УЗБЕКСКОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ

 

ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

  

 

Кафедра  ТС и СК

 

 

Методические указания

к лабораторным занятиям

по дисциплине

 

«Телекоммуникационные сети и системы»

 

для бакалавров направлений образования:

 

5340100 – Экономика (по отраслям);

5340200 – Менеджмент (по отраслям)

 

Ташкент   2005

Предисловие

 

Настоящее время характеризуется возрастающими потоками информации в личной жизни, в социальных и экономических процессах, в науке и других сферах человеческой деятельности. Использование информации, обмен ею – это важнейшие факторы функционирования и развития современного общества.

Для обеспечения возможности приема, распределения и передачи  информационных сообщений между миллионами и сотнями миллионов источников и потребителей информации используются сети связи, построенные на основе различных технических устройств.

Оконечными устройствами телекоммуникационной сети любого назначения являются оконечные терминалы (телефонные аппараты разного типа, пейджеры, факсы, телевизоры, ПЭВМ, модемы и т.д.)

В качестве систем распределения на телекоммуникационных сетях используются коммутационные системы нескольких поколений: декадно-шаговые, координатные, квазиэлектронные и цифровые.

В настоящих методических указаниях приводятся рекомендации для подготовки и выполнению лабораторных занятий по дисциплине «Телекоммуникационные сети и системы» (ТС и С). Цикл лабораторных занятий включает девять лабораторных работ и предусматривает  изучение классификации, структуры и функционирование оконечных терминалов разных телекоммуникационных сетей, элементной базы систем коммутации, а также принципов построения и функционирования коммутационных систем разного назначения и разных поколений, используемых на современных телекоммуникационных сетях.

Методические указания содержат перечень рекомендуемой литературы для подготовки к каждому лабораторному занятию, краткие теоретические сведения по изучаемой теме, содержание аудиторной работы, а также перечень контрольных вопросов для проверки полученных знаний.

 

 

ТЕМАТИКА

лабораторных занятий по дисциплине

«Телекоммуникационные сети и системы»:

 

1.     Оконечные абонентские терминалы.

2.     Элементная база систем коммутации.

3.     Общие принципы построения и функционирования управляющих устройств.

4.     Система АТСКУ. Структурная схема и характеристика.

5.     Система АТСКУ. Действие схемы при установлении соединений.

6.     Квазиэлектронная система Кварц.

7.     Квазиэлектронная система Квант.

8.     ЦСК – EWSD. Структурная схема и характеристика.

9.     ЦСК – EWSD. Действие схемы при установлении соединений.

 

Лабораторная работа 1

 

Оконечные абонентские терминалы

 

1. Цель работы

 

Изучение некоторых типов оконечных терминалов телекоммуникационных сетей. Назначение, характеристика, конструкция и принцип действия.

 

2. Задание для подготовки к лабораторной работе

 

Для выполнения  данной лабораторной работы студенту прилагается проработать и законспектировать материал по рекомендуемой литературе:  Л. 1. §§ 1.1 ÷ 1.5;  Л. 6. Лекции 7 и 8;  Л. 10.

 

3. Порядок выполнения работы

 

-         Показать преподавателю конспект подготовки к лабораторной работе и получить разрешение на ее выполнение.

-         Ознакомиться с элементами классического ТА.

-         На тренажере по изучению схемы ТА просмотреть действие схемы ТА в поэтапном и автоматическом режимах.

-         Получить индивидуальное задание на теоретический и практический ответы по теме занятия.

 

4. Содержание отчета

 

В отчете (рабочей тетради) должны быть приведены эскизные рисунки к индивидуальному заданию, токопрохождение  в схеме ТА и формулы (если ими поясняется ответ).

 

5. Теоретические сведения

 

Cети электросвязи выполняют две основные потребительские функции: доступ к сети и коммутация (установление соединения между пользователями). Доступ к сети обеспечивается при помощи определенных оконечных технических устройств – терминального оборудования (разнообразные телефонные и телеграфные  аппараты, телефаксы, модемы, специальные терминалы одностороннего и двустороннего действия и т.д.), располагаемые непосредственно у пользователя или в местах общественного пользования. Существуют специальные правила, оговаривающие обязательную последовательность действий пользователя при установлении соединения и передаче сообщения (протокол взаимодействия).

Рассмотрим простейший принцип организации телефонной связи между двумя оконечными терминалами, который практически остался неизменным со времени изобретения телефона. Основу  телефонной связи составляют процессы преобразования звуковых колебаний (голоса) в электрические сигналы и обратно. При этом необходимо, чтобы форма акустического сигнала была бы точно отображена формой сигнала электрического и наоборот. Следовательно, на обоих концах соединительного тракта необходимо иметь устройства, которые осуществляли бы эти преобразования. Таким преобразователем при телефонной связи является телефонный аппарат (ТА).

В простейшем классическом ТА речевые сигналы, полученные от источника информации,  передаются окружающему воздуху в виде звуковых волн и поступают на угольный микрофон. Под воздействием звуковых волн угольный порошок подвергается  механическому воздействию, происходит изменение сопротивления, что приводит к модуляции постоянного тока микрофона (величина постоянного тока составляет несколько десятков миллиампер). Частота модуляции переменного тока соответствует частотам речевого сигнала. На приемном конце переменный модулированный сигнал претерпевает обратное преобразование с помощью электромагнитного телефонного капсюля и в виде звукового сигнала поступает в слуховой канал слушающего.

Для организации  двусторонней связи следовало бы организовать соединение терминалов четырьмя проводами (тракт передачи и тракт приема). Однако, учитывая наличие на сетях большого количества оконечных терминалов, такая система оказалась бы не экономичной.  Поэтому была изобретена телефонная система, обеспечивающая полное функционирование при двухпроводном соединении. В этом случае двухпроводная линия, соединяющая ТА с коммутационной системой, должна работать в дуплексном режиме для обеспечения режима передачи и приема. Дуплексный режим обеспечивается телефонным трансформатором (дифференциальной системой).

Такая двухпроводная система включения оконечного терминала стала базовой цепью телефонной системы. Она используется даже в наиболее современных цифровых версиях, называемых ISDN (в русской транскрипции ЦСИО – цифровая система интегрированного обслуживания).

Подобная дифференциальная система должна быть обязательно сбалансирована во избежание «местного эффекта», когда говорящий слышит свой собственный голос в трубке. Уровень этого эффекта зависит от величины дисбаланса схемы.

В современных аппаратах, как правило, нет трансформатора. Он заменен электронной схемой, которая сейчас гораздо дешевле трансформатора.

 

5.1. Классификация ТА

 

Телефонные аппараты можно подразделить на следующие 3 группы:

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

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

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

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

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

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

-  ТА с дополнительными функциональными возможностями – первый класс;

-  многофункциональные ТА – высший класс.

 

5.2. Простой электромеханический ТА

 

Основные функциональные блоки любого ТА: вызывное устройство (ВУ), номеронабиратель(НН), разговорные приборы, к которым относятся микрофон (М), телефон (Т), телефонный трансформатор (Тр). Перевод схемы из режима “ожидания ”  в “разговорное ”  осуществляется  рычажным переключателем (РП).

Блок-схема телефонного аппарата приведена на рис.1.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.1. Блок схема телефонного аппарата

 

5.3. Приборы ТА

 

а) Телефон (Т)

 

Телефоном называется прибор, который преобразует энергию переменного тока тональной частоты, поступающей на телефонный аппарат, в звуковые колебания.

 

б) Микрофон (М)

 

Микрофон предназначен для преобразования  звуковых колебаний в электрические.

 

в) Трансформатор (Тр)

 

Трансформатор предназначен, главным образом, для связи отдельных элементов  схемы и согласования  их сопротивлений с входным сопротивлением линии. Он отделяет цепь питания микрофона  от цепи переменного тока  телефона по постоянному току и  используется  для создания  схемы  подавления местного эффекта. Применение телефонного трансформатора позволяет  увеличивать дальность действия телефонной связи.

 

г) Номеронабиратель (НН)

 

Номеронабиратель предназначен  для формирования сигналов адресной информации о вызываемой абонентской линии или различных службах  телефонной сети, которые передаются на АТС.

 

д) Звонок (ВУ- Зв)

 

Звонок преобразует вызывной электрический сигнал частоты 25 Гц в акустические колебания.                              

 

5.4. Типы разговорных схем  простейших ТА

 

а) Местный эффект

 

Прослушивание абонентом через телефон своего аппарата собственной речи при разговоре и окружающих шумов называется местным эффектом. Мешающее действие местного эффекта связано с явлениями маскировки звуков и адаптацией слуха. Собственный разговор и окружающие шумы, воздействующие на микрофон, (угольный микрофон обладает усилительной способностью с коэффициентом К_м  = 1000), через схему ТА и телефон создают мешающее действие на ухо абонента.

Под маскировкой звуков понимается уменьшение чувствительности уха вследствие действия какого-либо мешающего звука или шума.

Под адаптацией слуха понимается свойство уха приспосабливаться к перегрузке громким звукам, что приводит также к снижению его чувствительности.

Простейшие схемы ТА по принципу построения разговорной части схемы можно разделить на аппараты с мостовой схемой и компенсационным  принципом  подавления местного эффекта.

 

б) Противоместная схема мостового типа

 

Противоместная схема мостового типа представлена на рис.1.2. Из рис.1.2  видно, что микрофон М, телефон Т, балансный контур Z _б , линия Z_л связаны между собой посредством дифференциального трансформатора Тр с тремя обмотками: W_л – линейная, W_б – балансная, W_т – телефонная.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.2. Принципиальная мостовая схема

 

Передача разговора. Схема ТА в режиме передачи приведена на рис.1.3,а. При передаче разговора (рис.1.3,а) микрофон М является генератором переменной ЭДС, которая вызывает появление разговорного тока, замыкающегося через обмотку W _л  в линейной цепи и через обмотку W _б  в балансной цепи. За счет протекания тока в линейной цепи: микрофон (Е _м), обмотка W _л, сопротивление Z_л, микрофон (Е _м) – происходит передача разговора. Разговорный ток в балансной цепи: микрофон (Е _м), обмотка W _б, балансный контур Z _б,  микрофон (Е _м) – обеспечивает противоместность схемы ТА. Для обеспечения полной противоместности при передаче необходимо, чтобы ампервитки, создаваемые током линейной  обмотки I _л Тр, равнялись ампер – виткам, создаваемым током балансной обмотки I _б Тр, а именно:

I_л × W_л =  I_бх × W_б

При этом разговорные токи, протекая в противоположных направлениях по обмоткам W_л  и  W_б , создают два магнитных потока, которые в свою очередь вызывают появление в сердечнике трансформатора двух равных по величине и противоположных по направлению магнитных потоков. Результирующий магнитный поток при этом равен нулю, вследствие чего в телефонной обмотке W_т не будет индуктироваться переменная ЭДС, и собственный голос в телефоне не прослушивается. Следует отметить, что полного подавления местного эффекта добиваться не обязательно, достаточно уменьшить уровень прослушиваемого сигнала. Обычно Z_б подбирают под среднюю линию с параметрами Z_л..

 

 

Рис.1.3,а. Эквивалентная мостовая схема при работе на передачу

Рис.1.3,б. Эквивалентная мостовая схема при работе на прием

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прием разговора.  При приеме (рис.1.3,.б) линию можно рассматривать как генератор переменной ЭДС Е_л с внутренним сопротивлением Z _л. При этом поступающий в схему ТА разговорный ток замыкается по следующей цепи:

     Разговорный ток, поступающий с линии, протекает в схеме ТА через W_л и W_б в одном направлении. Благодаря этому в сердечнике трансформатора создается магнитный поток, равный сумме магнитных потоков от W_л и  W_б. В обмотке W_т индуктируется суммарный магнитный поток. Телефон преобразует электрические колебания в звуковые и абонент слышит входящий разговор.

 

5.5. Принципиальная схема простейшего ТА-72

 

На рис.1.4 представлена принципиальная схема простейшего ТА-72 мостового типа. Действие схемы ТА-72 можно изучить, сопоставляя схемы рис.1.3,а, рис.1.3,б со схемой рис.1.4 и проследить на лабораторном макете. На макете  представлены в оптической иллюстрации этапы работы ТА в автоматическом и ручном пошаговом режиме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.4. Принципиальная схема  ТА-72

 

5.6. Некоторые другие типы оконечных терминалов

 

5.6.1 Телефонный аппарат сотовой сети связи  - ТАссс

 

Телефонный аппарат сотовой сети связи (ТА – ССС) представляет собой подвижную станцию, находящуюся в руках абонента в буквальном смысле этого слова. Блок-схема подвижной станции приведена на рис.1.5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.5. Блок-схема подвижной станции (абонентского

радиотелефонного аппарата)

                               

   Схема сотового ТАссс представляет собой следующие три блока:

-         блок управления;

-         приемопередающий блок;

-         антенный блок.

Приемопередающий блок, в свою очередь, включает передатчик, приемник, синтезатор частот и логический блок.

Наиболее прост по составу антенный блок: он включает собственно антенну – в простейшем случае четвертьволновой штырь – и коммутатор приема-передачи. Последний для цифровой станции может представлять собой электронный коммутатор, подключающий антенну либо на выход передатчика, либо на вход приемника.

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

Приемопередающий блок значительно сложнее. В состав передатчика входят:

-         аналого-цифровой преобразователь (АЦП) – преобразует в цифровую форму сигнал с выхода микрофона и вся последующая обработка и передача сигнала речи производится в цифровой форме, вплоть до обратного цифро-аналогового преобразования;

-         кодер речи осуществляет кодирование сигнала речи – преобразование сигнала, имеющего цифровую форму, по определенным законам с целью сокращения его избыточности, т.е. с целью сокращения объема информации, передаваемой по каналу связи;

-         кодер канала добавляет в цифровой сигнал дополнительную (избыточную) информацию для защиты от ошибок при передаче сигнала по линии связи; кроме того, кодер канала вводит в состав передаваемого сигнала информацию управления, поступающую от логического блока;

-         модулятор осуществляет перенос информации кодированного сигнала на несущую частоту.

Приемник по составу  в основном соответствует передатчику, но с обратными функциями входящих в него блоков:

-         демодулятор выделяет из модулированного радиосигнала кодированный сигнал, несущий информацию;

-         декодер канала выделяет из входного потока управляющую информацию и направляет ее на логический блок; принятая информация проверяется на наличие ошибок и, выявленные ошибки по возможности исправляются;

-         декодер речи восстанавливает поступающий на него с кодера канала сигнал речи, переводя его в естественную форму, со свойственной ему избыточностью, но в цифровом виде;

-         цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) преобразует принятый сигнал речи в аналоговую форму и подает его на вход динамика;

-         эквалайзер служит для частичной компенсации искажений сигнала вследствие многолучевого распространения; по существу, он является адаптивным фильтром; этот блок не является обязательным и в некоторых случаях может отсутствовать.

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

Синтезатор является источником колебаний несущей частоты, используемой для передачи информации по радиоканалу. Наличие гетеродина и преобразователя частоты обусловлено тем, что для передачи и приема используются различные участки спектра (так называемое дуплексное разделение по частоте).

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

 

5.6.2. Телефонные аппараты мобильной спутниковой связи

 

При радиотелефонной спутниковой связи применяются персональные спутниковые терминалы (ПСТ) и мобильные терминалы. С помощью таких терминалов можно установить связь между двумя абонентами за 2 с. путем набора его телефонного номера не зависимо от места их нахождения. Это стало возможным благодаря объединению наземных и спутниковых систем в глобальную систему связи. С такими ПСТ персональная связь станет возможной в глобальном масштабе,  поскольку она не имеет ограничений по привязке к конкретной местности земли.

Однако это будет возможно, если системы спутниковой связи успешно выдержат испытания и подтвердят заявленные технические характеристики и экономические показатели в процессе коммерческой эксплуатации.

Персональные спутниковые терминалы (ПСТ) подвижной связи работают в диапазонах частот 137-900 и 1970-2520 МГц, которые практически не отличаются от диапазона частот сотовой  связи (450 ÷1800 МГц). Средняя мощность передатчика невелика и составляет, например, для спутникового терминала системы Iridium (15-400 мВт). Спутниковый ТА представляет собой малогабаритную конструкцию со встроенной антенной, не требующей ориентации на спутник. Весит он 800 г – несколько больше, чем обычный сотовый телефон. Сопряжение спутникового ТА с сетями сотовой связи обеспечивает дополнительное устройство – SIM – карта. Телефон обладает простой системой управления. Набор номера осуществляется с кнопочного наборного поля. Система автоматически находит свободный канал и закрепляет его за абонентом на время разговора.

 

5.6.3. Оконечный абонентский терминал – модем

 

Модем – это оконечное абонентское устройство, выполняющее функции классической аппаратуры передачи данных по всевозможным каналам корпоративных сетей, а также роль устройства, создающего необходимые условия подключения домашнего компьютера к сети Internet.

Когда компьютер используется для обмена информацией по телефонной сети, необходимо устройство, которое может принять сигнал из телефонной сети и преобразовать его в цифровую информацию. На выходе этого устройства информация подвергается модуляции, а на входе демодуляции, отсюда и название МОДЕМ. Назначение модема заключается в замене сигнала, поступающего из компьютера (сочетание нулей и единиц), электрическим сигналом с частотой, соответствующей рабочему диапазону телефонной линии. Акустический канал этой линии модем разделяет на полосы низкой и высокой частоты. Полоса низкой частоты применяется для передачи данных, а полоса высокой частоты – для приема.

Существует большое разнообразие модемов в зависимости от конструкции, области применения, метода передачи, скорости передачи, сфере применения, интеллектуальных возможностей и  реализуемых протоколов.

Один из вариантов структуры современного модема представлен на рис. 1.6.        

 

Рис.1.6. Вариант структуры современного модема

 

Модем состоит из адаптеров портов канального и DTE-DCE интерфейсов; универсального (PU), сигнального (DSP) и модемного процессоров; постоянного ПЗУ (ROM), постоянного энергонезависимого перепрограммируемого ППЗУ (ERPROM), оперативного ОЗУ (RAM), запоминающих устройств и схемы индикаторов состояния модема.

Порт интерфейса DTE - DCE обеспечивает взаимодействие с DTE.  Порт канального интерфейса обеспечивает согласование электрических параметров с используемым каналом связи. Канал может быть аналоговым или цифровым, с двух или четырехпроводным окончанием.

Универсальный процессор (PU) выполняет функции управления взаимодействием с DTE и схемами индикации состояния модема. Он выполняет посылаемые DTE – АТ команды и управляет режимами работы остальных составных частей модема. Кроме того, универсальный процессор  может реализовывать операции компрессии/декомпрессии передаваемых данных.

Интеллектуальные возможности модема определяются в основном типом используемого PU и микропрограммой управления модемом, хранящейся в ROM. Путем замены или перепрограммирования ROM иногда можно достичь существенного улучшения свойств модема, то есть произвести его модернизацию. Такого рода модернизация некоторых моделей модемов обеспечивает поддержку новых протоколов или сервисных функций. Для облегчения процесса модернизации в последнее время стали применяться микросхемы ФЛЕШ – памяти (Flash ROM) вместо микросхем ROM.

Схема ERPROM дает возможность сохранить установки модема в так называемых профайлах или профилях  модема на время его выключения. Память RAM интенсивно используется для временного хранения данных и выполнения промежуточных вычислений как универсальным, так и цифровым сигнальным процессором.

На сигнальный процессор, как правило, возлагаются задачи по реализации основных функций протоколов модуляции (кодирование светочным кодом, относительное кодирование, скремблирование и т.д.), за исключением операции модуляции / демодуляции. Последние операции выполняются специализированным модемным процессором (DSP).

 

6. Контрольные вопросы

 

1.     Какова величина нормы рабочего затухания на коммутационный тракт?

2.     Чему равен диапазон частот низкочастотного телефонного канала?   

3.     Чему равно значение динамического диапазона уровня сигнала органа слуха?

4.     Чему равно значение динамического диапазона уровня звуков речи?

5.     Чему равно значение динамического диапазона  телефонной аппаратуры?

6.     Какие элементы конструкции ТА относятся к ЭАП?

7.     Какой набор элементов входит в состав простейшей схемы ТА?

8.     Какой тип телефонного капсуля широко используется в простейших схемах ТА? Принцип его работы.

9.     Какой тип микрофонного капсуля широко используется в простейших схемах ТА? Принцип его работы.

10.  Что такое явление местного эффекта?

11.  Для чего в схемах простейших ТА используется многообмоточный трансформатор?

12.  Какими параметрами характеризуется нормальный дисковый номеронабиратель?

13.  Время выдачи цифры с кнопочного номеронабирателя.

14.  Чему равна частота работы звонка?

15.  Какова роль конденсатора в цепи звонка?

16.  Принцип частотного способа передачи адресной информации.

17.  Принцип работы тонального приемника сигнала вызова.

18.  Принципы устройства оперативной и постоянной памяти адресной информации в современных ТА.

 

Лабораторная работа 2

 

Элементная база систем коммутации

 

1. Цель работы

 

Изучение конструкции, принципа действия и характеристик элементной базы систем коммутации.

 

2. Задание для подготовки к лабораторной работе

 

Для выполнения данной лабораторной работы студенту предлагается проработать и законспектировать материал по рекомендуемой литературе: Л. 1. Глава 2;  Л.6. Лекция 10;  Л.11;  Л.12. 

 

3. Порядок выполнения работы

 

-         Показать преподавателю конспект подготовки к лабораторной работе и получить разрешение на ее выполнение.

-         Ознакомиться  в лаборатории с элементной базой систем коммутации.

-         Распределить коммутационные приборы на элементы, используемые для реализации коммутационных полей и управляющих устройств систем коммутации разных поколений.

-           Получить индивидуальное задание на описание характеристики и принципа действия заданных коммутационных приборов.

 

4. Содержание отчета

 

В отчете (рабочей тетради) привести условное обозначение  заданного коммутационного прибора в крестошинном   и символическом виде, обозначить параметры и привести примеры использования этого прибора в схемах коммутационных систем.

 

5. Теоретические сведения

 

Коммутационным прибором (КП) называется устройство, которое под воздействием  управляющих сигналов может изменять свое состояние  своей проводимости, осуществляя соединение входа с выходом. В общем случае КП представляет собой многополюсник, имеющий   n  входов,  m   выходов и  r  входов управления. В таком многополюснике при поступлении одного или нескольких сигналов на входы управления осуществляется соединение одного из  n входов с одним из m  выходов.

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.

Изменение проводимости электрической цепи можно осуществить двумя способами: механическим соприкосновением двух токоведущих поверхностей электрической цепи – контактным путем или изменением параметров одного из элементов цепи (сопротивления, емкости, степени намагниченности этого элемента) – бесконтактным путем.

В соответствии с этим различают контактные и бесконтактные коммутационные приборы.

По количеству одновременно коммутируемых электрических цепей приборы коммутации делятся на однопроводные (изменяющими состояние только одной цепи) и многопроводные (одновременно воздействующим на две и более цепи).

Наиболее распространенными КП, используемыми в технике автоматической коммутации.  являются реле разного типа, искатели, многократные соединители (координатные, герконовые, ферридовые, интегральные, электронные). Особое  место занимает элементная база типа «микросхемы» разной степени интеграции. На рис. 2.1. представлены условные обозначения разновидностей коммутационных приборов:

 

1) Реле                                                       2) Искатели

 

 

 

 

3) Многократный координатный                 4) Соединители МС-Г, Ф, И, Э

соединитель         

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2.1. Разновидности коммутационных приборов

(условние обозначение)

 

Рассмотрим кратко параметры, обозначение и назначение этих коммутационных приборов.                    

Реле - это коммутационный прибор, имеющий один вход и один выход.   Характеризуется двумя состояниями. Переход реле  из одного состояния в другое осуществляется  под действием внешнего управляющего  сигнала, поступающего на управляющий вход  r.

Реле подразделяются на электрические, тепловые, механические, гидравлические, фотореле и др.

Наибольшее распространение в технике средств сетей телекоммуникаций получили электромагнитные реле и реле с магнитоуправляемыми герметизированными контактами.

Принцип работы электромагнитного реле заключается  в том,  что при подаче тока в обмотку электромагнита сердечник намагничивается и притягивает якорь, а якорь, в свою очередь, перемещает подвижные контактные пружины, в результате чего происходит замыкание, размыкание или переключение контактных пружин.

Реле могут быть однообмоточные и многообмоточные (2-3). Обозначение обмоток реле и элементарных контактных групп приведены на рис.2.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.2. Обозначение обмоток и элементарных контактных групп реле

 

Наибольшее распространение получили электромагнитные реле РПН, РЭС-9 и РЭС –14. Ниже в таблице 2.1. приводятся основные параметры этих реле.

Таблица 2.1.

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

 

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. На рис. 2.3. 2.4, 2.5 представлены схемы, поясняющие работу соответственно геркона, феррида и гезакона.

Основное отличие реле данной группы от РПН и РЭС состоит в том, что у них отсутствует якорь, а магнитопровод включает в себя контактные пружины, замыкая их силой магнитного притяжения.

 

1- контактные пружины,                    3- стеклянная трубка,

2- обмотка,                                           4- ярмо (корпус)

 

Рис.2.3. Конструкция герконового реле и разновидности герконов

а) геркон  на замыкание,

б) геркон на размыкание,

в) геркон на переключение.

 

Герконовое реле используются для коммутации разговорного тракта в квазиэлектронных АТС. Конструктивно герконовое реле представляет собой электромагнитную катушку, внутри которой помещается несколько (в зависимости от необходимости) герконов.

Геркон представляет собой стеклянный баллончик, заполненный инертным газом, в котором находятся контактные пружины (рис. 2.3). Соприкасающиеся поверхности контактных пластин покрывают слоем золота  для обеспечения хорошего качества контакта.    Магнитная цепь такого реле состоит из контактных пружин  (рис. 2.3), рабочего зазора между ними  и ярма (корпуса).

При пропускании тока в обмотке герконового реле наводится магнитный поток Ф, который замыкается через корпус и контактные пружины. Данный магнитный поток создаёт силу тяги между  контактными пружинами и замыкает их.      

Феррид  представляет собой герконовое реле, магнитная система которого изготовлена из магнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса, обладающего остаточным намагничиванием, достаточным для   удержания контактов геркона. Иначе говоря, феррид – это герконовое реле с внешней памятью.

Достоинство феррида – это удержание контакта в рабочем состоянии без потребления электроэнергии (свойства памяти), а также управление более короткими импульсами, чем время срабатывания геркона.

Гезакон – герметизированный запоминающий контакт-это герконовое реле с внутренней памятью, что достигается за счет того, что у гезакона пружины изготовлены из магнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса, обладающие достаточной намагниченностью для удержания его пружин в замкнутом состоянии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электромеханические искатели – это устройства, в которых вход

коммутируется с выходом механическим контактом скольжения. Различают искатели типов ШИ (шаговый) и ДШИ (декадно-шаговый).

Щеточный искатель имеет три основные части: статор (неподвижная часть искателя) или контактное поле, образующее выходы искателя; ротор (подвижная часть) или щетки, которые выполняют роль входа; движущий механизм (привод), перемещающий щетки в требуемое положение (рис.2.6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

 

 

 

 

Рис. 2.6. Кинематическая схема шагового искателя

       ЭМ -  Электромагнит      П - Пружины

       Я  - Якорь                         Х - Храпового колеса

Щ  - Щётки                      С  - Движущаяся собачка

 

При поступлении импульса тока в обмотку электромагнита якорь, притягиваясь к сердечнику, обеспечивает посредством рычага с ведущей собачкой перемещение щеток на один шаг. По окончании импульса тока якорь под действием возвратной пружины (рис. 46. пружина П) возвращается в исходное положение. Для предохранения щеток от возвратного движения в механизме искателя имеется стопорная собачка, западающая в следующую впадину храпового колеса после окончания шага движения щеток. При повторном импульсе якорь электромагнита вновь притягивается, и щетки перейдут на следующую ламель. Таким образом, в зависимости от числа поступивших импульсов в обмотку электромагнита щетки переместятся на соответствующее число шагов и установятся в определенном положении контактного поля искателя. Основными коммутационными параметрами искателей являются – емкость  поля (m)  и проводность коммутируемых линий (q).

В декадно-шаговых  коммутационных системах (ДШ) с успехом  использовались искатели с одним и двумя движениями щеток, последнее позволило увеличить емкость контактного поля до 100 выходов (подъемно-вращательный искатель ДШИ-100).

Декадно-шаговый искатель ДШИ-100 имеет один вход и сто выходов. Составными частями ДШИ- 100 также является статор (контактное поле), ротор и движущий механизм. Контактное поле ДШИ- 100 состоит из трех секций: «а», «b», «с», каждая из которой содержит 10 рядов контактных ламелей. В каждом ряду (декаде) имеется 10 ламелей, расположенных по дуге 80⁰.

Следовательно, искатель, типа ДШИ-100 представляет собой коммутационное устройство, соединяющее один трехпроводный вход с любым из ста трехпроводных выходов.

На рис. 2.7.  представлено условное обозначение искателей.

 

 

 

 

 

Рис. 2.7. Условное обозначение искателей

 

Многократный координатный соединитель (МКС)  является основным коммутационным прибором АТС координатной системы. В состав МКС  входят следующие конструктивные элементы:

-         вертикали (вертикальные блоки);

-         выбирающее устройство, состоящее из выбирающих электромагнитов (ВЭ) и выбирающих реек;

-         рама, в которой установлено 10 или 20 вертикалей, 10 или 12 выбирающих электромагнитов и 5 или 6 выбирающих реек.

 

Рис.2.8.   Многократный координатный соединитель МКС  20х10х6

 

Один и тот же соединитель для коммутации может использоваться многократно. При этом поочередно могут быть установлены соединения во всех вертикалях. Отсюда и название – многократный координатный соединитель – МКС. В одно и то же время в поле МКС может иметь место столько соединений, сколько вертикалей содержит МКС.

На рис.2.8.  упрощенно показан общий вид МКС, имеющий 20 вертикальных блоков (вертикалей), 10 выбирающих электромагнитов, объединенных попарно пятью выбирающими рейками. Такой тип МКС обозначается 20х10х6. Последняя цифра обозначает проводность коммутационной точки.

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.

Конструкция вертикали такого МКС показана на рис. 2.9 (а).

С целью увеличения емкости поля вводится третья позиция (горизонтальная), позволяющая из емкости вертикали 10 выходов с шестипроводной коммутацией организовать 20 выходов с трехпроводной коммутацией. Роль переключающей третьей позиции выполняют переключающие выбирающие электромагниты ПЭ1 (выходы вертикали 1-10), ПЭ2 (выходы вертикали 11-20). Обозначение 3-х позиционного МКС 20х20х3. Принцип удвоения емкости вертикали показан на рис. 2.9. (б).

 

Рис.2.9. Схема вертикалей МКС  а) 2-х позиционного;  б) 3-позиционного

 

В зависимости от типа коммутационного элемента, применяемого в соединителях, они бывают не только электромеханические типа МКС, но и герконовые (МГС), ферридовые (МФС), интегральные (МИС), электронные (МЭС). Рассмотрим конструкцию и действие соединителей типа МГС и МФС.

    Многократный герконовый соединитель  (МГС) представляет собой совокупность герконовых реле, размещенных в  n  горизонтальных и  m  вертикальных рядах на общей плате. При этом контакты реле, расположенные по горизонтали, запараллелены и образуют один вход, а те же контакты реле, запараллеленные по вертикали, образуют один выход. Такая плата называется коммутационной матрицей на  n  входов и  m  выходов (n x m). Матрица представляет собой полнодоступную однозвенную схему коммутации, в которой каждому входу  доступен любой выход.  На рис.2.10. представлена многократная двухпроводная ферридовая матрица с параметрами 8 х 8

 

 

Рис.2.10. Схема двухпроводной герконовой матрицы 8 Х 8

(разговорные провода)

 

Как видно из рис.2.10,  герконы в коммутационной матрице должны соединяться так, чтобы получился коммутатор с определенным числом входов и выходов. В квазиэлектронных АТС с программным управлением управляющее устройство функционирует по принципу двоичной системы счисления, поэтому для построения коммутационных полей удобно применять коммутационные матрицы ёмкостью кратной 2^k (k = 1, 2, 3 …)   по входам и выходам.   Например, 4 х 4, 4 х 8, 8 х 8, 8 х 16 и т.д.

Схема коммутации двухпроводного разговорного тракта герконового соединителя с параметрами n = 8 и m = 8 представлена на рис.2.10. Для соединения, например, входа 1 с выходом 8 необходимо обеспечить включение герконового реле ГР 1.8 в точке коммутации, характеризуемой координатами входа и выхода. Для построения МГС могут использоваться герконовые реле как с двумя, так и с одной обмоткой управления. Схема соединения двухобмоточных реле в МГС представлена на рис.2.11.

 

 

Рис.2.11.   Включение двухобмоточного герконового реле в схеме

МГС- 8 Х 8

а) МГС – 8 Х 8  (провода «с» и «d»);                           

б) точка коммутации МГС – 8 Х 8 (реле двухобмоточное, три геркона)

 

Для обеспечения срабатывания требуемого реле необходимо пропустить ток через его первую обмотку. Так для срабатывания герконового реле ГР–1.8 необходимо подать импульс тока положительной полярности на горизонтальный провод “c” выхода 8. При срабатывании реле ГР 1.8 через его герконы (рис.2.11) образуется соединение между входом 1 и выходом 8. Реле ГР 1.8 удерживается за счет протекания тока по второй обмотке через собственный контакт по проводу “d”. Диоды в цепях первых обмоток герконовых реле необходимы для развязки электрических цепей срабатывания.

При построении коммутационной системы (КС) с электрическим удержанием имеет место значительный расход электроэнергии, поскольку при каждом соединении в рабочем состоянии находятся обмотки удерживания реле на каждом из звеньев коммутации. С целью уменьшения расхода электроэнергии для удержания соединительного тракта в КС используется герконовые реле с магнитной блокировкой.

Многократный ферридовый соединитель (МФС) является разновидностью соединителей, построенный на ферридах  (герконах с магнитным удержанием). МФС устроен так же, как и МГС в виде матрицы, но в каждой точке коммутации имеется феррид с соответствующими числом контактов (герконов). Схема включения обмоток ферридов для МФС приведена на рис.2.12.

 

Рис.2.12.  Схема включения обмоток ферридов в МФС

 

При построении соединителя  МФС используется дифференциальная схема включения полуобмоток феррида, при этом первые обмотки одной вертикали соединяются последовательно, вторые обмотки одной горизонтали также соединяются последовательно (на рис.2.12 показаны обмотки точки 1-1). Для коммутации точки ток подается на ту горизонталь и вертикаль, на пересечении которых она находится.

Замыкание контактов в точке коммутации осуществляется одновременным прохождением импульса тока от импульсного генератора (ИГ) через соответствующие горизонталь и вертикаль, что обеспечивается предварительным замыканием одного из контактов управляющих реле горизонталей Г1 - Г8 и вертикалей В1 - В8, при этом ферритовый сердечник в точке пересечения перейдет в состояние “1” и контакты этой точки коммутации замкнутся. Размыкаются контакты в точке коммутации при подаче аналогичного управляющего импульса только по горизонтали или только вертикали. Это свойство обеспечивается дифференциальной схемой включения полуобмоток ферритов Х и Y.Для управления работой феррита требуются импульсы тока большой величины  (до 10 А), однако длительность импульсов составляет всего 0,1 – 0,5 мс и определяется только временем перемагничивания магнитной системы. После прекращения управляющего импульса, контактные пружины герконов остаются в рабочем состоянии под действием остаточной магнитной индукции магнита.

Последними системами в ряду коммутационных систем являются электронные и цифровые системы коммутации, в которых в качестве коммутационных приборов используется бесконтактная электроника в виде элементарных электронных схем и интегральных схем в виде модулей, выполняющих разные логические функции и имеющие разную степень сложности в зависимости от решаемой задачи. Такими логическими устройствами являются серийные микросхемы.

Ниже приводится перечень некоторых логических устройств

цифровых систем коммутации:

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

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

Триггер – логический автомат, способный хранить один бит информации.

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

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

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

 

 

6. Контрольные вопросы

 

1.          Какое устройство называется коммутационным прибором?

2.          Какими параметрами характеризуется коммутационный прибор?

3.          Какое соотношение между входами и выходами характеризуют приборы типа: реле, искатели, соединители МКС, соединители типа МГС (МФС, МИС, МЭС)?

4.          Почему МКС называется «многократный, координатный»?

5.          Какой способ удержания разговорного тракта приборами типа: реле, искатели, МКС,  МГС,  МФС, МИС, МЭС, микросхема (электрический, механический, магнитный)?

6.          Какие приборы могут использоваться для реализации коммутационного поля?

7.          Какие приборы могут использоваться для реализации схем управления коммутацией?

8.          Принцип работы коммутационных приборов (реле, искатели, МКС,  МГС,  МФС, МИС, МЭС, микросхема).

9.          Какова конструкция коммутационных приборов (реле, искатели, МКС,  МГС,  МФС, МИС, МЭС, микросхема)?

 

 

 

Лабораторная работа 3

 

Общие принципы построения и функционирования

управляющих устройств

 

1.Цель работы

 

Изучение общих принципов построения и функционирования управляющих устройств, их классификация и элементная реализация.

 

2. Задание для подготовки к лабораторной работе

 

Для выполнения данной лабораторной работы студенту предлагается проработать и законспектировать материал по рекомендуемой литературе:  Л.1. § 5.1.;  Л.8.;  Теоретические сведения к данной лабораторной работе.

 

3. Порядок выполнения работы

 

1.     Показать преподавателю конспект подготовки к лабораторной работе и получить разрешение на ее выполнение.

2.     Ознакомиться со структурой управляющих устройств (УУ) на лабораторных  тренажерах по изучению систем коммутации АТСКУ и EWSD Сименс.

3.     Получить от преподавателя индивидуальное задание для ответа по теме занятия.

 

4. Содержание отчета

 

     В отчете (рабочей тетради) привести структуру и алгоритм функционирования заданного УУ. Привести сравнительный анализ структур заданного УУ с УУ др. типов.

 

5. Теоретические сведения

 

Процесс коммутации в коммутационных системах осуществляется управляющими устройствами (УУ). Эти устройства могут быть индивидуальными, групповыми и общестанционными. В первом случае каждый коммутационный прибор имеет свое УУ, во втором случае группа входов коммутационного поля обслуживается одним групповым УУ, в третьем случае все входы коммутационной системы обслуживаются одним общим централизованным УУ. В ЦСК  применяется, в зависимости от типа системы полностью распределенное управление, распределенное по иерархии или централизованное управление.

В системах коммутации имеются две разновидности УУ: первая предназначена для управления процессом коммутации, а вторая – для приема и выдачи адресной информации.

Структура УУ зависит от назначения системы коммутации, структуры коммутационного поля, элементной базы, на которой реализовано коммутационное поле и УУ, а также временных параметров элементной базы как коммутационного поля (КП) так и УУ.

Кроме того,  тип и структура управляющего устройства зависит от способа управления и способа   установления соединения.

Способ управления установлением соединения может быть непосредственным или косвенным.

При непосредственном управлении информация набираемого номера воздействует на коммутационные приборы одновременно с их передачей от источника адресной информации. Примером такой системы может служить декадно-шаговая система АТС (ДШ АТС), В этой системе используются индивидуальные УУ.

При косвенном управлении адресная информация запоминается в специальном устройстве (регистре), а затем передается в соответствующие управляющие устройства для выполнения функций коммутации.

Способ установления соединения может быть прямой и обходной. При прямом способе соединения производится одновременно с выбором соединительного пути. При обходном способе соединения коммутация осуществляется со сдвигом во времени: первым этапом определяется номер входа, затем по принятой адресной информации отыскивается требуемый выход и только затем выполняется коммутация.

Как было ранее сказано, в системах коммутации используется два типа УУ устройств: регистры и управляющие устройства.

 

5.1. Регистры

 

Регистры в системах коммутации могут использоваться для приема всего номера или его части. В зависимости от назначения сетей связи  (международные, междугородные, городские, сельские) регистры могут быть абонентские, исходящие, входящие, промежуточные и кодовые.

Каждый регистр независимо от типа содержит следующие блоки: устройство приема информации УПИ; счетное устройство СУ; запоминающее устройство ЗУ, состоящее из фиксаторов цифр, число которых зависит от количества принимаемых знаков; переключающего устройства П; устройства выдачи информации УВИ.

Рассмотрим структурную схему пятизначного регистра и алгоритм ее функционирования (рис.3.1.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3.1. Упрощенная структурная схема регистра

 

Адресная информация, поступающая с ТА абонента или из других регистров в виде последовательности импульсов, воспринимается УПИ и передается в СУ. В зависимости от принятой цифры СУ устанавливается в соответствующее состояние и через подключающее устройство П передает информацию о принятой цифре в 1Ф ( фиксатор первой цифры). После приема первой цифры и выдачи ее в 1Ф, счетное устройство СУ возвращается в исходное состояние, а подключающее устройство П подключает к СУ схему 2Ф, вторая серия импульсов (2-я цифра) через УПИ поступает в СУ, которое определяет содержание 2-ой цифры и через переключатель П передает в запоминающее устройство 2Ф. Следующая цифра (третья) принимается аналогично и запоминается в 3Ф и т.д.

Как правило, информация о последней цифре номера не передается в ЗУ, а запоминается самой счетной схемой СУ. В этом случае схема СУ выполняет функцию пятого фиксатора последней  цифры (пятой для нашего примера).

В дальнейшем накопленная в регистре информация будет выдаваться в управляющие устройства ступеней искания для осуществления коммутации. Информация может выдаваться полностью или по частям в соответствии с приходящими из управляющего устройства сигналами запроса. Способы выдачи информации: кодированный и не кодированный.

К коммутационным системам с регистровым управлением относятся: координатные, квазиэлектронные и цифровые системы.

 

5.2. Управляющие устройства

 

В зависимости от типа коммутационной системы управляющие устройства могут быть индивидуальными, групповыми, функциональными или общестанционными (централизованными). Индивидуальные управляющие устройства применялись в системах раннего поколения типа декадно-шаговые и оборудовались для каждого коммутационного прибора

шагового и декадно-шагового искателя.

В коммутационных системах координатного типа используются групповые, функциональные  и общестанционные управляющие устройства.

В квазиэлектронных системах используются централизованные (общестанционные) управляющие устройства типа ЭУМ (специализированные электронные управляющие машины).

В цифровых коммутационных системах ЦСК используются процессорные управляющие устройства (централизованные, децентрализованные, распределенные по иерархии).

В регистровых коммутационных системах этап приема информации о номере вызываемого абонента отделен от этапа установления соединения через коммутационное поле системы коммутации или его отдельной части – ступени искания.

Управляющее устройство (УУ) предназначено для управления установлением соединения на отдельной ступени искания или ее части (коммутационном блоке КБ), или во всем коммутационном поле, если последнее не имеет деления на ступени искания. Длительность процесса установления соединения значительно меньше общей длительности занятия приборов разговорного тракта. Так, для электромеханических систем коммутации время установления соединения 1,0 с ÷ 2,3 с, а длительность занятия приборов разговорного тракта несколько минут. В электронных системах время работы УУ по установлению соединения еще меньше. Благодаря этому УУ могут обслуживать большее число коммутационных приборов, подключаясь к ним только на время установления соединения.

Любое управляющее устройство представляет собой набор определенного количества функциональных блоков (ФБ). Число ФБ и алгоритм функционирования УУ определяется его функциями, режимом работы, структурой обслуживаемого коммутационного блока (поля системы), способа построения системы и элементной базы.

Отдельные функциональные блоки УУ могут иметь «жесткие связи» (рис.3.2а) или «программные» (рис.3.2б). В УУ первого типа жесткие функциональные связи выполнены монтажом, который определяется алгоритмом (порядком) работы УУ. Во втором случае очередность работы ФБ определяется специальным программным устройством ПУ. Для изменения алгоритма работы таких УУ следует изменить в первом случае связи между ФБ путем перемонтажа, а во втором – порядок выдачи команд из ПУ.

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3.2.  Способы связи между ФБ в УУ

а) жесткие функциональные связи;      б) связи через ПУ

Если появляется необходимость в добавлении функциональных блоков, то в первом случае (рис.3.2а) - выполняется перемонтаж связей между отдельными ФБ, а во втором случае (рис.3.2.б) - добавляются соответствующие команды в ПУ.

«Жесткие» функциональные связи используются в системах коммутации «координатного» типа. Программные УУ используются в квазиэлектронных и цифровых системах. Рассмотрим структуру и алгоритм функционирования таких управляющих устройств.

В координатных коммутационных системах используются УУ с «жесткими» связями, называемые маркерами. Маркеры относятся к групповым УУ и предусмотрены на коммутационный блок.

В зависимости от того, в какой части коммутационного поля используется КБ, маркеры работают в разных режимах: свободного, группового или вынужденного (линейного) искания. В соответствии с режимом работы УУ, число ФБ в маркерах разное и, следовательно,  алгоритм работы УУ будет разный.

Рассмотрим в качестве примера структуру и алгоритм работы маркера АТСКУ  в режиме группового искания (МГИ). 

На рис. 3.3 представлена упрощенная схема МГИ, состоящая из следующих ФБ: определителя входов (ОВ); кодового приемо-передатчика (КПП); пробного устройства (ПУ); определителя направления (ОН).

Определитель направления ОН состоит из ОКН – определителя значности искомого направления, Н – номера направления и ПГЛ – переключателя групп линий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3.3. Функциональная схема УУ блока ГИ (МГИ)

 

Коммутационный блок ГИ имеет N входящих и М исходящих линий, разбитых на Н направлений.

КБ ГИ предназначен для установления соединения между входом, на который поступил вызов и свободным выходом в требуемом направлении. Направление определяется адресной информацией, получаемой из регистра, где зафиксирован номер вызываемой абонентской линии.

КБ ГИ имеет двухзвенное построение коммутационного поля. Для выполнения коммутации МГИ должен выполнить обусловленную пробу (искание) свободной промежуточной линии, доступной входу, для которого устанавливается соединение свободной линии в требуемом направлении.

При поступлении сигнала занятия в УУ определитель входов ОВ определяет номер входа и подключает  к нему КПП, откуда в регистр высылается сигнал запроса о выдаче требуемой цифры номера. Если требуемое направление определяется по двум или трем знакам, то УУ после приема первого знака будет запрашивать информацию о второй, а затем и третьей цифрах номера. Информация запроса цифры и прием цифры из регистра осуществляется в кодированном виде с помощью КПП. Из КПП информация поступает в ОКН, который определяет достаточность поступившего числа знаков для выбора направления и блок Н выбирает требуемое направление. Далее ПУ находит свободную промежуточную линию, доступную входу и свободной линии требуемого направления. Затем МГИ выдает сигналы на включение коммутационных приборов тракта и уходит в отбой.

Групповое УУ (МГИ) устанавливает одновременно только одно соединение, т.е. обслуживание заявок, осуществляется поочередно. Для обеспечения своевременного, качественного обслуживания поступающих заявок, время обслуживания одного вызова должно быть минимальным.

В системе АТСКУ время работы такого УУ (МГИ) равно 450 ÷ 650 мс. (в зависимости от числа знаков, по которым устанавливается соединение).

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

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

Для уменьшения времени занятия ЭУМ часть ее функций может  быть возложена на ПУУ. С целью обеспечения надежности работы системы коммутации ЭУМ дублируются, т.е. используется управляющее устройство типа «двухмашинный комплекс». На рис.3.4 представлена схема АТСКЭ с ЭУМ. Процессорные управляющие устройства будут рассмотрены в лабораторных работах №8 и №9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3 4. Структурная схема системы с ЭУМ.

 

5.3. Обмен информацией между УУ

 

Управляющие устройства служат для установления соединения между входом и выходом коммутационного блока (ступени или коммутационного поля в целом).

 Как было отмечено ранее,  в зависимости от типа коммутационной системы управляющие устройства могут быть индивидуальными, групповыми, функциональными или общестанционными (централизованными).

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

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

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

-         «импульсный челнок»;

-         «импульсный пакет»;

-         безинтервальный способ.

В системах АТСКУ принят способ взаимодействия между УУ  «импульсный челнок», который напоминает прямые и обратные движения челнока и осуществляется  следующим образом (рис. 3.5):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3.5 Обмен информацией между регистром  и УУ

 

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

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

Различают, как правило, три вида периферийных шин (рис. 3.6):

командные, ответные и адресные. Командные шины служат для передачи из ЦУУ команд на выполнение определенных операций.

После выдачи «команды» ЦУУ должно получить ответную информацию. Эта ответная информация передается из ПУУ в ЦУУ по ответным шинам.

Адрес нужного периферийного устройства поступает из ЦУУ через адресные шины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.6. Организация связи ЦУУ с ПУУ.

 

В цифровых системах коммутации ЦСК управление процессом установления соединения осуществляется УУ типа «процессор», которое может быть централизованным, полностью распределенным или распределенным по иерархии.

 

3.4. Кодирование сигналов

 

В процессе установления соединения, управляющие устройства, выполняющие коммутацию, обмениваются информацией с устройствами приема и выдачи информации (регистрами, передатчиками и приемниками номера).

Для ускорения процесса обмена, информация между устройствами коммутации и устройствами приема номера кодируется различными признаками.

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

                                                              m!

                                         C_m      =                        ,

                                                         n! (m-n)!

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

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

Для кода «2 из 5»:                           5!

                                         C ₅ =                      = 10.

2! (5-2)!

Для кода «2 из 6»:  

                                                           6!

                                         C₆   =                      = 15.

                                                      2! (6-2)!  

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

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

Значения элементарных сигналов всех 6 частот представлены в таблице 1 (Лаб. Раб. № 4 данных МУ).  Индексы частот выбраны так, что их сумма дает цифру,  соответствующую кодовой комбинации (за исключением цифры 0). В этой же таблице 1 представлены назначение   и комбинации разных управляющих сигналов.

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

В многочастотном коде используются частоты разговорного спектра, поэтому этот код можно применять для передачи сигналов по линиям, оборудованным системами передачи. Частоты вырабатываются электронными генераторами. Кодирование сигналов осуществляются релейными схемами регистров и управляющих устройств (маркеров).

Обмен информацией между регистрами и маркерами может осуществляться несколькими способами: «импульсный челнок», «импульсный пакет», «безинтервальный импульсный пакет». В системе АТСКУ принят способ «импульсный челнок», который напоминает прямые и обратные движения ткацкого челнока и производится следующим образом.

Например, по окончании приема набираемого номера в регистре происходит занятие маркера ступени I ГИ. Маркер высылает сигнал запроса цифровой  информации в регистр, по которому регистр выдает в маркер цифру. Далее из того же маркера или другого маркера вновь поступает сигнал запроса, и регистр выдает следующую цифру и т.д.

Назначение сигналов между регистрами и маркерами                         Таблица 1

 

 

 

 

 

 

6. Контрольные вопросы

 

1.          Какого типа УУ используются в ДШ системах, координатных, квазиэлектронных, цифровых?

2.          Назовите классификацию УУ по назначению и количеству обслуживаемых линий.

3.          Какие УУ используются для приема и выдачи адресной информации?

4.          Назначение и принцип действия абонентского регистра.

5.          Какие УУ используются для коммутации тракта в системе АТСКУ?

6.          Структура и алгоритм работы УУ типа «маркер».

7.          Как построено УУ в системах с централизованным управлением? Назначение ПУУ. Понятие о периферийном интерфейсе.

8.          Принципы обмена информацией между УУ. Понятие о «челночном» обмене информацией между УУ.

9.          Понятие об обмене информацией между УУ способами «импульсный пакет»  и «безынтервальный»  способ.

10.       С какой целью обмен информацией между УУ осуществляется кодированным способом.

11.       Чему равно время «запроса» цифры и время «приема» цифры в

системе АТСКУ?

12.       Чему равно время установления соединения разговорного тракта в системах АТСКУ, квазиэлектронных, электронных и цифровых?

13.       Понятие о функциональных управляющих устройствах. В каких    

системах они используются?

14.      Какие функции выполняют индивидуальные УУ в системах с

непосредственным управлением и прямым способом установления соединения?

 

 

 

 

Лабораторная работа 4

 

Система АТСКУ.

Структурная схема и характеристика

 

1. Цель работы

 

   Изучение технической характеристики и функциональной схемы АТСКУ.

 

2.Задание для подготовки к лабораторной работе

 

  Для выполнения данной лабораторной работы студенту предлагается проработать и законспектировать материал по рекомендуемой литературе: Л.1. §§ 7.1, 7.2, 7.6;  Л.6;  Л.13.

 

3. Порядок выполнения лабораторной работы

 

1. Показать преподавателю конспект подготовки к лабораторной работе и получить разрешение на ее выполнение.

2. Ознакомиться с тренажером по изучению АТСКУ и инструкцией по пользованию им.

3. Получить у преподавателя индивидуальное задание для ответа по теме занятия.

 

4. Содержание отчета

 

 В отчете (рабочей тетради)  привести схемы и алгоритмы функционирования заданных ступеней искания системы АТСКУ.

 

5. Теоретические сведения

 

5.1. Техническая характеристика АТСКУ

 

Общие сведения

 

В  60 ÷ 70 –е  годы двадцатого столетия на междугородных и местных сетях телекоммуникации внедрялись и сейчас успешно эксплуатируются усовершенствованные координатные системы АТСКУ. Основными особенностями координатных АТС являются:

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

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

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

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

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

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

Системы АТСКУ широко применяются на городских телефонных сетях и представляют собой усовершенствованный вариант системы АТСК. Коммутационное поле АТСКУ представляет собой многоступенчатую многозвенную структуру, содержащую ступени АИ, ГИ, РИА и РИВ.

Каждая ступень комплектуется многозвенными КБ. Работой каждого КБ управляет отдельное управляющее устройство, называемое маркером.

Система АТСКУ является системой с обходным способом установления соединения и косвенным (регистровым) управлением, что определяется конструкцией используемого коммутационного прибора МКС.

Значительная часть координатных систем относится к системам с управлением по ступеням искания.

Коммутационное поле системы содержит ступень абонентского искания (АИ), ступени группового искания (ГИ) и ступени регистрового искания (РИА). Каждая ступень искания состоит из отдельных конструктивных единиц – коммутационных блоков (КБ).

В соответствии с принципом косвенного управления для приема адресной информации служат регистры, а для установления соединения на отдельных ступенях искания служат маркеры.

При таком способе установления соединения возникает необходимость в быстродействующем способе передачи накопленной информации из регистра в маркеры, что позволяет сократить непроизводительную задержку управляющих устройств и коммутационных приборов, а также вызывающего абонента.

В соответствии с косвенным управлением в системе АТСКУ используются управляющие устройства типа регистры. Регистры служат для выдачи абоненту сигнала «Ответ станции», приема адресной информации, временной его памяти и последующей выдачи в управляющие устройства ступеней кодированным и некодированным способом. На АТСКУ могут устанавливаться абонентские регистры АРБ, АР или ЭАРБ. Регистры АР, в отличие от АРБ и ЭАРБ, не приспособлены для выдачи информации декадным способом, поэтому при установке их на станции для исходящей связи с АТС ДШ применяются исходящие регистры ИРД. Для обслуживания входящих соединений от АТС ДШ применяются входящие регистры ВРД или ВРДБ. Регистры ВРДБ отличаются от ВРД тем, что могут передавать информацию не только многочастотным, но и декадным способом.

Маркеры координатных систем представляют собой групповые управляющие устройства и выполняют задачи поиска и выбора соединительного пути в КБ, а также управляют коммутацией, необходимой для установления требуемого соединения. Причем, установление соединения в пределах ступени  искания (или КБ) осуществляется без учета состояния последующих ступеней искания.

Действие маркеров каждой ступени зависит от режима искания, используемого на соответствующей ступени искания.

Ступень АИ. На ступени АИ при исходящем сообщении маркер осуществляет свободное искание с целью подключения вызывающей абонентской линии к свободному ИШК. При таком режиме искания достаточно двух звеньев коммутации для обеспечения высокой пропускной способности.

На рис. 3   представлена структура ступени АИ исх. и маркера МАИ АВ. Действие МАИ АВ по установлению соединения представлено в виде алгоритма на рис.  4.

При входящем сообщении на ступени АИ выполняется линейное искание, и вход ступени должен быть подключен к определенной (вызываемой) абонентской линии. Для обеспечения небольших потерь сообщения и уменьшения явлений внутренних блокировок при входящей связи используются три или четыре звена коммутации в зависимости от типа системы и емкости абонентской группы на ступени АИ.

В системе АТСК 100/2000 используются сотенные абонентские коммутационные блоки с трехзвенной коммутацией при входящей связи. Схема КБ и структура МАИ представлены на рис. 5.   Алгоритм действия этого маркера представлен на рис. 6.

С целью укрупнения пучков и уменьшения числа шнуровых и входящих комплектов в системе АТСКУ на ступени АИ используются 1000-линейные абонентские группы. Для исходящего сообщения применяются 100-линейные двухзвенные односвязные блоки типа ПВ ПВ с параметрами 100 х 60 х 20.

Входящее сообщение осуществляется через четыре звена с использованием двухзвенных блоков СД и АВ. Двухзвенные блоки СД реализуются по схеме ВП ВП с параметрами 30 х 40 х 200.

Одна абонентская группа состоит из 10 столинейных блоков АВ и трех-четырех блоков СД в зависимости от числа требуемых комплектов ВШК и ВШКМ.

Схема АИ-1000 при входящей связи представлена на рис. 7.

Ступень ГИ.  Для выбора нужного направления связи или группы АИ-1000 в системе АТСКУ используются ступени группового искания (ГИ). Ступени ГИ реализуются двухзвенными блоками с расширением типа ВП ВП. Маркер блока ГИ выбирает нужное направление в соответствии с полученной из регистра адресной информацией в виде одной или нескольких цифр. Затем маркер ГИ по обходным путям выполняет обусловленное свободное искание, выбирая свободную исходящую линию в выбранном направлении, доступную вызвавшему входу блока через свободную промежуточную линию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4.1. Схема КБ и маркера МАИ АВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4.2. Схема АИ-1000 (входящая связь)

После окончания искания маркер ГИ включает электромагниты МКС в звеньях блока и освобождается. Примером блока ГИ может быть односвязный блок с параметрами  80 х 120 х 400, позволяющий организовать 20 направлений с доступностью 20. Максимальная доступность может быть увеличена до 40 или 60 линий, но достигается это уменьшением числа направлений.

На рис. 8 представлена схема блока ГИ и структура его управляющего устройства МГИ. Алгоритм работы МГИ по обслуживанию вызова представлен на рис.  9.

Ступени РИ, РИА.  В координатных системах для подключения регистров к комплектам связи используются ступени регистрового искания, имеющие однозвенную или многозвенную структуру. Для получения крупных пучков АРБ и уменьшения их числа в АТСКУ ступень РИА комплектуется из двух шестипроводных блоков типа ПВ ПВ с параметрами 120 х 60 х 40. Элементная реализация МКС типа 20 х 10 х 6.

Действие маркера МРИА аналогично действию маркера АК-АВ, т.к. структура КБ аналогична блоку АК-АВ, и режим подключения регистра к комплектам связи свободный.

На АТСКУ при внутристанционной связи используются комплекты двух типов: исходящие ИШК, включаемые в выходы блока АИ при организации исходящей связи и входящие ВШК, включаемые на вход блока АИ при организации входящей связи (на вход блоков СД).

Комплекты ИШК и ВШК обеспечивают удержание тракта (удержание УМ МКС), питание микрофонов ТА абонентов, а также контролирует линии вызывающего и вызываемого абонентов.

Кроме того, ВШК обеспечивает посылку вызова на звонок аппарата вызываемого абонента и зуммера контроля посылки вызова в аппарат вызывающего абонента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4.3. Схема КБ ГИ и маркера МГИ

 

5.2.         Функциональная схема  АТСКУ

 

Рассмотренные в предыдущих параграфах структуры ступеней искания, регистра и маркеров представлены в упрощенной функциональной схеме АТСКУ с двумя ступенями ГИ, которая изображена на рис.4.4.

Схема АТСКУ состоит из двусторонней ступени АИ (при исходящей связи два звена коммутации, при входящей связи четыре звена коммутации). Ступени ГИ представляют собой двухзвенные схемы с расширением. Режим искания групповой. Ступень РИА имеет двухзвенную структуру с режимом коммутации «свободный». Тип регистра АРБ с датчиком батарейных импульсов. Для организации входящей связи от АТС – ДШ применяются входящие регистры ВРD, принимающие адресную информацию от DШ АТС батарейным способом и выдающие ее в маркеры АТСКУ    частотным способом.

Установление соединений на отдельных этапах можно изучить по схеме рис.  13  и алгоритмам разных этапов установления соединений.

3.1. При снятии абонентом микротелефонной трубки выполняются соединения на ступени АИисх, РИА, и, если обусловленная проба завершится   положительно, свободный регистр через ступени РИА и

 АИисх, подключается к абонентской линии. В абонентский терминал поступает сигнал «готовности станции» к обслуживанию вызова. Абонент приступает к набору номера. Алгоритм обслуживания абонента на этом этапе можно проследить по рис 13 (схема АТСКУ), рис 1 и 2 (схема и алгоритм действия АРБ).

Все эти действия по подключению АРБ, выдачи сигнала, «готовности станции и приема набираемого номера приведены в алгоритме на рис 14.

Действие АТСКУ рассмотрим на примере установления внутристанционного соединения. Для выбора этого вида соединения

необходимо проанализировать первые цифры номера, являющиеся индексом (кодом) АТСКУ. Этот анализ производится или непосредственно в АРБ, или при большом числе АТС в специальном устройстве АКС (анализаторе кода станции). Если в результате анализа выяснилось, что должно быть установлено внутристанционное  соединение или соединение к однотипной АТС, то подключение КПП к регистру и занятие маркера МГИ производится после окончания набора всех цифр номера.

3.2. Установление соединения на ступени  I ГИ осуществляется

М IГИ по одному, двум или трем первым знакам, получаемым из регистра. При структуре АТСКУ рис.13 и пятизначном номере маркер IГИ осуществляет выбор направления внутристанционной связи по одному знаку в соответствии  с алгоритмом рис. 15.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4.4. Функциональная схема АТСК-У с двумя ступенями ГИ

Схема КБ ступени ГИ, структура МГИ  рассмотрены  ранее.

3.3. На ступени IIГИ, представленной на рис.4.1 схемы АТСКУ, осуществляется выбор направления к требуемой абонентской группе

АИ – 1000. Работу  МIIГИ по выбору требуемого направления можно проследить по рис 8 и 9.

Работа маркера IIГИ завершается подключением входа ступени  II ГИ к выбранному шнуровому комплекту ВШК требуемой АИ – 1000.

3.4.После занятия ВШК начинается действие  функционального УУ на ступени АИ (входящая связь).

Схема ступени АИ  4-хзвенная (см. рис.4.5).  Функциональное управляющее устройство ступени представляет собой два функционально связанных маркера МСД и МАВ. Общий алгоритм работы МАИ при входящей связи рассмотрен на рис 17.

Установление соединения на ступени АИ заканчивается нахождением требуемого абонентского комплекта АК, определением его состояния (свободен или занят) и, в случае свободности, проключением разговорного тракта.

Дальнейшее обслуживание вызова возлагается на шнуровые комплекты ИШК и ВШК.

3.5. В разговорном состоянии комплекты ИШК и ВШК обеспечивают питание микрофонов ТА, а также питание удерживающих электромагнитов МКС всех участвующих в соединении ступеней искания.

Окончание разговора, т.е отбой со стороны любого из абонентов, также отмечается в комплектах тракта. Освобождение участвующих в соединении приборов производится без участия управляющих устройств.

3.6. По окончании разговора и получения  сигнала отбоя со стороны одного из абонентов начинается процесс освобождения приборов разговорного тракта. 

6. Контрольные вопросы

 

1.               Какую структуру имеет коммутационный узел любого назначения  (РАТС, АМТС, МН, СТ-1, СТ-2,УВСМ, УАК, УЗСЛ и т.д.)?

2.               Какую обобщенную структуру имеет коммутационное поле системы  коммутации любого назначения?

3.               Какой коммутационный прибор используется для реализации коммутационного поля АТСКУ?

4.               Какой коммутационный прибор используется для реализации УУ АТСКУ?

5.               Какой способ управления используется в АТСКУ?

6.               Какой способ установления соединения используется в АТСКУ?

7.               Какую структуру представляет собой ступень искания в АТСКУ?

8.               Какой тип УУ используется в системе АТСКУ?

9.               Из каких ступеней искания комплектуется функциональная схема АТСКУ?

10.          Назначение и действие регистра.

11.          Назначение и действие маркеров разных ступеней искания.

12.          Как осуществляется удержание разговорного тракта в системе АТСКУ?

13.          Где и как фиксируется момент окончания разговора?

14.          Как структура местной сети и сетевое окружение влияют на схемную реализацию АТСКУ?

15.          Как организуется связь АТСКУ с другими однотипными и разнотипными системами на местной сети?

16.          Нумерация оконечных терминалов в системе АТСКУ. Распределение знаков набираемой адресной информации по ступеням искания.

17.          Чему равно время действия маркеров отдельных ступеней искания?

18.           Чему равно время установления соединения в системе АТСКУ?

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа 5

 

Система АТСКУ.

Действие системы при установлении соединений

 

1. Цель работы

 

Изучение алгоритмов установления соединений в АТСКУ при организации внутристанционных и межстанционных соединений.

 

2. Задание для подготовки к лабораторной работе

 

Для выполнения данной работы студенту предлагается проработать и законспектировать материал по рекомендуемой литературе: Л.1. §§ 7.1, 7.2, 7.6;  Л.6;  Л.13.

 

3. Порядок выполнения лабораторной работы

 

1. Показать преподавателю конспект подготовки к лабораторной работе и получить разрешение на ее выполнение.

2. Изучить на тренажере АТСКУ этапы обслуживания вызова, закончившегося установлением соединения к терминалу абонента В.

3. Получить у преподавателя задание для ответа по теме занятия.

 

4. Содержание отчета

 

В отчете (рабочей тетради)  привести схемы и алгоритмы функционирования системы АТСКУ при организации внутристанционного или межстанционного соединения.

 

5. Теоретические сведения

 

5.1. Действие системы АТСКУ при установлении

внутристанционного соединения

 

Функциональная схема РАТСКУ с двумя ступенями ГИ представлена на рис.5.1. Коммутационное поле системы РАТСКУ, состоит из ступеней искания АИ (исходящая и входящая связь), двух ступеней ГИ и ступеней РИА, РИВ. Телекоммуникационная местная сеть типа «каждая с каждой», нумерация терминалов на сети пятизначная.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5.1. Функциональная схема АТСК-У с двумя ступенями ГИ

Действие системы отображено в укрупненных алгоритмах соответствующих этапов установления соединений:

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

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

2 этап. Вызывающий абонент А приступает к набору пятизначного номера. Набранный номер записывается в память АРБ (см. теоретические сведения к лаб. работе 3 данных методических указаний). Одновременно с набором  идет анализ первого знака для определения вида связи (внутристанционная или исходящая).  

Действие АТСКУ рассмотрим на примере установления внутристанционного соединения. Для выбора этого вида соединения необходимо проанализировать первую цифру набираемого  номера (при пятизначном наборе), являющуюся индексом (кодом) АТСКУ. Этот анализ производится или непосредственно в АРБ, или при большом числе АТС в специальном устройстве АКС (анализаторе кода станции). В случае шестизначной или семизначной нумерации оконечного  терминала, анализ вида соединения осуществляется по первым двум или трем знакам соответственно. Если в результате анализа выяснилось, что должно быть установлено внутристанционное  соединение, то после окончания набора номера к регистру подключается КПП и выдается сигнал на занятие маркера МIГИ.

Алгоритм действия системы на этих двух этапах отражен в алгоритме рис.5.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5.2. Последовательность установления соединения АЛ вызывающего абонента с АРБ и приёма информации в АРБ АТСК-У

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

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

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

Действие маркеров МIГИ и МПГИ приведено в алгоритме рис.5.3.

5 этап.  На ступени АИ входящая связь используется 4^х-звенная схема с функциональными УУ (МСД и МАВ). По завершении коммутации на ступени IIГИ, линия абонента А оказывается подключенной к ВШК и входу звена Д ступени АИ_вх Из маркера МСД с помощью КПП осуществляется запрос последних оставшихся трех цифр номера абонентского терминала абонента В. Первая из трех цифр используется МСД для нахождения требуемой сотенной группы. Последние из этих трех знаков (цифры десятков и единиц) передаются многопроводным способом из МСД в МАВ для нахождения линии абонента В из выбранной сотенной группы (в целях экономии маркеры блока АК-АВ не содержат КПП).

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

С действием маркеров МСД и  МАВ можно ознакомиться по алгоритму, представленному на рис.5.4.

6 этап. Создан соединительный тракт между оконечными терминалами абонентов А и В (рис.5.1). Удержание тракта, выдача соответствующих акустических сигналов, а также питание ТА осуществляется из комплектов ИШК и ВШК. По окончании разговора происходит освобождение приборов тракта.  Последовательность освобождения приборов можно изучить по алгоритму рис.5.5

Процесс установления соединения можно наблюдать на тренажере по изучению АТСКУ в лаборатории кафедры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5.3. Последовательность установления внутристанционного соединения на ступени ГИ АТСК-У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5.4. Последовательность установления соединения на ступени АИ АТСК-У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5.5. Последовательность освобождения АЛ и приборов АТСК-У

5.2. Организация межстанционной связи

 

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

Рассмотрим организацию связи между двумя однотипными РАТСКУ по рис.5.1. Сеть емкостью до 80000 номеров (сеть типа «каждая с каждой»). Нумерация оконечных терминалов на такой сети пятизначная (Х-ХХХХ). Первый знак – это индекс АТС, остальные четыре знака номер оконечного терминала  РАТСКУ. Для организации межстанционной связи абонент А на исходящей РАТСКУ делает набор пятизначного номера терминала абонента В другой РАТС (Х-ХХХХ).

Алгоритм действия системы АТСКУ при установлении соединения к абоненту однотипной АТСКУ будет таким же, как в примере организации внутристанционной связи. Разница заключается в том, что на ступени IГИ  исходящей РАТСКУ по первому знаку набранного пятизначного номера будет выбираться направление H_i  к другой РАТСКУ и свободная линия этого направления. При этом занимается соединительная линия к другой РАТСКУ, где  указанная соединительная линия подключается на вход ступени ПГИ. Действие управляющих устройств на входящей РАТСКУ будет осуществляться по запросу соответствующих знаков из памяти регистра исходящей РАТСКУ, т.е. для рассматриваемого примера организации межстанционной связи  осуществляется взаимодействие управляющих устройств  на двух разных РАТСКУ местной сети.

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

приступает к выдаче поступающей адресной информации по мере его поступления. Маркером ступени IГИ соответствующее направление к РАТС-ДШ будет отыскиваться по одному первому знаку набранного номера  и отмечено выдачей в сторону регистра сигнала управления №9 «Передать следующую и затем остальные цифры батарейным способом» (см. табл.1 теоретических сведений к лабораторной работе № 4 данных Методических указаний).  Каждый из последующих четырех знаков будет выдаваться из регистра АРБ батарейным способом и управлять непосредственно процессом установления соединения на соответствующей ступени коммутации 2ГИ, 3ГИ, ЛИ входящей РАТС-ДШ.

Для организации входящей связи к абоненту РАТСКУ от абонента РАТС-ДШ на входящей РАТСКУ организуется ступень РИВ. Ступень РИВ имеет двухзвенную структуру со сжатием. Параметры КБ РИВ 48х30х20. Режим искания «свободный». Ступень РИВ служит для подключения входящих регистров ВРД, которые принимают батарейную адресную информацию на РАТСКУ и передают её кодированным способом в соответствующие управляющие устройства ступеней искания на входящей РАТСКУ.

 

5. Контрольные вопросы

 

1.         Какими ступенями искания реализуется функциональная схема РАТСКУ на сети емкостью до 80000 номеров?

2.         Назначение и структура коммутационных блоков ступеней искания.

3.         Какие режимы искания применяются в КБ системы АТСКУ?

4.         Назначение ступени регистрового искания и действие схемы регистра.

5.         Действие маркеров разных ступеней искания при установлении соединений. Время работы маркеров в разных режимах.

6.         Как распределяются знаки набранного номера по ступеням искания  РАТСКУ при организации внутристанционной        связи?

7.         Как распределяются знаки набранного номера по ступеням искания систем коммутации при организации межстанционной связи?

8.         Как осуществляется обмен информацией между регистром и маркерами в системе АТСКУ?

9.         Кодирование информации между регистрами и маркерами.

10.    Алгоритм функционирования ступени АИ при исходящей связи.

11.    Алгоритм функционирования ступени IГИ. 

12.    Алгоритм функционирования ступени IIГИ.

13.    Алгоритм функционирования ступени АИ при входящей связи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа 6

 

Квазиэлектронная система Кварц

 

1. Цель работы

 

Изучение технической характеристики и функциональной схемы системы Кварц (АМТС).

 

2. Задание для подготовки к лабораторной работе

 

Для выполнения данной лабораторной работы студенту предлагается проработать и законспектировать материал по рекомендуемой литературе: Л.9. §10.1;  Л.6. лк.17;  Л.7;  Л.8;  Теоретические сведения к данной лабораторной работе.

 

3. Порядок выполнения лабораторной работы

 

1. Показать преподавателю конспект подготовки к лабораторной работе и получить разрешение на ее выполнение.

2. Получить у преподавателя индивидуальное задание для ответа по теме.

 

4. Содержание отчета

 

В отчете (рабочей тетради)  привести тракт в соответствии с индивидуальным заданием и привести укрупненный алгоритм установления заданного соединения.

 

5. Теоретические сведения

 

5.1. Характеристика АМТС типа Кварц

 

АМТСКЭ типа Кварц служит для коммутации каналов и линий при установлении автоматических международных, междугородных и внутризоновых соединений.

В системе Кварц применяется общее коммутационное поле для всех видов соединений, которое комплектуется из блоков входящих (БВЛ) и блоков исходящих (БИЛ) линий. Блоки БВЛ и БИЛ реализованы на базе соединителей типа МФС 8х8 и имеют 4-хзвенную структуру. Следовательно, коммутационное поле системы имеет 8-мизвенную структуру. На основе МФС 8х8 строится двухзвенная коммутационная группа с параметрами 64х64х64 (рис.6.1.), являющаяся основой построения блоков БВЛ и БИЛ.

 

Рис.6.1. Схема коммутационной группы

 

Используя коммутационную группу можно построить коммутационные четырехзвенные блоки на 1024 линии, которые используются в качестве БИЛ и БВЛ (рис.6.2.).

 

Рис.6.2. Структурная схема блоков  БИЛ, БВЛ

 

Эти блоки БИЛ и БВЛ являются коммутационной основой коммутационного поля системы ёмкостью до 16384 линии и каналов (рис.6.3.).

 

Рис.6.3. Структурная схема восьмизвенного коммутационного поля Кварц

 

Установление соединения происходит «от начала к концу», т.е. фиксируется вход, на который поступил вызов, маркируется (находится) выход коммутационной системы, а затем выбирается соединительный путь для соединения входа с выходом (соединительный путь состоит из промежуточных и междублочных линий) (см. рис.6.3 и 6.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.6.4. Упрощенная структурная схема АМТСКЭ типа «Кварц»

 

 

 

 

 

 

Управляющее устройство системы Кварц представляет собой две специализированные управляющие машины (ЭУМ) и периферийные управляющие устройства ПУУ (рис.6.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.6.5. Схема УУ системы «Кварц»

 

На вход и выход коммутационного поля подключаются комплекты входящих и исходящих междугородных каналов от других АМТС или МН станций. Кроме того, на вход включаются заказно-соединительные линии через комплекты ВКЗСЛ, а на выход соединительные линии организации междугородной связи через комплекты ИКСЛМ. Групповые устройства ГУ, подключенные к коммутационному полю, служат для выдачи и приема акустических сигналов и сигналов управления.

Рассмотрим действие системы АМТС Кварц на примере установления внутризонового соединения.

 

6.2. Укрупненный алгоритм установления

внутризонового соединения (рис.6.4):

 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

10.              Получение сигнала ответа завершается подключением к тракту аппаратуры учета продолжительности разговора.

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

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

13.              Прекращается учет продолжительности разговора

14.              Запускается программа тарификации состоявшегося разговора.

15.              Разъединение законченного соединения.

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

 

6. Контрольные вопросы

 

1.     На какой элементной базе реализовано коммутационное поле системы Кварц?

2.     Что представляет собой управляющее устройство системы Кварц?

3.     Какие виды междугородных соединений можно установить через систему Кварц АМТС?

4.     Какие линейные комплекты подключены на входе и выходе коммутационного поля системы Кварц АМТС?  Их назначение.

5.     Какими блоками комплектуется коммутационное поле системы Кварц? Параметры блоков и их структура.

6.     Сколькизвенную структуру имеет коммутационное поле системы Кварц?

7.     Поясните процесс искания тракта способом «от начала к концу».

8.     В какой момент начинается и заканчивается отсчет продолжительности разговора?

9.     Когда и как организуется создание коммутационного тракта по обходным путям?

 

 

Лабораторная работа 7

 

Квазиэлектронная система Квант

 

1. Цель работы

 

Изучение технической характеристики и функциональной схемы системы Квант малой емкости.

 

2. Задание для подготовки к лабораторной работе

 

Для выполнения данной лабораторной работы студенту предлагается проработать и законспектировать материал по рекомендуемой литературе: Л.6. лк.17; Л.7; Л.8; Теоретические сведения к данной лабораторной работе.

 

3. Порядок выполнения лабораторной работы

 

1. Показать преподавателю конспект подготовки к лабораторной работе и получить разрешение на ее выполнение.

2. Получить у преподавателя индивидуальное задание для ответа по теме.

 

4. Содержание отчета

 

В отчете (рабочей тетради)  привести рисунки, поясняющие ответ по заданному индивидуальному заданию.

 

5. Теоретические сведения

 

5.1. Характеристика и функциональная схема системы Квант

 

Квазиэлектронная система (АТСКЭ) Квант предназначена для эксплуатации на государственных и ведомственных телефонных сетях в качестве учрежденческо производственных и сельских оконечных (ОС), узловых (УС) и центральных станций (ЦС).

Коммутационное поле АТСКЭ построено на матричных ферридовых соединителях (МФС) по блочному принципу. Емкость АТС может меняться от 64 до 2048 абонентских линий.

Управление процессами установления соединений осуществляется центральным управляющим устройством (ЦУУ) в соответствии с записанной программой. В записанной программе управляющего устройства станции предусмотрена возможность образования до 10 абонентских категорий, дополнительные виды связи и 25 дополнительных видов обслуживания (ДВО).

ЦУУ представляет собой две специализированные машины (ЭУМ), реализованные на интегральных схемах, работающие как резервированный двухмашинный комплекс.

 В процессе установления соединения принимают участие периферийные управляющие устройства (ПУУ), являющиеся промежуточным оборудованием между коммутационном полем и ЦУУ. ПУУ служат для согласования временных и энергетических параметров сигналов при обмене информацией между ЦУУ и линейными комплектами, а также коммутационным полем.

Обобщенная структура АТСКЭ приведена на рис.7.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.7.1. Структурная схема АТСКЭ

 

Рассмотрим  реализацию схемы Квант и функционирование на примере АТСКЭ – ОС на 64 номера. Коммутационное поле такой ОС может быть реализовано на базе блока БАЛ с параметрами 64х32х16 и блока БСЛ 64х64х64 (или 32х32х32). Схема АТСКЭ – ОС на 64 номера приведена на рис.7.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

             Рис.7.2. Схема квазиэлектронной АТС – ОС на 64 номера

 

Абонентские линии через АК подключаются к блоку БАЛ, имеющему двухзвенную структуру со сжатием. Выходы БАЛ через ИШК подключаются к БСЛ. Блоки БСЛ реализуются двухзвенной схемой без сжатия и расширения. На входе блока БСЛ помимо ИШК подключаются входящие комплекты соединительных линий ВК и регистровые датчики РД для выдачи информации к др. АТС. На выход БСЛ включаются исходящие комплекты соединительных линий ИК к другим АТС, а также регистровые приемники для приема различных сигналов управления.

 

5.2. Алгоритм установления соединения в системе Квант

 

Укрупненный алгоритм порядка установления соединений в АТСКЭ – ОС малой ёмкости представлен в виде этапов установления соединений на рис.7.3. В этой схеме в качестве блока БСЛ использована комбинированная схема 32х32х32 с одно-двухзвенной коммутацией. По однозвенной схеме подключаются 16 ИШК, во второй половине по двухзвенной схеме подключаются ВК и РД.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.7.3. Порядок установления соединений в АТСКЭ Квант

малой ёмкости

а) АК – БАЛ – ИШК -  БСЛ– РП(ПНН),

б) АК – БАЛ – ИШК – БСЛ – ВШК – БАЛ – АК.

 

Действие ЦУУ (ЭУМ) при организации внутристанционной связи происходит следующим образом:

1)                 сканирование АК;

2)                 при очередном сканировании обнаруживается АК в состоянии вызова;

3)                 в ОЗУ отмечается номер вызывающей абонентской линии, выясняется категория абонента и тип ТА;

4)                 ЦУУ выбирает программу действия по подключению РП (ПНН) и свободного соединительного пути между АК и РП (ПНН, звено Д блока БСЛ, ИШК, звенья А и В блока БАЛ, АК вызывающего абонента);

5)                 подключение РП (ПНН) к АК вызывающего абонента. Из ПНН в сторону абонента выдается сигнал «Ответа станции» (рис.7.3 а.);

6)                 абонент приступает к набору номера (рис.7.3. а.);

7)                 набираемый номер поступает в ПНН, где он сканируется и передается в ЦУУ (ЭУМ). С приходом первого знака отключается сигнал «Ответа станции» и знаки номера анализируются для определения вида связи: исходящая, внутристанционная или ДВО;

8)                 анализ состояния АК аб.В. Абонент свободен;

9)                 выбирается программа организации тракта внутристанционной связи, причем разговорный тракт может быть новым «полностью» или «частично»;

10)            выбирается программа пробы и включения разговорного тракта (рис.7.3,б), т.е. включаются точки коммутации звеньев А и В блока БАЛ и точки Д в блоке БСЛ;

11)            действие программы ЦУУ (ЭУМ) по подключению сигнала «ПВ» (посылки вызова) к абоненту В и сигнала «КПВ» (контроля посылки вызова) в сторону абонента А (рис.7.3. б);

12)            в результате сканирования абонентского комплекта аб.В обнаруживается снятие микротелефонной трубки;

13)            прекращается подача «ПВ» и «КПВ» и фиксируется момент начала разговора;

14)            разговор аб.А и В по тракту рис.7.3. б.;

15)            во время разговора происходит сканирование комплектов ИШК и ВШК для определения момента окончания разговора и его тарификации;

16)            если первым дал отбой аб.А, то он обнаруживается в ИШК (для аб.В это комплект ВШК). По получении этого сигнала включается программа отключения точек коммутации и включения «сигнала занято» (СЗ) в сторону безотбойного абонента.

 

6. Контрольные вопросы

 

1.     На какой элементной базе реализовано коммутационное поле системы Квант?

2.     На каких телекоммуникационных сетях используются системы Квант?

3.     Какими емкостями реализуются системы Квант?

4.     Параметры и структура коммутационных блоков системы Квант

5.     Какие линейные и станционные комплекты включаются на входы и выходы блоков БАЛ и БСЛ?

6.     Какой тип управляющего устройства используется в системе Квант?

7.     Назначение ПУУ в системе КЭАТС.

8.     Сколько точек коммутации содержит тракт РП (ПНН) – оконечный терминал аб.А?

9.     Сколько точек коммутации содержит внутристанционный разговорный тракт аб.А и В?

10.  Способ удержания разговорного тракта в системе Квант.

11.  В какой момент и как отмечается окончание разговора?

 

 

Лабораторная работа 8

 

ЦСК-EWSD.

Структурная схема и характеристика

 

1.     Цель работы

 

Изучение технической характеристики и структурной схемы ЦСК-EWSD.

 

2. Задание для подготовки к лабораторной работе

 

Для выполнения данной лабораторной работы студенту предлагается проработать и законспектировать материал по рекомендуемой литературе: Л.2§1,2,3; Л.6. лк 12 и 14; Л.7; Л.8; Теоретические сведения к данной лабораторной работе.

 

3. Порядок выполнения лабораторной работы

 

1.     Показать преподавателю конспект подготовки к лабораторной работе и получить разрешение на ее выполнение.

2.     Ознакомиться с тренажером по изучению системы EWSD Сименс.

3.     Получить у преподавателя индивидуальное задание для ответа по теме.

 

4. Содержание отчета

 

     В отчете (рабочей тетради) привести рисунки для ответа по индивидуальному заданию и алгоритм работы схемы (рисунка).

 

5. Теоретические сведения

 

5.1. Каноническая схема цифровой АТС (ЦСК)

 

Структурная схема ЦСК в общем виде  может быть представлена в виде канонической схемы, изображенной на рис.8.1.

В общей структуре схема любой ЦСК представляет собой определенное количество модулей разного типа, представляющие собой функционально-конструктивные единицы, число и тип которых определяется в зависимости от емкости системы, нагрузки и сетевого  окружения. 

Основные типы модулей ЦСК:

     - МАЛ - модули абонентских линий;

     - МСЛ - модули соединительных линий;

     - МЦК - модули цифровой коммутации;-

     - другое дополнительное оборудование.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.8.1. Каноническая структурная схема АТСЭ

Управляющее устройство (УУ) осуществляет логические функции по установлению соединений и обеспечивает выполнение директив оператора, поступающих с его рабочего места (РМО).

     - МАЛ содержит абонентские комплекты (АК) и мультиплексор цифрового тракта (Мх). Абонентский комплект обеспечивает взаимодействие оборудования ЦСК с оконечным устройством пользователя (ТА). Мультиплексор производит мультиплексирование индивидуальных каналов уплотненного тракта.

     - МСЛ устанавливается при сопряжении ЦСК с другими типами АТС и содержат комплекты соединительных линий (КСЛ) различного вида. КСЛ предназначены для согласования унифицированного интерфейса МЦК с конкретным типом СЛ (3^х проводная физическая СЛ, 4^х проводная аналоговая с системой передачи СП и т.д.).

     - МЦК содержит коммутационное поле (КП), линейные комплекты  (ЛК), генератор зуммерных сигналов (ГЗС), цифровые передатчики (ПРД) и приемники (ПРМ). Коммутационное поле производит коммутацию любого канального интервала любого входящего тракта с любым канальным интервалом любого исходящего тракта. Линейный комплект ЛК обеспечивает синхронизацию ИКМ трактов и преобразование линейного сигнала. ГЗС вырабатывает различные зуммерные сигналы, посредством которых абонент уведомляется о прохождении фаз соединения. Цифровые ПРД и ПРМ предназначены для работы с каналами ОКС при связи с однотипными системами.

Цифровые многочастотные передатчики (ПРДЧ) и приемники (ПРМЧ) обеспечивают прием СУВ от ТА с частотным набором, а также обмен СУВ многочастотным кодом по СЛ.

По шине данных и управления (ШДУ) УУ задает команды и контролирует изменение состояния комплектов.

Ниже приводится обобщенный алгоритм действия канонической схемы  АТСЭ при установлении внутристанционного  соединения:

Этап 1. В исходном состоянии УУ устанавливает КП в исходное состояние:      разъединяет все разговорные каналы и проключает в КП входные 16-е каналы на ПРМ, который осуществляет групповую обработку ОКС от всех трактов. Аналогично все выходные 16-е каналы подключаются к ПРД. УУ проверяет целостность ИКМ-трактов,  убеждаясь в наличии сигнала “синхрометка” во всех рабочих трактах и приступает к обслуживанию абонентов.

Этап 2. Абонент снимает микротелефонную трубку.

Этап 3. Это состояние обнаруживается УУ и передается по цепи:

             АК-ШДУ-УУ.

Этап 4. ОЗУ УУ определяет тип ТА и для ТА с частотным набором      

              выбирает  свободный ПРМЧ.

Этап 5. Подключение ПРМЧ осуществляется по цепи: ПРМЧ-КП-АК.

 

Этап 6. УУ командами по ШДУ подключает ГЗС к АК по цепи: ГЗС-КП-

             приемный провод АК.

Этап 7. Выдача в сторону абонента акустического сигнала “ ОС”.

Этап 8. Прием адресной информации от абонента осуществляется по цепи:        

             АК-КП-ПРМЧ-ШДУ-УУ(если аб. осуществляет набор декадными

             импульсами , то информация поступает непосредственно по цепи :

             АК-ШДУ-УУ).

Этап 9. Отключение сигнала “ОС” осуществляется разрушением цепи:

              ГЗС-КП- приемный провод АК.

Этап 10. По мере поступления цифр номера УУ производит их анализ.

Этап 11. Анализ показал, что соединение “ внутристанционное”.

               Продолжается прием цифр.   

Этап 12. После принятия всех цифр отключается ПРМЧ.

Этап 13. УУ находит АК вызываемого абонента и если он свободен, то в

               сторону вызываемого абонента выдается сигнал посылки вызова

               “ПВ” (ШДУ-АК вызываемого абонента), а в сторону

               вызывающего -  сигнал контроля посылки вызова “КПВ”  по цепи:

               ГЗС-КП-АК.

Этап 14. При ответе абонента УУ соединяет в КП АК обоих абонентов

               двумя путями (передающий от АК аб. А-КП- приемный  провод

               к АК аб.В и передающий провод от АК аб.В-КП-приемный 

               провод к АК аб. А).

Этап 15. В процессе разговора контролируется состояние АК абонентов и

               если один из абонентов вешает трубку (АК меняет состояние),

               информация об этом по ШДУ передается в УУ.

Этап 16. Разъединение в КП установленного соединения и установление

                нового соединения: ГЗС-КП- приемный провод АК не

                освободившегося  абонента. Не освободившемуся абоненту

                поступает зуммерный сигнал ”Занято”  до момента его отбоя.

Этап 17. После двустороннего отбоя  приходит разъединение

               установленного соединения.

С РМО оператор ЦСК имеет возможность корректировать конфигурацию станции, задавая ее емкость, категорию абонентов, маршруты установления соединений, протоколы обмена по СЛ и т.д.

Наличие УУ с записанной программой позволяет эффективно реализовывать ДВО (дополнительные  виды обслуживания), уведомление о поступлении  нового вызова, наведение справки во время разговора, конференц связь, перевод вызова, вызов без набора номера, переадресация вызова, побудку по телефону и т.д.

 

5.2. Цифровая система EWSD  фирмы  Сименс

 

Одним из вариантов реализации канонической структурной схемы АТСЭ является структурная схема цифровой системы EWSD Сименс (рис.8.2), в которой использован принцип не централизованного, а распределенного управления.

Система  EWSD Сименс появилась на мировом рынке в 1981 году и приобрела прекрасную репутацию как “мощная и гибкая цифровая электронная коммутационная система для сетей связи общего пользования”. Система может быть использована и как небольшая сельская, и как большая местная, и как транзитная. Её с легкостью можно приспособить к  любому «сетевому окружению».

Одним из вариантов реализации канонической структурной схемы ЦСК является структурная схема системы EWSD Сименс (рис.8.2), в которой использован принцип не централизованного, а распределенного управления.

Принцип распределенного управления заключается в том, что функции УУ выполняются рядом подсистем, каждая из которых выполняет функции управления в пределах своей зоны (конкретного модуля системы). Обращение к координационному процессору осуществляется только для выполнения системных и координационных функций.

Структурная схема системы EWSD Сименс (рис.8.2) представляет собой цифровые абонентские блоки  DLU, линейные группы LTG , каждая из которых содержит свое УУ. Для установления  соединений между абонентскими  и соединительными линиями используется  дублированное  коммутационное поле SN, состоящее из временных и пространственных ступеней коммутации.

Функции общестанционного УУ выполняет координационный процессор СР.

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

Система сигнализации ОКС №7, а для организации связи с системами ранних поколений используется система сигнализации №5 и R2.

Связь DLU с LTG осуществляется посредством одной (максимально четырех) PDC (первичных цифровых систем передачи), каждая из которых обеспечивает передачу со скоростью 2048 кбит/с.

Скорость передачи на всех многоканальных шинах (магистралях), соединяющих LTG   и коммутационное поле  SN, составляет 8192 кбит/с.

Каждая многоканальная шина (8192 кбит/с) содержит 128 каналов по 64 кбит/с каждый. Каждая  LTG подключается к обеим плоскостям дублированного коммутационного поля SN.

Коммутационное поле  SN состоит из временных и пространственных ступеней, каждая из которых имеет определенное число многоканальных шин. Параметры такой шины: скорость 8192 кбит/с, количество каналов 128 по 64 кбит/с каждый.

                                                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.8.2. Схема комбинированного местного транзитного узла EWSD

6. Контрольные вопросы

 

1.     Перечислите основные узлы аппаратного обеспечения канонической   структурной схемы ЦСК.

2.     Каково назначение модуля МАЛ и его составляющих АК и Мх?

3.     Каково назначение модуля МСЛ и его составляющих КСЛ и Мх?

4.     Какой тип УУ представлен в канонической схеме ЦСК?

5.     Как организуется связь УУ с модулями и станционными комплектами системы?

6.     Каково назначение станционных устройств ГЗС, ПРД, ПРМ, ПРДЧ, ПРМЧ?

7.     Каковы функции ШДУ?

8.     Что представляет собой  МЦК?

9.     Система EWSD. Какой тип УУ использован в системе?

10. Система ЕWSD.  Назначение модулей DLU, LTG?

11. Система ЕWSD. Каковы функции координационного  процессора СР?

12. Система ЕWSD.  Какова структура коммутационного поля SN?

13. Система ЕWSD.  Какие языки программирования используются в системе?

14. Система ЕWSD.  Какие системы сигнализации используется для организации  связи с однотипными и разнотипными системами?

15. Система ЕWSD.  Какова скорость передачи информации на отдельных участках тракта?

16. Система ЕWSD.  Для чего коммутационное поле SN  дублируется?

17. Система EWSD. Понятия «временная» и « пространственная» коммутации.

18. Система EWSD. Чему равна скорость передачи на участке   DLU – LTG?

19. Система EWSD. Чему равна скорость передачи на участке LTG – коммутационное поле КП?

 

 

Лабораторная  работа 9

 

ЦСК - EWSD.

Действие системы при установлении соединений

 

1.     Цель  работы

 

     Изучение принципа действия распределенных управляющих устройств. Алгоритм действия системы при установлении внутристанционного соединения.

 

2. Задание для подготовки к лабораторной работе

 

     Для выполнения данной лабораторной  работы студенту предлагается проработать и законспектировать материал по рекомендуемой литературе:

Л.2§2.10; Л.6. лк 12 и 14; Л.7; Л.8; Теоретические сведения к данной лабораторной работе.

 

3. Порядок выполнения лабораторной работы

 

1.     Показать преподавателю конспект подготовки к лабораторной работе и получить разрешение на ее выполнение.

2.     Ознакомиться с тренажером по изучению системы EWSD Сименс.

3.     Получить у преподавателя индивидуальное задание для ответа по теме занятия.

 

4. Содержание отчета

 

В отчете (рабочей тетради) привести схему участка тракта и алгоритм функционирования в соответствии с индивидуальным заданием.

 

5. Теоретические сведения

 

Алгоритм функционирования системы EWSD  Сименс можно рассмотреть на примере организации внутристанционной связи  между двумя аналоговыми абонентами с тастатурным набором.

 

                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.8.3. Установление внутреннего соединения между двумя аналоговыми абонентами с тастатурным набором

 

На рис.8.3 представлены следующие основные блоки системы:

CCNC – управляющее устройство ОКС;

CCNP – процессор сети сигнализации ОКС;

CP – координационный процессор;

CR – кодовый приемник;

DIU – цифровой интерфейс;

DIUD – цифровой интерфейс для DLU;

DLUC – УУ цифрового абонентского блока;

GP – групповой процессор;

GS – групповой коммутатор;

LTG – линейная группа;

SGC – УУ коммутационной группы;

SLCA – аналоговый абонентский комплект;

SLM – модуль абонентских комплектов;

COC – устройство проверки качества передачи на соединительных путях;

SLMCP – процессор для SLM;

SN – коммутационное поле;

TOG – генератор тональных сигналов.

Подсистемы и отдельные функциональные блоки, относящиеся к вызывающему абоненту, отмечаются символом А, а подсистемы и отдельные блоки, относящиеся к вызываемому абоненту, отмечаются символом В ( например, А- DLUC  или В-LTG  и т.д.).

Для удобства описания алгоритма установления соединения функциональные блоки пронумерованы. Если же какой - то функциональный блок упоминается два раза, то номер его сохраняется, но при повторном упоминании  цифра номера берется в скобки.

     1. Абонент А снимает трубку. Аналоговый АК (А-SLCA)  в цифровом абонентском блоке обнаруживает замыкание шлейфа.

     2. Процессор модуля абонентских комплектов (А-SLMCP)  определяет во время сканирования SLCA наличие вызова и сообщает об этом в УУ  DLU (A-DLUC).

     3. A-DLUC передает это сообщение в групповой процессор (A-GP)  через цифровые интерфейсы в блоках DLU и LTG (A-DIUD и A-DIU)

     4.A-GP  определяет категорию и полномочия аб.А, присваивает временной интервал и сообщает эту информацию в A-SLMCP.

     (2.) A-SLMCP загружает этот временной интервал в A-SLCA.

      5. A-GP проключает групповой коммутатор (A-GS) из A-LTG в 

A-SLCA в блоке A-DLU и обратно в A-LTG в для проверки тракта передачи. Для выполнения этой проверки генератор тональных сигналов TOG в A-GS посылает тестовый  тональный сигнал по этому тракту. Кодовый приемник CR в A-GS принимает этот тональный сигнал.

     (4.) Если проверка завершилась успешно, то A-GP посылает в A- SLMCP команду на проключение разговорного тракта в A-SLCA. Одновременно A-GP выполняет также проключение A-GS для выполнения процедуры набора номера.

     (5.) TOG в A-GS выдает сигнал ответа станции в A-SLCA.Приемник CR готов к приему набираемых цифр.

     (2.) А-SLMCP проключает сигнал ответа станции на оконечный терминал.

     (1.) Абонент набирает номер.

     (5.) Приемник принимает цифры номера и в цифровом виде передает в  групповой процессор A-GP.

     (4.) После приема первой цифры A-GP отключает  сигнал ответа станции. A-GP добавляет к исходной информации об абоненте А, информацию набранного номера и пересылает в координационный процессор СР.

      6. СР проверяет в своей памяти, свободен ли абонент В и определяет DLU, SLCA и порт В, присвоенные абоненту В. Он также определяет какая из двух LTG будет использоваться и если порт В свободен, отмечает в памяти этот порт В как занятый.

      7. СР устанавливает соединительный тракт между A-LTG и В-LTG через коммутационное поле SN, а также инициирует внутристанционную проверку (СОС) между A-LTG и В-LTG.

     (4.) Если СОС завершается успешно, то A-GP посылает в  A-GS команду на проключение к SN и посылает соответствующий отчет в групповой процессор В –GP.

      8. В-GP присваивает временной интервал соединению между B-LTG и

B-DLU и сообщает об этом в В-SLMCP.

      9. В-SLMCP загружает временной интервал в B-SLCA.

B-GP  проключает  B-GS из B-LTG в B-SLCA в блоке B-DLU и обратно в B-LTG для проверки тракта передачи. Для выполнения этой проверки TOG в B-GS посылает тестовый тональный сигнал.

     10.  CR в В-GS  принимает этот сигнал.

     (8.) B-GP посылает в B-DLUC  команду на подачу вызывного сигнала если проверка завершилась успешно. B-GP проключает  B-GS для подачи сигнала контроля посылки вызова в сторону абонента А.

     11. B-DLUC   инициирует передачу вызывного сигнала к абоненту В.

     (1.) Абонент В принимает вызывной сигнал из TOG в блоке B-GS.

     12. B-SLCA подает вызывной ток на линию аб.В. Абонент В снимает трубку. B-SLCA обнаруживает замыкание щлейфа.

     (9.) При сканировании B-SLCA, B-SLMCP обнаруживает, что абонент В отвечает на вызов. B-SLMCP посылает сообщение “ замыкание шлейфа” в В-DLUC.

     (11.) В-DLUC отключает вызывной ток и посылает сообщение  об ответе аб.В  в В-GP.

     (8.) В-GP отключает сигнал контроля посылки вызова к абоненту А, коммутирует соединительный путь через  В-GS и посылает сигнал ответа в A-GP.

Соединение между абонентами А и В установлено (утолщенная линия на рис.2)

     (4.) А-GP регистрирует данные об оплате, записывает их в один из своих регистров.

     (6.) По окончании разговора А-GP пересылает данные о разговоре в СР.

 

 

6. Контрольные вопросы

 

1.     Какими функциональными узлами отмечается появление вызова от абонента?

2.     В каком устройстве определяются сведения об абоненте (категория, нет ли задолженности и т.д.)?

3.     С какой целью, и по какой цепи осуществляется проверка тракта передачи?

4.     Из какого устройства и по какой цепи выдается сигнал, разрешающий абоненту А набор номера?

5.     Как адресная информация, набираемая абонентом, поступает в  групповой процессор A-GP?

6.     В какой момент установления соединения начинается действие центрального процессора СР и его функции на этапе  установления соединения?

7.     Из каких устройств, когда и  по каким цепям осуществляется выдача абонентам сигналов “ посылки вызова “  и “ контроля посылки вызова”?

8.     Какими устройствами отмечается момент ответа абонента В?

9.     В какой момент и какими устройствами отключаются сигналы “ ПВ” и

     “КПВ”?

10. Какие функциональные узлы входят в соединительный тракт двух абонентских терминалов?

11. В каких устройствах фиксируются сведения, необходимые для оплаты состоявшегося  разговора?

12. В каком устройстве и как фиксируется момент окончания разговора?

 

Литература

 

1.               Аваков Р.А. и др. Основы автоматической коммутации. – М.: Радио и связь, 1981.

2.               Кожанов Ю.Ф. Основы автоматической коммутации. Справочное пособие. – С.-П.: SIEMENS, 1999.

3.               Корякин-Черняк С.Л. и др. Телефонные сети и аппараты. – НИЦ. «Наука и техника», 1998.

4.               Иванова Т.И. Абонентские терминалы и компьютерная телефония. – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1999.

5.               Дьяконов В.П., Смердов В.Ю. Бытовая и офисная техника связи. – М.: Радио и связь, 1999.

6.               Телекоммуникационные сети и системы. Конспект лекций. – Ташкент, ТУИТ, 2005.

7.               Основы построения телекоммуникационных сетей и систем. ЧастьII. Коммутационные поля систем коммутации. – Ташкент, ТЭИС, 2001.

8.               Основы построения телекоммуникационных сетей и систем. Управляющие устройства систем коммутации. – Ташкент, ТЭИС, 2001.

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

10.          Абонентские терминалы. Методическое руководство по учебной практике. – Ташкент, ТУИТ, 2004.

11.          Методические указания к лабораторной работе «Изучение конструкции и принципа действия искателей и соединителей». – Ташкент, ТУИТ, 2004.

12.          Методическое пособие к лабораторной работе «Изучение конструкции и принципа действия реле, геркона, феррида». – Ташкент, ТУИТ, 2004.

13.          Методические указания по изучению темы «Автоматические телефонные станции координатные, усовершенствованные». – Ташкент, ТУИТ, 2003.

14.          Методические указания по изучению Цифровой Электронной Коммутационной системы EWSD. – Ташкент, ТЭИС, 2000.

Содержание

                                                                                                                   стр.

        Предисловие …………………………………………………...

 

1.           Тематика лабораторных занятий

        по дисциплине «ТС и С»………………………………………

 

2.           Лабораторная работа 1

Оконечные абонентские терминалы …………………………

3.        Лабораторная работа 2

        Элементная база систем коммутации ………………………..

4.        Лабораторная работа 3

        Общие принципы построения и

        функционирования управляющих устройств ……………….

5.        Лабораторная работа 4

        Система АТСКУ. Структурная

        схема и характеристика ……………………………………….

6.        Лабораторная работа 5

   Система АТСКУ. Действие схемы

   при установлении соединений ……………………………….

7.        Лабораторная работа 6

         Квазиэлектронная система Кварц …………………………...

8.         Лабораторная работа 7

    Квазиэлектронная система Квант …………………………...

9.         Лабораторная работа 8

         ЦСК – EWSD. Структурная схема

         и характеристика ……………………………………………..

10.     Лабораторная работа 9

         ЦСК – EWSD. Действие системы

         при установлении соединений ………………………………

 

         Литература …………………………………………………….

 

 

 

 

 

 

Методические указания

 к лабораторным занятиям

по дисциплине

«Телекоммуникационные

сети и системы»

 

для бакалавров направлений образования:

5340100 – Экономика (по отраслям);

5340200 – Менеджмент (по отраслям).

 

 

Рассмотрены и одобрены на заседании

кафедры ТС и СК

протокол  №              от                   2005г.

 

Рекомендованы к тиражированию в типографии ТУИТ.

 

 Составители:       Кан А.В.

 

                                                                              Тверитина О.О.

 

                               Конеева Л.Р.

 

                                         Ответственный

                                                    редактор              Сон В.М.

 

 

  Корректор            Павлова С.И.