Глава 6

 

ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА КОММУТАЦИИ ALCATEL 1000 S12

 

6.1. Назначение и архитектура системы

 

Концепцию цифровой АТС с полностью распределенным управлением концерн ITT реали­зовал в установленной в США в 1978 г. АТС System 1240. В 1985 г. модифицированная сис­тема получила название Alcatel 1000 S12. В процессе развития системы сменилось несколь­ко версий аппаратного оборудования и программного обеспечения, а также элементная ба­за. В начале элементы управления строились на основе процессора Intel 8086, позже стали применяться процессоры Intel 80386. Используемые в настоящее время процессорные пла­ты J-семейства содержат процессоры Pentium 80486, но архитектура системы, определенная в начале ее развития, не изменилась. В 1992 г. компания Alcatel начала выпуск новой серии оборудования NGL (New Generation Line) со специальным коммутационным полем, постро­енным на цифровых коммутационных элементах (ЦКЭ) MPSR (многопутный самомаршрутирующий коммутационный элемент), поддерживающих коммутацию широкополосных цифровых потоков. В рамках каждой версии оборудования обычно менялось несколько вер­сий программного обеспечения, в то же время, одна и та же версия программного обеспече­ния в некоторых случаях может работать на оборудовании разного типа. До недавнего вре­мени наиболее распространенной в России версией программного обеспечения считалась версия ЕС 7.1 RUS. Сейчас происходит переход к версии WR.lA(World Release). В настоя­щее время оборудование системы Alcatel 1000 S12 (далее S12) выпускается в Германии, Бельгии, Франции. В 1999 г. данная система, производимая на заводе в С.-Петербурге ЗАО «ALCATEL», получила статус Российского производителя, поэтому разрешена к применению на российских сетях связи наравне с отечественным оборудованием.

Оборудование S12 позволяет строить:

1) местные станции:

- малые от 16 до 5376 номеров,

- средние/большие от 4 тыс. до 200 тыс. номеров,

- использовать удаленные блоки: абонентский блок емкостью до 488 линий и выносной коммутатор доступа до 1024 линий,

- станции удаленного радиодоступа от 250 до 320 абонентов;

2) междугородние станции до 60 тыс. соединительных линий;

3) международные станции;

4) транзитные пункты сети ОКС № 7 — STP;

5) центры коммутации подвижной связи MSC;

6) пункты коммутации служб интеллектуальные сети SSP.

На оборудовании S12 могут быть организованы центры: эксплуатации сети (NSC) и та­рификации (Биллинг-центр). Диапазон возможного использования оборудования цифровой системы S12 (/-семейство) представлен на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Диапазон использования оборудования системы S12

 

Система S12 состоит из ряда аппаратных модулей, в которые загружены программные мо­дули, обеспечивающие конкретные задачи станции, что позволяет быстро и просто расширять систему за счет добавления необходимого количества аппаратных и программных модулей.

Условно аппаратные средства системы S12 (рис. 6.2) можно разделить на следующие группы:

Рис. 6.2. Структурная схема станции S12 средней/большой емкости

 

- терминальные модули (ТМ) — специализированные блоки, предназначенные для об­служивания источников нагрузки определенного типа (ASM, ISM, ...);

- системные модули — специализированные блоки, каждый из которых служит для вы­полнения функций общих для всей станций (P&L, СТМ);

-  функциональные модули — специализированные блоки, каждый из которых выпол­няет функции, общие для группы однотипных ТМ, например SCM;

- цифровое коммутационное поле ЦКП (DSN) — состоит из массива одинаковых циф­ровых коммутационных элементов DSE, каждый из которых содержит логику и па­мять, необходимую для управления коммутационным полем.

В зависимости от назначения станции к модулям, приведенным на рис. 6.2, могут быть добавлены дополнительные модули.

В каждом ТМ можно выделить ТК (терминальный комплект — кластерная часть) и тер­минальный элемент управления (ТСЕ). Структура и состав аппаратных средств ТК опреде­ляется выполняемыми функциями, а состав аппаратных средств ТСЕ (микропроцессор, па­мять, терминальный интерфейс) одинаков для всех типов модулей и отличается лишь про­граммными средствами (рис. 6.3).

                           Рис. 6.3. Структурная схема терминального модуля

 

Функции управления в системе S12 выполняют два типа элементов управления.

Если элемент управления (СЕ) используется как отдельное устройство, то оно называет­ся дополнительным СЕ (АСЕ). Когда СЕ связан с терминальным комплектом, он называет­ся терминальным (ТСЕ).

Устройства ТСЕ и АСЕ соединяются с DSN по двум стандартным интерфейсам (два ИКМ-тракта со скоростью 4096 Кбит/с).

АСЕ обеспечивает дополнительные ресурсы управления и емкости. В иерархии управления АСЕ находятся выше ТСЕ, которых они поддерживают разными функциями. АСЕ объединяют­ся в группы, что обеспечивает автоматический переход на резерв при отказах. Каждый СЕ раз­мещается на одной сборке печатной платы РВА, содержащей 16 разрядный МП КМ1810ВМ86, память и TI (терминальный интерфейс). Имеется несколько вариантов плат ТСЕ:

- модуль управляющего устройства типа A (MCUA);

- модуль управляющего устройства типа В (MCUB);

-  модуль управляющего устройства типа С (MCUC).

Интерфейс TI имеет четыре пары передающих портов с номерами 2 и 4 к DSN, две пары портов с номерами 1 и 3 для подключения к ТК и 5-й порт — приемный, подключенный к системе распределения тональных сигналов CLTD, входящей в модуль СТМ, и обеспечива­ет передачу тональных сигналов к ТК; TI обеспечивает пространственно-временную комму­тацию каналов ИКМ-трактов, подключенных к его портам 1, 3, 2, 4. Кроме того, TI также включает ОЗУ емкостью 2 или 4 Кбайт (PRAM — пакетное ОЗУ).

 

6.2. Аппаратное обеспечение

 

Модуль аналоговых абонентских линий ASM

 

Модуль ASM — модуль аналоговых абонентских линий — обеспечивает подключение аналоговых абонентских линий, включает до 8 плат абонентских комплектов (АК) (ALCN) каждая на 16 аналоговых линий, т.е. максимально модуль ASM может обслужить 128 або­нентских линий. Данный модуль содержит плату тестирования TAUC, плату сигнализации аварий RLMC, плату вызывного устройства RNGF. Элемент управления — типа MCUA (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Структурная схема модуля ASM

 

Каждые 12 модулей ASM обслуживаются двумя платами TAUC и RLMC, поэтому со­держатся данные платы не во всех модулях. Элементы управления ТСЕ двух модулей ASM соединяются таким образом, чтобы при выходе из строя одного из них, управление осуще­ствлялось другими, т.е. используется соединение cross-over.

 

Модуль абонентских линий ЦСИО ISM

 

Модуль ISM обслуживает базовые доступы ВА. Каждый ВА имеет два информацион­ных канала 64 кбит/с (В-канал) и один канал 16 кбит/с (D-канал) для сигнализации и пере­дачи данных. Один ISM может обрабатывать 8 ВА, на каждый можно подключить до вось­ми линий ЦСИО. Каждый модуль включает: до 8 плат абонентских комплектов цифровой сети интегрального обслуживания (ЦСИО) (ISTA/B), элемент управления (MCUB), может быть установлена плата TAUC для тестирования линий.

 

Смешанный абонентский модуль MSM

 

Модуль MSM является компромиссным вариантом использования модулей ISM в ASM, поэтому может обслуживать комбинацию аналоговых и цифровых линий из расчета трафи­ка не более 17,6 Эрл. Модуль включает:

- до 8 плат абонентских комплектов, аналоговых (ALCN) или цифровых (ISTA/B) в лю­бом сочетании, так что общее число плат не превышает 8;

- элемент управления (MCUB).

MSM используется для экономии оборудования путем смешанного заполнения статива платами аналоговых и цифровых абонентских линий, если раздельная установка ISM неоп­равданна. Он является хорошим переходным вариантом модуля при внедрении услуг ISDN в сети; также может использоваться для избежания недоукомплектованния модулей путем сочетания линий высокого трафика ЦСИО с аналоговыми линиями очень низкого трафика без превышения общей емкости модуля. Смешанный модуль использует соединение cross­over с другими смешанными модулями.

 

Модули цифрового тракта DTM

 

Модуль DTM (рис. 6.5) обеспечивают интерфейс между трактом ИКМ со скоростью 2 Мбит/с с внутренним трактом со скоростью обмена 4 Мбит/с, а также между сигнализаци­ей, используемой в канале и в системах станционного управления.

Рис. 6.5. Конфигурация модуля цифрового тракта DTM

 

Существует большое количество разновидностей модулей цифровых трактов в зависи­мости от вида сигнализации, принятого в тракте, таких как:

- 2ВСК — сигнализация по двум выделенным сигнальным каналам;

- сигнализация внутри полосы речевых сигналов (31 прозрачный канал);

- сигнализация ОКС № 7;

-  сигнализация ЦСИС;

- пакетная коммутация;

- интерфейс к RTSU;

- интерфейс к оборудованию с интерфейсами V 5.1 и V 5.2.

В зависимости от системы сигнализации модули трактов разделены на две группы:

- модули трактов малого комплекта DTML;

- модули трактов большого комплекта DTMH.

Модули цифрового тракта малого комплекта DTML используются при работе по систе­ме сигнализации 2ВСК. Этот тип модулей подключает тракты с 31 или 30 каналами СЛ с/или без сигнализации ВСК в 16-м канале.

DTML содержит одну плату (DTUA), выполняющую функции как терминала тракта, так и элемента управления (оборудование тракта, терминальный интерфейс, процессор). Модуль обрабатывает сигнал тракта ИКМ 2 Мбит/с. Интерфейс тракта соответствует требо­ваниям Рекомендации МСЭ-Т Q.704. Голубая книга (обработка Е-бита и CRC4).

Малый DTM обслуживает:

- тракты с выделенными каналами сигнализации (30 каналов «речь/данные» + 1 канал синхронизации (КИ 0) + 1 канал сигнализации по 2ВСК (КИ 16));

- тракты с общеканальной сигнализацией: 31 канал «речь/данные» (сигнализация ОКС передается в другом тракте ИКМ);

- тракты ОКС с л-каналами «речь/данные», часть каналов отведено под ОКС № 7 и 31-и каналов ОКС, скоммутированных полупостоянно с DTRI, с CCSM-модулем общека­нальной сигнализации или с НССМ-модулем канала высокой производительности;

- тракты подключения модулей абонентской ИКМ (SPCM);

- тракты интерфейса поддержки сети доступа с 31 каналом «речь/данные» на базе ин­терфейса V5.2;

- тракты интерфейса сети доступа на базе V.5.2 с и-каналами «речь/данные» и 31-и каналов, скоммутированных полупостоянно с DTRI для подключения сигнальных ка­налов с интерфейсом V5.2.

DTUA не подключает каналы, требующие функций HDLC, поэтому любой канал, кото­рому необходим HDLC, должен подключаться к модулю, имеющему эти функции. Напри­мер, НССМ — модуль канала высокой производительности и IPTM-модуль тракта с интег­рированной коммутацией пакетов.

Модули трактов большого комплекта DTMH выполняют обработку цифровых сигналь­ных протоколов для четырех каналов одновременно, независимо от вида сигнализации в ка­нале, а также в некоторых случаях выполняют функции DTM малого комплекта. Один мо­дуль способен обрабатывать 400-500 сообщений в секунду и 300-400 пакетов в секунду. DTMH работают в режиме разделения нагрузки.

Модули цифровых трактов большого комплекта DTMH состоят из двух плат:

- одна — для элемента управления (MCUB-плата управления модулем типа В);

- другая — для различных окончаний тракта (кластер). Имеются два варианта кластера тракта;

- тракты к выносному абонентскому блоку ISDN. Для поддержки этого кластера ис­пользуются платы цифрового тракта типа Н и Е (DTUH и DTUE);

- тракты (DTUI), реализующие разные методы сигнализации (ОКС № 7, первичный доступ ISDN, пакетная коммутация (Х.25), V5.x).

Для поддержки такого кластера используются платы цифрового тракта типа Н и F (DTUH и DTUE).

 

Модуль тракта с интеграцией пакетов IPTM

 

Модуль IPTM (рис. 6.6) обеспечивает интерфейс 2 Мбит/с (обработка TRAC) и контрол­леры звена данных высокого уровня (HDLC). Модуль состоит из платы DTRI (цифровой тракт тип I) и элемента управления MCUB. Модуль IPTM обрабатывает уровни 1 и 2, а так­же частично функции уровня 3 протоколов. На уровне внутриплатного контроллера (ОВС), IPTM может коммутировать пакеты через коммутационное поле DSN по внутреннему про­токолу пакетов (IPP).

Оборудование IPTM используется в трактах с разными системами сигнализации и службами HDLC. Они поддерживаются вариантами модуля IPTM посредством загрузки различного прикладного ПО в элемент управления и ОВС. Существуют различные вариан­ты модуля IPTM:

- IPTM для сигнализации ОКС№ 7 (IPTM-7) — сочетает поддержку тракта 2 Мбит/с терминалов ОКС и функции уровней 2 и 3 четырех звеньев сигнализации № 7 (по 4 каналам HDLC). Его основная задача — прием сигнальной информации по звену ОКС № 7 и ее передача соответствующей части пользователя HDLC или по другому звену ОКС № 7 на другую станцию. Эти звенья ОКС № 7 могут входить в станцию по каналам «речь/данные» модуля другого тракта, не содержащего контроллер HDLC;

- IPTM для доступа на первичной скорости (IPTM-PRA) — поддерживает окончание тракта 2 Мбит/с для подключения учрежденческой АТС с функциями ISDN (ISPBX). Соединение с ISPBX делается по первичному тракту (PRA), имеющему 30 5-каналов «речь/данные») + .D-канал (сигнализация) цикла 2 Мбит/с (каждый канал по 64 кбит/с). D-канал обрабатывается одним из модулей с HDLC;

- IPTM для Х.25 (IPTMX-25) — поддерживает соединения протокола Х.25 между S12 и электронными центрами обработки данных сети Х.25. IPTM-X25 сочетает поддержку окончания тракта 2 Мбит/с и реализацию соединений со звеном Х.25. Позволяет под­ключить четыре канала Х.25 со скоростью до 64 кбит/с каждый. Соединения по ана­логовым звеньям данных могут быть обеспечены модулем звена данных (DLM), вы­полняющим согласование скоростей и имеющим интерфейсы встроенных модемов. В этом применении DLM соединяется с IPTM-X25 полупостоянными соединениями;

- IPTM для службы пакетов ISDN — состоит из двух независимых частей:

1) службы пакетов сети доступа ISDN, которая концентрирует пакеты абонентов ISDN в форме интерфейса обработчика пакетов (PHI) по стандарту ETSI. PHI peaлизует интерфейс функции обработки пакетов ISDN. Функции доступа службы па­кетов реализуются IPTM-Bd и IPTM-PHI;

2) интегрированной функции обработки пакетов ISDN; доступ к ней осуществляется через PHI. Эти функции реализуются в IPTM-ХЬ и IPTM-Xd;

- IPTM для интерфейса сети ISDN (IPTM-Bd) — сочетает функции терминала тракта 2 Мбит/с и функцию ввода/вывода D-канала службы пакетов ЦСИО в станциях CRF-S ISDN. Последний обеспечивает уплотнение пакетов D-канала в D-каналы и разуплот­нение пакетов D-канала в D-каналы (каналы D/Bd Q.92x). В модуле возможно до че­тырех звеньев HDLC. Каналы базового доступа (ВА) могут входить или выходить из станции через другой модуль тракта, не содержащий контроллер HDLC. IPTM-Bd раз­мещен в CRF-S (функции, относящиеся к соединению на стороне абонента). Каналы ВА направлены к обработчику пакетов через IPTM-PHI в CRF-P;

- IPTM для интерфейса обработки пакетов (IPTM-PHI) — образует терминал доступа первичной скорости интерфейса обработки пакетов (PHI). Модуль содержит то же оборудование и ПО, что и IPTM-PRA. Однако данные для управления используют сигнализацию Q.931. Отличие в сигнализации между IPTM-PHI на стороне CRF-P (функции, относящиеся к соединению на стороне обработчика пакетов) и сигнализа­цией на стороне обработчика пакетов (для встроенного обработчика пакетов SI2) так­же сводится к разной генерации описательных данных;

- IPTM для протоколов LAPB (IPTM-Хb) — размещен в S12 со встроенным обработчи­ком пакетов. Образует терминал 4 В-каналов или звеньев Х.75; B-каналы выделяются из IPTM-PHI и коммутируются каналами через DSN к IPTM-ХЬ. Звенья Х.75 входят в обработчик пакетов через ИКМ-каналы модулей трактов или как звенья модемов с адаптацией скорости через DLM. Они коммутируются каналами к 1РТМ-Хb;

- IPTM для протоколов LAPD (IPTMN-Xd) — размещен в S12 со встроенным обработ­чиком пакетов. Образует терминал 4 .B4-каналов или звеньев Х.75; .ВA-каналы выде­ляются из IPTM-PHI и коммутируются каналами через DSN к IPTM-Xd;

- IPTM для  V5.1   (IPTM-V51)  — сочетает  функции  поддержки  терминала тракта 2         Мбит/с и обеспечивает терминал канала сигнализации по протоколу V5.1;

- IPTM для  V5.2  (IPTM-V52)  —  сочетает  функции  поддержки  терминала тракта 2 Мбит/с и обеспечивает терминал канала сигнализации по протоколу V5.2;

- IPTM без активного контроллера HDLC — используется только тракт 2 Мбит/с. В ка­честве модулей доступа может быть IPTM или DTUA, если применяется сигнализа­ция 2ВСК либо IPTM (или DTUA + IPTM/HCCM) в случае сигнализации ОКС № 7.

 

Модуль интерфейса выносного абонентского блока IRIM

 

Модуль IRIM поддерживает два интерфейса 2 Мбит/с к одному выносному абонент­скому блоку ЦСИО или к конфигурации многократного доступа, объединяющей до 8 IRSU (рис. 6.7). Пара IRIM работает по схеме «cross-over» для обслуживания IRSU с раз­делением нагрузки. Однако функция cross-over позволяет обрабатывать вызовы любым модулем IRIM пары, в зависимости от наличия свободных каналов в ИКМ-трактах. Структура сигнальных сообщений в ИКМ-трактах основана на ОКС № 7. Они немного изменены с учетом конфигурации многократного доступа, и сигнальные каналы связаны только с каналами собственного тракта ИКМ. Программное обеспечение платы IRIM является загружаемым.     

Рис. 6.7. Структурные схемы модулей IRIM при использовании разных терминальных комплектов

 

Модуль служебных комплектов SCM

 

Модуль SCM обрабатывает сигналы многочастотной (MF) сигнализации и набора номера от абонентских аппаратов с многочастотной тастатурой (DTMF). Состоит из процессора MCUA и платы цифрового сигнального процессора (DSPA). Последний содержит схемы приема и передачи, а также каналы для устройства конференц-связи (рис. 6.8).

Рис. 6.8. Структурная схема модуля SCM

 

Предусмотрены следующие комбинации приемников/ передатчиков:

- 32 многочастотных приемника/передатчика;

-16 многочастотных приемников/передатчиков + 30 каналов устройств конференц-свя­зи в нескольких фиксированных конфигурациях групп и алгоритмов смешивания;

- 60 каналов для конференц-связи в нескольких фиксированных конфигурациях групп и алгоритмов смешивания;

-  16 приемопередатчиков контроля связности (ССТ) + 16 многочастотных приемников/ передатчиков;

-  16 ССТ + 30 каналов конференц-связи. Используются шесть базовых систем сигнализации:

-  сигнализация R1;

- сигнализация R2;

-  сигнализация МСЭ-Т № 5;

- многочастотная сигнализация кодом «2 из 6» (MF 2/6);

- многочастотная тастатура (набор номера) DTMF;

- приемопередатчики контроля связности соединения ССТ.

Для настройки параметров многочастотных фильтров приемопередатчиков на тип обра­батываемой сигнализации делается различная начальная установка модуля.

 

Модуль эхозаградителей ЕСМ

 

Модуль ЕСМ представляет собой модуль цифрового тракта (поддерживает внешний интер­фейс G.703) с функцией эхозаграждения согласно рекомендации МСЭ-Т G.165. Оборудова­ние включает элемент управления (MCUX) и плату ЕСТА (тракт с эхозаградителями, тип    А). Последняя обеспечивает два тракта ИКМ с функциями эхозаградителей. Функция эхоза-градителей требуется в окружении некоторых систем сигнализации, например, МСЭ-Т № 5 и ОКС № 7. ЕСМ занимает две позиции плат в стативе (рис. 6.9).

Рис. 6.9. Структурная схема модуля ЕСМ

Обеспечиваются следующие функции:

1) вычитание эхосигнала из разговорного сигнала;

2) возможны одновременные речевые сигналы (дуплекс);                                              

3) реализация полукомплектами на каждой стороне.

Эхозаградители используются на линиях 2 Мбит/с большой протяженности (междуна­родные, спутниковые) и линиях с задержкой, вносимой схемой кодирования, таких как GSM и DECT.

 

Модуль динамического интегрированного автоответчика DIAM

 

Модуль DIAM состоит из платы динамического интегрированного автоответчика типа A (DIAA), которая обеспечивает распределение записанных фраз. Емкость записи составля­ет 524 с (4 Мбайт) № может быть расширена до 52,4 мин с применением второй платы (АМЕА) емкостью 2637 с с памятью 24 Мбайт (рис. 6.10).

Рис. 6.10. Структурная схема модуля DIAM

Все записи станции могут быть распределены между несколькими модулями DIAM. Для согласования с нагрузкой, связанной с некоторыми фразами, содержание модулей DIAM может быть распределено по нескольким модулям DIAM. Модуль обеспечивает пол­ную гибкость как по типам, так и по составу фраз, а также в части адаптации содержания фраз. Предоставляются следующие возможности:

- обслуживание одновременно до 56 ИКМ каналов на модуль;

- длина и количество сообщений ограничено только имеющейся памятью (4 Мбайт/524 с в базовой одноплатной конфигурации и 24 Мбайт/52 мин с установкой платы расши­рения);

- полная загружаемость в отношении программ управления и отсчетов речи;

- возможность обеспечить фразы любого типа и сложности;

- контроль уровня суммы двух видов информации (фраза на фоне музыки);

- индивидуальная фраза может меняться в течение выдачи;

- возможность выдачи одной и той же фразы с началом в разное время по запросу раз­ных пользователей.

DIAM поддерживает следующие категории речевых сообщений:

- двуязычные сообщения;

- говорящие часы на фоне музыки или без;              

- сообщения перехвата (перегрузка, неправильный номер);

-  сообщения дополнительных услуг (срочный вызов, побудка);

- длинные сообщения (новости, прогноз погоды);

- заказные сообщения.

Кодирование речевых отсчетов соответствует МСЭ-Т, Рекомендации G.711 формат 64 кбит/с А- или fi-законы.

Модуль общего канала высокой производительности НССМ

 

Модуль НССМ обрабатывает уровни 1, 2 и 3 звеньев ОКС № 7. Используется для кана­лов высокого трафика, который не может быть обработан IPTM-7. Модуль состоит из про­цессора MCUX и восьми плат терминалов звена сигнализации (SLTA), каждая из которых может обработать одно звено ОКС № 7 (рис. 6.11).

Рис. 6.11. Структурная схема модуля НССМ

 

Модуль звена данных DLM

 

Модуль DLM (рис. 6.12) образует пару внешних аналоговых соединений к аналоговой сети Х.25, и обратно на основе интерфейса порта МСЭ-Т V.24. Обеспечивает преобразова­ние цифровых каналов (64 кбит/с) в звенья аналоговых модемов с разной скоростью переда­чи. Используется для соединений с вычислительными центрами или для обработки аналого­вых звеньев ОКС № 7 со скоростями менее или равными 64 кбит/с. Обрабатывает фреймы пакетов, и каждое звено связано с контроллером HDLC в модуле IPTMX25. Связи определя­ются базой данных и реализуются полупостоянными соединениями через DSN. Модуль со­держит две платы: MCUA и MIRB (интерфейс модема с адаптацией скорости тип В).

Рис. 6.12. Структурная схема модуля DLM

 

Основные функции платы MIRB:

-  обеспечение доступа пары аналоговых звеньев в S12 посредством модемов с разными скоростями (например, 1,2 кбит/с, 2,4, 9,6,19,2, 64 кбит/с);

- адаптация требуемой внешней информационной скорости к внутренней скорости S12 64 кбит/с (выполняя этим функцию уровня 1 протокола), и наоборот;

- ввод этих сигналов в цифровые каналы тракта ИКМ, и наоборот.   

 

Модуль взаимодействия с подвижной связью MIM

 

Если система S12 используется в качестве центра коммутации сети подвижной связи, то в составе его оборудования должен быть модуль MIM (рис. 6.13), который реализует согла­сование скоростей и преобразование протокола для вызовов данных к (от) подвижных уста­новок в центре коммутации подвижной связи (MSC). Поддерживает прозрачный и непро­зрачный режимы обмена информации, а также ряд модемов, определенных в GSM для ана­логовых соединений. MIM включается между входящим и исходящим трактами на все вре­мя неразговорных соединений, обслуживаемых MSC, состоит из:

- элемента управления (MCUX);

- до восьми плат взаимодействия типа В (MIMB), каждая из которых может обслужи­вать три вызова данных.

Рис. 6.13. Структурная схема модуля MIM

 

Ряд вариантов платы охватывает разные услуги несущей; 24 комплекта одного модуля организованы в пул (группу общего обслуживания).

 

Модуль периферии и загрузки P&L

 

Этот модуль обеспечивает несколько функций, прямо относящихся к оборудованию:

- поддержка интерфейсов «человек-машина» RS232, т.е. интерфейсов к ПК операторов системы и принтеров. Может быть обеспечено до 10 интерфейсов RS232;

- обработка ввода/вывода до семи устройств массовой памяти, таких как магнитный твердый диск, оптический диск или магнитная лента, подключенных по шине SCSI. В один модуль входят один магнитный и один оптический диск. Модуль может быть оборудован магнитными лентами с автоматическим переключением на другую ленту пары по заполнении первой;

- контроль загрузки программного обеспечения с массовой памяти в распределенные процессоры станции;

- обработка аварий (сигналов предупреждения о событиях и неисправностях) стативов и главной панели аварий.

Модуль P&L состоит минимально из трех плат с возможным расширением до восьми плат для дополнительных терминалов (VDU, принтеры, и т.д.). К этим платам должны до­бавляться платы для магнитного и оптического диска (рис. 6.14).

Плата аварий стативов RLMC подключается к шине кластера модуля P&L.

Соединения с периферийными устройствами делаются через:

- шину SCSI;

- шину периферии;

- интерфейс RS232;

- интерфейс V.24/V.28;

- токовый шлейф V.24.          

 

Рис. 6.14. Конфигурация модуля P&L

 

Минимальная конфигурация модуля P&L включает управляющее устройство MCUX, контроллер прямого доступа к памяти (DMCA) и центральную плату аварий (CLMA). Он может расширяться до максимальной конфигурации добавлением одной CLMA и двух ММСА. S12 всегда содержит два модуля P&L.

 

Модуль административного управления и периферии АРМ

 

Назначение модуля и архитектура аналогичны модулю P&L, но он может быть оборудован двумя дополнительными ММСА. Модуль АРМ обеспечивает, если требуется, допол­нительные возможности ввода/вывода SI2.

 

Модуль тактов и тонов СТМ

 

Модуль СТМ обеспечивает требуемые сигналы тактовых частот и источники цифровых тональных сигналов для всей станции (рис. 6.15). Содержит задающий тактовый генератор станции, синхронизированный при необходимости от внешнего эталона частоты. Модуль формирует также шину тональных сигналов SI2. Она содержит 32 канала с 16 бит ИКМ-сигнапами и тактовой частотой 4096 КГц, распределяемыми по всей станции. По ней во все управляющие элементы передаются время суток, абонентские тональные сигналы и фразы автоинформатора. Она содержит также канал для трансляции (Broadcasting).

В каждой станции оборудовано два СТМ, выполняющих идентичные функции и рабо­тающие в режиме горячего резерва (Mutual Backup). Если один из них отказывает, станция продолжает получать такты и тоны от другого модуля. Каждый СТМ содержит терминал тактов и тонов, а также ТСЕ.

Основные функции модуля СТМ (рис. 6.15) приведены ниже.

1. Контроль опорной частоты — интерфейс опорных тактовых сигналов (до 4), выде­ленных DTM из принимаемых сигналов 2048 КГц, или получаемых от интерфейса синхро­низации 2048КГц согласно МСЭ-Т G.703.10. Один вход предусмотрен для подключения цезиевого стандарта частоты. Кратковременная стабильность в режиме подстройки равна ста­бильности внешнего опорного источника.

2. Цифровой генератор сигналов тональных частот — частоты тонов, последователь­ности тонов и управляющие данные хранятся в ЕППЗУ и могут легко меняться по требова­ниям администрации.

3.  Устройство цифрового автоинформатора — по выбору можно установить одну или две платы цифровых автоинформаторов для генерации 192 с записанных сообщений на пла­ту. Отсчеты речи хранятся в ЕППЗУ в цифровом виде.

Модуль тестирования соединительных линий ТТМ

 

Модуль ТТМ используется для тестирования качества сигнализации, коммутации и пе­редачи в исходящих направлениях. Модуль содержит:

- одну или две платы цифровых сигнальных процессоров (DSP), реализующих 15 при­емников и передатчиков с программируемыми параметрами;

- один элемент управления MCUA;

- по выбору, одну или две платы адаптера стола измерений (TDAA), каждая из которых обеспечивает до шести аналоговых каналов к внешнему измерительному столу для выполнения тестовых последовательностей по заданиям оператора.

 

Мультипроцессорный тестовый монитор MPTMON

 

Представляет собой инструмент тестирования, разработанный для тестирования on-line в работающей станции. Используется для отыскания и устранения сбоев только специально подготовленным персоналом. Физически оборудование MPTMON — составная часть S12; включает:

- постоянный элемент управления тестированием (РТСЕ) — обычный АСЕ (с функция­ми ПО стандартного ядра kernel), загружаемый большей частью ПО MPTMON;

- VDU — может подключаться через адаптер последовательного интерфейса РТСЕ.

 

Модуль защиты DFM

 

Координирует, запускает и контролирует все защитные действия, анализирует аварии и принимает меры согласно типу и категории аварии.

Модуль размещен в дополнительном элементе управления и всегда дублируется в сис­теме. Все оборудование, относящееся к средствам защиты, такое как привод главной панели аварий, предоставляется модулем P&L.

 

Модуль интерфейса оператора OIM

 

Обеспечивает интерфейс до 15 цифровых рабочих мест операторов (DOP) с DSN стан­ции. Соединяется с цифровыми рабочими местами операторов ИКМ-трактом. Последний имеет 32 канала в соответствии с Рекомендацией МСЭ-Т Q.732. Тридцать каналов ИКМ-тракта присвоены 15 DOP. DOP подключаются к ИКМ-тракту через распределительный шлейф. Канал 16 выделен для сигнализации взаимодействия с DOP. Интерфейс между DOP и распределительным шлейфом контролируется оборудованием управления рабочими мес­тами, установленным в помещении операторов.

 

Модуль цифровой конференц-связи DCM

 

Модуль DCM обеспечивает установление конференц-соединений с участием до 30 сто­рон. Этот модуль работает совместно с модулем интерфейса оператора (OIM). Количество участников сеанса конференц-связи гибкое и может определяться заказчиком. Возможна взаимосвязь (Overflow) между модулями конференц-связи, обеспечивающими интерфейс с периферией системы (терминалы оператора и устройства массовой памяти).

Все ПО, включая станционную базу данных, оптимально распределено по элементам управления модулей системы.

 

6.3. Цифровое коммутационное поле DSN

 

Основой цифрового коммутационного поля (DSN) служит цифровой коммутационный элемент DSE. Последний представляет собой врубную печатную плату, на которой распо­ложены 16 коммутационных портов в виде БИС, связанных между собой общей шиной с временным уплотнением, имеющей 39 параллельных проводников с временным уплотнением (рис. 6.16). Эта шина содержит поля: данных, входа, обратного канала, управления и синхронизации. Каждый вход использует шину 32 раза за один цикл. Функция коммутации, выполняемая DSE, позволяет организовывать соединение между любым каналом (время) любой входящей ИКМ-линии (пространство) и любым каналом (время) любой исходящей ИКМ-линии (пространство), т.е. DSE является комбинированным коммутатором типа вре­мя-пространство-время. DSE может быть соединен как двусторонний коммутатор или как односторонний.

Рис. 6.16. Структурная схема цифрового коммутационного элемента DSE: CLTD — система распределения тактовых и тональных сигналов.

DSE включает:

- приемники и передатчики линий;

- собственно коммутационный элемент (SWEL);

- схему генератора управляющего напряжением;

- схему установки в исходное состояние (схема сброса).

Коммутационный порт разделен на две части:

- приемную часть (имеет буфер для синхронизации с входящим ИКМ-трактом, ЗУ каналов), обеспечивающая взаимодействие с 39-проводной шиной для установления, удержания и освобождения путей;

- передающую часть, выполняющую временную коммутацию путем записи управляю­щего слова во входящую память, относящуюся к отдельному выходному КИ. Обеспе­чивает поиск первого свободного канала, выдает информацию в ИКМ-тракт и поддер­живает функционирование шины.

Как показано на рис. 6.17, DSN имеет четырехступенчатую складную структуру.

Рис. 6.17. Структура DSN: ТСЕ — элементы управления

 

Нулевая ступень состоит из пар коммутаторов доступа (AS). Каждый ТСЕ подключает­ся к AS через две ИКМ-линии через пару AS (по одной линии к каждому коммутатору па­ры). Такое соединение обеспечивает выбор двух маршрутов в DSN. К каждой паре AS мо­жет быть подключено до 12 СЕ; максимально ступень доступа содержит 1024 коммутатора, разбитых на 512 пар.

Коммутаторы AS выполняют следующие функции:

- подключение ТМ и системных модулей к DSN;

- распределение трафика к различным плоскостям DSN. Порты коммутаторов доступа используются следующим образом:

- порты 0-7 — для подключения ТМ к DSN;

- порты 12 и 13 — для подключения системных модулей к DSN;

- порты 14 и 15 — для подключения АСЕ;

- порты 8-11 — выходные порты для подсоединения AS к плоскостям групповых ком­мутаторов.

DSN может иметь до трех одинаковых ступеней групповых коммутаторов GS по четыре плоскости в каждой (см. рис. 6.17). В каждой плоскости группового блока на один DSE при­ходится четыре пары AS. При такой конфигурации DSN может обработать трафик более чем 120 тыс. абонентских или 85 тыс. служебных линий. При меньшем количестве линий требуется меньше ступеней искания и меньше слоев в DSN. При двух плоскостях ступеней GS один коммутатор доступа AS может обслужить нагрузку до 69 Эрл, при трех — до 110, при четырех — до 159 Эрл.

Согласно требованиям, предъявляемым к станции, DSN может расширяться в широких пределах. Наращивание поля при увеличении числа терминалов или трафика происходит за счет дополнительных DSE. Существующие элементы не затрагиваются.

Гибкость DSN и его высокие показатели обеспечивают связь между большим числом элементов управления и расширение станции без ухудшения качества обслуживания. Обоб­щенные характеристики DSN следующие:

- пошаговое проключение пути с автоматическим исканием свободных каналов и авто­матическими повторными попытками, обеспечивающими виртуальную неблокируемость. Каждый порт реагирует на команды проключения пути, посылаемые через по­ле. Программной карты состояния поля не существует;

- внутренняя надежность обеспечивается, благодаря доступности большого числа аль­тернативных путей, так что отказ одного DSE не влияет на возможности соединения и незначительно снижает показатели системы;

- поле коммутирует цифровые линии 4096 кбит/с, каждая по 32 временных канала со скоростью 128 кбит/с, которые передают, помимо речи, межмодульные сигнальные сообщения, а также широкий диапазон данных.

 

Выносной блок RTSU

 

Блок RTSU состоит из комплекта модулей для подключения абонентов, которые при­соединяются к цифровому коммутационному полю через два коммутатора доступа (рис. 6.18).

Каждый коммутатор доступа подключен к каждой плоскости групповых коммутаторов по одной линии 4 Мбит/с. Терминальный абонентский блок (TSU) превращается в RTSU, когда это подключение расширено мультиплексорами и оборудованием передачи.

Основная станция воспринимает удаленные подключения как часть станции. ПО ос­новной станции, обеспечивающее управление вызовом, управление и обслуживание, ис­пользуется в обычном режиме оборудованием RTSU. С системной точки зрения нет огра­ничения на размер оборудования, используемого в удаленном подключении.

Роль системы передачи может выполнять электро-оптический преобразователь (ЕОС) S12 с волоконно-оптическим соединением между двумя сторонами, а также и любая систе­ма передачи широкого применения.

 

Выносной блок IRSU

 

Абонентский блок IRSU представляет собой концентратор телефонной нагрузки. Пред­назначен для замены большого числа линий подключения удаленных абонентов к станции четырехпроводными высокоскоростными линиями. IRSU — составная часть Alcatel 1000 S12. Это означает, что абонентам, подключенным к IRSU, предоставляются те же возмож­ности, что и абонентам, подключенным непосредственно к станции. Кроме того, они поль­зуются тем же набором дополнительных услуг. Соотношение аналоговых и ISDN-линий в IRSU может меняться согласно потребностям.

IRSU представляет собой смешанный концентратор для аналоговых и ISDN або­нентских линий, обеспечивающий экономический доступ к станции. Это достигается концентрацией абонентской нагрузки в 1-4 стандартных ИКМ-трактов 2,048 Мбит/с, подключенных к основной станции. При потере связи с ней IRSU переходит в автоном­ный режим, в котором обеспечиваются простые разговорные соединения между абонен­тами.

Со стороны основной станции до 4 ИКМ-трактов подключаются к двум модулям интер­фейса IRSU (IRIM), работающим в режиме cross-over. К одному комплекту ИКМ-трактов можно подключить до 8 IRSU с использованием конфигурации линейного многократного (multidrop) доступа. Многократная конфигурация является мощным и экономически эффек­тивным средством (рис. 6.19). Однако при использовании многократной конфигурации мак­симальное число абонентов, которое может быть обслужено парой IRIM, — 1024. Модифи­кации блоков IRSU представлены в табл. 6.1.

 

 

6.4. Программное обеспечение

 

Архитектура ПО Alcatel 1000S12 имеет иерархическую структуру из пяти основных состав­ляющих ПО (рис. 6.20).

Рис. 6.20. Функциональные уровни и виртуальные машины

Они состоят из четырех отдельных прикладных программ плюс операционная система и сфера базы данных. ПО обладает следующими функциями:

- ПО поддержки телефонии — обеспечивает функции низкого уровня сигнализации и обработчиков устройств для стыка с телефонным оборудованием. Дополнительно оно распределяет телефонные ресурсы (например, приемопередатчики, исходящие трак­ты) по вызовам и генерируют данные таксации;

- ПО обработки вызовов — реализует общую координацию последовательности соеди­нения, принимая решения высокого уровня и вызывая разные другие сферы вовлекае­мого ПО;

- административное ПО — обрабатывает запросы от персонала станции для измене­ния полупостоянных данных (ППД) в базе данных. Оно модифицирует данные, кото­рые используют другие прикладные программы в своих решениях и, таким образом, позволяют оператору изменять характеристики и поведение станции, как определено в ППД. Дополнительно, оно координирует наращивание ПО и оборудования, обеспе­чивает контроль данных и статистику работы, что позволяет оператору сети динами­чески контролировать окружение станции в телефонной сети;

- ПО техобслуживания — организует местное и централизованное техобслуживание и функции восстановления. Если ошибки не могут быть удовлетворительно скорректи­рованы на местном уровне, они сообщаются на уровень централизованного техобслу­живания, которое коррелирует и координирует анализ ошибок, выполняет периодиче­ские и диагностические тесты для локализации отказов и запускает процессы автома­тического восстановления после отказа на уровне всей системы;

- ПО операционной системы и базы данных — обеспечивает базовые механизмы управления распределенной обработкой и данными. Тесно связано с ПО техобслужи­вания для загрузки и восстановления микропроцессоров и включает ПО общего вво­да/вывода (GIO) и связи человек-машина (ММС).

Alcatel 1000 S12 имеет полностью распределенную архитектуру с реально распределен­ной обработкой. Это достигается использованием цифрового коммутационного поля (DSN) в центре системы, окруженного независимыми модулями с микропроцессорным управлением (рис. 6.21). Соединения через DSN служит как для информации пользователей, так и для служебного обмена между модулями.

Микропроцессоры модулей загружены программами, которые известны как машины конечных сообщений (FMM) и машины поддержки системы (SSM). Они обеспечивают каж­дый модуль средствами для функционирования в соответствии с его назначением, которые включают обработчики сообщений обмена с другими модулями через DSN и средства дос­тупа к операционной системе и системе управления базой данных. К достоинствам такой архитектуры ПО относятся следующие.

1. Модули и элементы DSN могут добавляться для расширения станции пропорцио­нально увеличению ее емкости. Дополнительная мощность обработки автоматически вклю­чается в дополнительные модули.

2. Полный отказ системы практически невозможен. При отсутствии центрального ком­пьютера отказы могут возникать только в ограниченной части системы, а функции, выпол­нявшиеся отказавшим оборудованием, могут легко передаваться другим процессорам в группах с разделением нагрузки, запасным или резервным модулям.

3. Начальная и наращиваемая производительность по трафику и обработке вызовов обеспечивается единым типом элемента DSN и небольшим числом разных типов модулей.

4. Задачи выполняются параллельно в различных модулях системы, что позволяет избе­жать узких мест последовательной обработки, характерных для больших центральных ком­пьютеров.

5. Поскольку DSN осуществляет также связь между элементами управления, нет необ­ходимости в дополнительном оборудовании для связи между различными частями системы, что снижает объем оборудования.

Дополнительно к распределенному принципу введены некоторые усовершенствования в части доступа к данным и обслуживания:

- модульная структура программ, использующая язык высокого уровня МСЭ-Т CHILL;

-  стандартные программные интерфейсы между FMM образуют логические барьеры, которые фактически перекрывают возможность распространения ошибок по станции;

- применение виртуальных машин, распределенных по иерархическим уровням;

- модульная структура данных, использующая распределенную реляционную базу дан­ных, что делает независимыми программы и данные;

- программная классификация оборудования на блоки надежности (SBL), где каждый SBL объединяет одну группу функционально связанного оборудования. Программа техобслуживания выводит SBL из работы при обнаружении ошибки в работе группе.

Программное обеспечение S12 включает прикладные программы, операционную систе­му и данные в виде базы данных. Все ПО, включая станционную базу данных, оптимально распределено по элементам управления модулей системы (рис. 6.21).

 

ПО телефонной поддержки делится на четыре части:

1.  Обработчики телефонных устройств, составляющие интерфейс между телефонным оборудованием S12 (например, абонентские, соединительные линии, передатчики, прием­ники) и ПО управления вызовом. Они формируют наинизший уровень виртуальной маши­ны, связанной с телефонной сигнализацией.

2. ПО сигнализации (рис. 6.22) выполняет функцию трансляции при обмене сигнальной информацией между обработчиками телефонных устройств и ПО обработки вызовов. В од­ном направлении оно присваивает телефонный смысл событиям сигнализации, полученным в форме логических сигналов от обработчиков устройств, в другом — преобразует телефон­ные события в команды привода для обработчиков устройств.

 

3. ПО содержания телефонных ресурсов отвечает за присвоение телефонных ресурсов по запросам от модулей абонентских и соединительных линий при обнаружении вызовов. Его три основные функции:

- управление вспомогательными ресурсами для присвоения служебных комплектов (приемник, передатчик или устройство конференц-связи) вызову;

- управление ресурсами каналов для выбора свободного канала;

- управление ресурсами СЛ для присвоения свободной СЛ или линии УТС/УАТС вы­зову.

4. ПО таксации вызывается ПО управления вызовом один или несколько раз при уста­новлении соединения. Оно информирует ПО управления вызовом о том, является ли вызов таксируемым и предоставляет все данные таксации, необходимые для правильной таксации разных типов вызовов и услуг. Обеспечивает обобщенную таксацию, запись таксации вызо­ва, запись деталей вызова и функции распределения доходов.

ПО административного управления представляет главный интерфейс для эксплуатации сети. Позволяет оператору модифицировать ППД, которые описывают разные аспекты кон­фигурации системы и эксплуатационные параметры, разрешая менять характеристики и по­ведение станции.

Стратегия ПО техобслуживания основана на концепции обеспечения периодического, проверочного (Audit) и диагностического тестирования индивидуальных элементов станции без прерывания нормальной обработки трафика. Совместно с другими сферами ПО распре­делено по модулям системы.

ПО местного техобслуживания расположено в ТСЕ и АСЕ, включает ряд модулей опе­рационной системы, таких как местный обработчик ошибок, Загрузчик ПЗУ и Перезапуск ПЗУ.

ПО местного техобслуживания также выполняет серию местных периодических тестов для проверки нормальной работы таких, как проверки «перекрестных» доступов к элементу управления (СЕ), включенных в спаренные конфигурации, местные проверочные тесты для выявления несогласованности данных и теста доступа к полю для проверки того, что СЕ имеет доступ или может быть достигнут через DSN. Местное техобслуживание контроли­рует межпроцессорный доступ для проверки взаимной доступности СЕ через DSN.

ПО центрального техобслуживания сконцентрировано в дублированных модулях защи­ты. Оно осуществляет функции общей координации для корреляции и восстановления по­сле ошибок, сообщенных разными частями системы.

 

6.5.  Процесс установления внутристанционного соединения в системе

 

В процессе внутристанционного соединения участвует следующее оборудование: ASM, SCM, СТМ, АСЕ и цифровое коммутационное поле DSN (рис. 6.23).

Каждый ТСЕ модуля доступа (ASM, ISM, DTM и т.д.) содержит программное обеспече­ние для обслуживания вызова. Совокупность программных блоков может быть разделена на три группы:

- блоки управления вызовом;

- блоки протокола;

- блоки подключения.

Модули ПО связаны между собой определенными и стандартизированными сообще­ниями. Существует два типа сообщений, передаваемых в процессе обслуживания вызова:

- направленное сообщение — однозначно определено для какого-либо процесса в сис­теме;

- основное сообщение, для передачи которого сначала должен быть выбран маршрут его передачи.

 

В процессе обслуживания внутристанционного вызова ТСЕ модулей ASM и SCM вы­полняют следующие функции.

ТСЕ ASM:

- хранит статус абонентских комплектов ALCN (свободно/занято);

- сканирует оборудование и непосредственно управляет аппаратными средствами або­нентских и вызывных печатных плат;

- определяет тип передаваемых сигналов: линейные или регистровые сигналы. ТСЕ SCM:

- сканирует аппаратуру модуля (один из 32 DTMF-приемников) с целью обнаружения начала и конца передачи очередной цифры номера;

- получает информацию о требуемом числе цифр номера.

Дополнительный элемент управления АСЕ выполняет чисто программные функции:

- управление вызовом;

- анализ префикса (код направления соединения);

- поиск СЛ;

- идентификация абонента и т.д.

Если инициатором вызова является аналоговый абонент, имеющий многочастотный те­лефонный аппарат DTMF, то этапы обработки вызова следующие (рис. 6.24).

1. Занятие. Когда абонент А снимает микрофонную трубку, сопротивление шлейфа уменьшается, а ток через него увеличивается, что обнаруживается платой ALCN (AK тер­минального комплекта модуля ASM). Цифровая логическая схема ALCN передает эту ин­формацию общей логической схеме LOGIC, выполняющей роль связующего звена с про­цессором ТСЕ модуля ASM. Логическая схема LOGIC посылает сигнал «Трубка снята» в ТСЕ, где он будет принят и распознан операционной системой (OS), которая периодически сканирует пакетную память терминального интерфейса (TI) — PRAM. После этого схеме LOGIC посылается команда, запрашивающая информацию о произошедшем событии.

Принятые из схемы LOGIC данные содержат информацию о том, что абонент снял трубку и идентификатор абонента (физический терминальный номер PTN). С этого момента активизируется ПО, обслуживающее данный вызов. Из ТСЕ в логическую схему ALCN (передается по 16 КИ) передается команда на выдачу питающего на­пряжения на абонентскую линию. Кроме того, за­нимается кластерный путь: логической схеме ALCNA посылается сообщение, какая свободная пара прием­ного и передающего КИ закрепляется за вызываю­щим абонентом А.

Если вызывающий абонент (абонент А) является обычным абонентом (не имеет ДВО), то для обслу­живания его вызова ТСЕ ASM нет необходимости использовать дополнительные данные АСЕ.

ТСЕ модуля ASM, куда включен абонент А (ТСЕА), определяет:

 

 

- из какого модуля будет подан сигнал «Ответ станции» (ОС) (из ASM или SCM);

- тип ТА;

- категорию абонента А (обычный абонент, так­софон, линия передачи данных, контрольный вызов и т.п.);

- информацию   для   тарификации:   определять стоимость разговора или нет;

- требуемое число префиксных цифр;

- разрешение ДВО;

- необходимость   обращения   за   данными   на уровне АСЕ и т.д.

Одновременно в АСЕА посылается направленное сообщение о поступлении вызова от абонента А, а также число требуемых префиксных цифр. АСЕА проверяет правильность полученной информации и посылает подтверждение ТСЕА. Так как абонент А имеет ТА с DTMF, то необходимо найти модуль SCM (если абонент имеет ТА с импульсным набором номера, то номер абонента Б принимает модуль ASM). Для этого ТСЕA в своей памяти находит адрес свободного SCM, определяет необходимое число управляющих слов для соединения с данным моду­лем через DSN.

2. Выдача сигнала «ОС». Занятый SCM выби­рает свободный приемник, отмечает его занятым и посылает ответ в ТСЕА ASM (рис. 6.25). Устанавливается аппаратное соединение между абонентом А и приемником модуля SCM. Аппаратное соединение ALCNA с приемником модуля SCM инициируется ТСЕ SCM.

Из занятого приемника SCM абоненту посылается сигнал «Ответ станции», использует­ся подключение сигнала «ОС» к SCM от СТМ через шину тонов.

Если свободных DTMF нет, то ТСЕ SCM передает сообщение об отсутствии свободных приемников ТСЕA. В этом случае ТСЕA ASM через 30 мс повторяет посылку сообщения ТСЕ SCM для поиска свободного DTMF-приемника.

Цифры абонентского номера в виде двухчастотных комбинаций поступают через ASM в SCM — это дуплексный путь. Получив первую цифру номера, SCM прекращает подачу сигнала «Ответ станции». ТСЕ SCM принимает и накапливает информацию в памяти до тех пор, пока ТСЕ ASM не сообщит число требуемых префиксных цифр. После приема послед­ней цифры они пакетом посылаются в ТСЕ ASM, где анализируются первые три цифры но­мера (при семизначной нумерации).

Анализ префикса включает:

- определение типа вызова (например, тип — обычный вызов);

- индикатор плана нумерации;

- характер адреса;

- код источника.

3. Освобождение SCM и проключение соединения. По номеру абонента Б ТСЕA ASM определяет точку его физического включения, она выражается его номером оборудования — EN. В это же время в ТСЕ SCM из ТСЕА ASM выдается сообщение, что он больше не нужен (NEXT — сообщение по установленному пути). ТСЕ SCM освобождает задействованный приемник и отмечает его свободным. Освобождение приемника и идентификация абонента Б производится одновременно.

Зная адрес абонента Б, ТСЕА посылает через DSN необходимое число управляющих слов для установления соединения с ТСЕБ (ASMБ).

ТСЕ ASM абонента Б:

- осуществляет индикацию занятия устройства;

- посылает команды в логическую схему ALCN на включение питания абонентской ли­нии вызываемого абонента;

- занимает кластерный путь: логической схеме ALCNB передается сообщение о паре приемного и передающего КИ, закрепленных за абонентом Б.

Из ТСЕБ ASM по установленному пути посылается основное сообщение (BASIC VIA к ТСЕА ASM). После приема этого сообщения ТСЕА обеспечивает дуплексное проключение разговорного пути через DSN (рис. 6.26).

4. Выдача сигналов «Посылка вызова» абоненту А и «Контроль посылки вызова» абоненту Б. Выдача сигналов «Посылка вызова» и «Контроль посылки вызова» происходит из ASMБ по команде ТСЕБ. В этот момент процесс установления соединения находится в стабильной фазе (ожидание ответа абонента Б).

            5. Ответ абонента Б. При снятии абонентом Б микротелефонной трубки в его АК (ALCNБ) изменяется состояние точки сканирования. Информация об этом поступает в ТСЕБ ASMБ. Вы­дается команда на отключение сигналов «Посылка вызова» и «Контроль посылки вызова».

 

Рис. 6.26. Проключение соединения

 

            6. Разговорное состояние. ТСЕБ ASMБ выдает сообщение об ответе абонента Б в ТСЕА ASMA. Устанавливается дуплексное соединение кластерного пути через DSN.

            7. Занятость абонента. Если абонент Б занят, то в ASMA направляется ответное сооб­щение из ТСЕБ о занятости абонента Б. Оно анализируется элементом управления ТСЕA мо­дуля ASM. Результат анализа содержит указание на выдачу абоненту А сигнала «Занято» (СЗ), который подключается к ТСЕ ASM из модуля СТМ по шине тонов, минуя DSN.

            8. Отбой и разъединение. Если отбой инициируется вызывающим абонентом А, то происходит автономное разъединение. В ALCN ASMA изменяется состояние точки скани­рования. Информация об этом поступает в ТСЕА, в котором формируется сигнал «Разъеди­нение». Он передается в ТСЕБ модуля ASMБ. После получения из ТСЕБ сигнала «Подтвер­ждение», установленный через DSN путь размыкается. Абоненту Б из ASMБ выдается СЗ.

            При отбое со стороны вызываемого абонента ТСЕБ ASMБ информирует об этом ТСЕА ASMA. TCEA формирует сигнал «Разъединение». Разговорный тракт через DSN размыкает­ся. Абоненту А выдается сигнал СЗ из ASMA до тех пор, пока абонент А не положит труб­ку. После этого изменяется состояние точки сканирования в АК абонента А и соединение с модулем СТМ освобождается.

 

6.6.         Конструктив системы

 

Конструкция, используемая в S12, обеспечивает быструю и простую установку, легкое на­ращивание и хороший доступ для ремонта и техобслуживания. Она состоит из следующих конструктивных компонентов:

            - модулей;

            - секций;

            - стативов;

            - стативных рядов.

            Основу каждого модуля составляют сборки печатных плат стандартного размера (221x254 мм) и сборки преобразователей питания, которые непосредственно вставляются в секции.

            В J-семействе системы S12 достигнута высокая степень совместимости между платами в позициях стативов. Каждый тип статива имеет собственную конфигурацию, определяемую числом сборок печатных плат, в которой строго определено лишь число модулей. Это означа­ет, что никакой связи между типом статива и содержащимися в нем модулями нет.

            Любая конфигурация статива является гибкой, т.е. обеспечивает возможность размеще­ния различных модулей на разных станциях. Чтобы дать общее название позиции оборудо­вания в задней раме и в стативе (ее называют «переменный модуль») указывается название мнемоника переменного модуля: Vnn Мхх где пп — тип модуля и его применение; хх — по­следовательный номер статива.

            В зависимости от числа составляющих модуль печатных плат они делятся на четыре класса:

            1) V01M — объединяет все модули, состоящие только из одной печатной платы (напри­мер, модуль АСЕ — MCUB);

            2) V02M — включает все модули, состоящие из двух печатных плат (например, модуль IPTM - MCUB + DTRI);

            3) V03M — это модули, имеющие 8-12 печатных плат (например, модуль ASM — MCUA и ISM - MCUB);

            4) V04M — включает все двухплатные модули класса V02M, а также модуль DIAM и ему подобные, так как модуль DIAM может быть установлен лишь на определенные пози­ции некоторых стативов.

            На любой позиции статива, предназначенной для модуля V02M, может быть установлен V01M. На рис. 6.27 показано возможное расположение модулей на стативе JA00.

            Статив состоит из ряда сек­ций, в которые вставляются платы. В каждом стативе можно оборудовать до семи секций в виде 1, 2 или 3 полок.

            Платы в секциях соединя­ются кроссплатами в задних ра­мах, которые тоже представля­ют собой печатные платы. Кон­такты, вставляемые в эти кросс-платы, обеспечивают сухое прессованное соединение с пла­тами. Задние рамы разных сек­ций соединяются сигнальными и питающими кабелями.

            Отдельные стативы имеют высоту 2,2, ширину 0,9 и глуби­ну 0,52 м. Стативы собраны из стального литого каркаса, за­крываемого съемными перед­ней и задней дверьми. Двери поворачиваются на 180°. Чтобы отводить теплый воздух, подни­мающийся от нижних секций за пределы статива, нижние сек­ции от верхних могут отделять­ся воздухоотражателем, распо­ложенным в средней секции.

            Ряды стативов рассчитаны на установку в зданиях с минимальной высотой потолка 2,4 м, считая от фальшпола до потолка, если межрядовые кабели проходят под полом или по желобам, закрепленным на потолке. Специальных мер по укре­плению перекрытий не требуется. В табл. 6.2 приведены типы стативов и возможные вари­анты их использования для станций средней и большой емкости.

Глава 7

 

ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА КОММУТАЦИИ 5ESS

 

7.1.         Назначение и технические характеристики

 

 

Система 5ESS разработки фирмы AT&T Network Systems International; поставляется компа­нией Alcatel-Lucent. Во всем мире в эксплуатацию введены станции 5ESS общей емкостью около 40 млн номеров.

            Система 5ESS является универсальной цифровой коммутационной системой. Она мо­жет использоваться в качестве городской оконечной станции, функционировать как узловая станция, междугородная или международная станция; служить коммутационным узлом для обеспечения услуг интеллектуальной сети; работать как передвижной центр коммутации или любая комбинация вышеперечисленного. 5ESS включает интегрированную систему ра­бочих мест оператора для национальных и международных вызовов, основанную на сети ISDN. Система может использоваться в аналоговых, смешанных аналоговых/цифровых и в полностью цифровых сетях. Она обеспечивает внутреннее взаимодействие в выделенных сетях, таких как сеть передачи данных общего пользования с пакетной и канальной комму­тацией. Совместно с удаленными коммутационными модулями, абонентскими мультиплек­сорами и разнообразными соединительными системами передачи 5ESS — новое мощное средство планирования сети, способное экономично обслуживать как городские, так и сель­ские районы.

            Функционально система 5ESS — полностью интегрированная станция. Конфигура­ция модулей ее аппаратного и программного обеспечения реализуется различными путя­ми для наилучшего удовлетворения нужд администрации сегодня и в будущем. Система может предоставлять услуги связи достаточно экономично в районах с низкой нагрузкой за счет удаленных абонентских блоков интегральной службы электросвязи (RISLU) и удаленных коммутационных модулей (RSM) в различных конфигурациях; система обес­печивает постепенное, эффективное, с точки зрения затрат, расширение как мощности, так и направлений применения для удовлетворения потребностей районов с большой на­грузкой.

            Система 5ESS может быть расширена от нескольких сотен до 350 тыс. линий, если под­ключены только абонентские линии, или от нескольких сотен до 90 тыс. соединительных линий как входящих, так и исходящих. Таким же образом, добавляя аппаратное или про­граммное обеспечение, можно расширить функциональные возможности станции. Удален­ный коммутационный модуль может быть расширен до полностью независимой станции или к возможностям местной станции могут быть легко добавлены возможности транзит­ной станции. Такая гибкость обеспечивается за счет архитектуры, разработанной на макси­мальную нагрузку 45 тыс. Эрл и более 900 тыс. вызовов в ЧНН. Производительность систе­мы 5ESS зависит от ее применения, сигнализации, комбинации вызовов и выбранных до­полнительных услуг.

            Система 5ESS обслуживает абонентские линии с сопротивлением до 2000 Ом, включая телефонные аппараты, которые могут иметь декадную или тональную сигнализацию со­гласно Рекомендациям МСЭ-Т Q.23.

            Система 5ESS также поддерживает сигнализацию в общем канале ОКС № 7 в соответ­ствии с Рекомендациями МСЭ-Т. При этом ОКС № 7 обеспечивает сигнализацию управле­ния вызовом для телефонной, речевой и неречевой связи через цифровую сеть с интеграци­ей служб ISDN.

            Система 5ESS поддерживает абонентскую систему сигнализации DSS1 для функций внеполосной сигнализации для базового и первичного доступов ISDN через канал D.

            Система 5ESS обеспечивает два метода начисления платы: детальный и общий. Каждый метод начисления может применяться для всех видов вызовов, или оба метода могут быть использованы в одной станции 5ESS для различных типов вызовов, например, общее изме­рение для местных вызовов и детальное измерение для междугородних вызовов. При де­тальном измерении делаются записи для всех вызовов. Файлы с записями вызовов с деталь­ным измерением могут записываться на магнитную ленту или посылаться в центр оформле­ния счетов по Х.25 информационному каналу.

            Оптоволоконные соединения в системе 5ESS позволяют свободно размещать модули станции. Оборудование модулей станции, находящееся на расстоянии до 300 м, может быть легко соединено. Система 5ESS не предъявляет каких-либо особых требований к помеще­ниям.

            Система 5ESS способна работать от самых различных источников питания. Подаваемое на стативы напряжение питания должно находиться в пределах -40,5...-57,0 В (Рекоменда­ции ETSI). Потребление электроэнергии системой 5ESS при питании от источника -48 В за­висит от размеров станции. Для типичной городской станции на 10 тыс. абонентских линий потребление электроэнергии, включая питание абонентских линий, составляет примерно 3,5 Вт на номер.

 

7.2.         Структурная схема системы

 

Система 5ESS — полностью цифровая коммутационная система с разделённой архитекту­рой обработки данных и коммутации. Коммутация основывается на 32-канальной структу­ре, а обработка данных обеспечивается 32-битовыми микропроцессорами. Применение та­ких мощных микропроцессоров обеспечило гибкое определение архитектуры коммутацион­ной системы. В соответствии с желанием обеспечить местную связь микропроцессоры были реализованы во всей сети. Так, на периферии станции, где заканчиваются абонентские и со­единительные линии, мощные 32-битовые микропроцессоры обеспечили обработку дан­ных в месте их использования. Такое распределение не только более эффективное, но по­зволяет увеличить возможности обработки данных пропорционально увеличению емко­сти станции.

            Структура управляющих устройств системы 5ESS включает совокупность подключен­ных в кольцо разнесенных процессоров, поддерживаемых центральной системой.

            Все возможные варианты применения 5ESS (от удаленных коммутационных модулей до мощных транзитных станций) имеют конфигурацию, состоящую из трех основных эле­ментов (рис. 7.1):

            - коммутационного модуля (SM);

            - коммуникационного модуля (СМ);

            - административного модуля (AM).

            Система 5ESS может быть расширена за счет добавления коммутационных модулей SM. К ним подключаются все внешние линии и специальные служебные каналы. Они обеспечи­вают функции коммутации каналов и пакетов, берут на себя большую часть задач по обра­ботке вызовов. Коммутационные модули могут быть расположены вдалеке от основной станции. В этом случае они называются удаленными коммутационными модулями (RSM). Так, RSM обеспечивает все возможности отдельного устройства, включая прямые связи к другим станциям, может быть использован отдельно или в группе для обслуживания 10 тыс. или большего количества абонентов. SM и RSM поддерживают работу меньших бло­ков, которые называются удаленными абонентскими блоками интегральной службы элек­тросвязи (RISLU). Обеспечивают преобразование аналоговых сигналов в цифровые, и на­оборот, а также концентрацию нагрузки.

            Коммуникационный модуль СМ выполняет функции связующего звена между коммута­ционными модулями. Он реализует коммутацию речевых и информационных каналов меж­ду коммутационными модулями, обмен управляющими сообщениями между коммутацион­ными модулями и административным модулем и между любыми двумя коммутационными модулями. Оптоволоконные соединения NCT (соединения в сети для управления и синхро­низации) осуществляют связь коммутационных модулей с коммуникационным модулем.

            Административный модуль AM распределяет ресурсы вычислительной системы и функции обработки данных. Выполняет общие функции управления в дополнение к обеспе­чению интерфейса эксплуатации и обслуживания персоналом АТС.

            Станция 5ESS включает несколько коммутационных модулей SM, один коммуникаци­онный модуль СМ и один административный модуль AM.

            Система 5ESS имеет сбалансированную архитектуру системы управления, оптимально использующую преимущества разделения процессов обработки данных и коммутации, совме­щая это одновременно с использованием общих ресурсов, обеспечиваемых возможностями центральной системы. Те функции, которые непосредственно связаны с количеством подклю­чаемых абонентских и соединительных линий, полностью обеспечиваются коммутационным модулем — основной единицей расширения. К распределенным функциям относятся:

            - интерфейс с абонентскими и соединительными линиями (SM);

            - концентрация нагрузки (SM);

            - коммутация каналов (SM);

            - обработка вызовов (SM).

            Функции, выполняемые одновременно разными блоками, обеспечиваются центральным устройством, состоящим из коммуникационного и административного модулей. Этими цен­трализованными функциями являются (рис. 7.2):

            - межмодульная связь (СМ);

            - коммутация сообщений (СМ);

            - накопление массовых данных (AM);

            - местные и удаленные операции, доступ администрирования и обслуживания      (AM);

            - программное распределение возможностей вычислительной системы (AM).

7.3. Аппаратное обеспечение

 

7.3.1.   Коммутационный модуль SM

 

В системе 5ESS все линии и магистрали заканчиваются в коммутационном модуле SM. В нем сигналы, идущие от абонентских и соединительных линий/каналов, преобразуются в цифровой формат станции. Эта функция выполняется дочерними периферийными блоками.

            Коммутационный модуль коммутирует временные каналы в блоке обмена временных интервалов (TSI) и выполняет большую часть работы по обработке вызовов в блоке процес­сора коммутационного модуля (SMP, рис. 7.3). Пакетная коммутация осуществляется в бло­ке пакетной коммутации (PSU).

            Коммутационные модули могут отличаться типом и количеством периферийного обо­рудования в соответствии с характеристиками подключенных к ним каналов и линий. Одна­ко все коммутационные модули имеют блок обмена временных интервалов и блок процес­сора коммутационного модуля. Для высокой надежности все обычное оборудование в SM продублировано (по две платы).

            Коммутационный модуль подключен к коммуникационному модулю через оптоволо­конные (соединение в сети для управления и синхронизации) каналы NCT. К каждой плате подведены два канала. Один или несколько коммутационных модулей оборудуются блоком пакетной коммутации PSU, если к станции подключены линии цифрового абонента или требуется обработка общего канала сигнализации ОКС № 7. PSU также является частью группового оборудования. На рис. 7.3 приведен коммутационный модуль с групповым и пе­риферийным оборудованием.

 

            Модульный контроллер и блок временных интервалов (MCTU). Состоит из процес­сора коммутационного модуля (SMP), блока обмена временных интервалов (TSI), информа­ционного интерфейса (DI), сигнального процессора (SP), двухканального интерфейса (DLI) и блока цифрового обслуживания (DSU).

            MCTU объединяет процессор коммутационного модуля и блок обмена канальных ин­тервалов в один блок, расположенный в двух кассетах. В архитектуре MCTU используется самая последняя технология СБИС (очень высокая степень интеграции). Контроллер обес­печивает высокую степень надежности, высокую степень обнаружения ошибок и имеет воз­можность расширения блока обмена канальных интервалов для развития в будущем.

            MCTU выполняет следующие функции:

            -  связь с каналами NCT;

            -  связь с другими блоками внутри SM для передачи информации управления от    блока процессора коммутационного модуля;

            - связь с блоками внутри SM для передачи речи/данных блоку обмена временных кана­лов;

            - обеспечение обработки вызовов, контроль вызовов и функции обслуживания;

            - обеспечение временной коммутации под управлением SMP;

            - обеспечение связи между SMP и временными каналами сообщений каналов NCT;

            - предварительная обработка сигнализации и управляющих битов информации      времен­ных каналов, а также обеспечение доступа SMP к этим битам.

            Четыре пары каналов NCT реализуют передачу от MCTU к блоку коммутации с времен­ным уплотнением (TMS). Канал NCT — источник информации о синхронизации для SM. MCTU использует эту информацию для синхронной работы SM с системой. MCTU выбирает одну из пар каналов NCT как основной источник синхронизации. Сигнальный процессор — главное средство передачи и приема линейных сигналов к периферийным блокам и от них. Информация о линейных сигналах передается по периферийной интерфейсной информаци­онной шине (PIDB) через блок обмена временных каналов (TSI) сигнальному процессору (SP). Сигнальный процессор сканирует изменения в сигнализации для сообщения об этом модульному процессору. SP также хранит полученную информацию о сигнализации в быст­родействующей памяти, которая может быть прочитана процессором коммутационного мо­дуля в любое время. Изменения сигналов, введенные SMP, передаются SP в линию.

            Интерфейс управления CI передает команды управления и тактовые сигналы различ­ным периферийным блокам модуля по периферийной интерфейсной шине управления (PICP). В периферийном блоке сигналы управления используются для инициализации функций управления и для сообщения состояния оборудования, что включает управление контрольными каналами и сообщение о неисправностях.

            Блок коммутации временных каналов (TSI). Обеспечивает временную коммутацию при получении любых 512 временных каналов, переданных от информационных интерфей­сов (DI) обоим двухканальным интерфейсам (DLI) для любых 512 временных каналов сети.

            Каждый коммутационный модуль имеет продублированный блок TSI. Активный TSI, связанный с активным SMP, a TSI, находящийся в резерве, связан с МР находящимся в ре­зерве. Хотя каждый блок TSI получает одинаковую информацию, только активный TSI вы­бирается для передачи информации. Интерфейсные блоки имеют входной коммутатор, ко­торый используется для выбора данных, тактовой частоты и синхронизации только в актив­ном TSI.

            Двухканальный интерфейс (DLI). Организует двустороннюю связь между каждым коммутационным модулем и TMS коммуникационного модуля. Это обеспечивает двухканальные интерфейсы, по одному на каждый канал NCT. DLI получает данные от временных каналов канала NCT для передачи их в блок коммутации временных каналов. В противопо­ложном направлении DLI выбирает данные из временных каналов активного TSI для пере­дачи их через каналы NCT в TMS. Один из временных каналов каждого канала NCT являет­ся фиксированным управляющим временным каналом, проходящим через TMS от блока коммутации сообщений в коммуникационный модуль. DLI отделяет этот временной интер­вал и передает его процессору коммутационного модуля. Аналогично DLI получает данные управления от процессора коммутационного модуля и вставляет их в управляющий времен­ной интервал, который передает их в блок коммутации сообщений. Этот управляющий вре­менной интервал используется для передачи сообщений между коммутационными модуля­ми и между коммутационным модулем и административным модулем.

            Информационный интерфейс (DI). Группирует данные от периферийных блоков и пе­редает их в блок коммутации временных каналов, и наоборот.

            Блок пакетной коммутации (PSU). Для пакетной коммутации и обработки протоколов один или несколько коммутационных модулей могут быть оборудованы блоком пакетной коммутации. Блок пакетной коммутации относится к групповой аппаратуре коммутацион­ного модуля (см. рис. 7.3).

PSU состоит из дублированного распределителя информации (DF), распределителя па­кетов (PF), распределителя сигналов управления (CF) и пакетного интерфейса (PI). Цен­тральный элемент PSU — система обработки протоколов (РН), спроектированная для резер­вирования. РН может обрабатывать различные протоколы для обмена пакетов и сообщений.

            Периферийное оборудование. В системе 5ESS имеется четыре типа абонентских и пе­риферийных магистральных блоков. Блоки линий интегральной службы электросвязи обес­печивают интерфейсы как к аналоговым, так и к цифровым абонентским линиям. Линейные блоки (LU) организуют интерфейсы к аналоговым абонентским линиям; цифровые блоки соединительных линий (DLTU) — интерфейсы к цифровым магистралям, удаленным ком­мутационным модулям, линейным блокам дистанционной интегральной службы электро­связи и к абонентским системам группообразования.

            Блок цифровых соединительных линий (DLTU). Обеспечивает подключение пер­вичных цифровых трактов со скоростью передачи 2 Мбит/с. Блок может иметь до 16 ин­терфейсов цифровых средств (DFI), связывающих цифровые потоки с процессором ком­мутационного модуля и блоком коммутации временных каналов. Каждый DFI присоеди­няет к каждому коммутационному модулю секцию группового оборудования через пери­ферийные интерфейсные шины управления и информации. DFI осуществляет цикловую синхронизацию, детектирует сообщения о неполадках, ошибки и проскальзование и уве­домляет процессор коммутационного модуля о возникновении ошибок или превышении порога ошибки.

            DFI используется для подключения линий со скоростью 2 Мбит/с, идущих к телефон­ной сети. Реализует интерфейсное соединение удаленных коммутационных модулей и уда­ленных линейных блоков. В рамках сети ISDN организует первичный доступ для ISDN РАВХ и LAN, а также интерфейсы цифровых магистралей в ISDN и в направлении выде­ленных сетей, например, интеллектуальных сетей общего пользования с пакетной и каналь­ной коммутацией.

            Блок аналоговых соединительных линий (ATU). Делает возможным подключение до 64 аналоговых соединительных линий тональной частоты. В частности, разрешает подклю­чение межстанционных магистралей и магистралей прямого доступа (DDI) к УПАТС. Блок аналоговых соединительных линий имеет 64 информационных канала к TSI и может под­ключать до 64 соединительных линий. Каналы блока разделены на две основные категории: каналы соединительных линий и групповые каналы. Каждая соединительная линия имеет объединенный магистральный канал, который включает цифровую кодировку и декодировку, сигнализацию постоянным током и функции доступа тестирования. Групповые каналы имеют объединенную сервисную группу (SG), т.е. группу из 32 соединительных линий. К функциям, выполняемым этими каналами, относятся тестирование, подача сигналов об ошибках и образование группового сигнала.

            Блок аналоговых соединительных линий может подключать различные типы соедини­тельных линий. Типы линейной сигнализации, которые он может использовать: непрерыв­ная Е&М, прерывающаяся Е&М и шлейфная. Блок аналоговых соединительных линий яв­ляется прозрачным для регистровой сигнализации. Многочастотные тональные сигналы в полосе частот телефонного канала генерируются и детектируются в блоке цифрового об­служивания (DSU). Детектирование и генерирование выполняются цифровым способом, что облегчает ввод новых систем сигнализации.

            Блок линий интегральной службы электросвязи (ISLU). К нему подключаются ана­логовые абонентские линии, цифровые абонентские линии и их комбинации. Блок позволя­ет аналоговой абонентской сети при возникновении потребности быть улучшенной в на­правлении ISDN. Цифровые абонентские линии поддерживают базовый доступ ISDN, обес­печивая структуру каналов 2B+D для подключаемого абонентского терминального обору­дования, в том числе ISDN УПАТС.

            Архитектура ISLU имеет дублированную схему и спроектирована таким образом, что ошибка может быть устранена без какой-либо потери управления или вызовов. Функции тестирования, посылка вызовов и выбор маршрута вызовов, потоки сигналов тестирования в сети физического доступа (MAN) выполняются линейной схемой.

            К ISLU могут быть подключены 1024 линии и его производительность составляет 10 тыс. попыток вызовов в ЧНН (ВННС). К (R)SM можно подключить не более 7 ISLU (с ограниче­нием максимального числа линий 5200 для каждого RSM). ISLU использует многолинейные типовые элементы замены (ТЭЗ), т.е. 8 аналоговых или 8 цифровых линий в каждом. Линей­ные ТЭЗы с частотой импульсов тарификации 12 или 16 кГц также возможны. В отличие от LU с фиксированным числом PIDB (также называемых пар PIDB) в ISLU может быть до 12 пар PIDB. Проектирование ISLU зависит от нагрузки в расчете на одного абонента и количе­ства абонентов. Результатом такого подхода является то, что коэффициент концентрации из­меняется в зависимости от количества линий и количества временных каналов на проектируе­мой паре PIDB (32 TS/ PIDB пары). Дополнительные линии, называемые прямоподключенны-ми PIDB (DPIDB), имеются между ISLU и блоком пакетной коммутации (PSU) для D-кана-лов; Л-каналы направляются через PIDB к TSI (коммутация каналов).

            Блок цифрового обслуживания (DSU). Обеспечивает ряд общих функций:

            - декодирование тональных сигналов;

            - генерирование тональных сигналов;

            - детектирование декадных импульсов;

            - обеспечение конференцвызовов;

            - линейное тестирование на тональной частоте.

            Есть два типа блоков обслуживания: местные и глобальные DSU. Первый тип применя­ется для часто используемых функций, таких как декодирование тональных сигналов. Вто­рой тип — для функций, реализуемых редко, например, функции конференц-вызова или тестирование передачи.

            К тональным сигналам, которые могут генерироваться при совершении вызова, отно­сятся:

            - сигнал готовности станции;

            - «Занято»;

            - КПВ;

            -  «Перегрузка»;

            -  «Вызов на ожидании».

            Это оборудование также обеспечивает средства посылки и декодирования тональных сигналов для адресной сигнализации. Можно обработать любой тип тональных сигналов, требуемых для абонентских или магистральных каналов, включая многочастотные и так­товые.

            Универсальный цифровой конференц-канал позволяет осуществлять конференц-связь с тремя или шестью портами.

            Модульный блок физических измерений MMSU. Предоставляет физический дос­туп к аналоговым абонентским и соединительным линиям. Может иметь функции скани­рования и распределения, а также другие сервисные функции, может быть оборудован устройством измерения абонентских линий и приборов (SLIM). Доступ к абонентским и соединительным линиям осуществляется через физические шины тестирования (MTBs), которые начинаются в MMSU и заканчиваются на периферийных блоках. Блок управляет­ся процессором коммутационного модуля через периферийные интерфейсные шины управления. PICP + MMSU может обслуживать группу коммутационных модулей. Точки сканирования и распределения MMSU поддерживают функции наблюдения и контроля пи­тания, мониторинга состояния обслуживания и управления специальными каналами. Функ­ции тестирования включают как внешние, так и внутренние средства тестирования. Внеш­ние — такие, как местный испытательный стол, могут улучшить доступ к станции через ма­гистраль тестирования к MMSU. Внутренние — это функции измерения абонентской линии и приборов, которые включают тестирование изоляции, сопротивления и емкости, а также телефонного аппарата абонента. Также проводится автоматическое тестирование изоляции всех абонентских линий, а при необходимости самих линий.

            Блок генерации периодических импульсов PPMU. Некоторые линии требуют генера­ции периодических импульсов (РРМ) для обеспечения управления определением платы в таксофонах или работы домашних счетчиков в помещениях абонентов. Для таких линий PPMU посылает импульсы частотой 50, 12, 16 Гц или импульсы переполюсовки с требуе­мой длительностью и частотой. В этот блок входит канал для контроля амплитуды, частоты и длительности импульсов.

 

7.3.2.      Коммуникационный модуль СМ

 

Коммуникационный модуль (СМ) имеет блок коммутации с временным уплотнением (TMS), работающий как TDM-коммутатор каналов для передачи речи и данных между ком­мутационными модулями, и коммутатор сообщений (MSGS), функционирующий как ком­мутатор пакетов для передачи сообщений управления между любыми двумя коммутацион­ными модулями SM и между СМ и административным модулем (AM).

            Каждый блок коммутации сообщений состоит из контроллера блока коммутации сооб­щений, процессора блока коммутации сообщений (ММР) и интерфейса сообщений как час­ти центрального блока коммуникационного модуля (CMCU).

            Блок коммутации сообщений использует протокол передачи сообщений управления че­рез сеть и соединения управления и синхронизации (NCT) на базе протокола Х.25. Послед­ний включает детектирование ошибок, признание положительных сообщений и повторную передачу сообщений в случае ошибки при передаче.

            На рис. 7.4 приведены связи между различными блоками трех стандартных основных модулей системы 5ESS.

Рис. 7.4. Схема связи между различными блоками в системе 5ESS

 

7.3.3.      Административный модуль

 

Административный модуль (AM) основан на процессоре 3B20D; состоит из дублированно­го процессора административного модуля (АР), процессора ввода-вывода (ЮР) для связи со вспомогательным оборудованием, таким как терминал, принтеры, информационные ка­налы и устройства записи на магнитной ленте, и дублированного контроллера дисковых файлов (DFC), к которому подключены накопители на магнитных дисках (рис. 7.5).

 

            Процессор административного модуля АР. Выполняет те функции, которые могут быть наиболее экономично выполнены центральным устройством, например, глобальное распределение ресурсов и управление обслуживанием. Два АР работают в дуплексном (ак­тивный/резервный) режиме. При нормальной работе активный процессор осуществляет управление, а также корректировку резервного процессора. Если активный процессор оши­бается, то резервный может быть подключен без потери данных.

            Функции АР по обработке вызова заключаются в основном в выборе маршрута вызова и распределении ресурсов. Выбор маршрута вызова включает определение коммутационно­го модуля SM, к которому подключена данная линия или магистраль, и выбор свободной магистрали в группе магистралей. Процессор административного модуля также осуществ­ляет распределение освободившихся ресурсов, таких как временные каналы TMS. Кроме того, АР выполняет функции детектирования сбоев, диагностику и исправление сбоев. Дру­гие функции АР включают обработку административной информации и доступ к информа­ционным линиям и накопителю на дисках. Через AM персонал станции может выполнять наблюдение, эксплуатацию, администрирование и обслуживание всех элементов системы на месте или дистанционно.

            Процессор ввода-вывода ЮР. Контролируется процессором административного мо­дуля. Связан с главным постом управления через информационные каналы с удаленными терминалами и с центрами эксплуатации и обслуживания. Обеспечивает связь с устройства­ми визуального отображения (VDU) и принтерами, как части главного поста управления реализует (МСС), и другими автоматизированными рабочими местами и с приводами маг­нитной ленты. МСС организует связь на местах между системой и персоналом, что дает возможность получать отображение состояния системы на экране, а также управлять рабо­той системы в ручном режиме.

            Процессор ввода-вывода имеет устройство сканирования и распределения сигналов, ко­торое используется процессором административного модуля для сообщений о неисправно­стях станции и блоков.

            Контроллер дисковых файлов DFC. Представляет собой интерфейс между процессо­ром административного модуля и дисковой памятью.

 

7.4.  Программное обеспечение

 

Управление коммутационной системой 5ESS осуществляется распределенной процессор­ной архитектурой, в которой различные функции системы выполняются множеством про­цессоров, работающих в тесном взаимодействии. В число этих процессоров входят процес­соры коммутационного, административного и коммуникационного модулей. Для эффектив­ного и надежного использования распределенной архитектуры ПО системы 5ESS действу­ют два принципа: иерархия виртуальных машин и структура одновременно протекающих процессов, взаимодействующих посредством обмена сообщений.

            Почти все ПО системы 5ESS написано на машинно-независимом языке С, широко из­вестном в среде UNIX. Его независимость от машины означает, что программы могут быть легко переданы из одного процессора в другой.

            Структура программного обеспечения системы 5ESS имеет иерархию виртуальных ма­шин. Это пакеты программ, которые «прячут» детали работы функций низкого уровня от их применения на более высоком уровне. На самом низком уровне находится операционная система общего назначения для процессора 3B20D административного модуля, называемая UNIX — RTR (надежность в реальном времени) (рис. 7.6). Она создает виртуальные маши­ны, скрывающие все детали аппаратного обеспечения 3B20D. Ее основными функциями яв­ляются:

            - управление дублированными процессором и памятью;

            - управление вводом/выводом и файлами;

            - обслуживание процессора;

            - управление средствами информационных каналов;

            - связь «человек-машина», включая интерфейс UNIX.

Рис. 7.6. Уровни программного обеспечения 5ESS

 

            Аналогичная операционная система, но с меньшими возможностями, называемая ядром, присутствует в процессоре коммутационного модуля.

            Другой виртуальной машиной, используемой как в модуле AM, так и в модулях SM, яв­ляется операционная система для распределенной коммутации (OSDS), реализующая уни­версальный интерфейс со всеми функциями программного обеспечения более высокого уровня.

            К ключевым функциям OSDS относятся:

            - обработка процессов, например, планирование, распределение ресурсов;

            - связь между процессорами, например, обработка сообщений;

            - управление доступом к данным общего пользования (глобальным).

            Следующие основные виртуальные машины используются OSDS:

            - периферийное управление (PC), управляющее специальным аппаратным и          микропро­граммным обеспечением связи;

            - выбор маршрута и выделение терминала (RTA), управляющего коммутационной             сетью системы;

            - системы управления базой данных (DBM), обеспечивающие логический доступ к            базе данных другим модулям программного обеспечения;

            - административных услуг (AS), обеспечивающие накопление и поиск данных.      Операционная система для распределенной коммутации (OSDS) реализует одинаковые интерфейсы для прикладного программного обеспечения и управляет ими как в процессоре административного, так и в процессорах коммутационных модулей. Она также организует доступ к устройствам внешней памяти и управление ими, VDU, клавиатурными терминала­ми, принтерами и информационными каналами.

            Подсистема управления средствами (FC) несет ответственность за последовательность действий по обработке вызовов. Эта функция включает сбор цифр, интерпретацию сигна­лов и активизацию функции выбора маршрута, выполняемую RTA.

            Программное обеспечение периферийного управления (PC) осуществляет действия, тре­буемые для коммутации и подключения в системе 5ESS. Периферийное управление также обеспечивает соответствующие характеристики передачи, такие как затухание. Кроме пути передачи, PC может также создать путь DC к сети с физическим доступом.

            Подсистема выбора маршрута и выделения терминала (RTA) выполняет мониторинг состояния и управление терминалами (линии, магистрали, сервисные каналы и т.д.). Она создает большую часть терминальных процессоров, выделяет терминалы для соответствую­щих процессоров обработки вызова, находит маршруты вызовов к местам назначения и вы­бирает разговорный тракт в сети связи между коммутационными модулями.

            Подсистема административных услуг (AS) предоставляет информационные услуги ад­министрации. Эти услуги включают измерение трафика, оформление счетов, сетевое управ­ление и связь с системами поддержки работы.

            Подсистема управления базой данных (DBM) управляет базой глобальных данных, ори­ентированных на выполнение прикладных задач. Предоставляет полный доступ к базе дан­ных для прикладных программ в ориентированном на выполнение прикладных задач логи­ческом представлении, т.е. независимо от физических характеристик накопителя.

 

7.5.  Процесс установления внутристанционного соединения

 

            1. Снятие абонентом трубки, выдача сигнала готовности станции. Предположим, что аналоговая линия вызывающего абонента включена в коммутационный модуль 1 (SM1), а аналоговая линия вызываемого абонента — в SM2 (рис. 7.7). Устройство сканирования источника вызовов (OS) в абонентском блоке интегральной службы электросвязи (ISLU) фиксирует замыкание шлейфа после снятия микротелефонной трубки. Процессор коммута­ционного модуля периодически опрашивает устройства сканирования источника и детекти­рует изменения состояния линий посредством сравнения с предыдущим состоянием. На ос­новании результатов сканирования процессор коммутационного модуля делает вывод о на­личии запроса на обслуживание и отмечает эту линию как занятую. На основании терми­нальных данных процессор коммутационного модуля устанавливает, что вызов сделан при помощи многочастотного тастатурного телефона.

Рис. 7.7. Сканирование источника вызова: NETW — коммутационное поле

 

            Процессор коммутационного модуля находит путь доступа в сети к схеме канала NETW и дает инструкцию сервисной схеме высокого уровня HLSC выполнить тесты «Питание кросса», «Ложное соединение» и «Заземление» (рис. 7.8). Генератор и декодер тональной частоты подключены к линии через блок коммутации временных каналов и схему канала NETW, связанную с этой линией. Зуммер готовности передается в линию генератором то­нальной частоты из DSU. Действия инициируются процессором коммутационного модуля и выполняются блоком местного цифрового обслуживания (DSU).

Рис. 7.8. Проверка состояния линии и набор номера

 

            2. Прием и анализ цифр номера. После получения первой цифры зуммер готовности отключается и процессору коммутационного модуля посылается двоично-десятичное пред­ставление цифры. Следующие цифры обрабатываются таким же образом до тех пор, пока процессор коммутационного модуля не сделает вывод на основе анализа цифр, что все циф­ры переданы. Когда процессор коммутационного модуля обнаружил, что получено достаточное количество цифр для инициализации процесса выбора маршрута, в процессор адми­нистративного модуля через блок коммутации сообщений посылается сообщение о необхо­димости выбора маршрута вызова.

            Процессор административного модуля определяет тариф и выбирает подключаемый коммутационный модуль (SM2) для вызова. После этого AM находит в сети свободный вре­менной канал общего пользования, каналы управления и синхронизации к коммутацион­ным модулям для выбора маршрута вызова и посылает следующие сообщения через блок коммутации сообщений:

            - модульному процессору в SM2: а) инструкцию на установление в сети пути         доступа к вызываемой линии и б) опознавания временного канала в сети, канала        управления и синхронизации, присвоенного данному вызову;

            - блоку коммутации с временным уплотнением — инструкцию на подключение    выбранных временных каналов в TMS для установления двухстороннего пути    доступа SMI — TMS — SM2 через каналы NCT.

            3. Подача сигналов «Посылка вызова» и «Контроль посылки вызова». Модульный процессор в SM2 проверяет линию, изменяет ее состояние на «Занято», дает команду сер­висной схеме высокого уровня HLSC выполнить соответствующие тесты и передать сигнал вызова в вызываемую линию. Процессор коммутационного модуля SM2 также посылает ко­манду генератору тональных сигналов и блоку коммутации временных каналов дать зуммер «Контроль посылки вызова» в вызывающую линию через блок временной коммутации (рис. 7.9). После этого модульный процессор в SM2 посылает сообщение через блок комму­тации сообщений модульному процессору в SM1, информирующее последний, что установ­ление соединения завершено, и идентифицирует временной интервал в соединении NCT, который был присвоен данному вызову. В свою очередь, модульный процессор в SM1 по­сылает инструкцию блоку обмена временных интервалов подключить временной интервал вызывающей линии к временному интервалу соединения NCT.

 

            4. Ответ вызываемого абонента, разговор. Когда модульный процессор в SM2 детек­тирует состояние ответа, он посылает сервисной схеме высокого уровня команду на прекра­щение передачи сигнала вызова, генератору тональных сигналов — на прекращение форми­рования зуммера «Контроль посылки вызова», а блоку коммутации временных каналов — на подключение временного канала абонента к временному каналу NCT. После этого мо­дульный процессор в SM2 передает сообщение модульному процессору в SM1, информи­рующее последний, что ответ получен. Модульный процессор в SM1 изменяет состояние линии и начинает отсчет времени для начисления платы. Теперь вызов находится в стадии разговора (рис. 7.10).

            5. Отбой и разъединение. Разъединение осуществляется различными путями в зависи­мости от того, прекращает разговор первой вызывающая или вызываемая сторона.

            Прекращение разговора вызывающей стороной. Когда сигнальный процессор SM1 детектирует разъединение, процессор коммутационного модуля посылает сообщение об этом модульному процессору в SM2 и освобождает соединение между линией и соединением NCT. В свою очередь, модульный процессор в SM2 посылает сообщение подтверждения от­боя в SM1 и освобождает подключение временного канала. В конце оба процессора комму­тационных модулей передают сообщения о разъединении в процессор административного модуля для изменения состояния данного пути доступа в сети.

            Прекращение разговора вызываемой стороной. Когда сигнальный процессор в SM2 де­тектирует разъединение, процессор коммутационного модуля посылает сообщение об этом в SM1. Модульный процессор в SM1 инициирует отсчет времени разъединения. Если до ис­течения времени не получено никакого сообщения о повторном ответе вызываемой сторо­ны, процессором коммутационного модуля проводится инициализация разъединения таким же образом, как это было описано выше.

 

7.6.         Конструктив системы

 

Оборудование системы 5ESS размещается в шкафах (в соответствии с Рекомендациями ETSI): высота — 1,83, ширина — 0,78, глубина — 0,60 м. Общая высота шкафа с кабельным каналом — 2,2 м. Проходы между рядами оборудования — 0,81 м. Рекомендованная высота помещения — 3 м. Максимальная нагрузка на пол — 315 кг/м2. Рассеивание теплоты на еди­нице площади с оборудованием — 900 Вт/м2 (max). Внешний вид шкафа системы 5ESS при­веден на рис. 7.11.

Рис. 7.11. Внешний вид шкафа системы 5ESS (с открытыми дверцами)

 

            Типовой план размещения оборудования системы 5ESS представлен на рис. 7.12.