Лекции - Сети связи и системы коммутации. Сети связи и системы коммутации

Название	Сети связи и системы коммутации
Дата	05.05.2022
Размер	5.1 Mb.
Формат файла
Имя файла	Лекции - Сети связи и системы коммутации.doc
Тип	Учебное пособие #513034
страница	8 из 18

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 18

Каждому из n входов доступны только m определенных выходов, следовательно, доступность прибора D=m из общего числа выходов n×m.

Рисунок 4.6 – Коммутационный прибор типа многократного соединителя n(1×m)
4.3 Коммутационные поля
4.3.1 Структура коммутационного поля

Одним из основных частей коммутационной системы является коммутационное поле (КП). Его рациональное построение позволяет при минимальных затратах оборудования обеспечить требуемое качество обслуживания вызовов. Структура КП показана на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 – Структура коммутационного поля
Коммутационные поля разделяются на ступени искания (звенья) – группа коммутационных приборов, выполняющих одинаковые функции.
С помощью КП через внутристанционные линии V₁и V₂ N входов соединяются с М выходами. Чаще всего соотношение между числом линий следующее: N V1; V1=V2; V2М.
На ступени А осуществляется переход от большого числа входов N (абонентских линий) к меньшему числу внутристанционных линий V1, т. е. выполняется функция сжатия. На ступени В внутристанционные линии V1 коммутируются с внутристанционными линиями V2, т. е. выполняется функция коммутации. На ступени С осуществляется переход от внутристанционных линий V2 к требуемому числу выходов М, то есть выполняется функция расширения.

Ступени искания строятся на основе коммутационных схем, которые можно классифицировать по следующим признакам:

по соотношению числа входов и выходов:

схемы концентрации или сжатия (рисунок 4.8);

Рисунок 4.8 – Схема концентрации

схемы расширения (рисунок 4. 9);

Рисунок 4.9 – Схема расширения

схемы смешивания (рисунок 4. 10);

Рисунок 4.10 – Схема смешивания

по количеству точек коммутации между входом и выходом:

однозвенные или однокаскадные, в которых соединение входа с выходом осуществляется через одну точку коммутации (рисунок 4.11);

Рисунок 4.11 – Однозвенная ступень искания

многозвенные, в которых соединение входа с выходом осуществляется через несколько точек коммутации, например, через две (рисунок 4.12).

Рисунок 4.12 – Двухзвенная ступень искания
Принято обозначать звенья коммутационной схемы буквами английского алфавита: A, B, C, D и т.д. Многозвенные схемы используются для увеличения доступности. В данных коммутационных схемах применяется принцип обусловленного искания: выбирается такой выход, к которому есть свободная промежуточная линия, доступная входу.

4.3.2 Модель коммутационной системы

Модель коммутационной системы емкостью 100 номеров с одной ступенью искания показана на рисунке 4.13.

В данной системе каждая абонентская линия АЛ имеет индивидуальный коммутационный прибор – линейный искатель на 100 линий (прибор типа 1×100), который осуществляет выбор линии вызываемого абонента. Помимо собственного искателя АЛ заводится на соответствующие контакты всех 100 искателей, установленных в системе. Абонентский комплект АК служит для приема сигнала вызова от телефонного аппарата абонента.

Рисунок 4.13 – Модель коммутационной системы с одной ступенью искания ЛИ
Для установления соединения абонент должен набрать на номеронабирателе телефонного аппарата двухзначный номер вызываемого абонента. Выбор выхода на ступени ЛИ осуществляется в режиме вынужденного искания, т. е. под управлением адресной информации. На рисунке 4.14 показана диаграмма последовательности установления внутристанционного соединения.

Рисунок 4.14 – Диаграмма последовательности установления внутристанционного соединения

Построение системы коммутации с одной ступенью искания экономически не выгодно, т. к. для обслуживания возникающих вызовов в час наибольшей нагрузки достаточно иметь 10-15 приборов ЛИ вместо 100, которые используются в данной системе.

Если всем вызывающим абонентам будет доступно 10-15 приборов, то для подключения свободного прибора нужно ввести дополнительную ступень предварительного искания ПИ, которая позволит сократить число приборов. ПИ обеспечивает подключение АЛ вызывающего абонента к свободному в данный момент ЛИ. Выбор свободного выхода к следующей ступени искания осуществляется в режиме свободного искания, т. е. без использования номера абонента Б. Выход со ступени ЛИ осуществляется в режиме вынужденного искания. Модель коммутационной системы емкостью 100 номеров с двумя ступенями искания показана на рисунке 4.15.

Рисунок 4.15 – Модель коммутационной системы с двумя ступенями искания
Распределение функций ПИ и ЛИ между разными ступенями искания применяется в декадно-шаговых АТС. Во всех остальных системах АТС эти функции выполняет ступень абонентского искания АИ (рисунок 4.16).

Рисунок 4.16 – Модель коммутационной системы с одной ступенью искания АИ

Ступень АИ является ступенью двухстороннего действия: для вызывающего абонента выполняет функции ПИ, для вызываемого функции ЛИ.

Максимальная емкость коммутационной станции с функциями ПИ-ЛИ зависит от параметров коммутационных приборов, на которых построена ступень ЛИ (АИ). Как правило, эти приборы имеют 100 выходов в коммутационном поле, поэтому емкость АТС не превышает 100 номеров.

Для увеличения емкости АТС при построении коммутационного поля используется способ группообразования. Сущность группообразования состоит в том, что общая емкость АТС делится на группы, емкость которых равна емкости контактного поля ЛИ.

Например, АТС емкостью 1000 номеров разбивается на 10 групп по 100 номеров в каждой. Для выбора группы, в которой находится нужная АЛ, устанавливается специальный коммутационный прибор – групповой искатель (ГИ).Совокупность приборов ГИ образует ступень группового искания – ступень ГИ.

Рисунок 4.17 – Модель коммутационной системы с одной ступенью ГИ

Поле ступени ГИ делится на направления связи, через каждое из которых обеспечивается доступ к определенной группе абонентов. Поле ГИ характеризуется:

делимостью – количеством направлений связи;
доступностью – число выходов направления, доступных входу;
кодом – частью номера вызываемого абонента, по которой происходит выбор направления.

Максимальное количество направлений, которое можно организовать в поле ГИ, зависит от способа деления поля. Различают механическое и электрическое деление поля. При механическом делении количество направлений поля ГИ определяется конструкцией коммутационных приборов. Такой метод применяется в декадно-шаговых АТС, поля ГИ которых имеют 10 направлений. При электрическом делении поля количество направлений определяется программой, которая заложена в управляющее устройство.

Модель коммутационной системы емкостью 1000 номеров с одной ступенью ГИ показана на рисунке 4.17.

В процессе установления соединения на ступени ГИ производится выбор направления в режиме вынужденного искания и выбор выхода в направлении в режиме свободного искания.
4.3.3 Управляющие устройства

Управляющие устройства УУ можно классифицировать по следующим признакам:

1) по функциональному назначению:

УУ коммутационными приборами;

УУ анализа и выдачи адресной информации;

2) по количеству объектов управления:

индивидуальные УУ – закрепляются за отдельными приборами или модулями;
групповые УУ – обеспечивают управление группой приборов или модулей.

Способы управления установлением соединения делятся на два вида:

непосредственное управление (рисунок 4.18), при котором нет запоминания адресной информации, а сигналы от номеронабирателя телефонного аппарата непосредственно передаются в УУ (применяется только в декадно-шаговых АТС);

2) косвенное (регистровое) управление (рисунок 4.19), при котором адресная информация запоминается в регистре, а затем распределяется по УУ ступеней искания.

Основными функциями регистра является прием и накопление адресной информации.

Способы установления соединения также подразделяются на два вида:

1) прямой, при котором установление соединения происходит одновременно с выбором выхода и применяется в системах с индивидуальными УУ;

2) обходной, при котором процесс выбора выхода отделен от процесса установления соединения и применяется в системах с групповыми УУ. Коммутационный прибор выполняет функции соединения входы с выходом, а выбор требуемого соединительного пути между входом и выходом выполняет УУ.

Рисунок 4.18 – Непосредственное управление соединением

Рисунок 4.19 – Косвенное управление соединением

5 АНАЛОГОВЫЕ СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ
5.1 Координатные АТС
5.1.1 Структура АТСК

Области применения АТСК:

АТСК городского типа – станции большой емкости (10000-20000 номеров), применяются на ГТС;

АТСК 100/2000, АТСК 50/200 – станции малой и средней емкости. применяются на СТС;
АМТС-2, АМТС-3, АРМ-20 – применяются на междугородной сети в качестве оконечных АМТС (междугородных АТС).

АТСК 100/2000, АТСК 50/200 также достаточно широко применяются в качестве учрежденческо-производственных АТС (УПАТС) для организации технологической связи предприятий и учреждений.

Особенности АТСК:

многозвенное построение ступеней искания;
косвенное (регистровое) управление;
обходной принцип управления установлением соединения.

На рисунке 5.1 представлена структурная схема АТСК.

Рисунок 5.1 – Структурная схема АТСК

5.1.2 Коммутационное оборудование

В состав коммутационного оборудования АТСК входит коммутационное поле, имеющее три вида ступеней искания:

абонентского (АИ), которая обеспечивает непосредственное обслуживание абонентских линий по исходящей и входящей связи. При исходящей связи работает в режиме свободного искания (поиск свободного ИШК), а при входящей связи – в режиме линейного искания (поиск требуемой АЛ);
группового (ГИ), на которой используется режим группового искания (выбор группы линий);

регистрового (РИ), на которой используется режим свободного искания (поиск свободного абонентского регистра).

Как правило, городская АТСК имеет две ступени ГИ – IГИ и IIГИ для сети с пятизначной нумерацией, IГИ и IIIГИ для сетей с шестизначной нумерацией.

Для построения коммутационного поля на координатных АТС используются коммутационные приборы – многократные координатные соединители, которые имеют n входов m выходов, доступных каждому входу. В МКС коммутация цепей осуществляется путем перемещения контактных пружин под воздействием якоря электромагнита. На рисунке 5.2 показан принцип работы МКС.

Рисунок 5.2 – Принцип работы МКС
Координатная сетка МКС образуется взаимно пересекающимися вертикалями и горизонталями. В вертикали включаются входы, в горизонтали включаются выходы. В местах пересечения горизонталей и вертикалей создаются точки коммутации, позволяющие соединить любой вход с любым выходом. Одновременно могут быть соединены только несколько или все входы с таким же числом выходов. В качестве точек коммутации используются контактные пружины. На рисунке 5.3 показаны точки, в которых соединены горизонтали и вертикали. В результате входы 1, 3, 6 и 8 соединены соответственно с выходами 4, 7, 2 и 5. Такой соединитель позволяет устанавливать одновременно 10 соединений.

Путем объединения входов или выходов коммутационных приборов, строятся коммутационные блоки с требуемыми структурными параметрами. Блоки ступени ГИ двухзвенные и маркируются NxVxM, где N – число входов блока, V – число промежуточных линий, M – число выходов блока. Условное обозначение коммутационных блоков показано на рисунке 4.22.

Рисунок 5.3 – Условное обозначение коммутационных блоков
Коммутационные блоки характеризуются структурными параметрами, к которым относятся:

параметры МКС;
количество МКС на каждом звене;
количество вертикалей в каждом МКС;
связность – количество промежуточных линий, связывающих каждый коммутатор звена А с каждым коммутатором звена Б.

В коммутационное поле внутристанционные линии включаются через шнуровые комплекты – исходящий (ИШК) и входящий – (ВШК), которые выполняют следующие функции:

подключение регистра к соединительному тракту;
активизация автоматического определения номера АОН;
передача информации о номере и категории вызывающего абонента;
подача абонентам информационных сигналов;
приме от абонентов линейных сигналов (ответ, отбой);
питание цепи микрофонов ТА.

Абонентские комплекты осуществляют подключение АЛ к станции, принимают от абонента линейный сигнал вызова станции (занятие).
5.1.3 Управляющие устройства

В качестве управляющих устройств в АТСК используются регистры и маркеры.

В АТСК различают несколько видов регистров:

на местных станциях:

абонентские регистры – предназначены для приема информации о номере вызываемого абонента и передачи ее в УУ (рисунок 5.4);

Рисунок 5.4 – Функции абонентского регистра

входящие регистры – предназначены для приема адресной информации, поступающей по входящим соединительным линиям от других коммутационных систем и ее передачи ее в УУ;
исходящиерегистры – применяются на исходящих соединительных линиях в случае необходимости изменения способа передачи адресной информации и предназначены для приема адресной информации от абонентского регистра и ее выдачи в исходящую СЛ;

2) на АМТС:

входящие междугородныерегистры;

исходящие междугородныерегистры.

Маркеры в процессе обслуживания вызова осуществляют выбор соединительного пути между входом и выходом коммутационного блока и управление коммутационными приборами при установлении соединения. Выбор соединительного пути между входом и выходом ступени искания обеспечивается либо в режиме свободного искания, либо вынужденного искания. Для работы в режиме вынужденного искания маркеры получают адресную информацию из регистра.
5.2 Квазиэлектронные АТС
5.2.1 Структура АТСКЭ

В АТСДШ и АТСК логика работы управляющих устройств задается замонтированной программой, то есть определяется монтажом принципиальных схем. Квазиэлектронные АТС (АТСКЭ) характеризуются тем, что в качестве управляющих устройств используются электронные управляющие машины ЭУМ, которые работают по записанной программе, хранящейся в памяти, а коммутационное поле строится на разных типах матричных соединителей.

Области применения АТСКЭ:

городские, сельские и учрежденческие АТС средней и малой емкости (АТСКЭ КВАНТ, система ИСТОК);
оконечные АМТС (АМТСКЭ КВАРЦ).

На рисунке 5.5 показана структурная схема АТСКЭ.

Рисунок 5.5 – Структурная схема АТСКЭ
5.2.2 Коммутационное оборудование

В состав коммутационного оборудования (телефонной периферии) АТСКЭ входит коммутационное поле, построенное на блоках абонентских линий (БАЛ) и блоках соединительных линий (БСЛ). Блоки БАЛ выполняют функции ступени АИ, блоки БСЛ – ступени ГИ. Количество звеньев в блоках зависит от емкости станции. В АТСКЭ малой и средней емкости эти блоки двухзвенные, в АТСКЭ большой емкости четырехзвенные. Блоки маркируются N×V×M, где N – число входов блока, V – число промежуточных линий, M – число выходов блока.
Для построения коммутационного поля используются различные типы матричных соединителей: ферридовые, интегральные, гезаконовые. В качестве коммутационных элементов в этих соединителях применяются герметизированные контакты – герконы. Геркон имеет стеклянный корпус, в который запаяны две или три контактные пружины. В коммутационных полях применяются герконы с контактными группами на замыкание. На рисунке 5.6 показан принцип построения матричного ферридового соединителя (МСФ).

Рисунок 5.6 – Принцип построения матричного ферридового соединителя

В матричном соединителе можно выделить две электрически не связанные матрицы:

1) матрица обмоток, в которой объединяются обмотки управления точек коммутации (на рисунке 5.6 не показана);

2) коммутационная матрица, в которую объединены герконы (герметизированные контакты) точек коммутации.

Связь между матрицами осуществляется через магнитное поле: при прохождении тока по обеим обмоткам управления в матрице обмоток создается магнитное поле, которое обеспечивает замыкание герконов в соответствующей точке коммутации. Удержание герконов в замкнутом состоянии осуществляется за счет остаточной магнитной индукции. Для выключения точки коммутации ток пропускается по одной из обмоток в матрице обмоток.

В коммутационное поле включаются комплекты, выполняющие роль интерфейсов для различных внешних и внутристанционных линий:

абонентские комплекты (АК) предназначены для подключения АЛ к станции, принимают от абонента линейный сигнал вызова станции (занятие), выдают сигнал «занято» в случае недоступности вызываемого абонента или его отбоя;
шнуровые комплекты (ИШК и ВШК) предназначены для питания микрофонов, выдачи сигналов ПВ и КПВ, приема линейных сигналов ответа вызываемого абонента, отбоя по линии вызываемого и вызывающего абонентов;
комплекты соединительных линий (ИКСЛ и ВКСЛ) предназначены для подключения СЛ от других станций;
приемник набора номера (ПНН) предназначен выдачи сигнала «Ответ станции» и для приема номера.

5.2.3 Управляющие устройства

В АТСКЭ применяется централизованная система управления, в которой все логические функции по управлению процессами установления соединений выполняются центральным управляющим устройством (ЦУУ), реализованном в виде двухмашинного управляющего комплекса. В состав ЦУУ входят электронные управляющие машины (ЭУМ). Для согласования работы ЦУУ и коммутационного оборудования по временным и энергетическим параметрам применяются периферийные управляющие устройства (ПУУ). Основные функции ПУУ: сканирование (опрос контрольных точек приборов), управление комплектами и коммутационным полем. Взаимодействие ЦУУ и ПУУ осуществляется через периферийный интерфейс.

Вопросы для самоконтроля

Назначение системы коммутации?
По каким признакам классифицируются системы коммутации?
Какие виды линий включаются в систему коммутации?
Какие основные виды оборудования входят в состав системы коммутации?
Что такое коммутация?
Что такое коммутационный прибор?
Что такое коммутационный элемент?
Что такое коммутационная группа?
Из каких фаз состоит цикл работы коммутационного прибора?
По каким признакам классифицируются коммутационные приборы?
Какими параметрами характеризуются коммутационные приборы?
На какие типы делятся коммутационные приборы по своим структурным параметрам?
Какие функции выполняют ступени искания коммутационного поля?
Что такое свободное искание?
Что такое вынужденное искание?
По каким признакам классифицируются УУ?
На какие виды делятся способы установления соединения?
Какие виды оборудования входят в состав АТСК?
Какие коммутационные приборы используются для построения коммутационного поля АТСК?
Какие виды оборудования входят в состав АТСКЭ?
Какие коммутационные приборы используются для построения коммутационного поля АТСКЭ?

6 Цифровые системы коммутации
6.1 Функциональная архитектура ЦСК
6.1.1 Функциональная архитектура современной ЦСК

Функциональная архитектура ориентирована на конвергенцию сетей ТФОП, сотовой связи, Internet (см. раздел 10, п. 10.3). В таблице 6.1 приведены основные типы ЦСК, производимые в мире 3.
Таблица 6.1 – Основные типы ЦСК

Страна производитель	Тип ЦСК	Фирма производитель
США	5ESS, DMS	AT&T, Nortel
Канада	DMS	Nortel
Великобритания	Система Х	GPT
Франция	E10, MT-20	Alcatel
Германия	EWSD, S12	Siеmens, Alcatel
Италия	Linea UT	Italtel
Япония	NEAX 61, FETEX150	NEC, Fujitsu
Россия	АТСЦ-90, Квант, Элком, Si-2000	ЛОНИИС, Квант-Интерком, Рустелеком, ИскраУралТел
Финляндия	DX-200	Nokia
Корея	TDX-10	Samsung, Goldstar, Daewoo, Hanwha
Китай	C&C 08	Huawei
Словения	Si-2000	IskraTEL

Сети связи, как правило, строятся на оборудовании нескольких фирм, что позволяет оператору связи осуществлять и технических, и стоимостной выбор оборудования. При этом возникает необходимость в сопряжении оборудования абонентского доступа и группового оборудования разных производителей. С целью унификации этого стыка были разработаны протоколы V.5. Наличие данных протоколов позволяет функционально представить ЦСК в виде двух независимых частей:

оборудования абонентского доступа (AN);
группового оборудования SN.

Функциональная архитектура ЦСК изображена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 – Функциональная архитектура ЦСК

6.1.2Интерфейсы ЦСК

Интерфейс – определенная стандартами граница между взаимодействующими объектами. Интерфейс определяет физические и электрические свойства сигналов обмена информацией между устройствами и дополняется протоколом обмена, описывающим логические процедуры по обработке сигналов обмена.

Сложные интерфейсы содержат несколько уровней, каждый из которых принимает сообщения нижнего уровня и поставляет результаты обработки более высокому уровню и наоборот. Описание интерфейсов и протоколов существуют в виде международных Рекомендаций ITU-T, ETSI и др. (см. раздел 1, п. 1.6).

Интерфейсы ЦСК (стыки) можно разделить на следующие группы:

абонентские:

аналоговый;
цифровой;
стык ISDN;

интерфейсы сети доступа:

интерфейс V 5.1;
интерфейс V 5.2;

сетевые интерфейсы:

интерфейс А;
интерфейс В;
интерфейс С.

6.1.3 Абонентские интерфейсы

Типы абонентских интерфейсов представлены в таблице 5.2.
Таблица 6.2 – Типы абонентских интерфейсов

Тип интерфейса	Тип подключаемого ОУ	Примечания
Z - интерфейс	Аналоговые ОУ	Подключается через двухпроводную АЛ. Аналого-цифровое преобразование (АЦП) производится в станционном окончании, реализованном в виде абонентского комплекта (АК)
S – интерфейс “пользователь-сеть” (BRA – Basic Rate Access)	Аналоговые ОУ (через терминальный адаптер). Цифровые ОУ.	NT1 – сетевое окончание для подключения до 8 оконечных устройств. Структура сигнала 2В+D. Суммарная скорость 192 кбит/с. Передача сигнальной информации по протоколу DSS1.
T (PRA – Primary Rate Access)	Большие нагрузочные группы (ЛВС, УПАТС)	NT2 – сетевое окончание для подключения больших нагрузочных групп. Структура сигнала 30В+D. Скорость 2048 кбит/с. Передача сигнальной информации по протоколу DSS1.
U- интерфейс	Участок NT1 – LN (линейное окончание)	Скорость передачи 160 кбит/с

6.1.4 Интерфейсы сети доступа

Основное назначение сети доступа (AN) – экономия линейно-кабельных сооружений абонентской распределительной сети за счет временного уплотнения (мультиплексирования) на участке: сеть доступа - оконечная ЦСК.Интерфейс V5 является общим понятием для обозначения семейства интерфейсов между сетью доступа и узлом коммутации. В настоящее время в этом семействе определены два типа интерфейсов: V5.1 и V5.2.

Интерфейс V5.1 используется для подключения к опорной станции аналоговых абонентов и абонентов ISDN. Интерфейс V5.1 состоит из одного тракта Е1 (2048 кбит/с) и позволяет подключить к опорной станции до 30 аналоговых или до 15 цифровых АЛ, или смешанное подключение аналоговых и цифровых АЛ. Отличительной особенностью интерфейса V5.1 является статическое (без концентрации нагрузки) мультиплексирование в оборудовании сети доступа.

Интерфейс V5.2 используется для подключения к опорной станции аналоговых и абонентов ISDN (базовый и первичный доступ) и может включать в свой состав от 1 до 16 трактов Е1. Интерфейс V5.2 позволяет производить концентрацию абонентской нагрузки.

Организация взаимодействия через интерфейс V5 осуществляется посредством использования рядов протоколов, которые разделены на две группы:

протоколы управления вызовом, используемые для обслуживания вызовов аналоговых и ISDN-абонентов, т. е. протоколы ТфОП (гланая задача – поддержание процедур сигнализации по аналоговой АЛ при переходе к сигнализации по выделенному сигнальному каналу) и DSS1, ЕDSS1 (сигнализация этих протоколов прозрачно передается через интерфейс V5);
сервисные протоколы, главной задачей которых, является поддержание процедур, связанных с функциями управления на интерфейсе V5.

6.1.5 Сетевые интерфейсы

Согласно рекомендациям ITU-T аналоговые и цифровые СЛ включаются в ЦСК через интерфейсы А, В, С.

Интерфейс А используется для подключения цифровых трактов, уплотненных аппаратурой ИКМ-30 (поток Е1 2048 кбит/с).

Интерфейс В используется для подключения трактов, уплотненных аппаратурой ИКМ-120 (поток Е2 8448 кбит/с).

Интерфейс С используется для подключения двух- и четырехпроводных аналоговых СЛ.
6.2 Структура ЦСК
Цифровая система коммутации характеризуется тем, что ее коммутационное поле коммутирует каналы, по которым информация передается в цифровой форме. Однако, к ЦСК могут подключаться как цифровые, так и аналоговые абонентские и соединительные линии (посредством абонентских и цифровых блоков). Обобщенная структурная схема ЦСК показана на рисунке 5.2.

Рисунок 6.2 – Обобщенная структурная схема ЦСК
В состав ЦСК входят следующие виды оборудования:

модуль аналоговых абонентских линий (МААЛ) предназначен для подключения к станции аналоговых абонентских линий и выполняет следующие функции:

аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование;
концентрация нагрузки;
функции абонентского стыка;

модуль цифровых абонентских линий (МЦАЛ) предназначен для подключения к станции цифровых абонентских линий и выполняет функции станционного окончания доступа абонентов цифровой сети с интеграцией обслуживания (ЦСИО);
модуль цифровых соединительных линий (МЦСЛ) используется для подключения к станции цифровых соединительных линий и линий ЦСИО, а также согласование входящих и исходящих потоков со скоростями коммутации в коммутационном поле;

модуль аналоговых соединительных линий (МАСЛ) образует интерфейс для подключения аналоговых соединительных линий к цифровому коммутационному полю (осуществляет аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование);
оборудование сигнализации (ОС) выполняет функции по приему и передаче сигналов управления и взаимодействия между коммутационными системами;
коммутационное поле (КП) выполняет коммутацию соединений различных видов: коммутацию разговорных соединений в цифровой форме, коммутацию межпроцессорных соединений; для надежности КП дублируется;
устройство управления ОКС№7 предназначено для управления сетью по общему каналу сигнализации;
генератор тактовых импульсов (ГТИ) предназначен для выработки тактовой частоты, необходимой для синхронизации работы всех блоков станции;
система управления (СУ) предназначена для управления всеми процессами обслуживания вызовов.

6.3 Оборудование доступа к ЦСК
6.3.1 Модуль аналоговых абонентских комплектов

Абонентские линии в ЦСК включаются в коммутационное поле через абонентские блоки (АБ), которые могут располагаться на территории самой станции либо на расстоянии от нее (рисунок 6.3).

Рисунок 6.3 – Подключение АБ к КП
Абонентские блоки, расположенные на расстоянии от ЦСК, называются выносными АБ. Вынос АБ от опорной ЦСК позволяет строить более гибкую сеть, сокращает протяженность АЛ и уменьшает затраты на управление и обслуживание. Выносные АБ связываются с КП по первичным цифровым трактам 2 Мбит/с.

Абонентский блок выполняет следующие основные функции:

аналого-цифровое преобразование АЦП и цифро-аналоговое преобразование ЦАП в случае подключения аналоговых АЛ;
реализация функций BORSCHT, которые выполняются в АК аналоговых линий;
подключение АЛ к первичному цифровому тракту, идущему в КП ЦСК;
мультиплексирование или концентрация нагрузки.

Абонентский комплект и его функции. Абонентский комплект (АК) предназначен для согласования оконечных устройств с ЦСК. АК выполняет 7 функций, каждой из которых поставлена в соответствие буква английского алфавита.

B (battery feed) – электропитание абонентского терминала;

O (over voltage) – защита от перенапряжений на АЛ;

R (ringing) – посылка вызова;

S (supervision, signaling) – наблюдение и сигнализация;

C (coding) – кодирование;

H (hybrid) – дифференциальная система;

T (testing) – тестирование.

На рисунке 6.4 показана структурная схема АК с учетом функций BORSCHT 1.

Рисунок 6.4 – Структурная схема АК с учетом функций BORSCHT
Функция В.Ток питания абонентского телефонного аппарата (ТА) в ЦСК подается из АК. Напряжение питания –48В или –60В.

Функция О. Обеспечивает защиту линий отдельных элементов ЦСК и оконечных устройств, как от разовых случайных воздействий (например, удар молнии), так и от постоянных воздействий индуктивного характера со стороны высоковольтных линий.

Функция R. В аналоговых ТА для срабатывания звонка используется подача высокого переменного напряжения  90В и частотой 25 Гц. Таким образом, выполняется одна из функций абонентской сигнализации – вызов абонента с помощью сигнала ПВ.

Функция S. Обеспечивает контроль за состоянием абонентской линии с целью обнаружения вызова от абонента, ответа, отбоя, адресной информации декадным кодом. Для аналоговой линии эти сигналы обнаруживаются по замыканию и размыканию цепи постоянного тока.

Функция С. Обеспечивает переход от аналоговых сигналов к цифровым. Наиболее распространенным способом является импульсно-кодовая модуляция ИКМ.

Функция Н (функции дифсистемы). Обеспечивает разделение цепей передачи и приема при переходе от двухпроводной АЛ к четырехпроводному тракту ИКМ.

Функция Т. Обеспечивает установление причины и места неисправности. Производится с помощью контрольно-измерительной аппаратуры (КИА), которая подключается к АЛ помощью, например, герконовых реле. Возможны основные проверки:

сопротивление изоляции проводов а и b относительно земли либо между проводами а и b;
емкость между проводами а и b;
изменение постоянного и переменного напряжения на проводах а и b;
проверка на короткое замыкание.

6.3.2 Цифровой абонентский доступ

Для подключения цифровых абонентов к ЦСК предусматриваются цифровые АК, расположенные в абонентском блоке. В отличие от аналогового АК цифровой не выполняет многие из функций BORSCHT, так как они переносятся в цифровой ТА.

Для абонентов сети ISDN организуется цифровой абонентский доступ - совокупность аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие между цифровыми абонентскими терминалами и ЦСК.

Возможны два варианта доступа:

базовый доступ (BRA – Basic Rate Access) со скоростью 2В+D=144 кбит/с, но фактически скорость 192 кбит/с, так как передается дополнительная информация по синхронизации и управлению сетью;
первичный доступ (PRA – Primary Rate Access) используется для систем с повышенной нагрузкой со скоростью 30В+D (локально-вычислительные сети, УПАТС).

Функциональная схема организации доступа абонентов ISDN к ЦСК состоит из функциональных блоков размещаемых у абонентов и на ЦСК. Физические устройства, образующие интерфейс между линией и пользователем, располагаются в непосредственной близости от терминалов и называются сетевыми окончаниями (NT).Модуль цифровых АЛ на ЦСК реализуется в виде линейного окончания LT и станционного окончания ET.

Доступ 2B+D позволяет внедрить новые услуги на существующей абонентской сети. Его реализация явилась предпосылкой для создания целого спектра телекоммуникационных средств получивших название xDSL, где х означает различную реализацию, а DSL (Digital Subscribe Line) – цифровую абонентскую линию. В таблице приводятся данные о возможных вариантах реализации xDSL 3.
Таблица 6.3 – Характеристики оборудования xDSL

Название	Функции	Скорость	Примечание
DSL	Цифровая абонентская линия	160 кбит/с	ЦСИО: речь и данные, доступ в Интернет
НDSL	Высокоскоростная (high) цифровая абонентская линия	2048 кбит/с	Доступ в Интернет, локальные и крупномасштабные сети
SDSL	НDSL по простой паре	2048 кбит/с	Аналогично НDSL
АDSL	Асимметричная (asymmetric) цифровая абонентская линия	1,5- 7 Мбит/с	Доступ в Интернет, видео по запросу, мультимедиа
VDSL	Сверхскоростная цифровая (very high) абонентская линия	13-52 Мбит/с	АDSL плюс высококачественное телевидение (HDTV)

6.4 Системы управления в ЦСК
6.4.1 Классификация систем управления

В общем случае система управления состоит из нескольких управляющих устройств (УУ), которые определенным образом взаимодействуют друг с другом. Обмен управляющими сигналами (функциональные связи) и информацией (информационные связи) между УУ в процессе их совместного функционирования осуществляется через системный интерфейс, а между управляющими устройствами и объектами управления – через периферийный интерфейс.

Рисунок 6.5 – Структура электронной управляющей системы (ЭУС)
ЭУС классифицируются по двум основным признакам:

по способу управления процессом установления соединения (рисунок 6.6);

Рисунок 6.6 – Классификация ЭУС по способу управления установлением соединения
2) по типу системного интерфейса (рисунок 5.7).

Рисунок 6.7 – Классификация ЭУС по типу системного интерфейса
Централизованное управление. Система управления состоит из одного центрального управляющего устройства (ЦУУ) в пределах всей системы коммутации. Возможны два способа реализации ЦУУ:

на базе одного дублированного процессорного модуля (рисунок 6.8).

Рисунок 6.8 – Одномодульная ЭУС

В состав одномодульного ЦУУ входят две электронные управляющие машины ЭУМ 0 и ЭУМ 1. В этом случае ЦУУ выполняет как общестанционные, так и местные задачи по управлению оборудованием ЦСК.

на базе нескольких процессорных модулей (рисунок 6.9).

Рисунок 6.9 – Многопроцессорная ЭУС
Для повышения гибкости и модульности ЦУУ может строится на базе нескольких процессорных модулей. При этом повышается надежность системы управления и появляется возможность наращивания ее производительности.

Достоинства централизованных систем управления:

простота построения;
экономичность для небольших станций.

Недостатки централизованных систем управления:

высокие требования по производительности ЭУМ для станций большой емкости;
сложность наращивания емкости.

В ЦСК централизованные СУ не получили распространения, но используются в квазиэлектронных коммутационных системах АТСКЭ и УПАТС.

Иерархическое управление. Система управления состоит из ЦУУ и нескольких групп периферийных управляющих устройств ПУУ, находящихся между собой в отношении иерархического подчинения (рисунок 6.10).

В иерархических ЭУС самому высокому уровню принадлежит ЦУУ, которое выполняет общесистемные задачи и координирует работу периферийных УУ. Управляющие устройства одного иерархического уровня работают независимо друг от друга, а УУ разных уровней имеют между собой информационные и функциональные связи через соответствующий системный интерфейс.

Процесс управления на каждом этапе обслуживания вызова проходит через все уровни, начиная с самого низкого до самого верхнего и обратно. При этом УУ на более высоком уровне выполняют более сложные функции. ПУУ самого низкого уровня принимает и предварительно обрабатывает информацию

Рисунок 6.10 – Иерархическая ЭУС
о поступающих входных сигналах и формирует необходимые сообщения для ПУУ следующего уровня или ЦУУ. Одновременно с этим ЦУУ координирует совместную работу связанных с ним ПУУ при установлении каждого соединения и выполняет функции, требующие наиболее сложной арифметико-логической обработки информации о вызовах (например, анализ номера и выбор направления связи).

Достоинства иерархических систем управления:

более высокая надежность по сравнению с централизованными ЭУС;
модульность и гибкость структуры;
простота программного обеспечения для каждого УУ;
большая производительность УУ.

Недостатки иерархических систем управления:

необходимость организации межпроцессорного обмена;
наличие ЦУУ снижает надежность и усложняет процесс наращивания емкости.

Иерархические ЭУС используются в ЦСК: МТ-20/25, EWSD, AXE-10, 5ESS, NEAX.

Децентрализованное управление. Система управления состоит из большого числа УУ, каждое из которых выполняет только определенную часть функций по управлению процессом установления соединения. Отличительными чертами данной системы управления является управление процессом установления каждого соединения несколькими УУ. Система управления может быть:

полностью распределенной, в которой в каждом функциональном блоке (модуле) находится УУ, а взаимодействие между модулями осуществляется через цифровое коммутационное поле ЦКП (рисунок 6.11);

Рисунок 6.11 – Полностью распределенная ЭУС

частично распределенная ЭУС, в которой управляющие функции в каждом блоке (модуле) выполняются местными УУ, а управление отдельными функциями (например, техническая эксплуатация, сопряжение с внешними устройствами ввода-вывода данных) осуществляется централизовано.

Достоинства децентрализованных систем управления:

простота реализации;
простота программного обеспечения для одного отдельно взятого блока;
более высокая надежность из-за отсутствия ЦУУ;
возможность наращивания емкости.

Недостатки децентрализованных систем управления:

- сложная организация межпроцессорных связей;

задержки при межпроцессорных связях.

Распределенные СУ используются в ЦСК: DX-200, S-12, Si-2000.

Способы взаимодействия УУ. В системах управления взаимосвязь и взаимодействие УУ в процессе установления соединения осуществляется через системный интерфейс. Существует три варианта построения ЭУС с разными типами системного интерфейса:

непосредственная связь УУ (рисунок 6.12) – одновременно обеспечивается взаимодействие между парой УУ (организуется при небольшом количестве УУ);

Рисунок 6.12 – Организация непосредственной связи УУ

связь УУ через общую шину (рисунок 6.13) – все УУ поочередно (с разделением во времени) подключаются к общей шине (ОШ) для передачи информации. Одновременно по шине может передаваться информация только между парой УУ, поэтому для организации очередности доступа в состав системного интерфейса вводится блок управления шиной БУШ;

Рисунок 6.13 – Организация связи УУ через общую шину

связь УУ через коммутационное поле (рисунок 6.14) – организация взаимодействия между УУ через общее КП (или через специальное, входящее в состав управляющей системы), при котором информация передается по любым или только по специально выделенным каналам коммутируемых ИКМ-линий (например, по 16-му временному интервалу).

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 18