Рассмотрим электронные цифровые автоматические телефонные станции, выпускаемые предприятиями Республики Беларусь. Это такие станции, как ЦСФ "Неман", ЭАТС "Ф - 50/1000" (обе - производство ОАО"Связьинвест"), АТС "Бета" (производитель - МПОВТ).
Все представленные выше станции обладают типичными достоинствами цифровых АТС (повышение качества передачи и коммутации, расширение спектра предоставляемых услуг, уменьшение объема работ при монтаже и обслуживании и т.д.), но по сравнению с зарубежными аналогами они имеют одно неоспоримое преимущество - цену. Стоимость одного номера в 2-4 раза меньше, чем на аналогичных импортных АТС, а если учесть значительное снижение эксплуатационных расходов в течение 25 лет эксплуатации, то экономический выигрыш будет еще более ощутим. Поэтому неудивительно, что предпочтение на ввод абонентской емкости на местных сетях отдается продукции именно белорусских производителей. Этому также способствует и то обстоятельство, что Государственная Программа импортозамещения предписывает использовать исключительно отечественное оборудование.
Основные технические характеристики ЦАТС, производимых в Республике Беларусь, приведены в таблице 2.1. В то же время нельзя не отметить тот факт, что зарубежные ЦАТС предоставляют абонентам гораздо больший перечень оказываемых услуг. Еще один недостаток ЦАТС, производимых в нашей республике, состоит в малой емкости (до 10000 портов) выпускаемых станций. Отсюда следует вывод: для успешного решения задачи, поставленной в моем дипломном проекте, продукция белорусских предприятий, к сожалению, не подходит .
Таблица 2.1 - Техническая характеристика ЦАТС, производимых в Республике Беларусь
|
Наименование параметров |
|||||||
|
Максимальная абонентская емкость, номеров |
|||||||
|
Максимальное количество СЛ |
|||||||
|
Максимальное количество вызовов в ЧНН |
|||||||
|
Максимальный трафик в ЧНН (Эрл) |
|||||||
|
Потребляемая мощность на один номер (Вт) |
|||||||
|
Число портов на 1 плате |
Обзор импортных систем коммутации
Для моего дипломного проекта наиболее подходят следующие коммутационные системы: DX-200 фирмы "Telenokia" (Финляндия), SI 2000 фирмы "Iskratel" (Словения), AXE-10 фирмы "Ericsson" (Швеция), EWSD фирмы "Siemens" (Германия), S12 Alkatel фирмы "Alkatel" (Германия).
Электронная цифровая коммутационная система DX-200.Система DX-200 активно используется во всем мире уже в течение многих лет и за это время заслужила уважение своей надежной и качественной работой. Система DX-200 характеризуется временным разделением каналов в коммутационном поле и цифровым способом передачи информации на основе системы передачи ИКМ-30/32. Управление осуществляется по записанной программе с применением распределенных функциональных управляющих устройств, реализованных на микропроцессорах. Система построена по модульному принципу, как аппаратных средств, так и программного обеспечения. Все функциональные блоки и программные средства подразделяются на независимые друг от друга модули. Модули взаимодействуют посредством стандартизированных сигналов.
Cистема DX-200 может использоваться в качестве опорной станции, транзитной станции, а также абонентских концентраторов.Опорная станция обеспечивает установление оконечных соединений между телефонными аппаратами абонентов местных сетей, а также выход на зоновые, междугородние и международние сети. Станции предназначены также для работы на районированных сетях с узлами входящего и исходящего сообщения, а также на сетях без узлообразования. На сетях может использоваться 5-, 6- и 7- значная нумерация, а также смешенная нумерация.
Транзитная станция предназначена для коммутации каналов, пропуска транзитной нагрузки на городскую телефонную станцию и обеспечивает организацию узлов входящего сообщения, узлов исходящего сообщения, узлов входящего междугороднего сообщения, узлов заказно-соединительных линий, совмещенных узлов, объединяющих вышеперечисленные узлы, узлов учрежденческих сетей.
Система DX-200 обеспечивает взаимодействие с существующими на сетях станциями: декадно-шаговыми, координатными, квазиэлектронными автоматическими телефонными станциями, а также со специальными информационными службами городской телефонной станции.
Для абонентов DX-200 предусмотрен целый ряд дополнительных видов услуг:
1) сокращенный набор номера;
3) повторный вызов без нового набора номера;
5) передача вызова в случае занятости вызываемого абонента на другой телефонный аппарат;
6) передача вызова на автоинформатор или телефонистке;
7) определение номера вызываемого абонента.
В системе DX-200 повременной учет стоимости разговора осуществляется при исходящей связи с учетом категории абонентов.
В состав системы DX-200 входят два типа автоматических телефонных станций: DX-210 и DX-220. Станция DX-210 в основном испольуется в качестве автоматической телефонной станции малой емкости . Основные характеристики системы DX-200 приведены в таблице 2.2.
Электронная цифровая коммутационная система SI 2000.Система SI 2000 предназначена для обслуживания телефонных сетей пригородной и сельской местности. Передовая концепция организации сети SI 2000 является базовой стратегией. В противоположность другим решениям данная концепция обеспечивает несравнимую экономическую выгоду и гибкость. Сети связи многих стран большей частью являются еще аналоговыми, и осуществить немедленную цифровизацию всех путей передачи практически невозможно. Наряду со стандартными возможностями система SI 2000 имеет еще некоторые специфические особенности, служащие для оптимизации решений, связанных с созданием цифровой сети связи.
Во всех телефонных станциях SI 2000 интегрированы аналоговые линейные комплекты. Такое решение для имеющегося аналогового оборудования передачи является экономически наиболее выгодным.
Разработка оптимизированной сети, ориентированной на пригородную и сельскую местность, требует создания цифровых островов. Способность SI 2000 синхронизироваться от цифровой сети позволяет выполнить цифровизацию подчиненных оконечных автоматических телефонных станций и трактов передачи. Для обеспечения беспрепятственного развития сети связи узловая SI 2000 будет выполнять в целом коммутацию и аналого-цифровое преобразование. Если будет смонтирована главная цифровая городская автоматическая телефонная станция, синхронизация SI 2000 будет выполняться от нее без какого-либо дополнительного оборудования.
Абонентом системы SI 2000 предоставляет следующие услуги:
декадный или частотный набор номера;
наличие контрольного счетчика у абонента;
наблюдение;
запрет некоторых видов исходящей связи;
переадресация вызова;
сокращенный набор номера (прямой вызов);
установка на ожидание
и многие другие со всей необходимой поддержкой по учету их стоимости.
Выносные модули в SI 2000 оптимизированы в соответствии с передовой концепцией организации сети. При возникновении потребности в больших емкостях используется автономные автоматические телефонные станции семейства SI 2000. Автономная автоматическая телефонная станция может быть преобразована в выносной модуль или, наоборот, без каких-либо изменений в аппаратных средствах.
Передача по маршрутам большой протяженности в сельской местности является более дорогостоящей, чем в городских зонах. Для того, чтобы сэкономить на оборудовании передачи, в систему SI 2000 интегрировано, в качестве обязательного, устройство ответвления каналов тракта ИКМ-30. В одном тракте ИКМ поток может быть разделен максимально по 15 станциям. Оборудование передачи данных может вводить или выделять свыше двух потоков данных со скоростью 64 килобит в секунду.
Основными достоинствами системы SI 2000 является надежность (менее 0,5 отказов на 100 линий в год), простота, распределенность и модульность, экономичность [ 7 ].
Основные характеристики системы SI 2000 приведены в таблице 2.2.
Электронная автоматическая коммутационная система AXE-10.Система коммутации AXE-10 может использоваться в качестве опорной автоматической телефонной станции, в качестве различных узлов связи (включая международние), а также в качестве центральных, узловых и оконечных автоматических телефонных станций малой емкости на сельских телефонных сетях.
В зависимости от варианта предлагаемого использования различают:
1) местную станцию AXE;
2) транзитную станцию;
3) станцию мобильной (подвижной) связи для создания сотовой сети связи.
Максимальная емкость AXE-10, используемой в качестве местной автоматической телефонной станции, составляет 200000 абонентских линий при средней продолжительности разговора 100 секунд и нагрузке на одну абонентскую линию до 0,1 эрланга.
Транзитная станция типа AXE-10 рассчитана до 2048 цифровых соединительных линий, позволяет пропускать нагрузку транзита до 200 тысяч абонентских линий, включаемых в местные автоматические телефонные станции. Допустимая нагрузка на один канал соединительной цифровой линии установлена равной 0,8 Эрланга.
Для аналого-цифрового преобразования используется импульсно-кодовая модуляция со скоростью передачи информации 2048 килобит в секунду.
Обмен управляющими сигналами с координатными автоматическими телефонными станциями осуществляется на базе системы сигнализации R2 посредством многочастотного кода "2 из 6".
При междугородней связи используется преимущественно одночастотная система сигнализации, применяется также система сигнализации по общему каналу сигнализации №7.
Посредством системы эксплуатации и технического обслуживания обеспечивается постоянное и всестороннее наблюдение за порядком и результатами установления соединений, контроль поступающей нагрузки.
Основные услуги, предоставляемые абонентам:
1) сокращенный набор номера;
3) наведение справки во время разговора;
4) переадресация вызова к телефону или на автоинформатор;
5) автоматическая конференц-связь;
6) установка на ожидание в случае занятости абонента с уведомлением;
7) вызов абонента по заказу;
8) сопровождающий вызов;
9) переключение на другой аппарат при занятости или при не ответе абонента;
10) ограничение исходящей связи;
11) определение номера вызывающего абонента при наличии заявки от вызывающего абонента;
12) автоматическая побудка.
Система коммутации может быть использована для планирования и разработки сетей связи в сельской местности. При этом должны учитываться большие расстояния, низкая телефонная плотность. В основе системы AXE-10 для сельской местности лежит тот же состав оборудования, что и для цифровой сети города. Дополнительно включается в поставку удаленный абонентский мультиплексор, позволяющий подключить до 128 абонентских линий. Предусмотрено использование кабельных цифровых линий связи или линий радиосвязи для соединения удаленных абонентских мультиплексоров с опорной автоматической телефонной станцией. Разработаны варианты размещения оборудования в специальных контейнерах, содержащих необходимые устройства для включения в сеть электропитания немедленного ввода в эксплуатация.
Для абонентов учрежденческого сектора специально разработаны такие услуги, как Центрекс и передача данных по специально выделенным каналам. С помощью этой услуги часть абонентов системы коммутации объединяется в группы с закрытой нумерацией и общим вызовом со стороны телефонной сети по выделенному номеру. Практически могут создаваться учрежденческие автоматические телефонные станции на базе одного и того же оборудования коммутации.
Система коммутации AXE-10 рассчитана на использование в качестве центральной станции сотовой сети связи типа NMT-450. Разработка специальной подсистемы для включения подвижной телефонной связи позволила организовать сопряжение системы AXE-10 с базовыми станциями сотовой связи .
Основные характеристики системы AXE-10 приведены в таблице 2.2.
Электронная автоматическая коммутационная система EWSD.Система EWSD приобрела прекрасную репутацию во многих странах мира благодаря своей надежности, экономической эффективности и многообразию предоставляемых услуг.
Цифровая электронная станция EWSD применяется: с использованием удаленного цифрового блока для оптимизации абонентской сети или для внедрения в зоне новых услуг, в качестве местной телефонной станции, в качестве транзитной телефонной станции, в качестве городской и транзитной междугородней станции, в качестве коммутационного центра для подвижных объектов, в качестве сельской станции, станции малой емкости, как контейнерная станция, в качестве коммутационной системы, в качестве центра эксплуатации и технического обслуживания группы станций, в качестве узла в системе общеканальной сигнализации, в цифровой сети интегрального обслуживания, для предоставления специальных услуг.
EWSD обеспечивает эксплуатационные компании многими преимущественными возможностями, которые, в свою очередь, обуславливаются универсальностью, гибкостью и эксплуатационными качествами коммутационной системы. К основным характерным возможностям EWSD можно отнести: интегрированный надзор, включающий надзор за работой, индикацию ошибок, процедуры анализа ошибок и их диагностику, внедрение в существующие сети, выбор маршрута, выбор альтернативного маршрута, регистрация учета стоимости телефонных разговоров, измерение нагрузки, управление базой данных и других.
В EWSD могут быть использованы все стандартные системы сигнализации. Передача сигнализации также осуществляется стандартными системами. Станция может работать как с абонентами с декадным набором номера, так и с абонентами с тональным набором номера. Для регистрации учета стоимости используются все стандартные методы.
Аналоговому абоненту могут быть представлены следующие виды услуг:
1) сокращенный набор номера;
2) соединение без набора номера (прямая связь);
3) соединение без выдержки времени;
4) передача входящего вызова при отсутствии абонента на службу отсутствующих абонентов;
5) автоинформатор с заранее записанными фразами;
7) временный запрет входящей связи;
8) постановка вызова на ожидание (в случае занятости вызываемого абонента);
9) наведение справки во время разговора;
10) конференц-связь;
11) распечатанная запись длительности и стоимости разговора;
12) автоматическая побудка;
13) специальный абонент;
14) приоритет вызовов
и другие.
Для абонентов цифровой сети интегрального обслуживания дополнительно могут быть предоставлены следующие виды услуг:
1) подключение до восьми оконечных устройств одновременно;
2) изменение оконечного устройства, выбор оконечного устройства;
3) мобильность оконечного устройства;
4) индикаторы услуги;
5) изменение услуги во времени вызова;
6) работа с одновременным пользованием двумя услугами;
7) регистрация учета стоимости разговора по отдельным услугам;
8) вызова, оплачиваемые абонентом и другие .
Основные характеристики системы EWSD приведены в таблице 2.2.
Электронная автоматическая коммутационная система Alkatel S12. При разработке системы большое внимание уделялось проблемам экономичности в производстве и эксплуатации. Экономичность производства обеспечивается высокой степенью унификации оборудования.
Главной функциональной характеристикой станции "Alkatel S12" является децентрализованная структура, основанная на полностью распределенном управлении, как функциями обработки информации, так и непосредственно процессами коммутации.
В сочетании с модульностью аппаратных и программных средств распределенное управление обеспечивает:
1) высокую надежность работы оборудования;
2) возможность построения станции в широком диапазоне емкостей;
3) гибкость в плановом наращивании емкостей системы по требованиям заказчика;
4) устойчивость к изменениям системных требований в будущем, поскольку новые применения будут связаны только с доукомплектованием станции новыми аппаратными или программными модулями без изменения архитектурных принципов и базовых аппаратно-программных средств;
5) упрощение программного обеспечения.
Модульная архитектура станции обеспечивает гибкое внедрение новых технологических решений и предоставление новых услуг в условиях эксплуатации без перерывов в работе. Новые технологические решения и версии программного обеспечения внедрены на сетях различных стран, доведя "Alkatel S12" до совершенного уровня соответствия требованиям к функциональным и технико-эксплуатационным характеристикам, а также обеспечив ее дальнейший эволюционный переход к узкополосной и широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания.
Оборудование станции "Alkatel S12" предназначено для применения на сетях общего и специального назначения, охватывая спектр применения от малых вынесенных абонентских блоков до крупных городских и междугородних станций. Основными вариантами конфигурации оборудовании являются:
1) городские автоматические телефонные станции малой емкости (от 256 до 5376 абонентских линий);
2) городские автоматические телефонные станции средней и большой емкости (до 100000 абонентских линий);
3) транзитные узлы коммутации (до 60000 соединительных линий);
4) вынесенные абонентские концентраторы (до 976 абонентских линий).
Станции "Alkatel S12" обеспечивает предоставление абонентам следующих видов связи:
1) автоматическая внутренняя связь между всеми абонентами станции;
2) автоматическая входящая и исходящая местная связь к абонентам других станций;
3) транзитная связь между входящими и исходящими линиями;
4) автоматическая связь внутри определенной группы абонентов;
5) автоматическая исходящая связь к справочным службам;
6) полупостоянная коммутация.
Абонентам "Alkatel S12" предоставляются следующие виды дополнительных телефонных видов услуг:
1) переадресация входящего вызова к другому аппарату;
2) переадресация вызова в случае занятости абонента;
3) переадресация входящего вызова на автоинформатор или оператора;
4) сопровождающий вызов по паролю на аппарат, с которого заказывались услуги;
5) поисковая сигнализация;
6) установка на ожидание освобождения вызываемого абонента (ожидание с обратным вызовом);
7) повторный вызов без набора номера;
8) соединение с абонентом по предварительному заказу;
9) конференц-связь и другие.
Основные характеристики системы "Alkatel S12" приведены в таблице 2.2 .
Таблица 2.2 - Основные характеристики импортных систем коммутации
Как видно из вышесказанного, параметры импортных систем коммутации близки друг к другу, и в этом случае решающее значение имеет стоимость. Вот именно по этому критерию мной выбрана система коммутации AXE-10, как наилучшая по соотношению "качество-цена".
Вопросы по курсу
«СЕТИ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ»
1. Основные понятия теории сетей связи и систем коммутации
2. Коммутация каналов, сообщений и пакетов +
3. Назначение систем коммутации в сетях связи
4. Диаграмма обмена сигналами в системах коммутации +
5. Централизованные системы коммутации +
6. Способы организации сетей связи +
7. Структура общегосударственной системы автоматизированной телефонной связи +
8. Типы городских сетей телефонной связи +
9. Организация спецслужб и система нумерации в сетях телефонной связи
10. Организация цифровых сетей связи +
11. Варианты модернизации аналоговых сетей телефонной связи +
12. Семиуровневая модель взаимодействия открытых систем +
13. Иерархия цифровых каналов +
14. Режимы доставки для широкополосных ЦСИС+
15. Обоснование концепции и модель обслуживания вызова в интеллектуальных сетях связи +
16. Архитектура интеллектуальной сети связи +
17. Концептуальная модель интеллектуальных сетей связи +
18. Способы повышения эффективности аналоговых абонентских линий +
19. Способы повышения эффективности цифровых абонентских линий +
20. Способы построения цифровой абонентской сети +
21. Цифровые системы передачи абонентских линий по технологии xDSL +
22. Способы кодирования линейных сигналов по технологии xDSL +
23. Структура сетей профессиональной связи
24. Структура сетей персонального вызова +
25. Структура сетей спутниковой связи +
26. Структура сотовых сетей связи +
27. Структура сетей беспроводной связи +
28. Классификация систем сигнализации
29. Абонентская сигнализация
30. Линейная и регистровая сигнализации
31. Общеканальная сигнализация
32. Назначение устройств синхронизации сети телефонной связи и
33. Основные методы синхронизации цифровой сети
34. Организация синхронизации в цифровых телефонных сетях
35. Функции эксплуатационного управления +
Коммутация каналов, сообщений и пакетов
Известны следующие типы систем коммутации:
С коммутацией каналов ;
С коммутацией сообщений ;
С коммутацией пакетов .
Коротко рассмотрим особенности организации указанных систем в сетях связи. Примерами сетей с коммутацией каналов являются телефонная сеть и сеть Телекс (абонентский телеграф). В этих системах сначала создается канал связи между двумя оконечными устройствами, а затем по нему осуществляется обмен информацией
Рис. 2.2. Фрагмент сети связи
Недостатком систем с коммутацией каналов является низкий коэффициент использования линий.
Примером сетей с коммутацией сообщений являются некоторые военные сети и сети речевой почты. В качестве оконечных устройств в этих системах могут использоваться ПЭВМ, которые в отличие от сети Телекс, не соединяются между собой напрямую. Сообщение, предназначенное для передачи из пункта А в другое оконечное устройство пункта В, последовательно запоминается в промежуточных пунктах С, D, Е, обрабатывается и передается в требуемый пункт В с некоторой задержкой во времени. При этом также последовательно освобождаются использованные промежуточные соединительные линии АС, СD, DЕ. Причина задержки сообщений заключается в том, что они ставятся в очередь для передачи по каждой последующей соединительной линии. В этих системах достигается значительно более высокое использование соединительных линий, чем в системах с коммутацией каналов. Однако электронные ящики имеют память большой емкости, что является недостатком сети с коммутацией сообщений.
Сети с коммутацией пакетов были разработаны в 80-х годах прошлого века. Примером такой сети может служить система IP–телефонии, в которой данные, полученные от терминала или ЭВМ, передаются в требуемый пункт назначения в виде коротких пакетов информации фиксированной длины. Такие системы занимают промежуточные положения между выше рассмотренными системами с точки зрения использования соединительных линий связи. Системы IP-телефонии обеспечивают в настоящее время наиболее экономически выгодный режим коммутации речевых сообщений. Однако при попадании отдельных пакетов в сети связи наблюдается значительное ухудшение качества передаваемых речевых сообщений, что является недостатком данных систем.
Диаграмма обмена сигналами в системах коммутации
Кроме канала для передачи информации между каждым терминалом и коммутационной станцией имеется также двухсторонний тракт для обмена сигналами управления. В большинстве реально существующих коммутационных систем для обоих цепей используется один и тот же физический канал.
Первым шагом в разработке любой коммутационной системы является рассмотрение совокупности сигналов управления для обмена служебной информацией между терминалом и коммутационной системой. Эта информация переносится в виде сигналов, закодированных определенным способом: в случае аналоговых телефонных систем – в амплитуде и частоте синусоидального напряжения, в цифровых системах передачи данных – в двоичных кодовых комбинациях.
2.2 Обзор импортных систем коммутации
Для моего дипломного проекта наиболее подходят следующие коммутационные системы: DX-200 фирмы "Telenokia" (Финляндия), SI 2000 фирмы "Iskratel" (Словения), AXE-10 фирмы "Ericsson" (Швеция), EWSD фирмы "Siemens" (Германия), S12 Alkatel фирмы "Alkatel" (Германия).
Электронная цифровая коммутационная система DX-200.Система DX-200 активно используется во всем мире уже в течение многих лет и за это время заслужила уважение своей надежной и качественной работой. Система DX-200 характеризуется временным разделением каналов в коммутационном поле и цифровым способом передачи информации на основе системы передачи ИКМ-30/32. Управление осуществляется по записанной программе с применением распределенных функциональных управляющих устройств, реализованных на микропроцессорах. Система построена по модульному принципу, как аппаратных средств, так и программного обеспечения. Все функциональные блоки и программные средства подразделяются на независимые друг от друга модули. Модули взаимодействуют посредством стандартизированных сигналов.
Cистема DX-200 может использоваться в качестве опорной станции, транзитной станции, а также абонентских концентраторов.Опорная станция обеспечивает установление оконечных соединений между телефонными аппаратами абонентов местных сетей, а также выход на зоновые, междугородние и международние сети. Станции предназначены также для работы на районированных сетях с узлами входящего и исходящего сообщения, а также на сетях без узлообразования. На сетях может использоваться 5-, 6- и 7- значная нумерация, а также смешенная нумерация.
Транзитная станция предназначена для коммутации каналов, пропуска транзитной нагрузки на городскую телефонную станцию и обеспечивает организацию узлов входящего сообщения, узлов исходящего сообщения, узлов входящего междугороднего сообщения, узлов заказно-соединительных линий, совмещенных узлов, объединяющих вышеперечисленные узлы, узлов учрежденческих сетей.
Система DX-200 обеспечивает взаимодействие с существующими на сетях станциями: декадно-шаговыми, координатными, квазиэлектронными автоматическими телефонными станциями, а также со специальными информационными службами городской телефонной станции.
Для абонентов DX-200 предусмотрен целый ряд дополнительных видов услуг:
1) сокращенный набор номера;
3) повторный вызов без нового набора номера;
5) передача вызова в случае занятости вызываемого абонента на другой телефонный аппарат;
6) передача вызова на автоинформатор или телефонистке;
7) определение номера вызываемого абонента.
В системе DX-200 повременной учет стоимости разговора осуществляется при исходящей связи с учетом категории абонентов.
В состав системы DX-200 входят два типа автоматических телефонных станций: DX-210 и DX-220. Станция DX-210 в основном испольуется в качестве автоматической телефонной станции малой емкости . Основные характеристики системы DX-200 приведены в таблице 2.2.
Электронная цифровая коммутационная система SI 2000.Система SI 2000 предназначена для обслуживания телефонных сетей пригородной и сельской местности. Передовая концепция организации сети SI 2000 является базовой стратегией. В противоположность другим решениям данная концепция обеспечивает несравнимую экономическую выгоду и гибкость. Сети связи многих стран большей частью являются еще аналоговыми, и осуществить немедленную цифровизацию всех путей передачи практически невозможно. Наряду со стандартными возможностями система SI 2000 имеет еще некоторые специфические особенности, служащие для оптимизации решений, связанных с созданием цифровой сети связи.
Во всех телефонных станциях SI 2000 интегрированы аналоговые линейные комплекты. Такое решение для имеющегося аналогового оборудования передачи является экономически наиболее выгодным.
Разработка оптимизированной сети, ориентированной на пригородную и сельскую местность, требует создания цифровых островов. Способность SI 2000 синхронизироваться от цифровой сети позволяет выполнить цифровизацию подчиненных оконечных автоматических телефонных станций и трактов передачи. Для обеспечения беспрепятственного развития сети связи узловая SI 2000 будет выполнять в целом коммутацию и аналого-цифровое преобразование. Если будет смонтирована главная цифровая городская автоматическая телефонная станция, синхронизация SI 2000 будет выполняться от нее без какого-либо дополнительного оборудования.
Абонентом системы SI 2000 предоставляет следующие услуги:
2) наличие контрольного счетчика у абонента;
3) наблюдение;
5) переадресация вызова;
6) сокращенный набор номера (прямой вызов);
7) установка на ожидание
и многие другие со всей необходимой поддержкой по учету их стоимости.
Выносные модули в SI 2000 оптимизированы в соответствии с передовой концепцией организации сети. При возникновении потребности в больших емкостях используется автономные автоматические телефонные станции семейства SI 2000. Автономная автоматическая телефонная станция может быть преобразована в выносной модуль или, наоборот, без каких-либо изменений в аппаратных средствах.
Передача по маршрутам большой протяженности в сельской местности является более дорогостоящей, чем в городских зонах. Для того, чтобы сэкономить на оборудовании передачи, в систему SI 2000 интегрировано, в качестве обязательного, устройство ответвления каналов тракта ИКМ–30. В одном тракте ИКМ поток может быть разделен максимально по 15 станциям. Оборудование передачи данных может вводить или выделять свыше двух потоков данных со скоростью 64 килобит в секунду.
Основными достоинствами системы SI 2000 является надежность (менее 0,5 отказов на 100 линий в год), простота, распределенность и модульность, экономичность [ 7 ].
Основные характеристики системы SI 2000 приведены в таблице 2.2.
Электронная автоматическая коммутационная система AXE-10.Система коммутации AXE-10 может использоваться в качестве опорной автоматической телефонной станции, в качестве различных узлов связи (включая международние), а также в качестве центральных, узловых и оконечных автоматических телефонных станций малой емкости на сельских телефонных сетях.
В зависимости от варианта предлагаемого использования различают:
1) местную станцию AXE;
2) транзитную станцию;
3) станцию мобильной (подвижной) связи для создания сотовой сети связи.
Максимальная емкость AXE-10, используемой в качестве местной автоматической телефонной станции, составляет 200000 абонентских линий при средней продолжительности разговора 100 секунд и нагрузке на одну абонентскую линию до 0,1 эрланга.
Транзитная станция типа AXE-10 рассчитана до 2048 цифровых соединительных линий, позволяет пропускать нагрузку транзита до 200 тысяч абонентских линий, включаемых в местные автоматические телефонные станции. Допустимая нагрузка на один канал соединительной цифровой линии установлена равной 0,8 Эрланга.
Для аналого-цифрового преобразования используется импульсно-кодовая модуляция со скоростью передачи информации 2048 килобит в секунду.
Обмен управляющими сигналами с координатными автоматическими телефонными станциями осуществляется на базе системы сигнализации R2 посредством многочастотного кода "2 из 6".
При междугородней связи используется преимущественно одночастотная система сигнализации, применяется также система сигнализации по общему каналу сигнализации №7.
Посредством системы эксплуатации и технического обслуживания обеспечивается постоянное и всестороннее наблюдение за порядком и результатами установления соединений, контроль поступающей нагрузки.
Основные услуги, предоставляемые абонентам:
1) сокращенный набор номера;
3) наведение справки во время разговора;
4) переадресация вызова к телефону или на автоинформатор;
5) автоматическая конференц-связь;
6) установка на ожидание в случае занятости абонента с уведомлением;
7) вызов абонента по заказу;
8) сопровождающий вызов;
9) переключение на другой аппарат при занятости или при не ответе абонента;
10) ограничение исходящей связи;
11) определение номера вызывающего абонента при наличии заявки от вызывающего абонента;
12) автоматическая побудка.
Система коммутации может быть использована для планирования и разработки сетей связи в сельской местности. При этом должны учитываться большие расстояния, низкая телефонная плотность. В основе системы AXE-10 для сельской местности лежит тот же состав оборудования, что и для цифровой сети города. Дополнительно включается в поставку удаленный абонентский мультиплексор, позволяющий подключить до 128 абонентских линий. Предусмотрено использование кабельных цифровых линий связи или линий радиосвязи для соединения удаленных абонентских мультиплексоров с опорной автоматической телефонной станцией. Разработаны варианты размещения оборудования в специальных контейнерах, содержащих необходимые устройства для включения в сеть электропитания немедленного ввода в эксплуатация.
Для абонентов учрежденческого сектора специально разработаны такие услуги, как Центрекс и передача данных по специально выделенным каналам. С помощью этой услуги часть абонентов системы коммутации объединяется в группы с закрытой нумерацией и общим вызовом со стороны телефонной сети по выделенному номеру. Практически могут создаваться учрежденческие автоматические телефонные станции на базе одного и того же оборудования коммутации.
Система коммутации AXE-10 рассчитана на использование в качестве центральной станции сотовой сети связи типа NMT-450. Разработка специальной подсистемы для включения подвижной телефонной связи позволила организовать сопряжение системы AXE-10 с базовыми станциями сотовой связи .
Основные характеристики системы AXE-10 приведены в таблице 2.2.
Электронная автоматическая коммутационная система EWSD.Система EWSD приобрела прекрасную репутацию во многих странах мира благодаря своей надежности, экономической эффективности и многообразию предоставляемых услуг.
Цифровая электронная станция EWSD применяется: с использованием удаленного цифрового блока для оптимизации абонентской сети или для внедрения в зоне новых услуг, в качестве местной телефонной станции, в качестве транзитной телефонной станции, в качестве городской и транзитной междугородней станции, в качестве коммутационного центра для подвижных объектов, в качестве сельской станции, станции малой емкости, как контейнерная станция, в качестве коммутационной системы, в качестве центра эксплуатации и технического обслуживания группы станций, в качестве узла в системе общеканальной сигнализации, в цифровой сети интегрального обслуживания, для предоставления специальных услуг.
EWSD обеспечивает эксплуатационные компании многими преимущественными возможностями, которые, в свою очередь, обуславливаются универсальностью, гибкостью и эксплуатационными качествами коммутационной системы. К основным характерным возможностям EWSD можно отнести: интегрированный надзор, включающий надзор за работой, индикацию ошибок, процедуры анализа ошибок и их диагностику, внедрение в существующие сети, выбор маршрута, выбор альтернативного маршрута, регистрация учета стоимости телефонных разговоров, измерение нагрузки, управление базой данных и других.
В EWSD могут быть использованы все стандартные системы сигнализации. Передача сигнализации также осуществляется стандартными системами. Станция может работать как с абонентами с декадным набором номера, так и с абонентами с тональным набором номера. Для регистрации учета стоимости используются все стандартные методы.
Аналоговому абоненту могут быть представлены следующие виды услуг:
1) сокращенный набор номера;
2) соединение без набора номера (прямая связь);
3) соединение без выдержки времени;
4) передача входящего вызова при отсутствии абонента на службу отсутствующих абонентов;
5) автоинформатор с заранее записанными фразами;
7) временный запрет входящей связи;
8) постановка вызова на ожидание (в случае занятости вызываемого абонента);
9) наведение справки во время разговора;
10) конференц-связь;
11) распечатанная запись длительности и стоимости разговора;
12) автоматическая побудка;
13) специальный абонент;
14) приоритет вызовов
и другие.
Для абонентов цифровой сети интегрального обслуживания дополнительно могут быть предоставлены следующие виды услуг:
1) подключение до восьми оконечных устройств одновременно;
2) изменение оконечного устройства, выбор оконечного устройства;
3) мобильность оконечного устройства;
4) индикаторы услуги;
5) изменение услуги во времени вызова;
6) работа с одновременным пользованием двумя услугами;
7) регистрация учета стоимости разговора по отдельным услугам;
8) вызова, оплачиваемые абонентом и другие .
Основные характеристики системы EWSD приведены в таблице 2.2.
Электронная автоматическая коммутационная система Alkatel S12. При разработке системы большое внимание уделялось проблемам экономичности в производстве и эксплуатации. Экономичность производства обеспечивается высокой степенью унификации оборудования.
Главной функциональной характеристикой станции "Alkatel S12" является децентрализованная структура, основанная на полностью распределенном управлении, как функциями обработки информации, так и непосредственно процессами коммутации.
В сочетании с модульностью аппаратных и программных средств распределенное управление обеспечивает:
1) высокую надежность работы оборудования;
2) возможность построения станции в широком диапазоне емкостей;
3) гибкость в плановом наращивании емкостей системы по требованиям заказчика;
4) устойчивость к изменениям системных требований в будущем, поскольку новые применения будут связаны только с доукомплектованием станции новыми аппаратными или программными модулями без изменения архитектурных принципов и базовых аппаратно-программных средств;
5) упрощение программного обеспечения.
Модульная архитектура станции обеспечивает гибкое внедрение новых технологических решений и предоставление новых услуг в условиях эксплуатации без перерывов в работе. Новые технологические решения и версии программного обеспечения внедрены на сетях различных стран, доведя "Alkatel S12" до совершенного уровня соответствия требованиям к функциональным и технико-эксплуатационным характеристикам, а также обеспечив ее дальнейший эволюционный переход к узкополосной и широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания.
Оборудование станции "Alkatel S12" предназначено для применения на сетях общего и специального назначения, охватывая спектр применения от малых вынесенных абонентских блоков до крупных городских и междугородних станций. Основными вариантами конфигурации оборудовании являются:
1) городские автоматические телефонные станции малой емкости (от 256 до 5376 абонентских линий);
2) городские автоматические телефонные станции средней и большой емкости (до 100000 абонентских линий);
3) транзитные узлы коммутации (до 60000 соединительных линий);
4) вынесенные абонентские концентраторы (до 976 абонентских линий).
Станции "Alkatel S12" обеспечивает предоставление абонентам следующих видов связи:
1) автоматическая внутренняя связь между всеми абонентами станции;
2) автоматическая входящая и исходящая местная связь к абонентам других станций;
3) транзитная связь между входящими и исходящими линиями;
4) автоматическая связь внутри определенной группы абонентов;
5) автоматическая исходящая связь к справочным службам;
6) полупостоянная коммутация.
Абонентам "Alkatel S12" предоставляются следующие виды дополнительных телефонных видов услуг:
1) переадресация входящего вызова к другому аппарату;
2) переадресация вызова в случае занятости абонента;
3) переадресация входящего вызова на автоинформатор или оператора;
4) сопровождающий вызов по паролю на аппарат, с которого заказывались услуги;
5) поисковая сигнализация;
6) установка на ожидание освобождения вызываемого абонента (ожидание с обратным вызовом);
7) повторный вызов без набора номера;
8) соединение с абонентом по предварительному заказу;
9) конференц-связь и другие.
Основные характеристики системы "Alkatel S12" приведены в таблице 2.2 .
Таблица 2.2 - Основные характеристики импортных систем коммутации
| Наименование параметров | SI 2000 | AXE-10 | EWSD | Akatel S12 | |
| Максимальная абонентская емкость, номеров | 10400 | 200000 | 250000 | 120000 | |
| Максимальное количество СЛ | 3600 | 60000 | 60000 | 85000 | |
| Пропускная способность,(Эрл). | 2500 | 30000 | 25200 | 30000 | |
| Максимальное количество вызовов в ЧНН | 80000 | 1000000 | 1000000 | 1000000 | |
| Минимальное количество портов на 1-ой плате | 60 | 16 | 128 | 256 | 16 |
| Потребляемая мощность на один номер,(Вт). | 0,6..0,9 | 0,7..1,0 | 0,65..0,7 | 0,6..1,2 | 0,7..1,1 |
Как видно из вышесказанного, параметры импортных систем коммутации близки друг к другу, и в этом случае решающее значение имеет стоимость. Вот именно по этому критерию мной выбрана система коммутации AXE-10, как наилучшая по соотношению "качество-цена".
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Государственное образовательное бюджетное учреждение
высшего профессионального образования
Московский технический университет связи и информатики
Кафедра сетей связи и систем коммутации
Методические указания
и контрольные задания
по дисциплине
СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ
для студентов заочной формы обучения 4 курса
(направление 210700, профиль - СС)
Москва 2014
План УМД на 2014/2015 уч.г.
Методические указания и контрольные
по дисциплине
СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ
Составитель: Степанова И.В., профессор
Издание стереотипное. Утверждено на заседании кафедры
Сети связи и системы коммутации
Рецензент Маликова Е.Е., доцент
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО КУРСУ
Дисциплина «Системы коммутации» часть вторая изучается на втором семестре четвертого курса студентами заочного факультета специальности 210406 и является продолжением и дальнейшим углублением аналогичной дисциплины, изучаемой студентами на предыдущем семестре.
В данной части курса рассматриваются принципы обмена информацией управления и взаимодействия между системами коммутации, основы проектирования цифровых систем коммутации (ЦСК).
По курсу читаются лекции, выполняются курсовой проект и лабораторные работы. Сдается экзамен и защищается курсовой проект. Самостоятельная работа по освоению курса заключается в проработке материала учебника и учебных пособий, рекомендованных в методических указаниях, и в выполнении курсового проекта.
Если у студента при изучении рекомендованной литературы возникнут затруднения, то вы можете обратиться на кафедру сетей связи и систем коммутации с целью получения необходимой консультации. Для этого в письме необходимо указать название книги, год издания и страницы, где изложен неясный материал. Курс следует изучать последовательно, тема за темой, как это рекомендовано в методических указаниях. При таком изучении к следующему разделу курса следует переходить после того, как вы ответите на все контрольные вопросы, являющиеся вопросами экзаменационных билетов, и решите рекомендованные задачи.
Распределение времени в часах студента для изучения дисциплины «Системы коммутации», часть 2, приведено в таблице 1.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная
1.Гольдштейн Б.С. Системы коммутации. – СПб.:БХВ – Санкт-Петербург, 2003. – 318 с.: ил.
2. Лагутин В. С., Попова А. Г., Степанова И. В. Цифровые системы коммутации каналов в телекоммуникационных сетях связи. – М., 2008. - 214с.
Дополнительная
3.Лагутин В.С., Попова А.Г., Степанова И.В. Подсистема пользователя телефонии для сигнализации по общему каналу. – М. «Радио и связь», 1998.–58 с.
4. Лагутин В.С., Попова А.Г., Степанова И.В. Эволюция интеллектуальных служб в конвергентных сетях. – М.,2008. – 120с.
ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Сигнализация 2ВСК и R 1,5, сценарий обмена сигналами между двумя АТС.
2.Управление абонентскими данными на цифровой АТС. Анализ аварийных сообщений цифровой АТС.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗДЕЛАМ КУРСА
Особенности построения цифровых систем коммутации каналов
Следует изучить особенности построения систем коммутации каналов на примере цифровой АТС типа EWSD. Рассмотреть характеристики и функции цифровых блоков абонентского доступа DLU, реализацию удаленного абонентского доступа. Рассмотреть характеристики и функции линейной группы LTG. Изучить построение коммутационного поля и типовой процесс установления соединения .
Цифровая система коммутации EWSD (Digital Electronic Switching System) разработана фирмой Siemens как универсальная система коммутации каналов для телефонных сетей общего пользования. Пропускная способность коммутационного поля системы EWSD составляет 25200 Эрланг. Число обслуженных вызовов в ЧНН может достигать 1 млн. вызовов. Система EWSD при использовании в качестве АТС позволяет подключать до 250 тысяч абонентских линий. Узел связи на базе этой системы позволяет коммутировать до 60 тысяч соединительных линий. Телефонные станции в контейнерном исполнении позволяют подключать от нескольких сотен до 6000 удаленных абонентов. Выпускаются коммутационные центры для сотовых сетей связи и для организации международной связи. Предусмотрены широкие возможности организации путей второго выбора: до семи путей прямого выбора плюс один путь последнего выбора. Могут выделяться до 127 тарифных зон. В течение одного дня тариф может меняться до восьми раз. Генераторное оборудование обеспечивает высокую степень стабильности вырабатываемых частотных последовательностей:
в плезиохронном режиме – 1 10 -9 , в синхронном режиме –1 10 -11 .
Система EWSD рассчитана на использование источников электропитания -60В или -48В. Допускается изменение температуры в диапазоне 5-40 ° С при влажности 10-80%.
Аппаратные средства EWSD подразделяются на пять основных подсистем (см. рис.1): цифровой абонентский блок (DLU); линейная группа (LTG); коммутационное поле (SN); управляющее устройство сети сигнализации по общему каналу (CCNC); координационный процессор (СР). Каждая подсистема имеет хотя бы один микропроцессор, обозначенный GP. Используются системы сигнализации R1,5 (зарубежный вариант R2), по общему каналу сигнализации №7 SS7 и ЕDSS1. Цифровые абонентские блоки DLU обслуживают: аналоговые абонентские линии; абонентские линии пользователей цифровых сетей с интеграцией служб (ISDN); аналоговые учрежденческие подстанции (УПАТС); цифровые УПАТС. Блоки DLU обеспечивают возможность включения аналоговых и цифровых телефонных аппаратов, многофункциональных терминалов ISDN. Пользователям ISDN предоставляются каналы (2B+D), где В=64 кбит/с - стандартный канал аппаратуры ИКМ30/32, D-канал передачи сигнализации со скоростью 16 кбит/с. Для передачи информации между EWSD и другими системами коммутации используются первичные цифровые соединительные линии (ЦСЛ, англ. РDС) - (30В+1D+синхронизация) на скорости передачи 2048 кбит/с (или на скорости 1544 кбит/с в США).
 |
Рис.1. Структурная схема системы коммутации EWSD
Может использоваться локальный или дистанционный режим работы DLU. Удаленные блоки DLU устанавливаются в местах концентрации абонентов. При этом уменьшается длина абонентских линий, а трафик на цифровых соединительных линиях концентрируется, что приводит к уменьшению затрат на организацию сети распределения и повышает качество передачи.
Применительно к абонентским линиям допустимым считается сопротивление шлейфа до 2 кОм и сопротивление изоляции - до 20 кОм. Система коммутации может воспринимать импульсы набора номера от дискового номеронабирателя, поступающие со скоростью 5-22 имп/с. Прием сигналов частотного набора номера ведется в соответствии с Рекомендацией ССITТ REC.Q.23.
Высокий уровень надежности обеспечивается за счет: подключения каждого DLU к двум LTG; дублирования всех блоков DLU с разделением нагрузки; непрерывно выполняемых тестов самоконтроля. Для передачи управляющей информации между DLU и линейными группами LTG используется сигнализация по общему каналу (CCS) по временному каналу номер 16.
Главными элементами DLU являются (рис.2):
модули абонентских линий (SLM) вида SLMA для подключения аналоговых абонентских линий и вида SLMD для подключения абонентских линий ISDN;
два цифровых интерфейса (DIUD) для подключения цифровых систем передачи (PDC) к линейным группам;
два устройства управления (DLUC), управляющих внутренними последовательностями DLU, распределяющих или концентрирующих сигнальные потоки, идущие к абонентским комплектам и от них. Для обеспечения надежности и повышения пропускной способности DLU содержит два контроллера DLUC. Они работают независимо друг от друга в режиме разделения задач. При отказе первого DLUC второй может принять на себя управление всеми задачами;
две сети управления для передачи управляющей информации между модулями абонентских линий и управляющими устройствами;
испытательный блок (TU) для тестирования телефонов, абонентских и соединительных линий.
Характеристики DLU изменяются при переходе от одной модификации к другой. Например, вариант DLUB предусматривает использование модулей аналоговых и цифровых абонентских комплектов с 16 комплектами в каждом модуле. К отдельному абонентскому блоку DLUB можно подключить до 880 аналоговых абонентских линий, а он подключается к LTG с помощью 60 каналов ИКМ (4096 Кбит/с). При этом потери из-за недостатка каналов должны быть практически равны нулю. Для выполнения этого условия пропускная способность одного DLUB не должна превышать 100 Эрл. Если окажется, что средняя нагрузка на один модуль больше 100 Эрл, то следует уменьшать число абонентских линий, включаемых в один DLUB. Могут быть объединены до 6 блоков DLUB в удаленный блок управления (RCU).
В таблице 1 представлены технические характеристики цифрового абонентского блока более современной модификации DLUG.
Таблица 1.Технические характеристики цифрового абонентского блока DLUG
При помощи отдельных линий могут подключаться монетные таксофоны, аналоговые учрежденческо-производственные автоматические телефонные станции РВХ (Private Automatic Branch Exchange) и цифровые РВХ малой и средней емкости.
Перечислим часть наиболее важных функций модуля абонентских комплектов SLMA для подключения аналоговых абонентских линий:
контроль линий для обнаружения новых вызовов;
питание постоянным напряжением с регулируемыми значениями тока;
аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи;
симметричное подключение вызывных сигналов;
контроль коротких замыканий шлейфа и коротких замыканий на землю;
прием импульсов декадного набора номера и при частотном наборе;
смена полярности питания (переполюсовка проводов для таксофонов);
подключение линейной стороны и стороны абонентского комплекта к многопозиционному тестовому переключателю, защита от перенапряжений;
развязка речевых сигналов по постоянному току;
преобразование двухпроводной линии связи в четырехпроводную линию.
Обращение к функциональным блокам, оборудованным собственными микропроцессорами, осуществляется через сеть управления DLU. Блоки опрашиваются циклически на предмет готовности передачи сообщений, к ним осуществляется прямой доступ для передачи команд и данных. DLUC выполняет также программы испытания и наблюдения с целью распознавания ошибок.
Существуют следующие системы шин DLU: шины управления; шины 4096 кбит/с; шины обнаружения столкновений; шины передачи вызывных сигналов и тарифных импульсов. Сигналы, передаваемые по шинам, синхронизируются тактовыми импульсами. По шинам управления передается управляющая информация со скоростью передачи 187,5 кбит/с; причем эффективная скорость передачи данных составляет примерно 136 кбит/с.
По шинам 4096 кбит/с передаются речь/данные в модули абонентских линий SLM и обратно. Каждая шина имеет в обоих направлениях по 64 канала.
Каждый канал функционирует со скоростью передачи 64 кбит/с (64 х 64 кбит/с = 4096 кбит/с). Назначение каналов шин 4096 кбит/с каналам РDС является фиксированным и определяется через DIUD (см. рис.3). Подключение DLU к линейным группам типа В, F или G (соответственно, типы LTGB, LTGF или LTGG) осуществляется по мультиплексным линиям 2048 кбит/с. DLU может подключаться к двум LTGB, двум LTGF (B) или к двум LTGG.
Линейная группа Line /Trunk Groupe (LTG) образует интерфейс между цифровой средой узла и цифровым коммутационным полем SN (рис.4). Группы LTG выполняют функции децентрализованного управления и освобождают координационный процессор CP от рутинной работы. Соединения между LTG и дублированным коммутационным полем осуществляются по вторичной цифровой линии связи (SDC). Скорость передачи по SDC в направлении от группы LTG к полю SN и в обратном направлении составляет 8192 кбит/с (сокращенно 8 Мбит/с).
Рис.3. Мультиплексирование, демультиплексирование и
передача управляющей информации в DLUC
Рис.4. Различные варианты доступа к LTG
Каждая из этих мультиплексных систем 8 Мбит/с имеет 127 временных интервалов со скоростью 64 кбит/с в каждом для переноса полезной информации, а один временной интервал со скоростью 64 кбит/с используется для передачи сообщений. Группа LTG передает и принимает речевую информацию через обе стороны коммутационного поля (SN0 и SN1), выполняя назначение соответствующему абоненту речевой информации из активного блока коммутационного поля. Другая сторона поля SN рассматривается как неактивная. При возникновении отказа через нее сразу начинаются передача и прием пользовательской информации. Напряжение электропитания LTG составляет +5В.
В LTG реализуются следующие функции обработки вызовов:
прием и интерпретация сигналов, поступающих по соединительным и
абонентским линиям;
передача сигнальной информации;
передача акустических тональных сигналов;
передача и прием сообщений в/из координационный процессор (СР);
передача отчетов в групповые процессоры (GP) и прием отчетов из
групповых процессоров других LTG (см. рис.1);
передача и прием запросов в/из контроллер сети сигнализации по общему каналу (CCNC);
управление сигнализацией, поступающей в DLU;
согласование состояний на линиях с состояниями стандартного интерфейса 8 Мбит/с с дублированным коммутационным полем SN;
установление соединений для передачи пользовательской информации.
Для реализации различных типов линий и способов сигнализации используются несколько типов LTG. Они отличаются реализацией аппаратных блоков и конкретными прикладными программами в групповом процессоре (СP). Блоки LTG имеют большое число модификаций, отличающихся использованием и возможностями. Например, блок LTG функции В используется для подключения: до 4 первичных цифровых линий связи вида PCM30 (ИКМ30/32) со скоростями передачи 2048 кбит/с; до 2 цифровых линий связи со скоростью передачи 4096 кбит/с для локального доступа DLU.
Блок LTG функции С используется для подключения до 4 первичных цифровых линий связи со скоростями 2048 кбит/с.
В зависимости от назначения LTG (В или С) имеются различия в функциональном исполнении LTG, например, в программном обеспечении группового процессора. Исключение составляют современные модули LTGN, которые являются универсальными, и для того, чтобы изменить их функциональное назначение, необходимо «пересоздать» их программно с другой загрузкой (см. табл.2 и рис.4).
Табл.2. Технические характеристики линейной группы N (LTGN)
Как показано на рис.5, помимо стандартных интерфейсов 2 Мбит/с (РСМЗ0) система EWSD обеспечивает внешний системный интерфейс с более высокой скоростью передачи (155 Мбит/с) с мультиплексорами вида STM-1 сети синхронной цифровой иерархии SDH на волоконно-оптических линиях связи. Используется оконечный мультиплексор типа N (синхронный двойной оконечный мультиплексор, SMT1D-N) устанавливаемый на стативе LTGM.
Мультиплексор SMT1D-N может быть представлен в виде базовой конфигурации с 1xSTM1 интерфейсом (60хРСМЗ0) или в виде полной конфигурации с 2xSTM1 интерфейсами (120хРСМЗ0).
Рис.5. Включение SMT1 D-N в сеть
Коммутационное поле SN системы коммутации EWSD соединяет друг с другом подсистемы LTG, CP и CCNC. Главная его задача состоит в установлении соединений между группами LTG. Каждое соединение одновременно устанавливается через обе половины (плоскости) коммутационного поля SN0 и SN1, так что в случае отказа одной из сторон поля всегда имеется резервное соединение. В системах коммутации типа EWSD могут применяться два типа коммутационного поля: SN и SN(B). Коммутационное поле типа SN(B) представляет собой новую разработку и отличается меньшими размерами, более высокой доступностью, снижением потребляемой мощности. Предусмотрены различные варианты организации SN и SN(B):
коммутационное поле на 504 линейные группы (SN:504 LTG);
коммутационное поле на 1260 линейных групп(SN:1260 LTG);
коммутационное поле на 252 линейные группы (SN:252 LTG);
коммутационное поле на 63 линейные группы (SN:63 LTG).
Основными функциями коммутационного поля являются:
коммутация каналов; коммутация сообщений; переключение на резерв.
Коммутационное поле осуществляет коммутацию каналов и соединений со скоростью передачи 64 кбит/с (см. рис. 6). Для каждого соединения необходимы два соединительных пути (например, от вызывающего абонента к вызываемому и от вызываемого абонента к вызывающему). Координационный процессор осуществляет поиск свободных путей через коммутационное поле на основе хранимой в данный момент в запоминающем устройстве информации о занятости соединительных путей. Коммутация соединительных путей осуществляется управляющими устройствами коммутационной группы.
Каждое коммутационное поле имеет собственное управляющее устройство, состоящее из управляющего устройства коммутационной группы (SGC) и модуля интерфейса между SGC и блока буфера сообщений MBU:SGC. При минимальной емкости ступени 63 LTG в коммутации соединительного пути задействовано одно SGC коммутационной группы, однако при емкостях ступеней с 504, 252 или 126 LTG используются два или три SGC. Это зависит от того, соединяются ли абоненты с одной и той же группой временной коммутации TS или нет. Команды для установления соединения задаются каждому задействованному GP коммутационной группы процессором СР.
Кроме соединений, задаваемых абонентами путем набора номера, коммутационное поле коммутирует соединения между линейными группами и координационным процессором СР. Эти соединения используются для обмена управляющей информацией и называются полупостоянными коммутируемыми соединениями. Благодаря этим соединениям производится обмен сообщениями между линейными группами без затраты ресурсов блока координационного процессора. Некоммутируемые (nailed-up) соединения и соединения для сигнализации по общему каналу устанавливаются также по принципу полупостоянных соединений.
Коммутационное поле в системе EWSD характеризуется полной доступностью. Это означает, что каждое 8-разрядное кодовое слово, передаваемое по магистрали, входящей в коммутационное поле, может быть передано в любом другом временном интервале по магистрали, исходящей из коммутационного поля. Во всех магистралях со скоростью передачи 8192 кбит/с имеется по 128 каналов с пропускной способностью передачи 64 кбит/с каждый (128х64 =8192 кбит/с). Ступени коммутационного поля емкостью SN:504 LTG, SN:252 LTG, SN:126 LTG имеют следующую структуру:
одна ступень временной коммутации, входящая (TSI);
три ступени пространственной коммутации (SSM);
одна ступень временной коммутации, исходящая (TSO).
В состав станций малой и средней (SN:63LTG) входят:
одна входящая ступень временной коммутации (TSI);
одна ступень пространственной коммутации (SS);
одна исходящая ступень временной коммутации (TSО).
Рис.6. Пример установления соединения в коммутационном поле SN
Координационный процессор 113 (СР113 или СР113С) представляет собой мультипроцессор, емкость которого наращивается ступенями.В мультипроцессоре СР113С два или несколько идентичных процессоров работают параллельно с разделением нагрузки. Главными функциональными блоками мультипроцессора являются: основной процессор (ВАР) для обработки вызовов, эксплуатации и технического обслуживания; процессор обработки вызовов (CAP), предназначенный для обработки вызовов; общее запоминающее устройство (CMY); контроллер ввода/вывода (IOC); процессор ввода/вывода (IOР). Каждый процессор ВАР, CAP и IOР содержит один модуль выполнения программы (РЕХ). В зависимости от того, должны ли они быть реализованы в качестве процессоров ВАР, процессоров CAP или контроллеров I0С активизируются специфичные аппаратные функции.
Перечислим основные технические данные ВАР, CAP и IOC. Тип процессора - MC68040, тактовая частота -25МГц, разрядность адреса 32 бита и разрядность данных 32 бита, разрядность слова - 32 бита данных. Данные локальной памяти: расширение - максимум 64 Мбайт (на основе DRAM 16M бит); ступень расширения 16Мбайт. Данные флэш-памяти EPROM: расширение 4 Мбайт. Координационный процессор СР выполняет следующие функции: обработку вызовов (анализ цифр номера, управление маршрутизацией, выбор зоны обслуживания, выбор пути в коммутационном поле, учет стоимости разговоров, управление данными о трафике, управление сетью); эксплуатацию и техническое обслуживание - осуществление ввода во внешние запоминающие устройства (ЕМ) и вывода от них, связь с терминалом эксплуатации и техобслуживания (ОМТ), связь с процессором передачи данных (DCP). 13
На панель SYP (см. рис.1) выводится внешняя аварийная сигнализация, например, информация о пожаре. Внешняя память ЕМ используется для хранения программ и данных, которые не должны постоянно храниться в СР, всей системы прикладных программ для автоматического восстановления данных по тарификации телефонных разговоров и изменению трафика.
Программное обеспечение (ПО) ориентировано на выполнение определенных задач, соответствующих подсистемам EWSD. Операционная система (ОС) состоит из программ приближенных к аппаратным средствам и являющихся обычно одинаковыми для всех систем коммутации.
Максимальная производительность СР по обработке вызовов составляет свыше 2700000 вызовов в час наибольшей нагрузки. Характеристики CP системы EWSD: емкость запоминающего устройства - до 64 Мбайт; емкость адресации - до 4 Гбайт; магнитная лента - до 4 устройств, по 80 Мбайт каждое; магнитный диск - до 4 устройств, по 337 Мбайт каждое.
Задачей буфера сообщений Message Buffer (МВ) является управление обменом сообщениями:
между координационным процессором СР113, и группами LTG;
между СР113 и контроллерами коммутационных групп SGCB) коммутационного поля;
между группами LTG;
между группами LTG и контроллером сети сигнализации по общему каналу CCNC.
Через МВ могут быть переданы следующие типы информации:
сообщения посылаются от DLU, LTG и SN к координационному процессору СР113;
отчеты посылаются от одного LTG к другому (отчеты маршрутизируются через СР113, но не обрабатываются им);
инструкции посылаются от CCNC к LTG и от LTG к CCNC, они маршрутизируются через СР113, но не обрабатываются им;
команды посылаются от СР113 к LTG и SN. МВ преобразует информацию для передачи через вторичный цифровой поток (SDC) и посылает ее в LTG и SGC.
В зависимости от ступени емкости, дублированное устройство МВ может содержать до четырех групп буферов сообщений (MBG). Эта возможность реализована в сетевом узле с избыточностью, то есть в состав МВ0 входят группы MBG00...MBG03, а в состав МВ1 - группы MBG10...MBG13.
Системы коммутации EWSD с сигнализацией по общему каналу по системе № 7 оборудованы управляющим устройством сети сигнализации по общему каналу ССNС . К устройству CCNC можно подключить до 254 звеньев сигнализации через аналоговые или цифровые линии связи.
Устройство CCNC подключается к коммутационному полю по уплотненным линиям, имеющим скорость передачи 8 Мбит/с. Между CCNC и каждой плоскостью коммутационного поля имеется 254 канала для каждого направления передачи (254 пары каналов).
По каналам передаются данные сигнализации через обе плоскости SN к линейным группам и от них со скоростью 64 кбит/с. Аналоговые сигнальные тракты подключаются к CCNC через модемы. CCNC состоит: из максимально 32 групп с 8 оконечными устройствами сигнальных трактов каждая (32 группы SILT); одного дублированного процессора системы сигнализации по общему каналу (CCNP).
Контрольные вопросы
1.В каком блоке выполняется аналого-цифровое преобразование?
2. Сколько аналоговых абонентских линий может быть максимально включено в DLUB? На какую пропускную способность рассчитан этот блок?
3. На какой скорости передается информация между DLU и LTG, между LTG и SN?
4. Перечислите основные функции коммутационного поля. На какой скорости реализуется соединение между абонентами.
5. Перечислите варианты организации коммутационного поля системы EWSD.
6. Перечислите основные ступени коммутации с коммутационном поле.
7.Рассмотрите прохождение разговорного тракта через коммутационное поле системы коммутации EWSD.
8. Какие функции обработки вызова реализуются в блоках LTG?
9. Какие функции реализует бок МВ?
©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-11
Сети с коммутацией каналов обладают несколькими важными общими свойствами независимо от того, какой тип мультиплексирования в них используется.
Сети с динамической коммутацией требуют предварительной процедуры установления соединения между абонентами. Для этого в сеть передается адрес вызываемого абонента, который проходит через коммутаторы и настраивает их на последующую передачу данных. Запрос на установление соединения маршрутизируется от одного коммутатора к другому и в конце концов достигает вызываемого абонента. Сеть может отказать в установлении соединения, если емкость требуемого выходного канала уже исчерпана. Для FDM-коммутатора емкость выходного канала равна количеству частотных полос этого канала, а для TDM-коммутатора - количеству тайм-слотов, на которые делится цикл работы канала. Сеть отказывает в соединении также в том случае, если запрашиваемый абонент уже установил соединение с кем-нибудь другим. В первом случае говорят, что занят коммутатор, а во втором - абонент. Возможность отказа в соединении является недостатком метода коммутации каналов.
Если соединение может быть установлено, то ему выделяется фиксированная полоса частот в FDM-сетях или же фиксированная пропускная способность в TDM-сетях. Эти величины остаются неизменными в течение всего периода соединения. Гарантированная пропускная способность сети после установления соединения является важным свойством, необходимым для таких приложений, как передача голоса, изображения или управления объектами в реальном масштабе времени. Однако динамически изменять пропускную способность канала по требованию абонента сети с коммутацией каналов не могут, что делает их неэффективными в условиях пульсирующего трафика.
Недостатком сетей с коммутацией каналов является невозможность применения пользовательской аппаратуры, работающей с разной скоростью. Отдельные части составного канала работают с одинаковой скоростью, так как сети с коммутацией каналов не буферизуют данные пользователей.
Сети с коммутацией каналов хорошо приспособлены для коммутации потоков данных постоянной скорости, когда единицей коммутации является не отдельный байт или пакет данных, а долговременный синхронный поток данных между двумя абонентами. Для таких потоков сети с коммутацией каналов добавляют минимум служебной информации для маршрутизации данных через сеть, используя временную позицию каждого бита потока в качестве его адреса назначения в коммутаторах сети.
Обеспечение дуплексного режима работы на основе технологий FDM, TDM и WDM
В зависимости от направления возможной передачи данных способы передачи данных по линии связи делятся на следующие типы:
o симплексный - передача осуществляется по линии связи только в одном направлении;
o полудуплексный - передача ведется в обоих направлениях, но попеременно во времени. Примером такой передачи служит технология Ethernet;
o дуплексный - передача ведется одновременно в двух направлениях.
Дуплексный режим - наиболее универсальный и производительный способ работы канала. Самым простым вариантом организации дуплексного режима является использование двух независимых физических каналов (двух пар проводников или двух световодов) в кабеле, каждый из которых работает в симплексном режиме, то есть передает данные в одном направлении. Именно такая идея лежит в основе реализации дуплексного режима работы во многих сетевых технологиях, например Fast Ethernet или АТМ.
Иногда такое простое решение оказывается недоступным или неэффективным. Чаще всего это происходит в тех случаях, когда для дуплексного обмена данными имеется всего один физический канал, а организация второго связана с большими затратами. Например, при обмене данными с помощью модемов через телефонную сеть у пользователя имеется только один физический канал связи с АТС - двухпроводная линия, и приобретать второй вряд ли целесообразно. В таких случаях дуплексный режим работы организуется на основе разделения канала на два логических подканала с помощью техники FDM или TDM.
Модемы для организации дуплексного режима работы на двухпроводной линии применяют технику FDM. Модемы, использующие частотную модуляцию, работают на четырех частотах: две частоты - для кодирования единиц и нулей в одном направлении, а остальные две частоты - для передачи данных в обратном направлении.
При цифровом кодировании дуплексный режим на двухпроводной линии организуется с помощью техники TDM. Часть тайм-слотов используется для передачи данных в одном направлении, а часть - для передачи в другом направлении. Обычно тайм-слоты противоположных направлений чередуются, из-за чего такой способ иногда называют «пинг-понговой» передачей. TDM-разделение линии характерно, например, для цифровых сетей с интеграцией услуг (ISDN) на абонентских двухпроводных окончаниях.
В волоконно-оптических кабелях при использовании одного оптического волокна для организации дуплексного режима работы применяется передача данных в одном направлении с помощью светового пучка одной длины волны, а в обратном - другой длины волны. Такая техника относится к методу FDM, однако для оптических кабелей она получила название разделения по длине волны (Wave Division Multiplexing, WDM). WDM применяется и для повышения скорости передачи данных в одном направлении, обычно используя от 2 до 16 каналов.
Коммутация пакетов
Принципы коммутации пакетов
Коммутация пакетов - это техника коммутации абонентов, которая была специально разработана для эффективной передачи компьютерного трафика. Эксперименты по созданию первых компьютерных сетей на основе техники коммутации каналов показали, что этот вид коммутации не позволяет достичь высокой общей пропускной способности сети. Суть проблемы заключается в пульсирующем характере трафика, который генерируют типичные сетевые приложения. Например, при обращении к удаленному файловому серверу пользователь сначала просматривает содержимое каталога этого сервера, что порождает передачу небольшого объема данных. Затем он открывает требуемый файл в текстовом редакторе, и эта операция может создать достаточно интенсивный обмен данными, особенно если файл содержит объемные графические включения. После отображения нескольких страниц файла пользователь некоторое время работает с ними локально, что вообще не требует передачи данных по сети, а затем возвращает модифицированные копии страниц на сервер - и это снова порождает интенсивную передачу данных по сети.
Коэффициент пульсации трафика отдельного пользователя сети, равный отношению средней интенсивности обмена данными к максимально возможной, может составлять 1:50 или 1:100. Если для описанной сессии организовать коммутацию канала между компьютером пользователя и сервером, то большую часть времени канал будет простаивать. В то же время коммутационные возможности сети будут использоваться - часть тайм-слотов или частотных полос коммутаторов будет занята и недоступна другим пользователям сети.
При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами. Напомним, что сообщением называется логически завершенная порция данных - запрос на передачу файла, ответ на этот запрос, содержащий весь файл, и т. п. Сообщения могут иметь произвольную длину, от нескольких байт до многих мегабайт. Напротив, пакеты обычно тоже могут иметь переменную длину, но в узких пределах, например от 46 до 1500 байт. Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета узлу назначения, а также номер пакета, который будет использоваться узлом назначения для сборки сообщения (рис. 2.29). Пакеты транспортируются в сети как независимые информационные блоки. Коммутаторы сети принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге - узлу назначения.
Рис. 2.29. Разбиение сообщения на пакеты
Коммутаторы пакетной сети отличаются от коммутаторов каналов тем, что они имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов, если выходной порт коммутатора в момент принятия пакета занят передачей другого пакета (рис. 2.30). В этом случае пакет находится некоторое время в очереди пакетов в буферной памяти выходного порта, а когда до него дойдет очередь, то он передается следующему коммутатору. Такая схема передачи данных позволяет сглаживать пульсации трафика на магистральных связях между коммутаторами и тем самым использовать их наиболее эффективным образом для повышения пропускной способности сети в целом.
Рис. 2.30. Сглаживание пульсаций трафика в сети с коммутацией пакетов
Действительно, для пары абонентов наиболее эффективным было бы предоставление им в единоличное пользование скоммутированного канала связи, как это делается в сетях с коммутацией каналов. При этом способе время взаимодействия этой пары абонентов было бы минимальным, так как данные без задержек передавались бы от одного абонента другому. Простои канала во время пауз передачи абонентов не интересуют, для них важно быстрее решить свою собственную задачу. Сеть с коммутацией пакетов замедляет процесс взаимодействия конкретной пары абонентов, так как их пакеты могут ожидать в коммутаторах, пока по магистральным связям передаются другие пакеты, пришедшие в коммутатор ранее.
Тем не менее общий объем передаваемых сетью компьютерных данных в единицу времени при технике коммутации пакетов будет выше, чем при технике коммутации каналов. Это происходит потому, что пульсации отдельных абонентов в соответствии с законом больших чисел распределяются во времени. Поэтому коммутаторы постоянно и достаточно равномерно загружены работой, если число обслуживаемых ими абонентов действительно велико. На рис. 2.30 показано, что трафик, поступающий от конечных узлов на коммутаторы, очень неравномерно распределен во времени. Однако коммутаторы более высокого уровня иерархии, которые обслуживают соединения между коммутаторами нижнего уровня, загружены более равномерно, и поток пакетов в магистральных каналах, соединяющих коммутаторы верхнего уровня, имеет почти максимальный коэффициент использования.
Более высокая эффективность сетей с коммутацией пакетов по сравнению с сетями с коммутацией каналов (при равной пропускной способности каналов связи) была доказана в 60-е годы как экспериментально, так и с помощью имитационного моделирования. Здесь уместна аналогия с мультипрограммными операционными системами. Каждая отдельная программа в такой системе выполняется дольше, чем в однопрограммной системе, когда программе выделяется все процессорное время, пока она не завершит свое выполнение. Однако общее число программ, выполняемых за единицу времени, в мультипрограммной системе больше, чем в однопрограммной.
