложная и гибкая техническая система, допускающая большое разнообразие, как по вариантам, так и по наборам выполняемых функций. Система строится в виде совокупности ячеек, покрывающих обслуживаемую территорию. Сеть представляет собой  центр коммутации (ЦК) количество которых один или два, множество ячеек (сот) радиусом от 500 метров до 35 км, в каждой из которых размещена базовая станция (БС).

Общие принципы построения ССС;

Подключение ячеек к ЦК;

Ячейка с БС и оконечными терминалами.

Ниже представлена схема подключения подвижных оконечных терминалов через один или два центра коммутации:

При перемещении  абонента его оконечный терминал обслуживается разными ячейками, т.е. по мере приближения к границам ячеек уровень сигнала от базовой станции ячейки А уменьшается и после пересечения границы ячеек  терминал начинает обслуживаться базовой станцией соседней ячейки В (рис. ниже)

С целью увеличения емкости сотовой сети связи может быть использован принцип повторного использования спектра частот.

Спектры частот ячеек обозначены  буквами А, В, С, Е, К и т.д. Стрелками показана замена одной полосы частот на другую.

Сотовые сети связи  используют разные стандарты:

- GSM – 900, 1800, 1900 мГц с шириной канала 200кГц, с возможностью организации шести  цифровых каналов;

- АМРS и D-AMPS - 840 мГц с шириной канала 30 кГц с возможностью организации трех цифровых каналов;

- стандарт IMT , будет использоваться с 2000 года;

- UMTS  (Universal Mobile Telecommunications System), будет использоваться с 2002 года.

Рассмотрим схему установления соединения и укрупненный алгоритм при организации связи от абонента ССС к абоненту  сети общего пользования.

1. Вызов – запрос закрепленного канала для установления соединения.
2. Контроллер базовой станции назначает канал.
3. Станция через назначенный канал проводит аутентификацию (подтверждение подлинности абонента системы подвижной связи) и выдает запрос на вызов (с номером вызываемого абонента).
4. ЦК выдает к5оманду на назначение канала трафика ТСН.
5. ЦК выдает номер вызываемого абонента на сеть общего пользования, после ответа абонента завершает соединение.

Популярность сотовой сети связи на 1.01.91г.:

Количество терминалов   Швеция     -     482.200.

                                           США           -  5.100.000

                                           Канада        -      532.000

                                           Югославия  -            100

                                           Япония        -     787.900

                                           Финляндия  -     226.000

Количество терминалов на 1000 жителей                     -  США/Канада   - 28

                                                                                           -  Скандинавия   - 50 (и это мах)

                                                                                 -  Япония              - 10

В последнее десятилетие на территории РУз    получила свое развитие сотовая сеть связи несколькими фирмами в разной территорией охвата. Это Уздунробита и Рубикон, использующие стандарты АМРS / D-AMPS., Коском, Бузтел, Узмаком, ДЭУ Юнител, использующие стандарты GSM.

Наибольшее количество терминалов включено в сеть Уздунробиты – 28.000 из них 20.000 в Ташкентской зоне, остальные в других зонах (данные на 1.01.99г.). По общему количеству терминалов сетей следом идет ДЭУ Юнител и т.д,

Система персонального ручного телефона РНS (Personal Handy phone System) – радиосеть с малыми микро сотами 100 – 300 м, в которой абонентам организуется  связь между соседними сотами без коммутационного центра и поэтому бесплатно. Базовые станции подключаются к существующей стационарной сети непосредственно или через промежуточные коммутаторы. Сеть характеризуется спектром частот 1895 – 1918 МГц, спектр канала 300кГц, число частотных каналов . Сеть в силу своей простоты и дешевизны получила массовое развитие в Японии. За период 1995 – 1997г.г. сеть увеличилась с нуля до 6,9 млн. терминалов. 

Сети персонального радиовызова (пейджинг) -  это сеть передачи коротких сообщений из центра системы на приемные терминалы (пейджеры).

Сообщения могут быть 4-х видов:   тональные, цифровые, буквенно-цифровые, речевые.

Информация передается асинхронно, т.е. по очереди, происходит сдвиг по времени. В терминалах предусматривают дополнительные устройства: часы, календарь, регулировка частоты и громкости звукового сигнала и т.д. Терминалы работают только в режиме приема.

Беспроводный телефон и локальные беспроводные сети  (ЛБС) это терминалы использования в квартирах и офисах. При множестве терминалов на сети (больше единицы) необходимо устанавливать коммутатор в квартире или офисе. На всем участке коммутатор ЛБС – оконечный терминал может отсутствовать шнур. Частотный диапазон сети на европейской территории – 900мГц при 40 частотных каналах и полосе 50кГц. В Америке это 1,7 МГц,   каналов по 20кГц от БС к терминалам, а в обратном направлении 47,5мГц при 8 каналах по 12,5кГц.

Л Е К Ц И Я  -  8

Т Е М А: НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Для передачи информации создаются соединительные тракты. Количество коммутируемых участков а, следовательно, и число коммутационных узлов КУ, зависит от вида организуемой связи.

Рассмотрим примеры простейших трактов:

Ниже приводится пример тракта с большим количеством коммутируемых участков:

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.

Системы коммутации представляют собой системы массового обслуживания (СМО). Примером 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 – случайная величина.

Рассмотрим функциональную схему 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 6:

- 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  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, которых 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.

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

Телефонное сообщение – это совокупность процессов, связанных с занятием, использованием и освобождением линий и приборов коммутационного тракта. Ниже представлена обобщенная структура коммутационного 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;

                   С  - среднее число вызовов за период   t    - t

t--  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.

1 Эрл.   – это такая интенсивность нагрузки, при которой в течении 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.

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 система в деловой части города или микрорайоне. Ориентировочный характер зависимости “С” от времени суток представлен на рис. ниже:

Коэффициент концентрации к ЧНН К=10%

Коэффициент концентрации к ЧНН К=15%

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.

Качество обслуживания вызовов – основной показатель оценки работы телекоммуникационных сетей. Показатель 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 участок.

Единица измерения потерь промилля () – тысячная доля, 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  вызовам, по времени.

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 возможно при условии   D<V, т.е. когда доступность прибора D меньше количества линий в направлении. Неполнодоступное включение 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 приборов (нагрузочных групп).

Л Е К Ц И Я – 9

Т Е М А : ЗВУК. ОРГАНЫ РЕЧИ И СЛУХА. ЭЛЕМЕНТЫ СХЕМ  ТА.

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

                          Р = Рат + Р (t),

где   Рат    - атмосферное давление;

        Р(t)    - избыточное давление.

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

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

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

Величина звукового давления:  источник звука   –   (5-10см)   -    (1-1,5)Н/м2;

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

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

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

За начальные значения Р и J принимают: 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. Максимальная интенсивность звука, вызывающая болевое ощущение, называется порогом болевого ощущения (ПБО).

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

При f=1000Гц минимальная и максимальная интенсивности равны: J_min = 10^-12 и 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 вследствии 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 звука одной или нескольких частот при воздействии уровня одной или нескольких частот большей громкости, действующих одновременно.

Звуки речи характеризуются  – частотным спектром;

                                                   -  временными параметрами;

                                                   - энергетическими параметрами.

Речь  любого человека характеризуется основным тоном звука. Бас характеризуется спектром частот  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 формант:

«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 крик составляет – 5000 мкВт. Логарифм отношения максимального  и минимального значения мощности оценивают динамический диапазон речи человека и равен 57 дБ. Хорошей передаче соответствует  диапазон 40 дБ.

Коммутационная аппаратура рассчитывается  на диапазон в 40 дБ.

Элементы схем ТА.

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: 1)постоянный магнит (ПМ), 2) катушка электромагнита на полюсной надставке  (ПН) и 3) мембрана (М). 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

3

основная составляющая преобразования

2

1

N

S

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 употребимых телефонных капсюлей 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 неравномерна.

Неравномерность частотной характеристики DS_т измеряется в дБ определяется логарифмом максимальной чувствительности к минимальной. Для сравнения разных телефонов используется понятие среднего значения чувствительности.

D S_т ср =20lg S_тmax/ S_тmin, Дб.

Оценками качества телефонов являются    Sт ср  и     D S_T

Для увеличения  Sт ср размер и материал мембраны выбирают так, чтобы частота  f  ее  собственных колебаний находилась в диапазоне передаваемых частот. Для  выравнивания частотной характеристики в механическую систему  вводят акустическую перегородку.

Уменьшить нелинейные искажения преобразователя и даже свести их к нулю можно с помощью дифференциальной конструкции магнитной системы преобразователя (капсюль типа ДЭМК-6 и ДЭМК-7Т.

Ниже приводятся основные характеристики некоторых типов капсюлей:

ТА-4                  f = 0,3 – 3,0 кГц         Sт ср =  6 Па/В              DSт = 14

ТК-67                            f = 0,3 – 3,5 кГц         Sт ср = 15 Па/В             DSт = 20

ДЭМК-7Т         f = 0,3 – 3,5 кГц          Sт ср = 22 Па/В             DSт = 8

 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 из рисунка, представленного ниже:

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 (см.рис.) 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   r м. В зависимости от конструкции и диаметра зерен угольного порошка они подразделяются на низкоомные (НО), среднеомные (СО) и высокоомные (ВО).

Ниже представлены характеристики   некоторых микрофонных капсюлей (МК), имеющих разное сопротивление.

	Сопротивление, Ом	Ток питания. МА	Диаметр зерна, мм	Область применения
НО	35 –  65	20 – 80	0,35	ТА  МБ
СО	65 – 145	25 – 60	0,2	ТА ЦБ   до 6 км
ВО	145 – 300	12 – 25	0,2	ТА ЦБ более 6км

Микрофон, как источник переменной ЭДС вырабатывает ток, который определяется по схеме рисунка ниже и по формуле:

m = r_m/R – коэффициент модуляции, современные микрофоны имеют m » 0,2 , что соответствует нелинейности 15-20%

Микрофон   работает как преобразователь с минимальными линейными искажениями при воздействии звукового давления  от 0,003 до 10 Па.  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. Зависимость неравномерна. Среднее значение чувствительности микрофона  и коэффициент неравномерности определяются аналогично телефонному капсюлю с учетом обратного преобразования.

Ниже приводятся характеристики некоторых угольных микрофонов:

                  Диапазон частот, кГц.  Средняя чувствительность В/Па   Неравномерность

МК-10           0,3 – 3,5                             25 – 30                                                 34,5

МК-16           0,3 – 4,0                             45 -  55                                         12  - 15

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.

Телефонные аппараты – ТА. Служат в качестве оконечных терминалов телефонных сетей.

Классификация:

- 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.

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

Звонок служит устройством, оповещающим 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.

Простейшим устройством  выдачи адресной информации с ТА служит номеронабиратель, который может быть дисковым (ННД) и кнопочным (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 « отношения разомкнутого состояния импульсных контактов к замкнутому равно 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, позволяющих 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,. выдаваемых с ТА импульсов.

Для удобства абонентов  и для ускорения выдачи импульсов с ТА. используется ННК.

Время выдачи одной цифры с такого номеронабирателя 0,75 с (что в два раза быстрее скорости выдачи цифр с ННД). Информация с ННК может выдаваться батарейным 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). Сама 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 «выдача адресной информации» осуществляется рычажным переключателем или переключающей схемой.

Л Е К Ц И Я -  10.

Т Е М А: ОКОНЕЧНОЕ ТЕРМИНАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ.

ПРИНЦИПЫ ТЕЛЕФОННОЙ ПЕРЕДАЧИ.

Оконечное терминальное оборудование телекоммуникационных сетей предназначено для передачи и приема различных видов информации: звуковой, изображения и данных. Форма предоставления информации: аналоговая и дискретная. Оконечные терминалы могут быть одностороннего и двустороннего действия.

Аналоговая передача характеризуется изменением параметров сигнала (давление воздуха, яркость света, цвет изображения и т.д.). Аналоговый сигнал характеризуется:

- спектром частот;

- динамическим диапазоном;

- соотношением между уровнем (мощностью) сигнала и уровнем “помехи”, которая добавляется к “полезному”  сигналу по различным причинам на разных участках.

Дискретная передача характеризуется передачей информации знаками. При передаче таких знаков требуется  сохранить содержание информации, а не формы (т.е. значение цифры, буквы или какого либо знака.

Дискретный сигнал может быть охарактеризован  теми же параметрами, что и аналоговый сигнал, но лучше его характеризовать другими параметрами

- скоростью передачи (количеством счетных единиц сигналов в секунду – эта единица бит.);

-    вероятностью ошибок – количеством  ложных сигналов, возникающих при воздействии посторонней помехи на «полезный сигнал».

В соответствии с этим существует два класса терминалов:

1 класс – терминалы для передачи и приема аналоговой информации (телефон, микрофон, телевизионные камеры, фототелеграф, телевизоры и т.д.

2 класс – терминалы для передачи и приема дискретной информации (аппаратура передачи данных, телеграфные аппараты, датчики и приемники сигналов).

Задача терминалов – преобразовать исходную информацию в электрические сигналы, которые надо передать по сети и вернуть эти сигналы в исходную форму на приемном конце. Эти задачи могут быть совмещены (телефонный и телеграфный аппараты) и могут быть раздельными (телевизор, радиовещательный приемник, пейджер и т.д.).

Рассмотрим простейшую схему телефонной передачи (в ней приняты следующие графические обозначения:

   -  микрофон             -

             -  телефон                -

В этой схеме двусторонней передачи аналоговой информации наблюдается явление местного эффекта (МЭ). Явление местного эффекта – это такое явление, когда говорящий слышит собственную речь через свой телефон, причем громче чем по воздуху благодаря 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 произошло увеличение порога слышимости.

Для устранения местного эффекта элементы схемы ТА включаются с помощью трансформатора или автотрансформатора, т.е. ТА реализуются противоместными схемами двух типов мостовой и компенсационной. Общие принципы построения мостовых и компенсационных схем ТА представлены на рисунках ниже. 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.

Мостовая схема

Перспектива развития оконечных терминалов заключается в том, что ТА последних выпусков  реализованы на микросхемой технике, обеспечивающей лучшие параметры и характеристики ТА. С целью удобства абонентам в схемах 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 32 («Виза») или 64 («Элетап») многозначных номера, выдача которых осуществляется нажатием одной кнопки. Форма сигналов выдаваемой адресной информации может быть или

Обычной импульсной или частотной.  На сетях используются  ТА с автоматической регулировкой величины разговорных токов (ТА «Диалог» Швеция). В этих схемах используется свойство варристора изменять сопротивление переменному току в зависимости от приложенного постоянного напряжения

    Разовая память                                                                        Многоразовая память                           

Z_б

Диалог

Кроме того, в современных ТА громоздкая звонковая конструкция заменяется на тональное вызывное устройство – электронный звонок. Ниже 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.

В настоящее время получили большое распространение сотовые сети связи (ССС) оконечными терминалами которых являются радиоустройства двустороннего действия.

Ниже представлена схема терминала ССС.

Клавиатура

Блок - управления

Приемо – передающий блок

Антенный блок

Перспективные схемы терминалов, которые появятся на сетях с 2000 года, позволят передавать цветные изображения с высокой скоростью с частотой  не два кадра, а десять кадров в секунду.

На Швейцарской выставке Word Telecom – 1999 демонстрировалось большое количество разных моделей схем ТА ССС. Помимо основных функций в них предусматриваются: 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.

ЛЕКЦИЯ - 11

ТЕМА: 1. ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОММУТАЦИИ.

2. ОБЩАЯ СТРУКТУРА КУ.

3. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ   КУ.

1. Принципы автоматической коммутации.

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 сети являются оконечные абонентские устройства,  средства телекоммуникаций и соединительные линии.

Пример структуры сети:

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. 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 абонента (адресная информация).

		Тракт передачи информации

Схема организации связи между абонентами                  

            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.).

            КУ соединяются между собой посредством физических, уплотненных, РРЛ спутниковых линий.

                Под каналом или линией понимается совокупность технических средств (линейных и станционных), обеспечивающих соединение АУ и КУ, КУ между собой, а также передачу информации.

            В приведенной выше 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.

            Примером сети для передачи всех видов информации может служить Единая автоматизированная сеть бывшего СССР (ЕАСС)  и ее подсистемы – вторичные сети. В настоящее время из ЕАСС выделена Объединенная телекоммуникационная сеть РУз

ОТС РУз, состоящая из множества подсистем – вторичных сетей телефонных, телеграфных, вещания, УзПАК, сети телевидения 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.

            2. Общая упрощенная структура КУ

M

N

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.

3. КУ классифицируются по ряду признаков:

   - по виду передаваемой информации (ТЛФ, ТЛГ, вещ., ПД, телеуправление и т.д.);

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

   - по месту, занимаемому в сети электросвязи (районные, ЦС, УС, ОС, ТС, УВС, УИС);

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

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

   - по системам применения оборудования (ДШ, К, Маш., КЭ, Э);

   - 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..

4. Способы установления соединений.

На телефонных сетях наиболее распространенным способом коммутации является коммутация каналов (линий) КК. Он характеризуется тем, что по переданному адресу предоставляется тракт между передатчиком и приемником на все время передачи информации в реальном масштабе времени.

В таких системах качество обслуживания вызовов оценивается вероятностью отказов в установлении соединений из-за занятости каналов (линий) и приборов коммутации (системы с потерями) или временем ожидания обслуживания вызова (в системах с ожиданием). 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 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 = системы с ожиданием. Качество оценивается по t  задержки. Этот способ используется при ТЛГ передаче     и передаче 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 заключается в следующем. 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 аб.линия вызываемого аб.свободна, телефонистка посылает вызываемому абоненту сигнал вызова на звонок. При снятии абонентом микротелефонной   трубки создается разговорный тракт между терминалами аб.А и аб.В через посредство шнуровой пары ОШ – ВШ.. По окончании разговора  телефонистка производит разъединение.

            В процессе установления соединения на РТС выполняются функции, которые можно разбить на две группы:

            - функции чисто механические;

            - 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.

Ниже приведена схема АТС на 10 номеров. Нумерация ТА один знак от 0 до 9.

Абонентские линии заводятся в поле искателей вызова (ИВ) и в поле линейных искателей (ЛИ). При появлении вызова от абонента запускается распределитель вызова  (РВ) запускает  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 цифру адреса требуемого абонента. Адресная информация поступает в прибор ЛИ, связанного с соответствующим ОШ, По адресной информации ЛИ находит линию требуемого абонента. Далее определяется состояние линии и в случае, если она свободна, абоненту посылается сигнал вызова на звонок. Абонент А получает в этом случае сигнал контроль посылки вызова. Абонент В снимает трубку и устанавливается разговорный тракт между абонентами А и В. Для выдачи абонентам акустических сигналов на АТС предусматривается СВУ (сигнально-вызывное устройство).

Количество V шнуровых пар ИВ-ЛИ зависит от интенсивности телефонной нагрузки. Чем больше V, тем лучше качество. Однако при этом растет стоимость оборудования АТС. При проектировании число V определяется допустимым качеством обслуживания вызовов.

ЛЕКЦИЯ - 12

ТЕМА: КОММУТАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ

Для коммутации каналов (линий) и построения устройств управления используются различные коммутационные приборы. Коммутационным прибором называется устройство, обеспечивающее замыкание, размыкание и переключение цепей при поступлении в прибор управляющего сигнала.

Существуют простые электромеханические коммутационные приборы (реле, искатель, МКС), бесконтактные коммутационные приборы (транзисторы, диоды, магнитные элементные интегральные схемы), реле с герметичными контактами и ферриды (по температуре приближенные к электронным приборам, поэтому называются коммутационными элементами коммутационных приборов).

Коммутационная основа - коммутационный элемент (КЭ). Основной простейший КЭ

Коммутационная группа - для многопроводной коммутации.

Устройства, принимающие управляющие сигналы: реле, искатели, МКС, базовые цепи транзисторов и т.д. Коммутационный прибор может иметь разное число входом и выходов.

Точки коммутации - местоположение коммутационной группы в коммутационном приборе или в коммутационной системе.

Коммутационные параметры коммутационных приборов:

а) коммутационный коэффициент  для цепей управления и

 для цепей разговорного тракта;

б) время переключения (t_ср, t_отп );

в) срок службы или долговечности - допустимое число переключений или допустимое время работы. Электромеханические устройства - числом срабатывания, электронные - временем работы;

г) интенсивность отказов, то есть вероятностью отказов в единицу времени;

д) вносимое затухание (£1,3 дБ  на один КУ);

е) переходное затухание (78дБ);

ж) низкий уровень помех (не более 0,5мВ);

з) широкий динамический диапазон (порядка 40дБ);

и) стабильность параметров в течение всего срока службы;

к) нелинейное искажение меньше 5%.

Коммутационные приборы - приборы, изменяющие состояние проводимости электрических линий цепей (замыкание и размыкание).

Однопроводные - одна цепь, многопроводные - много электрических цепей, приборы ручной коммутации и приборы автоматической коммутации.

КП делятся на 4-вида:

Реле могут быть одно-обмоточные и многообмоточные (2-3). Обозначение реле и 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
Дополнительная мощность рассеивания	4-5 Вт	4-5 Вт
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)	10^7	10^8

Для улучшения функций коммутации контактные группы реле размещают в инертную среду в стеклянные баллоны, уменьшают габариты и увеличивают быстродействие. На этой основе реализуются  герконовые (ферридовые) реле  и соединители.

Электромеханические искатели.

Искатель - это устройство, в котором коммутируется вход с выходом за счет механического контакта скольжения.

Искатели состоят из трех основных частей:

1) Статор (контактное поле или выходы).

2) Ротор (подвижная часть или щетки - роль входа).

3) Привод (движущийся механизм).

ШИ-11: а и b - разговорные провода, с - проба, d - возврат прибора в исходное состояние.

ШИ-17: а и b - разговорные провода, с - проба, d - междугородная связь, е - возврат прибора в исходное состояние.

ШИ-25: 4 или 8 проводная в АТС-54 КИА.

Искатель с двумя движущимися щетками на 100 линий ДШИ-100:

Щетки искателя ДШИ-100 совершают подъемно-вращательные движения.

Подъемное движение - щетки находятся вне поля.

Вращательное движение - по ламелям выбранной декады.

Обозначение искателей:

Многократный координатный соединитель (МКС)

Многократный координатный соединитель представляет собой “n” 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 вертикального блока;

   6 - проводность.

   С целью увеличения емкости поля вводится 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 позиционного МКС 20х20х3.

Конструкция вертикали двухпозиционного МКС:

Соединители типа:

К четвертой группе приборов относятся соединители, используемые в квазиэлектронных и электронных коммутационных узлах. Коммутационной основой соединителей является герконовое реле или ферридовое. Ниже приведена схема включения управляющих элементов многократного ферридового соединителя МСФ 4х4.

 ЛЕКЦИЯ - 13         

ТЕМА: АНАЛОГО-ЦИФРОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ

Сегодня, в век научно-технической революции наблюдается бурный рост объема информации всех трех видов: личной, специальной и массовой.

Доставка информации может осуществляться двумя способами:

- непосредственным (личный контакт людей);

- опосредованным (с использованием технических средств).

Для того, чтобы информацию можно было доставлять, хранить, обрабатывать и использовать, она должна быть представлена в виде сообщения. Кроме переданной от источника информации сообщение должно содержать адрес и различные служебные сведения. В состав сообщения может также входить дополнительная информация, которая служит для обнаружения и даже устранения ошибок, возникающих при передаче сообщения, т.е. для повышения верности полученной информации.

Сообщения могут быть непрерывными (аналоговыми) и дискретными.  

Непрерывным называется сообщение, которое описывается непрерывной функцией времени. Пример: речь по телефону, программа вещания. Здесь изменение во времени звукового давления на мембрану подлежит передаче.

Дискретное сообщение представляет собой последовательность отдельных элементов. Пример: телеграмма - это сообщение, а буквы - это элементы сообщения.

В цифровых системах передачи (ЦСП), цифровых системах коммутации (ЦСК) аналоговый первичный сигнал, подаваемый на вход канала подвергается преобразованию в цифровую форму с помощью трех операций: дискретизация во времени, квантование по амплитуде и кодирование.

Эти операции осуществляются в устройстве, называемом А-Ц-П. на передающем конце и на приемном Ц-А-П (аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования).

Следовательно, АЦП должен содержать дискретизатор Д, квантователь Кв , кодирующее устройство Код . Обычно Кв  и Код  совмещены.

Дискретизация непрерывного сигнала во времени может быть показана в виде электронного ключа, который периодически замыкается с периодом Тд. Частота дискретизации Fд = 1/Тд. На выходе соответствующей системы создается АИМ сигнал, который представляет собой совокупность отсчетов непрерывного сигнала.

В соответствии с теоремой Котельникова Fд  должна быть в 2 и более раз больше максимальной частоты спектра непрерывного сигнала низкочастотного канала. Спектр низкочастотного канала составляет  300 – 3400 Гц. Поэтому Fд = 8 кГц.

Квантование - это установление уровней, разрешенных для передачи. Между двумя ближайшими разрешенными уровнями имеется промежуток, называемый шагом квантования Di . Если на вход квантующего устройства попадает отсчет сигнала А, то значение его будет определяться уровнями, разрешенными для передачи Сi и Сi_+1.

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    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 различны.

            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).

Кодирование. В процессе кодирования квантованных АИМ сигналов может использоваться ИКМ, ДМ модуляции или их модификации. Наибольшее распространение получила ИКМ модуляция.

	tик

Система ИКМ. Количество организуемых каналов – 32.

           Частота дискретизации Fд = 8 кГц. Период Т = 125 мкс.

            Длительность канального импульса равна

Число элементов кода в группе n=8; число уровней квантования 2ⁿ  = 256.

Время передачи одного элементного кода:

Частота следования элементов кода в групповом ИКМ тракте f_э:

Соответственно скорость передачи информации в линии связи: V=2.048 Мбит/с.

Л Е К Ц И Я – 14

Т Е М А: ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ КОММУТАЦИОННЫХ ПОЛЕЙ.

РЕЖИМЫ ИСКАНИЯ.

Ранее была рассмотрена обобщенная структура коммутационного узла (КУ). Любой КУ состоит из коммутационного поля, управляющего устройства и линейных комплектов. Рассмотрим  принципы построения коммутационных полей систем коммутации. Коммутационное поле представляет собой отдельные группы приборов, выполняющих одинаковые функции – это ступени искания. В зависимости от типа системы коммутации число ступеней искания может быть различным. Каждая ступень искания комплектуется из отдельных групп приборов – однотипных коммутационных блоков (КБ).

Коммутационным блоком (КБ) называется совокупность приборов, имеющих все или часть общих выходов. Для реализации КБ используются коммутационные приборы 4-х типов, рассмотренные ранее. Коммутационные блоки  с требуемыми параметрами можно получить объединением входов, выходов или входов и выходов одновременно. В зависимости от того, как использованы приборы для подключения входа к выходу, КБ могут быть однозвенными и многозвенными, полнодоступными и неполнодоступными. Доступностью  Д называется число выходов блока с которым вход блока может получить соединение через посредство коммутационного прибора.

КБ называется однозвенным, если для соединения входа с выходом требуется коммутация в одной точке. КБ называется многозвенным, если для коммутации входа с выходом требуется ком мутация в двух и более точках.

         Однозвенный КБ                         2-х звенный КБ                      3- звенный КБ

В зависимости от назначения и местоположения в коммутационном поле КБ могут реализовываться со сжатием, с расширением, без сжатия и расширения.

 КБ со сжатием                                КБ с расширением              КБ без сжатия и расширения

N > M                                                    N < M                                            N = M

В декадно-шаговых системах коммутации коммутационными блоками являются стативы, построенные на коммутационных приборах типа «искатели» с объединением выходов по полнодоступной и неполнодоступной  однозвенной схеме.

            Однозвенная ПД схема                                                Однозвенная НПД схема

                       Прибор ШИ-17                                                            Прибор ШИ-11

Реализация ПД и НПД схем на коммутационных приборах типов ШИ-17 и ШИ-11:

В системах коммутации  типа координатные, квазиэлектронные и электронные  используются многозвенные схемы коммутационных полей. Необходимость в многозвенности диктуется тем, что реализация многозвенных коммутационных полей                               экономичнее однозвенных. Рассмотрим простейшие примеры:

Пусть следует построить КБ с параметрами 100 входов и 100 выходов на разных коммутационных приборах с разным числом точе6к коммутации. Построим однозвенные коммутационные схемы с заданными параметрами  на реле и ДШИ.

        схема на ДШИ-100

схема на МКС10x10

Как видно из рисунков количество точек коммутации равно 10.000. Количество требуемых элементов  реле – 10.000 (100х100), а во второй схеме – 100 искателей ДШИ. При реализации схемы с заданными параметрами на базе МКС 10х10 число точек коммутации  равно также 10.000 (100х100). Число МКС требуемых для реализации схемы равно 100 по числу входов.

Однако, если такую схему выполнить на базе МКС с двухзвенной реализацией, то количество точек коммутации  и число МКС уменьшится в пять раз. В двухзвенной схеме первая точка коммутации называется звеном  А, вторая точка  - звеном В, и при большем числе звеньев – звено С, звено D и т.д.

Из рассмотренного можно сделать вывод, что двухзвенная схема экономичнее однозвенной с равными параметрами

Многозвенные схемы коммутационных блоков строятся на основе операции последовательного и параллельного соединения коммутационных элементов (реле, искателей, МКС, соединителей). Рассмотрим обобщенную структуру 2-х звенной схемы. Схема характеризуется следующими параметрами:

Звено А    Звено В          

n_A n_B  количество входов в один коммутатор звеньев А и В соответственно

m_A m_B    количество выходов из коммутаторов звеньев А и В соответственно      

K_A K_B                   количество коммутаторов звеньев А и В соответственно.

f_AB                           связность, т.е. количество линий между одним коммутатором 

                                          звена и А одним коммутатором звена В.

Между этими параметрами и параметрами коммутационного блока в целом имеется

следующая зависимость:                                

n_A x k_A = N

n_B x k_B = m_A x k_A = V_AB – промежуточные линии.

m_B x k_B = M

d_A= m_A / n_A;  d_B = m_B / n_B; d_КБ = M / N    -      коэффициент сжатия или расширения

                                                                               соответственно звена А, звена В или КБ

d > 1— расширения, d < 1— сжатия, d = 1—нет сжатия и расширения                                                                                                                                                      

Рассмотренные структуры коммутационных блоков  КБ  на базе МКС используются в координатных коммутационных системах. Это следующие структуры:

Недостатком звеньевых схем является явление внутренних блокировок. Явление внутренних блокировок – это такое состояние схемы, когда вход не может быть соединен  со свободным выходом из-за отсутствия свободных доступных промежуточных линий. Для устранения явления местного эффекта используется ряд мероприятий, таких как  увеличение числа звеньев, создание внутренних обходов и т.д. или перестроения в коммутационных полях.

Рассмотрим трехзвенную схему:    

В квазиэлектронных коммутационных системах также используются многозвенные коммутационные блоки, реализованные на соединителях типа МФС. В зависимости от назначения системы коммутационные блоки имеют следующую структуру:

а) коммутационный блок на 64 линии абонентских линии системы Квант ( БАЛ 64х32х16)

б) коммутационный блок соедините6льных лини системы Квант (БСЛ 64х64х64)

в) коммутационный блок на 1024 абонентских линий системы Кварц – ГТС

    (БАЛ 1024х512х256х256х256х256)

  г) коммутационный блок на 1024 междугородных каналов и линий системы

      Кварц – АМТС ( БВЛ – БИЛ   1024 х 1024 х 1024 х 1024 х 1024)      

Координатные и квазиэлектронные системы коммутации имеют структуру многоступенчатого коммутационного поля.  Межступенчатые и межблочные соединения системах организуются  по полнодоступной или неполнодоступной схемам  в зависимости от количество нагрузочных групп (КБ), доступности направления или выходов КБ и количества линий в рассматриваемом направлении. Электронные системы коммутации с пространственным коммутационным поле могут также иметь многозвенную, многоступенчатую структуру  коммутационного поля, реализованного на базе многократных электронных соединителей (МЭС) разного типа. В настоящее время на телекоммуникационных сетях разного назначения активно внедряются цифровые системы коммутации ЦСК в которых коммутационное поле реализовано на базе микросхемной техники высокой интеграции . Коммутационное поле этих систем имеет модульное построение основной функциональной единицей которого является цифровой коммутатор или мультипорт. Коммутаторы и мультипорты соединяются друг с другом при помощи ИКМ трактов. Принципы построения коммутационных полей ЦСК будут рассмотрены в последующих лекциях.

Режимы искания в коммутационных блоках в зависимости от назначения могут быть:

- свободный,

- групповой;

- вынужденный (линейный).

Свободный режим – это такой режим когда входу требуется подключить любую свободную линию на выходе. Этот режим используется на ступенях абонентского искания при исходящей связи (АИисх) и регистрового искания (РИА, РИ, РИВ).                             

Групповой режим – это такой режим, когда входу требуется подключить любую линию из группы на выходе КБ. Используется этот режим на всех ступенях группового искания.

Вынужденный (линейный ) режим – это такой режим, когда входящей линии требуется подключить определенную линию на выходе коммутационного блока (линию вызываемого абонента).  Используется этот режим на последней ступени искания коммутационного поля (АИвх).

ЛЕКЦИЯ - 15

ТЕМА: СТРУКТУРА КОММУТАЦИОННОГО ПОЛЯ ЦСК

            Коммутационное поле ЦСК, также как и коммутационные поля ранее рассмотренных систем, является  составным из коммутационных блоков двух структур: блоков пространственной коммутации (БПК) и блоков временной коммутации (БВК).

            БПК предназначен для синфазной коммутации каналов определенных входящей и исходящей УСЛ, то есть служит для соединения одноименных каналов разных УСЛ.

БПК 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 предназначен для асинфазной коммутации временных каналов, то есть для перегруппировки временных каналов в УСЛ.

За входящей линией закрепляются информационные запоминающие устройства (ИЗУ). 1 тракт - 32 слова по 8 бит каждое. Информация в ячейках ИЗУ может храниться в течении 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 любом из n временных интервалов.

На основе БПК и БВК можно строить коммутационные поля различных структур. Можно построить КП на основе БПК или 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. Ниже приводятся возможные структуры полей некоторых систем ЦСК.

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

            В-П-П-П-В - EWSD (Нем.Сименс).

            П-В - S-12 (Нем.Алкатель).

Рассмотрим коммутационное поле типа В-П-В. Для соединения между собой любых линий или любых временных каналов в коммутируемых линиях необходимо не только осуществлять пространственную коммутацию линий в пространственном коммутаторе ПКВ, 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 (УВП_А, УВП_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.

Рассмотренную схему можно представить в виде пространственного эквивалента - 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.

ЛЕКЦИЯ - 16

ТЕМА:   УПРАВЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА  ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ           АНАЛОГОВЫХ  СИСТЕМ КОММУТАЦИ (ДШ и К)

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

            Функции управляющих устройств (УУ):

- 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 КУ. Например: операции приоритетного обслуживания, предоставление ДВО, учет Т_Р, учет, нагрузки У_Эрл, учет потерь  Р%.

            Последовательность выполнения операций управляющим устройством называется алгоритмом.

            УУ могут быть:

            - индивидуальными;

            - групповыми;

            - общестанционными;

            - децентрализованными;

            - распределенными по иерархии.

            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 и продолжительность работы приборов коммутационного поля при обслуживании вызова.

            Кроме того, определяющими факторами являются:

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

            - способы установления соединений (прямой и обходный).

Принципы построения УУ. Следует различать две группы УУ:

            - УУ для управления процессом коммутации;

            - УУ для приема адресной информации.

   Индивидуальные УУ используются в системах с непосредственным управлением. Групповые, общестанционные и децентрализованные УУ используются в системах с обходным способом установления соединений.

Рассмотрим назначение и структуру  управляющего устройства типа регистр.

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 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. к системах коммутации КЭ, Э, ЦСК .

            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 5-ти значного регистра для аналоговых систем коммутации приведена ниже:

Схема регистра содержит следующие основные узлы:

-  устройство приема информации (УПИ);

-  счетное устройство для  определения количества импульсов в серии (СУ0;

-  переключающего устройства 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.

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.

   Каждое УУ состоит из отдельных функциональных блоков ФБ, связь между которыми осуществляется либо через жесткие связи, либо через программное устройство с замонтированной или записанной программой.

Ниже представлена схема управляющего устройства АТСКУ:

	В
А

Если в системах используются УУ групповые или обще станционные, то для увеличения количества вызовов, обслуживаемых в единицу  времени, необходимо уменьшить время обслуживания одного вызова. С этой целью информация между УУ передается ускоренно, т.е. кодированным способом. Рассмотрим, как осуществляется кодирование сигналов кодирование сигналов

Для передачи сигналов и правильного его распознавания в приемном устройстве он должен содержать определенные отличительные признаки. Такими признаками могут быть: уровень (амплитуда) сигнала; число посылок; длительность посылок; полярность; частота; фаза и т.д.

Наибольшее распространение из них  получили число посылок, их длительность, полярность, частота, последовательность передачи сигналов.

Сигналы могут передаваться в не кодированном и кодированном виде.

Кодирование сигналов применяется с целью уменьшения времени передачи, а также для повышения надежности и достоверности распознавания сигналов при приеме.

Система сигналов называется кодированной, если каждому сигналу соответствует сочетание (комбинация) различных признаков. Комбинация признаков для отражения сигнала называется кодом сигнала. Совокупность кодовых комбинаций, каждая из которых соответствует определенному сигналу, образует сигнальный код. Коды могут быть равномерными и неравномерными.

Код, образованный на основе признаков полярности и числа посылок называется полярно-числовым (ПЧК) и применяется в системе АТСК 100/2000. Код ПЧК характеризуется высокой скоростью, но низкой помехозащищенностью по сравнению с другими кодами. Рассмотрим некоторые кодовые комбинации ПЧК на примере цифровых комбинаций:

Цифра	Провода а/в	Номер посылки
		1	2	3	4	5
1	а/в	- +	+ -	- +	+ -	- +
2	а/в	- +	+ -	- +	+ -
3	а/в	- +	+ -	- +
4	а/в	- +	+ -
5	а/в	- +
6	а/в	+ -	- +	+ -	- +	+ -
7	а/в	+ -	- +	+ -	- +
8	а/в	+ -	- +	+ -
9	а/в	+ -	- +
0	а/в	+ -

Определим среднее время передачи одной цифры. Так как ПЧК неравномерный, то время передачи цифры зависит от количества посылок в комбинации. Число посылок в разных комбинациях зависит от содержания и может быть от одной до пяти. Продолжительность одной посылки 60 мс. Среднее количество посылок равно трем (максимальное пять и минимальное три). Тогда среднее время передачи комбинации одной цифры будет равно 180 мс (время одной посылки умноженное на среднее количество посылок). Для сравнения вспомним, что среднее время выдачи одной цифры с ННД 1,5 с, а с ННК – 0.75 с. Это указывает на быстродействие ПЧК. Недостатком ПЧК является  низкая помехозащищенность в силу его неравномерности.

Широкое применение находят коды с элементарными сигналами переменного тока тональной частоты. Каждая комбинация многочастотного кода состоит из двух элементарных сигналов различной частоты. Так в АТСК и АТСКУ применяются многочастотные коды “2 из 5” и “2 из 6”, в которых для образования элементарных сигналов используются соответственно 5 или 6 различных частот, а для образования одной кодовой комбинации две частоты из пяти или шести. Для кодирования здесь используются частоты разговорного низкочастотного спектра с полосой расфильтровки 200 Гц. Длительность передачи  комбинации одной цифры равна 30 – 50 мс.  Достоинство кода еще большая скорость по сравнению со скоростью ПЧК и высокая помехозащищенность (код равномерный, само проверяющийся).

Код «2 из 6»
Цифра	f=700 Гц	f=900 Гц	f=1100 Гц	f=1300 Гц	f=1500 Гц	f=1700 Гц
1	+	+
2	+		+
3		+	+
4	+			+
5		+		+
6			+	+
7	+				+
8		+			+
9			+		+
0				+	+
№11	+					+
№12		+				+

В процессе передачи сигналов между накопителем адресной информации (регистром) и управляющими устройствами ступеней искания происходит обмен адресной и служебной информацией следующими способами:

   - “импульсный челнок”;

   - “импульсный пакет”;

   - “безынтервальный импульсный пакет”.

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    f₁   и f₁₁).
ЛЕКЦИЯ - 17

ТЕМА:  УПРАВЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА  СИСТЕМ 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.

Программное управление (ПУ) предполагает наличие центрального управляющего устройства, в которое закладывается заранее заданная программа работы КУ. Программное управление может быть записанным и замонтированным. Наиболее гибкой 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 децентрализации управляющего оборудования КУ с записанной программой.

УУ системы EWSD представляет собой координационный процессор, который эффективно взаимодействует с блоками 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 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 АК;

   - УУ  коммутационного поля КП;

   - УУ частотных приемопередатчиков (УУПП);

   - УУ  общего канала сигнализации ОКС;

   - УУ ЛК (исходящих);

   - УУ ЛК (входящих);

   - менеджер приемопередатчиков (МПП);

   - маршрутизатор (МРШ);

   - банк данных (БД);

   - диспетчер задач (ДЗ).

Структура УУ 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, запрашивая 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.

ЛЕКЦИЯ - 18

ТЕМА: ОБЩАЯ СТРУКТУРА КУ. СИСТЕМА ДШ.

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

   На телекоммуникационных сетях функционируют системы распределения четырех поколений. Наиболее ранний тип КУ - это системы декадно-шаговые, морально и технически устаревшие, но пока функционирующие на городских телекоммуникационных сетях.            Принцип построения любой системы распределения:

Коммутационное поле комплектуется из отдельных ступеней искания. Число ступеней искания зависит от емкости и структуры сети 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 РПН.

Способ управления установлением соединения - непосредственный.

Способ установления соединения - прямой.

Количество ступеней искания зависит от структуры и емкости сети. При емкости сети N= 80000 номеров число ступеней ГИ будет три. Нумерация абонентских линий пятизначная.

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

Знаки набираемого номера распределяются так:

на каждой ступени ГИ - один знак,

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

Емкости АТС-ДШ зависят от емкости сети и число ступеней группового искания может быть до пяти.

Первая и последняя ступени на входе и на выходе схемы АТС связаны с абонентскими линиями, количество приборов на которых определяются емкостями АТС. Первая и последняя ступени, соответственно ПИ и ЛИ, располагаются в автозале рядом для каждой задействованной сотни оконечных терминалов..

Рассмотрим схему построения РАТСДШ емкостью 10000 номеров на сети построенной по принципу «каждая с каждой». Здесь же показана схема организации межстанционной связи. Нумерация абонентских линий пятизначная.

ЛЕКЦИЯ - 19

ТЕМА:  КООРДИНАТНЫЕ  КОММУТАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ.

   Эксплуатация АТС ДШ выявила их существенные недостатки. Основной прибор коммутации - ШИ, ДШИ - сложен по своему устройству, требует значительных затрат ручного труда в процессе его изготовления и эксплуатации. Контакты искателей - это скользящие контакты, недостаточно надежны и быстро изнашиваются, требуют постоянного контроля со стороны обслуживающего персонала, что увеличивает эксплуатационные расходы. Все эти недостатки отсутствуют в координатных АТС, которые характеризуются:

   - применением МКС;

   - звеньевым построением ступеней искания;

   - использованием групповых управляющих устройств на ступенях искания;

   - обходным способом установления соединений;

   - регистровым управлением.

   Преимущества АТСК:

   - быстродействие установления соединения по сравнению с ДШ системами;

   - надежность коммутации разговорных цепей;

   - простота обеспечения многопроводной коммутации;

   - простота производства оборудования системы;

   - невысокие эксплуатационные расходы.

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

   В большинстве случаев коммутационные блоки АТСК построены с использованием многозвеньевых схем. Принцип построения блока определяется не только ступенью искания, но и рядом других факторов (емкостью построения телефонной сети, величиной нагрузки, требуемой проводностью и т.д.).

Функциональные схемы наиболее распространенных блоков:

   - блоки с расширением типа вертикаль – поле – вертикаль - поле (В - П - В – П);

        3 МКС          2 МКС             6 МКС       8 МКС                  4 МКС        6 МКС

     10х20х6        20х10х6                     10х20х6                                  20х20х3

       Система АТСК 100/2000        АТСК и АТСКУ                       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 обходным способом установления соединений и косвенным (регистровым) управлением. Подключение регистров к комплектам связи в большинстве случаев осуществляется через ступень регистрового искания.

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

                МКС 10х10х12                           5 шт. МКС 20х10х6

              Система АТСК 100/2000              Система  АТСКУ       

Ступени абонентского искания 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.

                           Блок АИ-АВ системы АТСК 100/2000

В АТСК и АТСК-У используются 1000-линейные абонентские группы. В этом случае ступень строится из 4-х звеньев. Такая схема   типа П – В – П – В – П – В – П - В  реализуется из двух типов 2-х звеньевых блоков АВ и СД, имеющих следующие параметры:

      Блок    АК – АВ                                                            Блок АИ - СД

На тысячную абонентскую устанавливают десять блоков АВ и от двух до четырех блоков СД в зависимости от входящей нагрузки. Поля звеньев С всех блоков СД одной группы запараллеливают и организуют 10 направлений доступностью Д=20 линиям. Количество организуемых направлений соответствует числу сотенных групп  в АИ-1000.

Управляющие устройства в АТСК

Управление соединением в АТСК осуществляется двумя типами УУ: регистрами и маркерами. Адресная информация от номеронабирателя ТА поступает в регистр импульсами постоянного тока со скоростью 10 имп/с по проводам абонентских линий. После фиксации адресной информации регистр по требованию маркера отдает соответствующее количество знаков маркеру 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 последующие ступени искания.

   Для обеспечения быстродействия обмена информацией последняя кодируется. Кодирование и декодирование информации выполняют кодовые приемопередатчики (КПП). В отечественных системах типа “К” используются два кода: ПЧК в АТСК 100/2000 и многочастотный (“2 из 5” и “2 из 6”) в АТСК и АТСКУ.

Сигналы управления при ПЧК неравномерны по длительности, так как образуются изменением полярности на проводах тракта передачи различное число раз. Преимуществом этого кода является быстродействие по сравнению с некодированной передачей обычным батарейным способом и простота построения КПП. Однако, этот код имеет недостатки: низкую помехозащищенность и необходимость наличия физических цепей (по уплотненным линиям этот код не передается).

Многочастотный код, который не имеет указанных недостатков, строится с использованием частот разговорного спектра частот: 700 Гц, 900, 1100, 1300, 1500, 1700 Гц.

Каждый сигнал передается одним импульсом, состоящим из комбинации токов двух частот. Этот код получил название “2 из 6” и “2 из 5”. Источники частот - общестанционный генератор. Прием сигналов осуществляют электронные кодовые приемники (КП).

В отдельных случаях в АТСК используют многопроводный код. Такой способ используется в АТСК 50/200 и между функциональными управляющими устройствами на ступени АИвх. в АТСК городского типа между МСД и МАВ.

В отечественных АТСК для приема адресной информации от НН ТА используется абонентский регистр АР или АРБ. Оба типа регистров принимают информацию импульсами постоянного тока. Выдача из АР осуществляется кодом, принятым в системе. Регистр АРБ может выдавать информацию как кодировано, так и импульсами постоянного тока. Регистрами АРБ оборудуются системы на сетях с АТСК и АТСДШ.

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 АИ вх. маркер взаимодействует с регистром.

При одновременном поступлении нескольких заявок в блок маркер обслуживает их по системе с ожиданием. Очередность обслуживания вызовов определяется устройством, которое называется «распределитель преимуществ».

На рисунке ниже представлена схема АТСК-У на сети с пятизначной нумерацией:

Принципы организации межстанционных связей в системе АТСК с разнотипными и однотипными станциями можно разобрать по следующему рисунку:

Разобрать алгоритм установления соединений в системе при организации внутристанционной и межстанционной связи можно по приведенным выше рисункам с использованием таблицы сигналов, передаваемых в прямом и обратном направлениях между управляющими устройствами. Ниже приводится таблица сигналов:

ЛЕКЦИЯ - 20

ТЕМА: КВАЗИЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ

Разработка быстродействующих малогабаритных электромеханических элементов привела к созданию квазиэлектронных АТС (АТСК Э), у которых коммутационное поле построено на герконовых, ферридовых или гезаконовых реле и 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 постоянного тока через обмотку создается магнитный поток, под воздействием которого пластины в стеклянном баллоне притягиваются друг к другу.

Первые успехи в разработке геркона относятся к 1938г.

Массовое использование - 1953г.

Число стеклянных баллонов от 1 до 40.

t_ср. = 0,5-3,0 мс; t_от  =  0,5 мс.

Долговечность 2 10⁹  срабатываний.

Недостаток - большой расход тока.

Поэтому разработаны герконы с магнитным удержанием (ферриды) в которых  обмотка размещена на сердечнике из магнитного материала..

Если в качестве контактных пружин использовать магнитный материал, то эта конструкция называется  гезаконом.

Из отдельных ферридов составляется матричный ферридовый соединитель МСФ, в котором обмотки X и Y включены последовательно.  

Для включения точки коммутации необходимо замкнуть последовательную цепь 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 МСФ реализовано коммутационное поле отечественных систем “Квант” и “Кварц”. Коммутационное поле КЭ систем коммутации реализовано на основе блоков концентрации и смешивания большой и малой емкости.

Из разобранных ранее блоков БАЛ, БСЛ, БИЛ, БВЛ комплектуется коммутационное поле систем Квант-ОC, ЦС, УС большой и малой емкости, поле системы Кварц - ГТС и АМТС.

а) коммутационный блок на 64 линии абонентских линии системы Квант ( БАЛ 64х32х16)

б) коммутационный блок соединительных лини системы Квант (БСЛ 64х64х64)

в) коммутационный блок на 1024 абонентских линий системы Кварц – ГТС

    (БАЛ 1024х512х256х256х256х256)

г) коммутационный блок на 1024 междугородных каналов и линий системы

      Кварц – АМТС ( БВЛ – БИЛ   1024 х 1024 х 1024 х 1024 х 1024)      

На рисунке ниже приведены схемы структур АТСК Э “Квант” разной емкости и разного назначения (местоположения) на сети. Здесь же представлено назначение элементов схемы и порядок установления соединений.

Управляющее устройство КУ состоит из отдельных блоков периферийного управляющего устройства, каждый из которых обслуживает свой блок коммутационного поля или группу линейных комплектов и ЭУМ. Связь БПУУ и ЭУМ осуществляется через группы адресных, командных и ответных шин.

Адресные шины------- адрес объекта.

Командные шины ------- содержание операции.

Ответные шины ------- результаты выполнения операций.

Для обеспечения надежности работы УУ блоки ПУУ и ЭУМ дублированы.

Современный управляющий комплекс содержит две ЭУМ. ЭУМ состоит из процессора (Пр), оперативного ЗУ (ОЗУ), постоянного ЗУ (ПЗУ), канала ввода-вывода (КВВ), внешних устройств (ВУ) и комплекса шин связи с ВУ.

Режимы работы ЭУМ:

- синхронный режим - одна активная, другая - пассивная;

- режим разделения нагрузки.

Многопроцессорные ЭУМ, когда разные этапы установления соединения выполняются разными процессорами. Координация работы всех процессоров осуществляется центральными процессорами.

ЛЕКЦИЯ - 21

ТЕМА: ЭЛЕКТРОННАЯ (КВАЗИЭЛЕКТРОННАЯ)

АМТС ТИПА AXE-10

   Электронная или квазиэлектронная АМТС АХЕ-10 разработана фирмой “Эриксон” (Швеция). В нашу страну это оборудование поставила Югославия, где оно производится по лицензии фирмой “Никола Тесла”. КП системы либо цифровые (ИКМ) с коммутацией каналов на электронных контактах, либо в аналоговом варианте с использованием в качестве коммутационных элементов герконов.

Станция АХЕ-10 управляется по записанной программе ЦУУ, которое содержит 1-8 спаренных центральных процессоров. Каждая пара процессоров работает в параллельно-синхронном режиме. Кроме ЦУУ для управления различными блоками используются периферийные спаренные процессоры, работающие в режиме распределения нагрузки. При увеличении емкости станции дополнительно устанавливаются спаренные центральные процессоры с закрепленными за ними периферийными процессорами. Один спаренный Цпр может управлять максимум 512 периферийными процессорами.

Максимальная емкость АМТС или УАК - 65 тыс. входящих и исходящих каналов и линий. Максимальная емкость модуля - 512 каналов или линий. Емкость наращивается модулями.

Система сигнализации №7.

Схема станции АХЕ-10 имеет модульную структуру. Ее оборудование делится на функциональные подсистемы, которые состоят из функциональных блоков, а последние из функциональных узлов.

Перечень функциональных подсистем представлен на рисунке cхемы АХЕ-10.

Ступень группового искания ГИ может выполняться в двух вариантах: аналоговом и цифровом.

Аналоговая ступень ГИ строится из трехзвенных КБ типа 512х768х768х768 или 512х768х768х1152. Основа - герконовый соединитель 8х8 и 8х12. КБ соединяются через ПЩ и образуют шестизвенную ступень ГИ.

Цифровая ступень ГИ предназначена для коммутации групповых трактов и соединения i-го временного канала одного группового тракта с j-м временным каналом другого. Цифровая ступень ГИ строится со 100% резервированием всех блоков по схеме Т - S - Т (В-П-В).

Блоки временной коммутации служат для того, чтобы по командам из ЦУУ перенести информацию из j-го временного канала одного группового тракта в i-й канал другого (сдвиг во времени).

Блоки пространственной коммутации с помощью электронных контактов коммутируют групповые тракты.

Синхронизация цифровых сигналов в блоках временной и пространственной коммутации осуществляется встроенным блоком синхронизации БС.

Один коммутационный модуль станции АХЕ-10 состоит из 32 блоков ВК и одного блока ПК, представляющего собой электронный соединитель 32х32. В каждый блок включается 16 групповых трактов по 32 канала каждый, то есть 16х32=512 цифровых каналов и одна внутристанционная СЛ к блоку ПК. Каждое ЗУ речевых сигналов содержит 16х32=512 ячеек памяти емкостью по 10 бит каждая: 8 бит - речь, 1 бит - проверка на четность и 1 бит для выбора ветви коммутации.

Построение цифровой ступени ГИ показано на рисунке ниже

   Ступень ГИ максимум 128 спаренных блоков ВК и 16 блоков ПК. Максимальная емкость ступени ГИ 32х16х128=65536 цифровых каналов.

Лекция 22

Тема: Принципы построения ЦСК EWSD «Siemens»

В настоящее время на телефонных сетях  СНГ и Республики Узбекистан внедряются цифровые системы коммутации производства разных фирм, в том числе и система коммутации EWSD фирмы Сименс – Цифровая Электронная Коммутационная Система.

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.1. Из рис. 1. 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).

Цифровой абонентский блок

Цифровые абонентские блоки  обслуживают:

- аналоговые абонентские линии,

- абонентские линии ЦСИО,

- аналоговые учережденческие телефонные станции,

- учережденческие телефонные станции ЦСИО.

DLU  могут находиться или 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

Коммутационное поле (SN) EWSD состоит из временных и пространственных ступеней. 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.

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.       

ЛЕКЦИЯ 23

ТЕМА: АЛГОРИТМ УСТАНОВЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ В EWSD “SIEMENS”

Для получения представления о взаимодействии  функциональных блоков и функций соответствующих устройств управления ниже представляется описание внутристанционного соединения, т.е. соединения между двумя абонентами, обслуживаемыми одной и той же телефонной станцией. Условимся, что функциональные блоки, относящиеся к вызывающему абоненту (или абоненту А) будут обозначаться буквой А (например, А- DLU или А – LTG), а те блоки, которые предназначены для вызываемого абонента, будут обозначаться буквой В (например, В – DLU или В – LTG). Для наглядности изучения процессов установления соединения может быть использован тренажер по изучению системы EWSD.

Соединение через коммутационную систему всегда выполняется по отдельным соединительным путям для каждого направления передачи (А-В и В – А).

1. Вызывающий абонент А поднимает трубку или нажимает на кнопку.

2. А – SLCA (аналоговый абонентский комплект) обнаруживает замыкание шлейфа.

3. А – SLMCP (процессор для модуля абонентских линий цифрового абонентского блока)при сканировании  А – SLCA  устанавливает, что имеется запрос на соединение  и пропускает сообщение к А – DLUC (управляющему устройству цифрового абонентского блока .

4. А – DLUC  направляет сообщение через  А – DIUD (цифровой интерфейс для цифрового абонентского блока) и А – DIU  ( цифровой интерфейс) к групповому процессору А – GP.

5. Групповой процессор А- GP ищет категорию линии и категории услуг вызывающего абонента в списках, назначает временной интервал и сообщает об этом    А – SLMCP.

6. А – SLMCP  загружает временной интервал в А – SLCA.

7. А – GP проключает групповой коммутатор (А-GS) из А-LTG в А-SLCA в блоке A-DLU и обратно в А-LTG для проверки тракта передачи. Для выполнения этой проверки генератор тональных сигналов (TOG)  в А-GS посылает тестовый тональный сигнал по этому тракту. Кодовый приемник (CR)  в  A-GS принимает этот тестовый тональный сигнал.

8. После успешного завершения проверки А-GP дает команду А-SLMCP  и А-GS на проключение разговорного тракта через A-SLCA  и  A-GS для процедуры набора номера.

9. TOG в A-SU передает сигнал ответа станции к А-SLCA.  CR готов принять набранные цифры.

10. A-SLMCP  дает команду A-SLCA  на проключение сигнала ответа станции  через телефонный аппарат (из TOG в А-SU).

11. A-SLCA проключает сигнал ответа станции.

12. Абонент А набирает первую цифру номера. A-CR принимает набранную цифру. После принятия первой цифры по команде из A-GP прекращается подача сигнала ответа ставнции.

13. Абонент набирает последовательно остальные знаки номера.

14. A-CR  преобразует полученную информацию в цифровую форму и передает ее в A-GP.

15. A-GP добавляет исходную информацию к информации  набора номера и передает обе информации координационному процессору СР.

16. Координационный процессор СР проверяет в своем запоминающем устройстве, свободен ли  запрашиваемый абонент (абонент В) и идентифицирует DLU  SLCA  и линию, назначенные этому абоненту В. Координационный процессор также устанавливает, какая из двух LTG подключена к какому DLU и которая должна быть использована. Если вызываемый абонент В свободен, то координационный процессор СР отметит в своем запоминающем устройстве вызываемую линию абонента В как занятую, т.е. как недоступную для других соединений.

17. Координационный процессор СР выдает команду SGC (управляющему устройству коммутационной группы) для проключения соединительного пути через коммутационное поле SN  между  A-LTG и B-LTG. Одновременно выдается команда для внутристанционного контроля СОС, тем самым проверяется качество передачи на соединительных путях.

18. Если внутристанционная проверка завершилась успешно, то A-GP дает команду  A-GS на проключение соединения через коммутационное поле и передачу отчета о результатах к B-GP.

19. B-GP назначает временной интервал для соединения и сообщает об этом B-SLMCP.

20. B-SLMCP загружает временной интервал в B-SLCA.

21. B-GP  проключает соединение через B-GS и при этом создает проверку на тракте передачи от B-LTG к B- SLCA и обратно к B-LTG.

22. TOG в B-SU передает испытательный тон. CR в B-SU принимает этот испытательный тон. Результаты проверки передаются в B-GP.

23. Если проверка была успешной, то B-GP дает команду B-GS на проключение соединения для контроля посылки вызова абоненту к абоненту А.

24. TOG в B-SU передает испытательный тон. CR в B-SU принимает этот испытательный тон. И если проверка была успешной, то B-GP передает вызывную команду к  B-DLUC.

25. B-GP проключает соединение через B-GS для контроля посылки вызова к абоненту А.

26. B-DLUC обеспечивает прием абонентом В сигнала посылки вызова.

27. Абонент принимает вызывной сигнал из TOG в блоке B-GS.

28. Абонент А принимает сигнал контроля посылки вызова, а абонент В сигнал посылки вызова от генератора тональных сигналов TOG в сигнальном комплекте B-SU.

29. Абонент В принимает вызов путем снятия трубки или нажатием кнопки. B-SLCA  обнаруживает замыкание шлейфа.

30. При сканировании B-SLCA  B-SLMCP  обнаруживает, что абонент принимает вызов.

31. B-SLMCP передает сообщение о замыкании шлейфа в B-DLUC.

32. B-DLUC отключает посылку вызова и передает сообщение в B-GP.

33. B-GP отключает сигнал контроль посылки вызова от абонента А и проключает соединительный путь через групповой переключатель B-GS.

34. B-GP передает сигнал ответа абонента В к групповому процессору A-GP.

35. ТРЕБУЕМОЕ СОЕДИНЕНИЕ МЕЖДУ АБОНЕНТАМИ  А и В  УСТАНОВЛЕНО.

36. Групповой процессор A-GP регистрирует данные учета стоимости телефонных разговоров, запоминает их в одном из своих регистров и затем по окончании разговора пересылает   их координационному процессору СР.

37. По окончании разговора абоненты вешают трубки.

38. A-SLCA и B-SLCA обнаруживают размыкание шлейфов абонентских линий и передают сообщения об этом в A-GP и B-GP соответственно.

39. A-GP и B-GP обрабатывают принятую информацию и выдают команды в координационный процессор СР на размыкание разговорного тракта.

40. Координационный процессор СР дает команду управляющему устройству коммутационных групп  SGC разбить разговорный тракт в коммутационном поле.

ЛЕКЦИЯ - 24

ТЕМА: ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕТЕЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ.                ПОВЫШЕНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАНАЛОВ.

Современные сети электросвязи представляют собой одну из сложнейших кибернетических систем, созданных человеком. Эти сети объединяют сотни миллионов различных источников и потребителей информации, которыми могут быть как простейшие сигнальные устройства и отдельные люди, так и большие вычислительные центры или предприятия и объекты, рассредоточенные на большой территории и даже находящиеся в космосе.

Отдельные сети электросвязи могут существовать параллельно или входить в состав большой сети. Так в городе могут существовать параллельно и телефонная, и телеграфная сети, имеющие отдельные оконечные пункты, но общие кабельные линии и узлы коммутации. В том же городе может существовать ведомственная телефонная сеть, использующая собственные линейные и станционные сооружения, но входящая в состав ГТС, как подсеть с общей нумерацией при входящем вызове. Сети телеграфа общего пользования и абонентского телеграфа используют общие междугородные каналы и некоторые коммутационные узлы.

Практика проектирования и эксплуатации сетей электросвязи привела к необходимости определять или приближенно оценивать различные показатели сети электросвязи. К ним относятся:

- показатели конструктивно-технические;

- показатели технологические;

- показатели эксплуатационные;

- показатели экономические.

Конструктивно-технические - это такие показатели, как емкость отдельных линий связи (то есть число организуемых каналов), пропускная способность каналов связи, параметры коммутационных устройств и т.д., а также глобальные характеристики - число оконечных пунктов или устройств (ТЛГ аппар., TV и т.д.) как общее, так и отнесенное к числу людей или площади, общая длина линий или каналов, число переданных за год сообщений (месяц, день), то есть разговоров, телеграмм и т.д., конфигурация сети, типы используемых систем передачи и коммутационных устройств и другие характеристики сети в целом.

Технологические - это показатели, характеризующие способы доставки сообщений (то есть способы коммутации на сети), вид процедуры выбора пути, технология обработки сообщений на узлах.

Эксплуатационные показатели - центральное место среди этих показателей занимает качество работы сети: вероятность своевременной доставки сообщений, распределение вероятностей времени доставки сообщений, вероятность потери вызова, вероятность существования пути передачи сообщений и т.д. Важно также знать такие эксплуатационные показатели, как распределение времени задержки сообщений в одном узле или на заданном направлении, коэффициент использования каналов, оборудования.

Сюда же следует отнести надежность и живучесть сетей электросвязи. Первая зависит от надежности ее элементов: каналов систем передачи, узлов коммутации. Живучесть сети определяет способность ее функционирования в условиях повышенной вероятности выхода из строя как линий, так и узлов.

Экономические показатели - это капитальные затраты на построение сети, годовые эксплуатационные расходы на обслуживание сети, годовые доходы от эксплуатации сети, срок окупаемости сети, приведенные затраты, определяемые суммой капитальных затрат и эксплуатационных расходов за нормативный срок окупаемости и другие показатели.

Эффективность сети электросвязи можно оценивать в трех аспектах: для государства (как подсистемы народного хозяйства), для отдельных пользователей и для отрасли связи.

С точки зрения государства важно определить, сколько необходимо выделить материальных и людских ресурсов на развитие средств связи, при которых обеспечивался бы      максимальный прирост национального дохода или валовой продукции, учитывая, что общие ресурсы ограничены. Для государства в целом эффективность капитальных вложений может быть оценена отношением прироста национального дохода (или валовой продукции) к капитальным вложениям, показывающим вклад каждого рубля затрат в увеличение национального дохода. Поскольку не всегда можно оценить эффект, который дает сеть электросвязи народному хозяйству, при оценке вариантов сетей часто пользуются более частными экономическими показателями.

Для пользователя средства электросвязи прежде всего дают экономию времени. На производстве правильное их использование обеспечивает повышение производительности труда, ускорение технологического процесса, совершенствование управления.

Эффект от использования средств связи не ограничивается только производственной сферой. Средства связи имеют большое значение для использования свободного времени человека, повышения его квалификации, идейного и культурного уровня, а также в различных аварийных ситуациях, охране жизни и здоровья людей. Но если эффект от использования средств связи в производстве как-то оценивается, то в непроизводственной сфере - “социальный эффект” - пока подсчитать невозможно.

   Для пользователя кроме эффекта, возникающего от использования полученной информации, бывают важны различные эксплуатационные показатели: качество обслуживания, тарифы за пользование средствами связи, правильность доставки сообщений и их верность, время доставки и др.

   Для отрасли связи эффективность сетей характеризуется прежде всего производительностью труда и соотношением дохода (определяемого объемом предоставленных услуг и тарифами) и приведенных затрат, а также рядом конструктивно-технических, эксплуатационных и экономических показателей.

   Из общего эффекта, который в настоящее время дает использование средств связи, только 5...20% получает отрасль, а 80...95% - пользователи, народное хозяйство. Низкая “отраслевая” рентабельность приводит к тому, что плановый срок окупаемости капитальных вложений в развитие связи велик (порядка 6...8 и более лет), а фондоотдача мала. Из этого иногда делают вывод о неэффективности развития связи, но если учитывать вклад данной отрасли в конечный народно-хозяйственный результат, ее роль в повышении экономической эффективности других отраслей, то картина меняется коренным образом. Опыт показывает, что вложения в развитие средств связи окупаются для производственной отрасли в течение 0,5...2 лет.

ЛЕКЦИЯ - 25

ТЕМА: СИСТЕМА СИГНАЛИЗАЦИИ НА СЕТЯХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ    

   В процессе установления соединений на телекоммуникационных сетях  между станциями и узлами этой сети по междугородным каналам и местным линиям передаются электрические сигналы, имеющие определенные функции. По функциональному назначению эти сигналы подразделяются на линейные, управления и информационные.

Линейные сигналы (сигналы взаимодействия) предназначены для передачи на любом этапе от занятия канала или линии и до их  освобождения (установление соединения, разговор абонентов, разъединение). Передаются эти сигналы между линейными комплектами каналов. Они используются для фиксации в линейных комплектах этапа установления соединения, состояния каналов и линии (свободности, занятости), а также выполнения ряда технических функций (блокировка, проверка исправности каналов и линий, управление оптической сигнализацией на междугородных коммутаторах и т.д.).

Сигналы управления предназначены для передачи информации только в процессе установления соединения. По этой информации выбирается путь для установления соединения и линия вызываемого абонента. Кроме того, с помощью сигналов управления выполняется ряд технических функций, не связанных с выбором каналов и линий.

Информационные сигналы предназначены для информации абонента или телефонистки о начале установления соединения, свободности или занятости линий. Информационные сигналы в отличие от линейных сигналов и сигналов управления не воздействуют на устройства станций и узлов, а воспринимаются на слух, поэтому иногда их называют акустическими сигналами.

   При создании единой общегосударственной телефонной сети требуется согласовать системы передачи функциональных сигналов всех сетей (местных, внутризоновых, междугородной и международной) и прежде всего состав и назначение этих сигналов. Состав сигналов зависит от того, каким способом устанавливается соединение: ручным, полуавтоматическим или автоматическим. При разработке системы функциональных сигналов на ОТС РУз необходимо руководствоваться документами, в которых отражено содержание «Закона о телекоммуникациях РУз» и руководящими материалами Международного Союза электросвязи.

   При некодированной передаче сигналов управления декадным способом может быть использован код линейных сигналов. Это осуществляется, например, в безрегистровых декадно-шаговых системах автоматической и полуавтоматической связи. При передаче обычных линейных сигналов правильность приема некоторых из них контролируется либо взаимным подтверждением сигналов прямого и обратного направлений, либо проверкой длительности, частоты тока сигнализации или числа импульсов в этих сигналах. Число же декадных импульсов набора номера, которые должны быть приняты, проверить невозможно, так как оно при наборе каждой цифры может быть любым от 1 до 10.

   При использовании на междугородной телефонной сети для передачи линейных сигналов и сигналов управления общих каналов сигнализации ОКС система сигнализации может быть реализована в двух режимах: связанном и несвязанном (при пользовании ОКС акустические сигналы передаются по разговорным каналам). При связанном режиме для каждого пучка разговорных каналов выделяется отдельный ОКС. При несвязанном режиме сигналы передаются по двум или более последовательно соединенным ОКС, трассы прохождения которых отличаются от трассы обслуживаемых ими разговорных каналов.

   Сеть разговорных каналов является сетью коммутации каналов, а сеть ОКС - сетью коммутации сообщений. В узлах сети ОКС накапливается и обрабатывается поступающая информация. Структурная схема узла коммутации сообщений УКС сети ОКС показана на рисунке ниже.

ЭУУ

.

Оперативная

память

Входящий ОКС                                                                                                   Исходящий ОКС

Долговременная память

Каждый входящий и исходящий канал оборудуются аппаратурой передачи данных АПД, преобразователями уровня сигнала ПУС и буферным линейным регистром БЛР. Сигналы, преобразованные в ПУС и БЛР, поступают в электронное управляющее устройство ЭУУ, содержащее процессор, устройства оперативной и долговременной памяти. В ЭУУ осуществляется накопление и обработка сигналов, которые затем, в соответствии с адресом сообщения, передаются на следующий участок ОКС.

Сеть коммутации сообщений, состоящая из нескольких участков ОКС, использует в качестве последних стандартные некоммутируемые каналы ТЧ или тракты систем передачи с частотным или временным разделением, а также каналы физических кабельных линий. Скорость передачи по ОКС в зависимости от типа используемого тракта может составлять 2,4; 4,8; 9,6; 48; 51,2 и 64 кбит/с.

Сигналы по ОКС передаются методом последовательной передачи по участкам: с одного участка на другой только после их обработки. Сигналы передаваемые по ОКС, делятся на четыре вида: линейные; управления соединением; управления системой сигнализации; управляющие эксплуатационные сигналы.

В состав линейных сигналов и сигналов управления соединением входят все сигналы, упоминавшиеся ранее, а также ряд других сигналов, обеспечивающих дополнительные возможности или услуги для абонентов.

В состав сигналов управления системой сигнализации входят сигналы: переспроса, синхронизирующий, автоматического или ручного перехода на резервный ОКС, передача нагрузки с одного ОКС на другой и т.д.

В состав управляющих эксплуатационных сигналов входят сигналы: управления сетью, технической эксплуатации сети, запрещения и разрешения передачи по ОКС и др.

Использование ОКС позволяет значительно расширить возможности системы сигнализации и построить более совершенную и перспективную систему автоматизированной связи.

Возможности сети ОКС наиболее полно будут реализованы при появлении на междугородной телефонной сети АМТС и УАК с программным управлением квазиэлектронного и электронного типа. При использовании ОКС нет необходимости оборудовать разговорные каналы линейными комплектами для передачи сигналов (ИКТН, ВКТН и др.), в результате может быть получен значительный экономический эффект. Однако учитывая, что на сети ОКС передача сигналов осуществляется с помощью дорогостоящей стандартной аппаратуры передачи данных, применение ОКС на междугородной телефонной сети считается экономически оправданным при емкости пучков каналов не менее 50-150.

Информация по ОКС должна передаваться двоичным кодом в виде сигнальных единиц, которые содержат:

- служебную часть (управление передачей сигнальных единиц);

   -адресную часть (номер канала или станции, к которой относится передаваемая информация);

- собственно сигнальную информацию.

Длина сигнальной единицы в битах может изменяться в зависимости от передаваемой информации. В частности, если подряд передаются сигнальные единицы, относящиеся к одному и тому же каналу, то адресная часть может передаваться только для первой единицы. При разработке системы ОКС составлены коды для заголовков сигналов, ;для линейных сигналов, сигналов управления соединением (в прямом и обратном направлениях), коды управления системой сигнализации, а также коды управляющих сигналов. Достоверность передачи сигнальной информации обеспечивается методом повторной передачи сигнальных единиц, принятых с ошибками. Для обнаружения ошибочно принятых сигнальных единиц должен использоваться циклический код. В системе ОКС в процессе установления соединения разговорный тракт не проверяется, поскольку линейные сигналы передаются по общему сигнальному каналу. Для исключения возможности предоставления абонентам неисправного разговорного тракта в системе применяется шлейфная проверка разговорных каналов в процессе установления соединения по участкам.

Для системы ОКС установлены следующие качественные показатели:

1. Вероятность приема сигнальной единицы с необнаруженной ошибкой не более

10^-8  - 10^{-10 .}

2. Задержка сигнала Ответ не должна превышать 300 мс с вероятностью 10 ^-4  .

   3. Система резервирования ОКС должна обеспечить вероятность неисправности ОКС не более 4 х 10^-6;; суммарное время простоя ОКС не должно превышать 2 мин в год, для чего ОКС должен находиться под непрерывным контролем даже в случае отсутствия передачи полезной информации.

   4. Задержка при отработке сигнала Ответ на одной станции не должна превышать  65 мс с вероятностью 10^-2  .

   5. Число участков спутниковой связи при организации тракта ОКС не должно превышать одного.

   6. Прерывание связи в системе ОКС между двумя и более станциями (с учетом резервирования) продолжительностью от 10 до 2 мин допускается не чаще 1 раза в год.

Л И Т Е Р А Т У Р А:

1. Иванова О.Н. Автоматическая коммутация. – М.: Радио и связь, 1988. – 623 с.

2. Зайончковский Е.А и др Автоматическая междугородная телефонная связь. – М.: Радио и связь, 1984. – 296 с.

3. Болгов И.Ф. и др. Электронно-цифровые системы коммутации. – Учебное                                          

     пособие для вузов. – М.: Радио и связь. 1985. – 144 с.