раскат телеком. С начала 70х годов прошлого века на телефонных сетях многих стран стали внедрять автоматические телефонные станции нового поколения цифровые атс
 Скачать 334.53 Kb.
|
 Рис. 2.3.1. Структурная схема концентратора абонентской нагрузки Функциональные модули, входящие в состав концентратора, связаны между собой с помощью физической среды - общей шины, которая включает в себя шину данных DAT0…DAT15, шину адреса ADR0…ADR20 и шину управления с цепями сигналов записи MWTC, чтения MRDC и прерывания IRQ. Всеми процессами на общей шине управляет программно-аппаратный комплекс центрального процессора. В состав структурной схемы концентратора входят два модуля центрального процессора, основной и вспомогательный. Основным является процессор ЦП0, на него возложено выполнение следующих функций: считывание и анализ сигналов состояния абонентских линий и каналов внешних соединительных линий; формирование и выдача сигналов управления и взаимодействия в соответствии с отрабатываемыми алгоритмами и протоколами абонентской и станционной сигнализации; управление установлением соединений между каналами концентратора, где под каналами концентратора подразумеваются каналы абонентских и внешних соединительных линий; формирование и выдача в каналы акустических и вызывных сигналов; формирование и обмен информацией о состоянии КАН с пультом оператора через последовательный порт RS 232. Вспомогательный процессор ЦП1 решает следующие задачи: формирование и выдача в канал по запросу информации о номере вызывающего абонента (исходящий АОН); детектирование информации о номере вызывающего абонента при входящей связи по соединительным линиям (контроль входящей связи). Эти задачи решаются при условии применения КАН автономно (без второй ступени коммутации - КЦК). Если же ЦАТС построена на базе КАН и КЦК, то ЦП1 решает задачу организации передачи данных о состоянии КАН по выделенному каналу ИКМ через КЦК на пульт оператора. В основе функционирования концентратора абонентской нагрузки лежит одновременное выполнение двух периодически повторяющихся независимых процессов. Первый процесс заключается в непрерывном слежении за состоянием абонентских и соединительных линий или каналов, двоичном кодировании этих состояний с частотой 200 Гц, логической обработке кодов состояния каналов и управлении каналами по результатам обработки. Период повторения этого процесса, составляющий 5 мс, обусловлен длительностью используемых в телефонии сигналов управления и взаимодействия (СУВ), минимальная длительность которых составляет не менее 20…40 мс. Выбранный период обращения к регистрам состояния и управления абонентских и соединительных каналов, в несколько раз меньший, чем минимальная длительность сигналов управления и взаимодействия, позволяет однозначно определить состояние каналов с учетом возможных искажений сигналов на линейных участках и принять адекватное решение по дальнейшему управлению каналами. Конечным результатом данного процесса являются отработка алгоритмов сигнализации, используемых в сети связи, и заполнение таблицы соединений по запросам абонентов. Второй процесс состоит в дискретизации аналоговых звуковых сигналов, поступающих из абонентских или аналоговых соединительных линий, со стандартизированной для телефонии частотой 8 кГц, запоминании полученных кодов цифровых выборок звуковых сигналов в буферном ОЗУ, обмене цифровыми выборками между ячейками буферного ОЗУ в соответствии с таблицей соединений с периодичностью 125 мкс, считывании цифровых выборок из ОЗУ, их цифро-аналоговом преобразовании и выдачи аналоговых звуковых сигналов в абонентские или аналоговые соединительные линии. Результатом этого процесса является установление соединения по звуковому тракту между вызывающим и вызываемым абонентами для проведения разговора. Процесс обмена данными между звуковыми каналами осуществляется в режиме прямого доступа к памяти (ПДП). В каждый интервал времени 400 нс на общей шине концентратора выставляется адрес источника данных, приемника данных и соответственно сигналы чтения и записи. Время работы режима ПДП составляет 102,4 мкс. Оставшиеся 22,6 мкс от цикла 125 мкс предоставлены для выхода на общую шину процессору для осуществления процедур записи, чтения регистров управления, состояния абонентских и соединительных линий. Абонентских каналы внутри концентратора абонентской нагрузки нумеруются от 0 до 127. Пусть абонент 7 устанавливает связь с абонентом 100. В данном случае для абонента с номером 7 характерно то, что он стоит первым в цикле ПДП. Начальные этапы установления соединения следующие: абонент 7 свободен (трубка положена); абонент 100 свободен (трубка положена); абонент 7 снимает трубку. Процессор при очередном чтении регистра состояния абонента 7 определяет изменение состояния и по заданному алгоритму переводит его в состояние абонент “занят” и определяет источник данных для абонента 7 - канал 2 регистровой матрицы основного процессора ЦП0, где хранится программно формируемый акустический сигнал абоненту “ответ станции” - длинный гудок. Абонент 7, услышав длинный гудок, начинает набор номера (в нашем случае это 100), процессор, постоянно опрашивая регистр состояния абонента 7, определяет, что абонент 7 начал набирать номер вызываемого абонента. По этому событию в качестве источника данных для абонента 7 на время набора номера назначается регистр 0 регистровой матрицы, где хранится константа 55h, что после декодирования означает сигнал “тишина”. Процессор определяет после набора последней цифры номер вызываемого абонента и анализирует состояние вызываемого абонента (в нашем случае он свободен). На основании вышеопределенных состояний, процессор назначает в качестве источника сигнала для абонента 7, регистр 2 регистровой матрицы (в который пишутся значения сформированного сигнала “контроль посылки вызова” (КПВ), а в регистр управления абонента 100 посылается вызывной сигнал. Абонент 100, услышав вызов, снимает трубку, процессор определяет изменение состояния абонента 100 и определяет в качестве источника для абонента 7 регистр данных абонента 100, а в качестве источника для абонента 100 регистр данных абонента 7, таким образом, произошло соединение абонента 100 и 7. Передача данных между ними происходит напрямую регистр - регистр через общую шину. Процессор продолжает отслеживать состояния абонентов 7 и 100 и не изменяет таблицу коммутации, так как нет изменения состояний линий. Если один из абонентов прекращает разговор (опускает трубку на рычаг ТА), пусть это будет абонент 7, процессор определяет изменение состояния абонента 7 и определяет в качестве источника для абонента 7 регистр 0 регистровой матрицы (“тишину”). Если абонент 100 еще не положил трубку, в качестве источника для абонента 100 выбирается регистр 3 регистровой матрицы, куда пишется сформированный сигнал “занято”. Абонент 100 слышит короткие гудки и опускает трубку. Процессор определяет изменение состояния абонента 100 и определяет в качестве источника для абонента100 регистр 0 регистровой матрицы. Таким же образом происходит соединение других абонентов между собой, а также соединение абонентов с другими АТС через каналы ИКМ (или другие типы соединительных линий). Важно то, что за каждым каналом строго закреплен его временной интервал длительностью 400 нс на временной диаграмме как для процедуры записи данных в канал, так и для процедуры чтения данных из канала. .3.2 Программное обеспечение концентратора Функционирование концентратора абонентской нагрузки осуществляется под управлением комплекса программ, обеспечивающих модификацию его конфигурации для адаптации станции к конкретным условиям включения в сеть связи, выполнение функций установления соединений по запросам абонентов станции, управление процессом сбора и обработки данных тарификации и предоставление абонентам возможности пользования дополнительными видами обслуживания. После конфигурирования концентратора в сети связи и запуска рабочей программы концентратор функционирует автоматически и не требует вмешательства технического персонала. По своему функциональному назначению программное обеспечение (ПО) концентратора распределяется на: программы, обеспечивающие непосредственную работу станции (внутристанционные программы); программы, обеспечивающие общение оператора ЦАТС со станцией (интерфейс пользователя ЦАТС); программы, обеспечивающие обработку данных тарификации. Внутристанционные программы хранятся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) процессора концентратора абонентской нагрузки и после включения питания обеспечивают выполнение следующих функций: инициализация и проверка работоспособности узлов, входящих в состав центрального процессора концентратора абонентской нагрузки; обеспечение связи центрального процессора концентратора абонентской нагрузки с пультом оператора на базе персонального компьютера; организация работы центрального процессора КАН для выполнения основных функций обслуживания абонентских окончаний. Интерфейс пользователя содержится на персональном компьютере пульта оператора и обеспечивает в диалоговом режиме выполнение следующих функций: обеспечение связи с КАН; задание числа концентраторов, подключаемых к одному пульту оператора и способ связи с каждым из них; подготовка конфигурации телефонной станции; загрузка конфигурации в КАН как частями, так и в полном объеме; чтение текущей конфигурации телефонной станции; блокирование или разблокирование отдельных телефонных линий и просмотр списка блокированных линий; сохранение в реальном масштабе времени данных обо всех телефонных разговорах (данных для тарификации); тестирование отдельных узлов станции во время ее работы; просмотр текущего состояния записей данных тарификации; копирование данных тарификации на гибкий диск для последующей обработки программой работы с данными тарификации. Данные трафика (данные о разговорах), по мере накопления должны переноситься на другой персональный компьютер в базу данных. База данных тарификации содержится на персональном компьютере, предназначенном для расчета с абонентами, и обеспечивает выполнение следующих функций: обработка данных тарификации, принятых из ЦАТС; расчет стоимости телефонных разговоров; вывод (по запросу) данных тарификации на экран; вывод (по запросу) данных тарификации на печать. По структуре программное обеспечение концентратора делится на базовое и технологическое. Базовое программное обеспечение предназначено для обеспечения функционирования КАН и состоит из системного и прикладного программных модулей Системное и прикладное ПО хранится в виде исходных текстов в разделе WORK_xxx и является исходным материалом для технологического ПО при подготовке бинарных файлов для программирования ПЗУ. Системное программное обеспечение включает в себя модули инициализации оборудования, операционное ядро, модули таймеров, модули организации очередей, модули связи с пультовым оборудованием, модули связи с периферийными устройствами. Прикладное ПО включает в себя модули обеспечения маршрутизации вызовов, модули обслуживания протоколов обмена по цифровым и аналоговым соединительным линиям и абонентским линиям, модули обработки сигнализации АОН. При включении питания концентратора в центральном процессоре запускается программа-предзагрузчик. Эта программа инициализирует все периферийные устройства, переписывает исполняющую систему и прикладные функции из ПЗУ в ОЗУ центрального процессора и передает управление исполняющей системе. Исполняющая система обеспечивает управление переключением прикладных процессов и очередей управления и очередей таймеров. Драйверы периферийных устройств генерируют системные сообщения в очереди сообщений. На основании этих сообщений исполняющая система осуществляет вызовы прикладных задач. Функционирование драйверов протоколов осуществляется аналогично функционированию драйверов периферийных устройств. К технологическому программному обеспечению относится комплект программ MAKE500 работающих на PC-совместимых компьютерах уровня i486 16M. Технологическое программное обеспечение предназначено для подготовки бинарных файлов, помещаемых в ПЗУ центрального процессора концентратора. .3.3 Функциональный контроль В концентраторе предусмотрена встроенная программно-аппаратная система функционального контроля, выполняющая непрерывное слежение за исправностью аппаратуры, состоянием абонентских и соединительных линий и правильностью выполнения рабочей программы. Текущий контроль за общим функциональным состоянием концентратора осуществляется с пульта оператора при помощи функции контроля. Эта функция предоставляет оператору возможность проверять работоспособность СЛ, АЛ на фоне выполнения станцией своих основных функций. Тем самым выполнение тестов не влияет на обслуживание абонентов ЦАТС. Кроме того, результаты контроля отображаются световыми индикаторами на лицевых панелях модулей, входящих в состав концентратора. Нормальное функционирование модуля основного процессора ЦП0 отображается постоянно мигающим нижним сегментом (чертой) индикатора работоспособности, расположенном на передней панели ЦП0. Нормальное функционирование сопроцессора ЦП1 отображается постоянно мигающей запятой на индикаторе работоспособности ЦП1. Состояние абонентской линии отображается соответствующим светодиодом на передней панели ПИАЛ: светодиод горит постоянно - шлейф замкнут; светодиод моргает синхронно с сигналом посылки вызова - вызов в линию; светодиод моргает синхронно набираемому номеру - набор номера абонентом; светодиод не горит - состояние разомкнутого шлейфа (абонент свободен). Первичными признаками нормального функционирования модуля ИКМ в составе концентратора при связи с другой АТС является погашенное состояние всех светодиодов, расположенных на передней панели. Светодиод ОТСУТСТВИЕ ЛС загорается при пропадании линейного сигнала на входе модуля. Индикатор СБОЙ ЦС сигнализирует о потере цикловой синхронизации, а светодиод СБОЙ СЦС указывает на сбой сверхцикловой синхронизации. Нормальное функционирование источника питания ВИП отображают следующие индикаторы, расположенные на передней панели: индикаторы наличия вторичных напряжений +5 В, +12 В, минус 12 В; индикаторы неисправности конверторов в количестве 4 шт.; индикатор ПЕРЕГРУЗКА правильного функционирования схемы управления. На передней панели источника питания имеется также тумблер ВКЛ - тумблер включения преобразователей модуля ВИП и кнопка СБРОС, запускающая схему формирования сигнала общего сброса для процессора ЦПО и полного перезапуска концентратора. .3.4 Режимы синхронизации аппаратуры концентратора Синхронность работы и взаимодействия составных частей концентратора при реализации алгоритмов коммутации данных обеспечивается генераторным оборудованием модулей ИКМ и ЦП0. Генераторное оборудование вырабатывает опорные частоты FЦ=8,0 кГц и FТ=2,048 МГц, необходимые для работы цифрового тракта передачи информации и общей шины коммутатора, связывающей между собой функциональные модули. Основным элементом генераторного оборудования модуля ИКМ является узел синхронизатора, построенный по схеме управляемого напряжением кварцевого генератора (ГУН). Синхронизатор может работать в режимах синхронизации аппаратуры “ведущий” и “ведомый” относительно входящего первичного потока. В свою очередь в режиме “ведущий” предусмотрены два вида синхронизации: внутренняя и внешняя. При внутренней синхронизации опорным генератором является сам синхронизатор, работающий как автогенератор. При внешней сихронизации осуществляется фазовая автоподстройка частоты синхронизатора по внешней опорной частоте, поступающей с общей шины концентратора. В режиме “ведомый” фазовая автоподстройка частоты синхронизатора модуля ИКМ производится по частоте принимаемого первичного цифрового потока. В случае пропадания входного цифрового потока синхронизатор переходит в режим “ведущий” автогенератор. Режим и вид синхронизации задаются при помощи джамперных переключателей в модуле ИКМ. Собственная частота генерации синхронизатора проверяется при помощи частотомера, подключаемого к контрольным гнездам разъема на лицевой панели модуля ИКМ, и при необходимости регулируется подстроечным резистором с точностью установки частоты задающего генератора FТ=2048 кГц ±10 Гц. .4 Коммутатор цифровых сигналов, принцип его работы .4.1 Принцип работы коммутатора Принцип коммутации цифровых каналов, примененный в коммутаторе, основан на принципе работы пространственно-временного коммутатора, перемещающего кодовые комбинации из одного цифрового тракта в другой и из одной временной позиции в другую. Необходимая задержка кодовой комбинации в течение интервала времени, не превышающего длительности периода дискретизации звуковых аналоговых сигналов, достигается выбором соответствующих временных соотношений между записью в информационную (буферную) память и считыванием комбинаций, поступающих по каждому каналу. Структурная схема коммутатора приведена на рис. 2.4.1. Схема включает в себя следующие основные элементы: каналы первичного доступа (КПД), собранные в группы по 4 канала; периферийные процессоры (ПП), по одному на каждую группу каналов первичного доступа; центральный процессор (ЦП); схему доступа ЦП к периферийным процессорам; собственно коммутационную матрицу; процессор цифровой обработки сигналов (ЦОС). Каналы первичного доступа обеспечивают сопряжение КЦК с линейными цифровыми трактами передачи ИКМ-30. Информационные сигналы, приходящие по входящим цифровым трактам в линейном коде HDB-3 или СМI, преобразуются в КПД в последовательные двоичные коды. После достижения состояния синхронизма с входящим потоком, из последовательных кодов, по мере их поступления, выделяются 8-разрядные кодовые комбинации, принимаемые в канальных интервалах (КИ) первичных потоков, из которых формируются два последовательных потока: |