«В.И. Дузь, И.Н. Соловская Системы коммутации и распределения информации Модуль 2 Учебное пособие Для студентов факультетов ИК Направления 050903 – Телекоммуникации Одесса – 2013 2 УДК 621.395 (075) План НМВ 2013 г. Д 81 ...»

Министерство образования и науки Украины

Одесская национальная академия связи им. А. С. Попова

Кафедра коммутационных систем

В.И. Дузь, И.Н. Соловская

Системы коммутации

и распределения информации

Модуль 2

Учебное пособие

Для студентов факультетов ИК

Направления 050903 – Телекоммуникации

Одесса – 2013 2 УДК 621.395 (075) План НМВ 2013 г.

Д 81 Дузь В.И. Системы коммутации и распределения информации. Модуль 2: Учеб. пособ. / Дузь В.И., Соловская И.Н. – Одесса: ОНАС им. А.С. Попова, 2013. – 168 с.

Рецензент – Ложковский А. Г.

Пособие соответствует программе дисциплины «Системы коммутации и распределения информации», модуль 2.

Соответственно программе второго модуля рассмотренные вопросы построения современных цифровых систем коммутации (ЦСК): приведена классификация современных ЦСК и обобщенная архитектура ЦСК; на базе ЦСК "Квант-Е" рассмотрены особенности использование ЦСК с коммутацией каналов и их подсистемы как проводного, так и беспроводного абонентского доступов; развитие ЦСК в направления конвергенции технологий коммутаций каналов и пакетов рассмотрено на примере ЦСК SІ-2000/v.6 и ЦСК SІ-3000; на примере ЦСК EWSD v.15 показаны возможности использования коммутационных систем на сетях доступа и транспортных сетях современных систем телекоммуникации.

Пособие предназначено для студентов дневной, заочной и дистанционной форм обучения бакалаврской подготовки направления "Телекоммуникации". Задание для самостоятельной подготовки, которое состоит из двух частей, разрешит студентам закрепить теоретический материал, а наличие контрольных тестов проверить качество полученных знаний.

УТВЕРЖДЕНО ОДОБРЕНО

Методическим советом на заседании кафедры ОНАЗ им. А.С. Попова коммутационных систем и Протокол № 3/14 рекомендовано к изданию от 9 апреля 2013 г. Протокол № от 26 декабря 2012 г.

1 ПРЕДИСЛОВИЕ

Пособие предназначено для помощи студентам в изучении основных положений дисциплины "Системы распределения информации" (СРИ). Материал пособия отвечает программе дисциплины.

Пособие предназначено для студентов, которые изучают дисциплину "Системы распределения информации " в плане бакалаврской подготовки за направлением "Телекоммуникации.

Дисциплина СРИ состоит из трех модулей:

1. "Коммутационные технологии в системах распределения информации ";

2. "Цифровые системы коммутации";

3. "Внедрение и эксплуатация коммутационных систем на сетях связи.

Модуль 2 «Цифровые системы коммутации» (2,5 кредита) Распределение учебного времени модуля 2 дисциплины "Системы коммутации и распределения информации" Количество Неделя Вид занятий часов 1 2 3 4 5 6 7 Лекции 24 2 4 2 4 2 4 2 Практические заня- 16 2 2 2 2 2 2 2 тия Лабораторные заня- 16 2 2 2 2 2 2 2 тия Всего аудиторных 56 6 8 6 8 6 8 6 часов Самостоятельная ра- 34 2 4 4 4 5 5 5 бота 90 8 12 10 12 11 13 11 ВСЕГО Контрольные меры Выд.

СРС СРС СРС модуля

ІІ ВХОДНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ МОДУЛЯ (ЗНАНИЯ И

УМЕНИЯ ИЗ ДИСЦИПЛИН, КОТОРЫЕ ОБЕСПЕЧИВАЮТ ИЗУЧЕНИЕ

ДАННОГО МОДУЛЯ)

1 Принципы коммутации временных каналов, варианты управления, основные требования к построению цифровых коммутационных полей.

2 Назначение функциональных подсистем абонентского и линейного доступа.

Типы абонентских терминалов и абонентских линий. Абонентская сигнализация. ЗН Соединительные линии, типы и их параметры. Линейные стыки.

3 Функциональные подсистемы сигнализации и управления. Определение и основные понятия. Классификация видов сигнального взаимодействия по участкам сети. Виды и параметры сигналов. Способы и принципы управления коммутацией в СРИ.

1 Синтезировать схемы цифровых коммутационных полей с разными технологиями коммутации, анализировать процедуры коммутации. Выполнять диагности- УМ ку ЦКП.

2 Анализировать и выбирать способы сигнального взаимодействия по участкам сети телекоммуникации 3 Описывать алгоритмы установления соединений в системах распределения информации.

ІІІ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ МОДУЛЯ

Содержательный модуль Модуль 3.2: «Цифровые системы коммутации» (2,5 кредитов, 90 часов) 1 Классификация и определение современных ЦСК 2 Особенности использования ЦСК с коммутацией каналов коммуникационных сетях 4 Архитектура общеканальной сигнализации ОКС №7..

5 Коммутационные системы на сетях доступа и транспортных сетях Содержание содержательных модулей (лекционных часов) 1 Классификация и определение современных ЦСК (4 часа).

1.1 Место и роль ЦСК в современной инфраструктуре телекоммуникации (2 часа).

1.2 Обобщенная архитектура цифровой системы коммутации (2 часа).

2 Особенности использования ЦСК с коммутацией каналов (8 часов).

2.1 Архитектура ЦСК. Подсистема узкополосного абонентского доступа ЦСК "Квант-Е" (2 часа).

2.2 Подсистема узкополосной коммутации ЦСК "Квант-Е" (2 часа).

2.3 Подсистемы линейного доступа, сигнализации, синхронизации, управление и эксплуатации (2 часа).

2.4 Подсистема абонентского радиодоступа стандарта DECT. Оборудование узлов коммутированного доступа к сети Іnternet ІPOP (2 часа).

3 Особенности использования ЦСК с подсистемой коммутации пакетов на телекоммуникационных сетях (8 часов).

3.1 Развитие ЦСК в направления конвергенции технологий коммутаций каналов и пакетов (2 часа).

3.2 Архитектура ЦСК с коммутацией пакетов SІ-2000/v.6. Подсистемы узкополосного, широкополосного и беспроводного абонентского доступа (2 часа).

3.3 Подсистемы узкополосной и широкополосной коммутации (2 часа).

3.4 Подсистема сигнализации и синхронизации ЦСК SІ-2000/v.6 (2 часа).

4 Архитектура общеканальной сигнализации ОКС №7. Типы сигнальных сообщений и их форматы (2 часа).

5 Коммутационные системы на сетях доступа и транспортных сетях (2 часа).

1 Соловська І.М. Цифрові системи комутації: навч. посіб. з дисципліни «Системи комутації в електрозв’язку». Модуль 3.4: «Цифрові системи комутації» / І.М. Соловська – Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2007.

2 Соловська І.М. Цифрові системи комутації. Довідковий матеріал для підготовки до практичних, лабораторних робіт та СРС дисципліни «Системи комутації в електрозв’язку». Модуль 3.4. «Цифрові системи комутації» / І.М. Соловська – Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2007.

3 Стовбун Г. В. Цифрова система комутації «Квант-Е». БАЛ: навч. посіб. / Г.В. Стовбун – Одеса, УДАЗ ім. О.С. Попова, 2002.

4 Дузь В.І. Діагностування абонентського модуля ЦСК «Квант-Е».

Методичний посібник до лабораторної роботи № 4.4 / Укладач В.І. Дузь – Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2006.

5 Стовбун Г.В. Методичні вказівки до лабораторної роботи № 88 «Блок абонентських ліній ЦСК «Квант-Е» з курсу «Системи комутації електрозв’язку» (електронний варіант) / Укладач Г.В. Стовбун – Одеса;

ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2008.

6 Гордієнко В.Ю. Методичні вказівки до лабораторної роботи «Мультисервісний вузол доступу MSAN SI-2000» (електронний варіант). / Укладач В.Ю. Гордієнко – Одеса; ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2008.

7 Чумак М.О. Цифрова система комутації SI2000: Навч. посіб. / М.О. Чумак– Одеса: УДАЗ ім. О.С.Попова, 1999.

8 Романцов В.М. Збірник схем до курсу СКЕЗ-2. Цифрові комутаційні поля, ЦСК «Квант-Е», SI-2000, EWSD / Укладачі В.М. Романцов, І.М. Соловська, Г.В. Стовбун Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2004.

9 Печерський В. І. Системи комутації в електрозв’язку. Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу «Системи комутації в електрозв’язку».

Модуль 4.1 – Проектування ЦСК. Для студентів очної, заочної та дистанційної форм навчання факультету ТКС. / Укладачі: В. І Печерський, Т.М. Барабаш – Одеса ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2007.

10 Крук Б.И. Телекоммуникационные системы и сети: Учеб. пос. В 3 т. Том 1:

Современные технологии / Б.И. Крук, В.Н. Попантонопуло, В.П. Шувалов;

под. ред. проф. В.П. Шувалова. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Горячая линия – Телеком, 2005. – 647с.

11 Величко В.В. Телекоммуникационные системы и сети: Учеб. пос. В 3 т.

Том 3 – Мультисервисные сети / В.В. Величко, Е.А.Субботин, В.П. Шувалов, А.Ф. Ярославцев; под ред. проф. В.П. Шувалова. – М.: Горячая линия – Телеком, 2005.– 592 с.

12 Бакланов И.Г. NGN: принципы построения и организации / И.Г. Бакланов – М.: Эко-Трендз, 2008. – 400 с.: ил.

13 Гольдштейн А.Б. SOFTSWITCH / А.Б.Гольдштейн, Б.С. Гольдштейн – СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2006.

14 Гольдштейн Б.С. Протоколы сети доступа. / Б.С. Гольдштейн – М.: Радио и связь, 1999.

15 Берлин А.Н. Коммутация в системах и сетях связи. / А.Н. Берлин – М.:

Эко-трендз, 2006. – 344с.: ил.

16 Росляков В.А. Общеканальная система сигнализации №7. / В.А. Росляков – М.: Эко-трендз, 1999.

17 Борщ В.І. Сигналізація й синхронізація в телекомунікаційних системах. / В.І.Борщ, Є.І. Коршун, Ю.Г. Туманов, М.О. Чумак – К.: Наукова думка, 2004.

18 Битнер В.И. Нормирование качества телекоммуникационных услуг: Учебное пособие. / В.И. Битнер, Г.Н. Попов; под ред. проф. В.П. Шувалова. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004 – 312 с.: ил.

VI РЕКОМЕНДАЦИИ ОТНОСИТЕЛЬНО САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ

РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Самостоятельная работа студентов состоит из изучения лекционного материала, подготовки к лабораторным и практическим занятиям, выполнение комплексного задания и изучения дополнительного материала. Для подготовки к практическим занятиям и лабораторным работам следует использовать методические пособия и указания к соответствующим работам, а также материалы лекций. Литература для этого указывается в соответствующих пособиях и указанная выше. Для выполнения комплексного задания следует использовать литературу [5, 7, 10 и 11] а также пособия, в которых изложенная методика выполнения этой задачи.

ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Внедрение ЦСК "Квант-Е" на ГТС с пятизначной нумерацией Условие задания Существующая ГТС имеет пятизначную нумерацию и три РАТС: две декадно-шаговых РАТС-3 и РАТС-4 емкостью N3 = N4 = 10 000 номеров и координатную РАТС-2 типа АТСКУ емкостью N2 = 9 000 номеров с включенной в неё квазиэлектронной подстанцией ПС-20 типа «Квант» емкостью N20 = 320+64xД номеров.

Для обеспечения междугородной связи РАТС включены к АМТС типа EWSD v.15. Узел спецслужб (УСС) и информационно-справочных служб построен на базе ЦСК типа SI-2000/v.5, расположенных в одном здании с РАТС-3.

Для развития емкости телефонной сети и замены старого оборудования проектируется опорная станция ОПС-4/5 на базе ЦСК «Квант-Е» емкостью N4/5 = 10 000+Ех500 номеров вместо РАТС-4 и подстанция ПС-6 на базе выносного коммутационного модуля ВКМ «Квант-Е» емкостью N6 = 500+ Дх номеров, устанавливаемая в автозале РАТС-3.

Универсальные таксофоны входят в номерную емкость ОПС-4/5 и ПС-6.

Для обеспечения абонентов коммутированным доступом к сети Internet (dial-up) на ГТС планируется организация при ОпО пункта присутствия Internet IPOP и организация связи для группы абонентов с помощью беспроводного доступа (технологии DECT).

Для комплексного задания количество соединительных линий с учетом количества станций на сети ориентировочно можно определить как одна сороковая (если Е нечетное), или одна шестидесятая (если Е четное) от суммарной емкость станций, между которыми проложены соединительные линии.

Расстояние между узлами коммутации i и j измеряются соответствующей длиной телефонной канализации lij между узлами и выбираются в вариантах задания в соответствии с табл. 1.

Таблица 1 – Длина линий между узлами, км Где индекс А – АМТС, а У – УСС При проектировании сети следует учесть то, что ОПС-4/5 размещается в автозале РАТС-4, а ПС-6 в автозале РАТС-3.

1. Изобразить структурные схемы ГТС для существующей структуры городской и междугородной связи и проектируемые схемы городской и междугородной связи. На схемах показать все станции АМТС, УСС, IPOP. На схемах привести типы станций, коды и емкости станций и нумерацию АЛ. Привести связи между станциями. Для пучков соединительных линий указать направленность, для ФСЛ – проводность, для ЦСЛ – тип группового тракта. Привести короткое описание разработанных структурных схем.

2. Определить структуру аналогового абонентского модуля (ААМ) для ОпО, количество ТЭЗ аналоговых абонентских комплектов (ААК), групповых трактов, подключенных к ПВК модуля; обосновать состав необходимого оборудования ААМ. Изобразить структурную схему аналогового абонентского модуля и описать его работу для заданного в табл. 2 этапа.

3. Рассчитать параметры и изобразить функциональные схемы ОПС и ВКМ, указав количество, тип и включение всех блоков (АМ, ЦСЛ, служебных трактов КП), привести нумерацию входов и выходов ПВК, включение абонентов в ) IPOP (Internet Point of Presence) пункт присутствия Іinternet некоторые модули, в частности абонента А с номером ХХЕДЕ, и абонента Б с номером ХХДДЕ.

4. Определить количество групповых трактов от ЦСК к существующим РАТС, АМТС, УСС, IPOP, от ОпО к ВКМ, и ВАМ. Обосновать выбор типа УКС для проектируемой ОпО.

5. На структурных схемах указать типы сигнализаций на каждой СЛ.

6. Для проектируемой ЦСК организовать сеть беспроводного абонентского радио доступа DECT для обеспечения связью группы удаленных абонентов, предусмотрев возможность персональной мобильной связи для 80 абонентов (в радиусе 200…300 метров от БС) и радиодоступ для 128 стационарных абонентов (расстояние от ОпО составляет до 5 км). Учесть, что каждая БС обслуживает одновременно 4 разговорных канала, а количество абонентов, обслуживаемых одной БС, составляет 4…16 для мобильных и 4…32 для стационарных абонентов.

Таблица 2 – Этапы работы БАЛ Посылка сигнала «Ответ станции» в ТА-А Установление соединения в БАЛ Диагностирование абонентской линии абонента Б Посылка «Сигнала вызова» и сигнала «Контроль посылки вызова» в ТА Посылка сигнала «Занято» безотбойному абоненту 7. Разработать и изобразить функциональную схему ЦСК типа «Квант-Е».

На функциональной схеме показать необходимое оборудование ОпО, ВКМ, и ВАМ, количество модулей и комплектов, указать оборудование для обеспечения ОКС-7 и IPOP, а также все направления внешней связи, привести краткую характеристику используемого оборудования.

Внедрение ЦСК "SI-2000 v6" на ГТС с пятизначной нумерацией Условие задания На разработанной в первой части комплексного задания ГТС планируется дальнейшая цифровизация сети путем замены РАТС-3 АТС ДШ на ОПС "SIv6" с увеличением ее емкости на 2Е% (N аб = 10000 + 0,2Е х 10000) номеров и присвоением этой ОПС соответствующего кода 3/7, кроме того, планируется начальный этап организации мультисервисной сети NGN. Количество абонентов на ОПС-3/7, пользующихся услугами xDSL, составит 1Д% от общей емкости станции.

Для организации мультисервисной сети в помещении бывшей РАТС- устанавливается мультисервисный узел доступа MSAN SI-3000 с функциями Softswitсh 5 класса и на всех коммутационных узлах размещаются узлы мультисервисного доступа BAN. На АМТС устанавливается Softswitсh 4 класса.

При этом на ОПС4/5 системы «Квант-Е» для организации мвультисервисного доступа используется ipBAN/DSLAM SI-3000 максимальной емкости, так как развитие аналоговой емкости возможно за счет дооборудования ЦСК «Квант-Е». Количество абонентов на ОПС-4/4, пользующихся услугами xDSL, составит 1Д% от общей емкости станции.

На РАТС-2 используется гибридные hBAN, так как требуется развитие как аналоговой емкости, так и емкости абонентов xDSL. Общее число абонентов РАТС-2 увеличивается на 2Д% номеров. Число абонентов xDSL определяется как 1Е% от емкости существующей РАТС-2.

Емкость ПС-20 не изменяется, а количество абонентов xDSL составит 1Д% от емкости ПС. При этом обеспечение мультисервисного доступа на ПС обеспечивается за счет использования miniBAN или µBAN.

Узлы мультисервисного доступа подключаются к мультисервисному узлу доступа MSAN SI-3000 с использованием технологии АТМ, если Е четное и технологии Ethernet, если Е нечетное через транспортное кольцо SDH соответствующего уровня. Это транспортное кольцо заменяет также все существующие соединительные линии между узлами, рассчитанные в задании 1.

Задание 1. Изобразить структурные схемы ГТС для проектируемой структуры городской и междугородной связи с учетом транспортного кольца. На схемах показать все узлы АМТС, УСС, IPOP, MSAN SI-3000 и BAN. На схемах привести типы станций, коды и емкости станций и нумерацию АЛ. Привести связи между станциями. Для пучков соединительных линий указать направленность, для ФСЛ – проводность, для ЦСЛ – тип группового тракта. Привести краткое описание разработанных структурных схем.

2. Выбрать и обосновать типы оборудования для ОПС-3/7 и мультисервисной сети.

3. Рассчитать необходимое количество групповых трактов Е1 для ОПС3/7 и трактов мультисервисной сети. Определить тип транспортного кольца SDH с учетом всех трактов сети.

4. Разработать функциональную схему ОПС-3/7 и MSAN SI-3000 с учетом рассчитанных трактов и BAN.

5. Изобразить схему соединительного тракта между вызывающим абонентом А с номером ХХЕДЕ, и вызываемым абонента Б с номером ХХДДЕ. В случае соединения с оператором УСС количество цифр уменьшается на усмотрение студента до трех ХДЕ. В случае междугородной связи номер имеет вид ХЕДХХХХЕЕД необходимо нарисовать часть тракта между городской станцией и АМТС. Записю Х обозначена любая цифра, определенная вариантом или самостоятельно студентом. Запись структуры тракта имеет вид:

Если Е = 1, 2, 3, 4, 5 то для разных цифр варианта Д тракта имеет вид:

5 Д = 5 Аб А – ОПС-4/5 – ОПС-3/7 – Аб. Б, включенный в BAN;

8 Д = 8 Аб А – ОПС-3/7 – ОПС-4/5 – РАТС-2 – Аб. Б, включенный в Если Е = 6, 7, 8, 9, 0 то для соответствующих Д направление установления связи изменяется зеркально (абонент Б вызывающий, а абонент А вызываемый).

В тракте указать тип сигнализаций на всех участках тракта.

Для выполнения задания необходимо использовать методические указания к заданию 1 стор.12…17 [1]

V. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ МОДУЛЯ

ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ

1.1 Назначение и функции ЦСК в современных сетях телекоммуникации Цифровая система коммутации (ЦСК) это единый территориальнораспределенный аппаратно-программный комплекс оборудования, которое состоит из основного опорного оборудования (ОпО), выполняющего функции цифровой коммутации, управления и централизации функций технической эксплуатации и обслуживания системы, а также из выносных коммутационных модулей (ВКМ) и выносных абонентских модулей (ВАМ), соединенных с ОпО и, возможно, один с одним цифровыми внутрисистемными соединительными линиями.

Под ВКМ понимают автономную часть оборудования ЦСК, способную независимо функционировать на сети как отдельная станция и лишь в процедурах технической эксплуатации и управления зависеть от ОпО.

Под ВАМ понимают вынесенную от ОпО или ВКМ часть оборудования системы, которое полностью управляется от ОпО или ВКМ предназначен для подключения абонентских линий (АЛ) с помощью абонентских концентраторов или мультиплексоров.

Современная ЦСК характеризуется:

емкостью от 100 до 500 тысяч номеров;

наличием достаточной номенклатуры типов и емкостей ВАМ и полноценных, с возможностями транзитных соединений и замыкания, внутренних вызовов ВКМ;

широкой номенклатурой абонентских и линейных стыков и способов сигнального обмена, в частности наличием общеканальной сигнализации ОКС-7;

централизованной технической эксплуатацией и возможностью взаимодействия с сетью управления электросвязью TMN (Telecommunication Management Network) и возможностями взаимодействия с мониторингцентрами;

возможностями широкополосной пакетной коммутации и взаимодействия с пакетными сетями IP, асинхронного режима переноса информации АТМ (Asynchronous Transfer Mode), транслирование кадров FR (Frame Relay), Ethernet; и коммутирование по требованию полупостоянно каналов В, Н0, Н (соответственно 64, 384 и 1920 кбит/с);

достаточной номенклатурой услуг, включительно с мультисервисными услугами и услугами интеллектуальной сети IN (Intellectual Network).

Использование универсальное. ЦСК может одновременно функционировать как:

опорная станция (ОПС) или опорно-транзитная станция (ОПТС);

автоматическая междугородная телефонная станции (АМТС);

международный центр коммутации (МЦК);

узел спецслужб (УСС) или интеллектуальный центр обработки вызовов (Call-сenter);

центр коммутации сотовой сети подвижной связи MSC (Mobile Switching Center);

пункт присутствия Internet IРОР (Internet Point Presence);

шлюз с пакетными сетями IP, АТМ, FR, Ethernet;

пункт коммутации интеллектуальных услуг SSP (Service Switching Point).

1.2 Обобщенная архитектура цифровой системы коммутации ЦСК разных типов отличаются параметрами и характеристиками конструктивных модулей, но их архитектура базируется на одинаковых принципах. В обобщенном виде архитектура ЦСК представленная на рис. 1.2.

Наиболее значащими архитектурными элементами ЦСК есть:

опорное оборудование (ОпО);

выносные коммутационные модули (ВКМ);

выносные абонентские модули (ВАМ).

Опорное оборудование содержит главное (центральное) коммутационное поле (ЦКП) системы, в которое подключаются локальные абонентские модули (АМ), комплекты цифровых соединительных линий (ЦСЛ), модуль общего канала сигнализации (ОКС-7), модуль синхронизации СКС, контроллер базовых станций (КБС) подсистемы DECT, модули пакетной коммутации АТМ, взаимодействия с сетью Internet IPOP, интеллектуальной сетью IN. Управляет работой ОпО и всей территориально-распределенной ЦСК центральное управляющее устройство.

Выносные абонентские модули обеспечивают стык с абонентскими линиями аналоговыми (стык типа Z) или цифровыми (стык типа U). Установленные ВАМ для уменьшения затрат на абонентскую сеть, как правило, не разрешают замыкать внутреннюю нагрузку, поэтому ВАМ не могут функционировать автономно и управляются от ОпО или ВКМ.

ISDN NT

ЦСЛ ЦСК

ISDN NT

Выносные коммутационные модули содержат коммутационное поле (КП) и абонентские модули локальные и выносные. Оборудование ВКМ связанное с ОпО внутрисистемным протоколом сигнализации установления соединений и управлением от ЦКП ОпО, в частности, административноэксплуатационных функций, хотя ВКМ способное автономно обслуживать соединения между своими абонентами. Наличие в ВКМ коммутационного поля с некоторым числом направлений связи разрешает организовывать опорные станции и соединять ВКМ между собою кольцевой транспортной сетью.

Выносные абонентские и коммутационные модули включаются в коммутационный модуль ОпО цифровыми линиями связи внутрисистемными СЛ с помощью протокола V5.2.

Протокол V5.2 содержит от 1 до 16 трактов Е1, с отдельным сигнальным каналом в каждом тракте. Для сигнализации используется КИ-16, но дополнительно сигнальными также могут быть любое КИ, кроме КИ-0. Протокол V5.2 выполняет все основные и вспомогательные функции управления вызовами, а также функции сетевого взаимодействия. Обеспечивает концентрацию нагрузки и динамическое назначение КИ, поддерживает первичный доступ к ISDN. Благодаря наличию протокола управления трактами и протокола защиты, обеспечивает резервирование при отказе тракта путем переключения на другой.

Кроме этого по V5.2 передается пакет служебных протоколов (управление сигнальными и разговорными каналами, а также трактами Е1). В нулевом тракте организовывается физический С-канал (набор необходимых протоколов). В любом другом тракте организовывается резервный С-канал (в КИ-16).

Цифровая система коммутации имеет функциональные подсистемы разного назначения, которые реализовываются аппаратно-программными средствами.

Подсистема коммутации ЦСК:

подсистема узкополосной коммутации каналов, предназначенная для создания неблокированных соединений любых канальных интервалов групповых трактов, распределения информации за направлениями соответственно адресной информации, поддержки и разрушения соединений каналов 64 кбит/с и групп каналов 64 кбит/с (соответственно 64, 384 и 1920 кбит/с);

подсистема широкополосной коммутации пакетов (на базе ATM-switch или Ethernet-switch), которая на базе асинхронного режима переноса информации или быстрой коммутации пакетов FPS, или коммутации кадров Ethernet обеспечивает, коммутацию разноскоростных цифровых потоков (от 2 Мбит/с, 622 Мбит/с до 1 Гбит/с) и используется для обслуживания широкополосных абонентских модулей, к которым подключенные широкополосные АЛ (медные на технологиях xDSL и оптические PON), обеспечивает концентрацию широкополосные нагрузки и стык с транспортной сетью АТМ/Ethernet.

Эту подсистему имеют не все ЦСК, хотя для современной ЦСК наличие пакетного коммутатора АТМ/Ethernet-switch есть необходимым условием.

Подсистема абонентского доступа ЦСК:

подсистема узкополосного абонентского доступа обеспечивает стык с аналоговыми (типа Z), цифровыми (типа U или S) абонентскими линиями, согласовывает сигнализацию на абонентском участке и выполняет функции концентрации абонентской нагрузки. Для аналоговых АЛ используется двухтональная многочастотная сигнализация DTMF, для цифровых АЛ сигнализация типа EDSS12. Аппаратно подсистема реализована аналоговыми абонентскими комплектами (ААК) и устройствами сетевого NT (Network termination) и линейного LT (Line termination) окончания ЦАЛ базового доступа 2B+D (Basic Rate Access) к ISDN;

подсистема широкополосного абонентского доступа предназначенная для стыка с высокоскоростными ЦАЛ (симметричными SDSL и ассиметричными ADSL), которые используют технологию xDSL, симметричных линий со стыком V5.2 к оптическому линейному окончанию OLT3 PON пассивной оптической сети абонентского доступа, оптических линий стыка с оборудованием синхронной цифровой иерархии SDH для передачи ячеек АТМ на уровне транспортного модуля STM-1, оптических или медных симметричных линий стыка с компьютерной сетью Ethernet. Наличие этой подсистемы в ЦСК предполагает наличие подсистемы широкополосной коммутации АТМ/Ethernet – switch;

подсистема беспроводного абонентского радиодоступа предназначена для подключения фиксированных абонентов с ограниченной мобильностью и подвижностью абонентов (технологии DECT) с целью организации радиолинии на абонентском участке. В состав подсистемы входит КБС, базовые станции (БС), мультиплексоры базовых станций (МБС), портативные и терминальные абонентские радиоблоки (ПАРБ и ТАРБ). КБС обеспечивает организацию и управление сетью радиодоступа DЕСT. Базовые станции организовывают радиоканалы и обеспечивают доступ абонентских радиоблоков к подсистеме.

МБС предназначенный для разъединения/объединения и преобразования тракта Е1 от КБС, а также для управления несколькими БС. ПАРБ используются для обеспечения ограниченной мобильности пользователей при радиодостуEDSS1 European Digital Subscriber Signaling) цифровая абонентская сигнализация OLT (Optical Line Termination) оптическое линейное окончание, пе к БС (в радиусе 300-600 м). ТАРБ обеспечивают стационарную радиосвязь при радиодоступе к БС (на расстояние до 10 км), подключая по обычных проводных АЛ телефонные аппараты, таксофоны, персональные компьютеры;

подсистема линейного доступа обеспечивает стык из СЛ, то есть согласование внутренних трактов, которые включаются в подсистему с внешними соединительными линиями связи и образованная линейными комплектами цифровых соединительных линий (ЦСЛ). Стык с ЦСЛ (типа А или А1), с аналоговыми СЛ стык типа С2 дво- или трёхпроводные ФСЛ, стык типа С1 с каналами с ЧРК;

подсистема сигнализации обеспечивает обмен линейными и управляющими сигналами во внешних и внутрисистемных направлениях связи, а также абонентской сигнализации. Обеспечивает следующие виды сигнализаций: абонентскую (вызов станции, набор номера, ответ, отбой); внутрисистемную и межстанционную (на требование встречной станции, обеспечивается модулями стыка из СЛ. Для взаимодействия с АТСК-У используется МЧК (линейные сигналы в КИ-16, сигналы управления в разговорном тракте), с ЦСК ОКС- общий канал сигнализации, которая организовывается для группы информационных каналов, может обслуживать до 2000 информационных каналов;

подсистема синхронизации обеспечивает как цикловую, так и сверхцикловую синхронизацию цифровых потоков;

подсистема электропитания подразделяется на первичное ( 60 или 48 В) и вторичное электропитание ( 5, 12 В и.др.);

подсистема управления управляет функционированием системы в целом и состоит из центрального управляющего устройства (ЦУУ) и управляющих устройств каждого модуля системы;

подсистема технической эксплуатации и обслуживания обеспечивает связь операторов с центром технической эксплуатации (ЦТЭ) для контроля и управления, в частности осуществляется сбор и анализ повреждений, диагностика модулей. Оператор может диагностировать оборудование, измерять электрические параметры, параметры телефонной погрузки и. т. п. ЦТЭ централизует техническое обслуживание и административное управление всем территориально распределенным оборудованием ЦСК. В минимальной комплектации ЦТЭ содержит компьютер технической эксплуатации с соответствующей периферией (принтер, накопители) и систему рабочих мест персонала. ЦТЭ должен иметь стык с сетью управления электросвязью TMN (Telecommunication Management Network).

Обеспечение дополнительных видов услуг при ОпО:

Для обеспечения коммутированного доступа к Internet по телефонной линии (dial-up) при ОпО организовывается пункт присутствия Internet IPOP путем установки многофункциональных серверов сети Internet, что обеспечивают выход в сеть WWW. Серверу IPOP выделяется необходимая пропускная способность в коммутационном поле ОпО в направлении к провайдеру услуг Internet (это направление постоянно коммутируется в ЦКП ОпО). Для доступа пользователей к Internet предполагается выделение нужного количества серийных абонентских номеров модемов для дозвона к IPOP.

Услуги интеллектуальной сети Intellegent Network оборудование SSP устанавливается чаще при АМТС и разрешает логику услуг переместить за границы станции (то есть отделить от функций коммутации) и предоставлять возможность быстро создавать новый вид услуг. Современная номенклатура услуг IN предусматривает следующие услуги: оплата связи за счет абонента – "бесплатный вызов” (Freephone – FRH); вызов по расчетной карточке” (Account Calling Card – ACC); «информационная услуга за дополнительное плату»; “услуга по добавленной стоимости” (Premium Rate – PRM); “телеголосование” (Televoiting – VOT).

Очень сложное оборудование ЦСК требует высокой надежности и ремонтопригодности, поэтому все критически важное оборудование (ЦКП, управляющие устройства, электропитание и.т.д. – дублируется с целью гарантированной работы.

ЦСК разных типов отличаются параметрами и характеристиками конструктивных модулей, сравнительная характеристика типов ЦСК, используемых на ТфОП Украины приведенная в табл. 1.1.

Таблица 1.1 – Сравнительные характеристики основных типов ЦСК Технические характеристики Максимально допустимая емкость, тыс.

номеров Технические характеристики Наличие интегрированного блока широкоmBAN, BAN тупа с IP, АТМ, FR, Ethernet Количество реализованных дополнительных услуг оптической транспортной сетью Литература, использованная для подготовки разд. 1. Соловська І.М. Цифрові системи комутації: навч. посіб. з дисципліни «Системи комутації в електрозв’язку». Модуль 3.4: «Цифрові системи комутації» / І.М. Соловська – Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2007.

2. Романцов В.М. Збірник схем до курсу СКЕЗ-2. Цифрові комутаційні поля, ЦСК «Квант-Е», SI-2000, EWSD / Укладачі В.М. Романцов, І.М.

Соловська, Г.В. Стовбун Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2004.

3. Современные телекоммуникации. Технологии и экономика. Под общей редакцией С.А. Довгого – М.: Эко-Трендз, 2003.

4. ВБН В2.2-1.Споруди станційні місцевих телефонних мереж.

ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА КОММУТАЦИИ «КВАНТ-Е»

2.1 Назначение ЦСК «Квант-Е»

«Квант-Е» – это современная, надежная, экономичная и постоянно усовершенствуемая ЦСК. Производится в России, странах СНГ в том числе и в Одессе на заводе «Телекарт прибор».

Разработана фирмой «Квант INTERKOM».

Может использоваться:

– на ведомственных сетях в качестве ОС, УС, ЦС;

– на телефонных сетях сельских административных районов в качестве ОС, УС, ЦС, УСП;

– на ГТС в качестве ОПТС, ОПС и ПС;

– на междугородных сетях в качестве оконечных АМТС, УАК, совместных ОПС ТС АМТС емкостью 100…100000 портов.

2.2 Взаимодействие с окружением «Квант-Е» может работать со всеми видами линейной сигнализации. Линейные и управляющие сигналы могут передаваться: гальваническим способом, частотным способом и в цифровом виде.

По Абонентским линиям:

– аналоговым – ДКШИ или МЧК, – цифровым – в цифровом виде по каналу D.

По соединительным линиям:

– аналоговым физическим – гальваническим или МЧК;

– аналоговым с системами передач – частотный с ВСК, многочастотным 2 из 6.

2.3 Типы абонентского доступа В качестве абонентских терминалов могут использоваться:

– индивидуальные и спаренные аналоговые ТА;

– ТА – таксофоны разного назначения (местного, междугородного, смешанного);

– ЦТА – для работы в ЦСИО (ISDN);

– ТА радиодоступа.

2.4 Основные технические характеристики Емкость 100 – 100 000 номеров, Количество соединительных линий до 20 000.

Напряжение электропитания 54…72 В. Вторичные источники электропитания +5 В, +12 В, -–12 В.

Потребляемая энергия АЛ – 0,8 вт/ном., АСЛ 1,5 вт/сл., ЦСЛ 0,5 вт/сл.

Интенсивность нагрузки уАЛ – до 0,2 Эрл, уСЛ – дол 0,89 Эрл.

Оборудование размещается в стативах шкафного типа. На одном стативе до 6 кассет размером 6U и устройство ввода электропитания. В кассете размещаются ТЕЗ с минимальным шагом 20 мм.

ЦСК «Квант-Е» может обеспечивать абонентов ДВО, список которых постоянно увеличивается.

2.5 Модули системы 1. Конструктивные; стативы, кассеты размером 6U до 6 на стативе, для некоторого оборудования используются кассеты размером 3U, ТЭЗ в кассете с минимальным шагом 20 мм.

2. Программные, имеющие несколько уровней, которые располагаются вокруг операционной системы.

Операционная система – осуществляет планирование параллельного выполнения и синхронизации процессов, распределение между ними ресурсов, взаимодействие процессов между собой, доступ к системным данным, внешними устройствами и каналами ввода-вывода.

На следующем уровне административные программы:

– коммутационные программы;

– технической эксплуатации;

– административные программы.

3. Системные модули:

– коммутационные системы на базе устройства коммутации и сопряжения (УКС): УКС-32, УКС-128;

– АМ – абонентские модули 128х30;

– ВАМ – выносные АМ;

– ЦСИО – цифровая сеть с интеграцией обслуживания (ISDN) (Integrated Services Digital Network) используются каналы 2B+D и 30B+D;

– КСЛ – аналоговая СЛ 2, 3,4 проводные и ЧРК;

– ЦСЛ – цифровые СЛ на 2048 Кбит/с из них 30 информационных и 2 служебных;

– DECT – система радиодоступа;

– СКС – синхронизация КС высокостабильный генератор 16384 кГц с которого получают все необходимые частоты и синхро 8 кГц и 500 Гц, может синхронизироваться от вышестоящей станции;

– Ген – цифровые генераторы сигналов;

– ЦП – цифровой приемник многочастотный;

– УУ – устройство управления УУС2 на базе процессоров PENTIUM;

– МТЭ – модуль технической эксплуатации, с которым связаны все УКС.

Взаимодействие между модулями (КС) осуществляется по 16 КИ.

2.6 Блоки абонентских линий Аналоговые абонентские линии включаются в абонентские комплекты блоков абонентских линий (БАЛ). Емкость одного блока БАЛ – 128 АЛ. На первых этапах использовались БАЛ с коэффициентом концентрации 2:1, то есть для 128 АЛ в сторону УКС использовались 2 тракта Е1. При этом в БАЛ использовалась КС 4х4 и 64 АЛ на 1 ГТ.

В дальнейших и современных разработках используется К =4:1 с использованием КС с 8 трактами Е1. Вначале КС-7, а теперь КС-8.

Вначале 128 АК размещались на 16 ТЭЗ (ТЭЗ АК-2 с 8 АК). Теперь на одном ТЭЗ АК-5 размещается 16 АК и поэтому блок содержит 8 ТЭЗ АК. Разработаны ТЭЗ на 32 АК. Такое уплотнение позволяет уменьшить площадь автозала под размещение АТС.

Кассета, где размещаются два абонентских модуля, носит название БАЛД-1. А раньше кассета на один БАЛ носила название БАЛК, рис. 2.1.

В кассете БАЛД-1 устанавливаются два блока БАЛ.

ПНГФ ДГН КС8А АК АК АК АК АК АК АК АК

В одном модуле 11 ТЭЗ:

– АК-5 – абонентских комплектов 8 шт.;

– ПНГФ – преобразователь напряжения – 60 В в +5 В, +12 В, –12 В и генератор вызывного сигнала частотой 25 Гц напряжением 95 В;

– ДГН – диагностическое оборудование АК и АЛ;

– КС8А – коммутационная система, системный контроллер для управления модулем БАЛ, а также сигнализации и синхронизации.

На ТЭЗ КС8А размещаются:

– ЦГТС – цифровой генератор тональных сигналов: СС, СЗ, КПВ;

– ЦП – цифровой приемник для МЧК;

– ЦУ – цифровой удлинитель на 6 дБ для внутристанционной связи;

– УСС – устройство сигнализации и синхронизации;

– ПВК – пространственно-временной коммутатор на 8 ГТ Е1.

Абонентские модули (АМ) ЦСК аппаратно реализуют возможности подключения разных типов абонентских линий, и делятся на узкополосные и широкополосные абонентские модули. Узкополосные обеспечивают подключение аналоговых абонентских линий и узкополосных цифровых линий ISDN.

Широкополосные обеспечивают подключение высокоскоростных линий xDSL и оптических линий абонентского доступа.

Узкополосный аналоговый абонентский модуль предназначен для подключения аналоговых абонентских линий, концентрации абонентской нагрузки, обеспечение абонентской и внутристанционной сигнализации. Структурная схема узкополосного аналогового абонентского модуля (на примере АМ ЦСК «Квант-Е») приведена на рис. 2.2. Абонентский модуль работает в двух режимах:

– при исходящей связи подключает абонентский комплект (АК) к любому свободному канальному интервалу (КИі), группового тракта (ГТ-0);

– при входящей связи подключает канальный интервал КИі группового тракта (ГТ-0) к нужному АК согласно трем последним цифрам (СДЕ) абонентского номера.

– Ко входу АК подключается двухпроводная аналоговая абонентская линия (ААЛ), выход АК занимает определенный канальный интервал в одном из четырех 32–канальных групповых трактов (ГТ-1, 2, 3, 4) к ПВК.

– Пространственно – временной коммутатор (ПВК) 8х8 коммутирует восемь 32 – канальных ГТ, назначение которых такие:

– – 0 ГТ – для организации связи с коммутационным полем станции (УКС) и подключения устройства сигнализации и синхронизации (УСС);

– – 1-4 ГТ – для подключения 128 АК, при этом любому АК выделяется свой канальный интервал;

– – 5 ГТ – для подключения комплекта диагностики (ДГН);

– – 6 ГТ – для подключения цифрового удлинителя (ЦУ);

– – 7 ГТ – для подключения цифрового приемника (ЦП) и цифрового генератора тональных сигналов (ЦГТС).

Устройство сигнализации и синхронизации (УСС) выполняет функции соединения абонентского модуля с устройством коммутации и сопряжения (УКС) ОпО. С помощью УСС осуществляется получение синхронизирующих импульсов по КИ-0 из модуля синхронизации коммутационной системы (СКСЦ) УКС и образование внутрисистемного сигнального канала (ВССК).

Контроллер КС-8а осуществляет управление действием всего АМ. Он принимает и обрабатывает адресную информацию от АК абонента или управляющего устройства УКС ОПС, взаимодействует с управляющим устройством УКС ОпО по ВССК, управляет работой ПВК и остатком устройств абонентского модуля.

Генератор вызывных сигналов (ГВС) вырабатывает напряжение переменного тока частотой 25/+5 Гц для посылки «Сигнала Вызова» в вызываемый телефонный аппарат абонента.

Диагностический комплект (ДГН) предназначенный для измерения параметров абонентских комплектов и абонентских линий.

Цифровой удлинитель (ЦУ) вносит в разговорный тракт дополнительное затухание 6 дБ и используется только при автономной работе модуля, поскольку при работе в составе ОпО все необходимое затухание обеспечивает УКС.

Цифровой приемник (ЦП) предназначенный для приема адресной информации многочастотным кодом типа DTMF (цифры и служебные комбинации кодируются двумя частотами из восьми).

Цифровой генератор тональных сигналов (ЦГТС) вырабатывает тональных сигнала, необходимых для работы любого периферийного устройства, а также одно речевое сообщение продолжительностью 4с (автоответчик).

Уровень всех сигналов – 6 дБ.

Узкополосный цифровой абонентский модуль предназначен для подключения ЦАЛ базового 2B+D16 и первичного доступа 30B+D64. Структурная схема цифрового абонентского модуля (на примере модуля ЦСК «Квант-Е»

представлена на рис. 2.3.

В зависимости от типа цифровых абонентских комплектов ЦАК (АЦК-2), цифровой АМ может комплектоваться разными типами ТЕЗ АЦК-2. В кассете могут быть 8 ТЕЗ по 8 ЦАЛ типа 02 или 4 ЦАЛ.

Таблица 2.1 – Типы модулей подключения цифровых АЛ

ЦГТС ЦП

Рисунок 2.3 Структурная схема цифрового абонентского модуля Литература, использованная для подготовки разд. 1. Цифровая система коммутации «Квант». Общее описание. Рига: "КVANTINTERKOM", 1996.

2. Стовбун Г. В. Цифрова система комутації «Квант-Е». БАЛ: навч. посіб. / Г.В. Стовбун – Одеса, УДАЗ ім. О.С. Попова, 2002.

3. Романцов В.М. Збірник схем до курсу СКЕЗ-2. Цифрові комутаційні поля, ЦСК «Квант-Е», SI-2000, EWSD / Укладачі В.М. Романцов, І.М. Соловська, Г.В. Стовбун Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2004.

4. Стовбун Г.В. Методичні вказівки до лабораторної роботи № 88 «Блок абонентських ліній ЦСК «Квант-Е» з курсу «Системи комутації електрозв’язку»

(електронний варіант) / Укладач Г.В. Стовбун – Одеса; ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2008.

ПОДСИСТЕМА АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА ЦСК «КВАНТ-Е

3.1 Аналоговый абонентский доступ Современная ЦСК имеет возможности подключения достаточной номенклатуры типов абонентских линий. Абонентский доступ может быть: аналоговым, узкополосным цифровым, широкополосным цифровым, оптическим и беспроводным.

Подсистема узкополосного абонентского доступа позволяет подключать к абонентским модулям ЦСК аналоговые абонентские линии (ААЛ) со стыком типа Z, для которых в аналоговом абонентском комплекте (ААК) выполняются функции BORSCHT. Пример подключения ААЛ показан на рис. 3.1.

Рисунок 3.1 Организация аналогового абонентского доступа Аналоговый абонентский комплект (ААК) предназначенный для подключения аналогового ТА по двухпроводной абонентской линии (провода а и в), преобразование аналогового информационного сигнала в цифровые и наоборот, и имеет четырёхпроводный выход (ГТ, КИ), рис. 3.2) Аналоговый абонентский комплект выполняет следующие функции:

– принимает «Сигнал вызова»;

– принимает адресную информацию от абонента ДКШИ (номер абонента Б);

– обеспечивает электропитание ТА-А;

– выполняет аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования;

– посылает сигнал «Посылка вызова» в ТА-Б;

– воспринимает сигнал «Отбой».

Для ААЛ в абонентском комплекте выполняются функции BORSCHT:

Рассмотрим каждую функцию по схеме.

B (battery feed) электропитание ТА.

К проводу а через транзисторы VT-1 и резистор R1 подключено – 60 В от батареи АТС. Параллельно резистору R1 через резистор R3 и диод VD- подключено светодиод оптотранзистора VU1.

К проводу b через транзистор VT-3 и резистор R6 подключено плюс В батареи. Схемы на транзисторах VT-1 … VT-4 имеют индуктивный характер – пропускают постоянный ток батареи в абонентскую линию и не пропускают разговорный ток на батарею.

O (overvoltage protection) защита станционного оборудования от высоких напряжений, которые могут появиться в абонентской линии.

Для этого используются стабилитроны VD-1 и VD-2. Напряжение открывания стабилитронов около 80 вольт (напряжение батареи может достигать 72 вольта).VD-1 и VD-2 защищают от повышенного напряжения, а для защиты по току используются позисторы RV1 и RV2, сопротивления которых с ростом тока возрастают.

R (Ringing) посылка «Сигнал вызова» частотой 25 Гц.

Вызывной сигнал частотой 25 Гц напряжением около 100 В поступает через обмотку трансформатора Тр2. Цепь тока ПВ: –60В, вторая обмотка ТР2, электронный контакт ЭК, резистор R10, оптотиристор VU2, контакт покоя реле К3, рабочий контакт реле К2, контакт покоя реле К1, позистор RV2, провод b, звонок в телефонном аппарате, конденсатор С телефонного аппарата, рычажный переключатель телефонного аппарата, провод а, позистор RV1, контакт покоя реле К1, рабочий контакт реле К2, контакт покоя реле К3, резистор R11, + 60 В. Таким образом для подключения ПВ необходимо включить в работу реле К2. Периодичность ПВ и паузы обеспечивается оптотиристором VU2. При снятии микротелефона рычажный переключатель в ТА обрывает цепь звонка и включает разговорные цепи, через которые протекает постоянный ток. Наличие в цепи постоянного тока фиксирует ЭК и с помощью оптотранзистора VU3 информация об ответе передается до микроконтроллера. Последний отключает реле К2, чем отключается цепь ПВ и включаются разговорные провода до схемы кофидека.

S (Supervision) контроль состояния АЛ прием от абонента сигнала «Вызов», набора ДКШИ и сигнала «Отбой».

Контроль состояния линии обеспечивается оптотранзистором VU1. При наличии тока в цепи электропитания телефонного аппарата, ток протекает через светодиод оптотранзистора VU1, засвечивая базу транзистора и, последний открывается. Через открытый транзистор подключается потенциал корпуса (0), который поступает в микроконтроллер через ТСшл. При разрыве шлейфа АЛ, светодиод тухнет и транзистор закрывается. В микроконтроллер через ТСшл снимается потенциал корпуса. Таким образом, состояние шлейфа АЛ поступает в микроконтроллер через ТСшл.

КОФИДЕК

К3 УПРАВЛЕНИЕ

МП БАЛД

Рисунок 3.2– Схема аналогового абонентского комплекта C (Coding) кодирование (АЦП и ЦАП), Для кодирования и декодирования используется кофидек (кодер, декодер и фильтр). В кофидеке разговорный ток от абонента проходит через усилительОУ-1, полосовой фильтр ПФ, АЦП, буферный регистр (БР) и групповой тракт (исходящую линию). Разговорный ток к абоненту из группового тракта (входящей линии) поступает в буферный регистр (БР), а с него на ЦАП, фильтр нижних частот (ФНЧ) и усилитель ОУ2. Для ЦАП и АЦП используется источник опорного напряжения (ИОН). Синхронизация буферных регистров осуществляется из цепи синхронизации блока.

H (Hybrid) согласование двухпроводной АЛ с четырёхпроводным ГТ.

Для этого используется дифсистема. (ДС). Для гальванической развязки абонентской линии и кофидека используется трансформатор Тр. Конденсатор С используется для того, чтобы постоянный ток электропитания не протекал через трансформатор.

T (Testing) диагностика АЛ и тестирование АК.

Для тестирования АЛ и АК используется диагностический комплект (ДГН). Управление ДГН осуществляется из микроконтроллера. Для подключения ДГН к абонентской линии включаются в работу реле К3 и К2. Для подключения ДГН к АК включается только реле К1. Абонентская линия проверяется на ее исправность и наличие посторонних напряжений, всего семь шагов проверки. Абонентский комплект проверяется на все его функции, в том числе на правильность преобразований АЦП и ЦАП. Всего используется 73 шага проверки. Поэтому на проверку АК затрачивается много времени. Так для проверки 128 АК одного модуля ААЛ требуется более одного часа.

3.2 Цифровой абонентский доступ к ISDN ЦСИО (ISDN) это цифровая сеть интегрального обслуживания, которая разрешает объединить разнородные терминалы в единый территориальный комплекс оборудования и обеспечить взаимосвязь между терминалами на основе современных цифровых систем коммутации.

Для доступа ISDN стандартизированные следующие типы каналов: В цифровой канал 64 кбит/с для передачи речевой информации или данных; D цифровой канал 16 или 64 кбит/с для передачи сигнальной информации. Различают цифровые абонентские линии (ЦАЛ):

– базового доступа 2В+D16 (Basic Rate Access), содержит два В-канала, каждый из которых имеет скорость 64 кбит/с и один D-канал со скоростью 16 кбит/с.

– первичного доступа 30В+D64 (Primary Rate Access), содержит 30 В-каналов со скоростью 64 кбит/с и один канал D 64 кбит/с для сигнализации.

Подсистема узкополосного абонентского доступа разрешает подключать к абонентским модулям ЦСК узкополосные цифровые абонентские линии (ЦАЛ) базового доступа к ISDN 2B+D16 со стыком типа U или S устройствами сетевого NT (Network termination) и линейного LT (Line termination) окончаний ЦАЛ к цифровым абонентским комплектам (ЦАК). У абонента 2B+D16 устанавливается блок сетевого окончания NT, который состоит из комплектов NT1 и NT2. ЦАЛ имеет стык U со стороны станции, а с абонентской стык S (четырехроводную пассивную шину). NT1 обеспечивает подключение одного терминала, а NT2 обеспечивает подключение нескольких терминалов.

Пример подключения ЦАЛ 2B+D16 к ISDN показан на рис. 3.3.

Цифровой абонентский комплект ЦАК предназначен для подключения четырёхпроводных цифровых АЛ со стыком S или двухпроводных со стыком U. К ЦАЛ доступа 2B+D16 со стыком S подключают терминалы ISDN непосредственно на станции, а для организации ЦАЛ со стыком U 2B+D, необходимо установить у пользователя блок сетевого окончания NT. Блок сетевого окончания со стороны абонентского оборудования имеет четырёхпроводный стык S, куда подключаются до восьми абонентских терминалов TE (Terminal Equipment) на расстоянии до 150 м. Цифровой АК для любой ЦАЛ имеет оборудование линейного окончания LT, обеспечивающее регенерацию линейных сигналов, преобразование кодов, взаимодействие и электропитание NT.

В стыке U с двухпроводной ЦАЛ кроме каналов 2B+D16 имеются каналы синхронизации и техобслуживания. Направления приема и передачи разделяют методом адаптивной эхокомпенсации. В ЦАЛ используется линейный код 2B1Q (замена двух двоичных символов на один четырехуровневый).

В стыке S есть только каналы 2B+D16, а данные передаются в квазитроичной форме (код АМI). Блок NT регенерирует линейный сигнал, превращает коды (АМI-2B1Q), синхронизирует ТО, активизирует канал D, принимает из служебного канала команды диагностирования абонентского оборудования, управляет доступом ТО к общей шине S.

Литература, использованная для подготовки разд. 1 Цифровая система коммутации «Квант». Общее описание. – Рига:

"КVANT-INTERKOM", 1996.

2 Цифровая система коммутации «Квант». Оборудование БАЛД1. Абонентский модуль. Справочная информация. – Рига: "КVANTINTERKOM", 2001.

3 Цифровая система коммутации «Квант». ТЭЗ АК5Т. Техническое описание. – Одесса: "Телекарт-прибор", 2003.

4 Стовбун Г. В. Цифрова система комутації «Квант-Е». БАЛ: навч.

посіб. / Г.В. Стовбун – Одеса, УДАЗ ім. О.С. Попова, 2002.

5 Романцов В.М. Збірник схем до курсу СКЕЗ-2. Цифрові комутаційні поля, ЦСК «Квант-Е», SI-2000, EWSD / Укладачі В.М. Романцов, І.М. Соловська, Г.В. Стовбун Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2004.

6 Стовбун Г.В. Методичні вказівки до лабораторної роботи № 88 «Блок абонентських ліній ЦСК «Квант-Е» з курсу «Системи комутації електрозв’язку» (електронний варіант) / Укладач Г.В. Стовбун – Одеса; ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2008.

7 Современные телекоммуникации. Технологии и экономика. Под общей редакцией С.А. Довгого. – М.: Эко-Трендз, 8 ВБН В2.2-1. Споруди станційні місцевих телефонних мереж.

БЛОК УПРАВЛЕНИЯ, КОММУТАЦИИ И СОПРЯЖЕНИЯ УКС-

4.1 Назначение и устройство блока УКС- Блок управления, коммутации и сопряжения УКС-32 предназначен для использования в ЦСК "КВАНТ Е" в качестве цифрового полнодоступного коммутатора емкостью 32х32 групповых тракта Е1. Конструктивно в блоке размещены два комплекта оборудования цифрового коммутатора, работающие в режиме горячего резервирования. При возникновении какой-либо неисправности в работающем коммутаторе происходит автоматическое переключение на резервный коммутатор без потери соединений. Структурная схема одного модуля показана на рис. 4.

ТПП РЗУ АЗУ ГРИ

Управление модулем осуществляет процессор, расположенный на ТЭЗ УУС-2, в качестве которого, используется компьютер типа IBM PC/386 или более мощный. С компьютера используется системная (материнская) плата с интерфейсами для связи с объектами управления и внешними устройствами (монитор, клавиатура, выход на сервер технической эксплуатации). Устройство управления дублируется и работает в автономном режиме. То есть, одна машина работает, а другая находится в горячем резерве. При переключении управления часть вызовов теряются. Размещается системная плата на ТЭЗ УУС-2. В состав ТЭЗ УУС-2 входит также дисковод гибкого диска 3.5”.

На ТЭЗ РАУ размещены: речевое ЗУ (РЗУ), адресное ЗУ (АЗУ), которые выполняют функции коммутатора каналов. Входы и выходы модуля коммутации это групповые тракты Е1, содержащие тридцать речевых канальных интервалов (КИ), нулевой КИ синхронизации и шестнадцатый КИ сигнальной информации. Обмен сигнализацией между процессором и периферийными блоками происходит с использованием ЗУ управления и сканирования (ЗУУС), расположенных на ТЭЗ ГВВ, на котором также расположены генераторраспределитель сетки частот ГРИ, необходимых для синхронной работы всех узлов модуля коммутации и периферийных блоков, а также генератор тональных сигналов. Для синхронизации может использоваться собственный генератор 16384 кГц, но, как правило, он используется только при наладке блока.

Обычно используется внешний высокостабильный задающий генератор, расположенный на ТЭЗ ГЭСЦ блока СКСЦ, с которого поступают частоты 16384 кГц и 500 Гц. На ТЭЗ ГВВ имеются также устройства, которые предназначены для синхронизации трактов, выделения сигнальной информации из входящих потоков и передачи управляющей информации в исходящие потоки.

Каждый из двух ТЭЗ ТП содержит шестнадцать приемопередатчиков (ПП), согласованных с ИКМ линиями, и параллельно последовательные преобразователи ИКМ потоков. Приемопередатчики одного модуля (ствола) включены параллельно приемопередатчикам другого модуля для обеспечения возможности управления периферийными блоками от любого ствола. Приемопередатчики резервного ствола должны быть блокированы и включаются только при переключении стволов, предварительно процессор заблокирует приемопередатчики другого ствола.

Основой блока является речевое ЗУ. Для обеспечения коммутации всех каналов РЗУ работает с информацией в параллельном коде. В каждый ИКМ тракт, входящий на коммутатор, включены преобразователи информации из последовательного кода в параллельный. Из поступающего ИКМ потока накапливается байт информации канала и передается через мультиплексор на входы речевого ЗУ в нужный момент времени. Установленные на выходе речевого ЗУ демультиплексор и преобразователи параллельного кода в последовательный, осуществляют обратную коммутацию и преобразование информации в форму, пригодную для передачи по ИКМ трактам.

4.2 Процесс коммутации Коммутационный блок УКС-32 рассчитан на 32 ГТ, каждый тракт содержит 32 КИ, канальный интервал содержит 8 бит. Блок представляет собой полнодоступный коммутатор. Схема блока приведена на рис. 4.2.

Схема содержит преобразователи последовательного кода в параллельный (ПС-ПР) и наоборот (ПР-ПС), мультиплексор (МХ), демультиплексор (ДМХ), два информационных ЗУ каждый на 10248 информационных слов (ИЗУ-0, ИЗУ-1), адресное ЗУ емкостью 102410, счетчик (СЧ) и коммутатор адреса (КА).

Преобразователь ПС-ПР накапливает байт информации очередного КИ входящей линии и параллельным способом передает через МХ в соответствующую ячейку памяти.

Адресное ЗУ емкостью 102410 ячеек, куда записываются адреса считывания (Асч) информации из ИЗУ. Каждая ячейка АЗУ закреплена за исходящей линией и канальным интервалом. Адрес указывает номер входящей линии и номер КИ. Эти адреса открывают ячейки памяти ИЗУ в соответствующий КИ исходящей линии, информация из них параллельным способом передается в ДМХ и затем, в преобразователь ПР-ПС. Количество ячеек АЗУ соответствует произведению количества исходящих линий на количество КИ в ней (32х32 = 1024).

Запись информации в адресное ЗУ происходит по командам процессора при установлении соединения или его разрушении, считывание же адресов, определяющих соединения, происходит постоянно. Поскольку адресное ЗУ работает преимущественно на считывание, то требования к его быстродействию несколько ниже, чем к речевому ЗУ.

Для успешного выполнения процесса коммутации во время каждого временного интервала в речевом ЗУ необходимо производить запись и считывание информации, что накладывает жесткие ограничения на быстродействие элементов памяти. Для снижения требований к быстродействию памяти объем речевого ЗУ выбирается вдвое больше необходимого для коммутации, то есть в нашем случае 2048 байт. В течение полного цикла одна половина ЗУ работает только на запись, а другая – только на считывание. Во время следующего цикла они меняются местами. Выходы адресного ЗУ подаются через коммутатор адреса на адресные входы обеих половин ЗУ.

Для коммутации двух различных каналов необходимо приходящую информацию записывать в ячейку памяти, выделенную для данного временного интервала, а считывать – во время другого временного интервал. Каждому входящему (исходящему) в модуль коммутации каналу соответствует определенный временной интервал обращения к РЗУ. Адресация массива ячеек ЗУ по входу определяется последовательным распределителем на основе двоичных счетчиков, а по выходу – устройством управления. Такое решение позволяет уменьшить объем и упростить организацию управляющего ЗУ. Кроме того, это дает возможность передавать информацию с одного входа на много выходов, что на АТС безусловно необходимо, например, для передачи акустических сигналов от одного цифрового генератора одновременно нескольким (или даже всем) абонентам. Коммутация двух каналов заключается в следующем: допустим, требуется установить соединение канала А, расположенного на 126-й временной позиции, с каналов В, расположенных на 217-й временной позиции.

Для этого во время 126-го временного интервала входящая информация записывается в речевое ЗУ по адресу 126. Во время 217 временного интервала эта информация передается на выход. Число 126, характеризующее адрес входа, хранится в адресном ЗУ по адресу 217, характеризующего адрес выхода. Описанный процесс повторяется циклически 8000 раз в секунду до тех пор, пока устройство управления не изменит информацию в адресном ЗУ на новую. Таким образом осуществляется передача информации от А к В, то есть выполняется как бы полусоединение. Для передачи информации в обратном направлении необходимо аналогичным образом установить еще одно полусоединение.

Каждому входу и выходу коммутатора сопоставляется соответствующие адреса в ЗУ.

Коммутатор адреса во время цикла записи подает адрес от двоичного счетчика адресов, а во время цикла считывания – из адресного ЗУ.

Итак, для установления соединения в одном направлении через временной коммутатор необходимо в адресное ЗУ записать следующую информацию:

номер выхода коммутационного поля, на который нужно проключить информацию из речевого ЗУ;

номер входа коммутационного поля, с которого необходимо проключить информацию.

Адрес от процессора Рисунок 4.2 – Функциональная схема блока коммутации УКС- Поскольку коммутация производится побайтно параллельным способом, а в групповых трактах информация передается последовательно, то для преобразования приходящего из группового тракта сигнала используется преобразователь Пс/Пр. С помощью мультиплексора МХ информация побайтно записывается в РЗУ-0 или РЗУ-1 в порядке, задаваемом двоичным счетчиком адресов (СА) и в соответствии с состоянием коммутатора адреса (КА). Коммутатор адреса определяет очередность записи и считывания информации в РЗУ. Побайтное считывание информации из РЗУ производится в порядке, задаваемом АЗУ и КА. Считанная информация черед демультиплексор DMX поступает на преобразователь Пр/Пс и в последовательном коде поступает в групповой тракт.

4.3 Использование трактов в УКС- Функциональная схема модуля коммутации показана на рис. 4.3.

Из 32 трактов один тракт ГТ0 (нулевой) по входу и по выходу отводится на передачу управляющей информации на блоки абонентских линий из ГВB и сбора сигнальной информации с периферийных блоков в ГВВ. Еще один тракт ГТ1 (первый) по входу отводится для подачи в коммутационную систему тональных сигналов с ГВВ. По выходу этот тракт, как правило, используется для подключения цифровых приемников ЦП16У. Существует также возможность подключения цифровых приемников к ГТ10. Таким образом, к блоку УКС- можно подключить максимально 30 периферийных блоков (блоков абонентских линий, блоков соединительных линий, блоков цифровых соединительных линий).

Обмен управляющей и сигнальной информацией с периферийными блоками осуществляется через 16-й канальный интервал групповых ИКМ трактов.

Результаты обмена информацией для каждого периферийного блока накапливаются в ЗУ управления и сканирования (ЗУУС), размещенном на ГВВ. Информация в ЗУУС обновляется полностью за время одного сверхцикла, что составляет две миллисекунды.

Таким образом, взаимодействие модуля коммутации с периферийными блоками заключается в обмене сигнальными сообщениями, что выражается в периодическом заполнении ЗУ управления и анализе содержимого ЗУ сканирования. Обмен информацией между ГВВ и периферийными блоками реализован аппаратно с использованием той же линии связи, по которой передается речевая информация.

4.4 Размещение ТЕЗ в кассете УКС- В состав УКС-32 входят ТЕЗ, рис. 4.4:

БПКМ (2) – источник вторичного электропитания;

ТП (4) – приемопередатчики и ПР/ПС преобразователи;

ГВВ (2) – генераторное оборудование;

ЦП16У(2) – цифровые приемники;

УУС-2 (2) – управляющий компьютер.

БПКМ ЦП16У ГВВ РАУ ТП УУС-2 УУС-2 ТП РАУ ГВВ ЦП16У БПКМ 4.5 Подсистема управления Центральное устройство управления – ПК В системе «Квант-Е» используется распределенное управление с централизацией эксплуатации и технического обслуживания.

В каждом блоке БАЛ емкостью 128 АЛ используется устройство управления на базе микропроцессора КМ 1821 ВМ85А, а на группу 16 АЛ управление осуществляется с использованием программируемой логической матрицы ПЛМ.

В УКС-32 в качестве УУ используется двухмашинный управляющий комплекс на базе системных плат с процессором INTEL 386 DX, с которых обычно строятся персональные компьютеры IBM PC. Такой комплекс носит название ЦУУ ПК (центральное управляющее устройство – персональный компьютер). Комплекс работает в автономном режиме. В последних выпусках используется специализированный управляющий комплекс на базе индустриальной машины PCA-6145-В.

На системной плате подсоединяются карты (платы) каналов вводавывода, контроллера дисководов гибких дисков, принтера, видео карты и клавиатуры интерфейса RS232. Системные платы размещаются на ТЭЗ УУС2.

Рассмотрим подключение компьютеров к системе коммутации, рис. 4.5.

МОДУЛЬ

КОММУТАЦИИ

МОДУЛЬ

СЕРВЕР

Рисунок 4.5 – Подключение управляющих компьютеров к модулям станции УУС-2 – (2шт) является управляющим компьютером, в память которого загружается программное обеспечение АТС. Оно хранится на 3,5 дюймовых дискетах, которые устанавливаются в дисковод ТЭЗ. Загрузка и запуск программного обеспечения АТС производится автоматически при включении электропитания блока УКС-32. На ТЭЗ УУС2 имеется разъем для подключения клавиатуры «KBD», два последовательных порта «СОМ1 и «СОМ2» для связи с другими компьютерами, например, сервером, («СОМ1») и ЦТО («СОМ2»).

Кнопка «RESET» предназначена для перезапуска компьютера и используется, как правило, для перезагрузки программного обеспечения.

Возможно, также подключение дисплея непосредственно к управляющему компьютеру. Для этого необходимо установить в компьютер стандартную видеокарту.

Для связи ПК с модулем коммутации используются параллельные шины управления для каждого ствола отдельно (шина 0 и шина 1) В блоке УКС-32 устанавливается два управляющих компьютера, один из них является основным, другой – резервным. Как правило, основной компьютер расположен на месте 07 в левой половине блока, а резервный на месте 08 в правой половине блока. На плате УУС основного компьютера должна быть установлена перемычка “ Jmp.3 контакты 3-4”, а на плате резервного перемычка отсутствует.

Каждый из компьютеров подключен к серверу, и только в его компетенции находится решение вопроса о переключении с основного компьютера на резервный и наоборот. Для предотвращения одновременной работы на шину обоих компьютеров между ними установлены сигналы взаимной блокировки, то есть, если один компьютер работает на шину, то другой ни при каких условиях на эту шину не сможет выйти (даже по команде сервера). В нормальных условиях сервер, определив некорректное функционирование компьютера, блокирует ему доступ к шине, и только после этого дает команду на старт другому компьютеру. Каждый из компьютеров имеет доступ к обоим стволам управления коммутационной системой.

Блок УКС-32 получает электропитание от источника напряжением «–»

60 В.

4.6 Блок управления, коммутации и сопряжения УКС- 4.6.1 Структура УКС- Блок управления, коммутации и сопряжения УКС-128 используется в качестве цифрового полнодоступного коммутатора емкостью 128 128 групповых трактов Е1. Основу коммутатора составляет матрица коммутации с пространственно временным делением 3232 потока, работающих на частоте 8 Мбит/с рис. 4.6.

Матрица собрана по полнодоступной схеме на 4-х интегральных коммутаторах. Управление цифровым коммутатором осуществляется с помощью однокристального микроконтроллера серии 8051, связанным синхронным HDLCканалом с управляющим устройством коммутационного модуля (ТЭЗ УУС2).

Для согласования скоростей передачи групповых трактов 8 Мбит/c и Мбит/c. используются мультиплексоры и демультиплексоры МДМ. При этом только половина групповых трактов 8 Мбит/с. используются для подключения трактов 2 Мбит/с. через мультиплексоры, а вторая половина используется для подключения непосредственно трактов 8 Мбит/с. рис. 4.7.

Для включения мультиплексоров используются тракты с 0 по 7 (0…7) и с 16…23 (10…17), а для непосредственного включения групповых трактов 8 Мбит/с. используются групповые тракты с 8 по 15 (8…F) с 24 по 31 (18…1F).

Конструктивно модуль УКС-128 размещается в одной кассете рис. 4.8. В состав УКС-128 входят 2 ТЭЗ ПНФ, 2 ТЭЗ УУС2, 2 ТЭЗ УКС 128 и 4 ТЭЗ МДМ. При этом ТЭЗ ПНФ, УУС-2 и УКС-128, расположенные в левой половине кассеты являются основными и относятся к нулевому стволу управления, а соответствующие ТЭЗ правой половины являются резервными и относятся к первому стволу управления. ТЭЗ МДМ не резервируются.

ТЭЗ ПНФ является комбинированным источником вторичного электропитания. Он обеспечивает преобразование напряжения постоянного тока от источника первичного электропитания "- 60 В" в необходимые для функционирования модуля стабилизированные напряжения постоянного тока "+5 В", "+12 В", "-12 В".

ТЭЗ УУС-2 является устройством управления коммутационного модуля, в память которого загружается программное обеспечение АТС. Программное обеспечение хранится на 3,5 дюймовых дискетах, которые устанавливаются в дисковод ТЭЗ УУС-2, либо на микросхемах Disk-On-Chip. Загрузка и запуск программы управления АТС производится автоматически при включении электропитания блока УКС-128. ТЭЗ УУС-2 имеет два последовательных порта "COM1" и "COM2" для связи с другими компьютерами, например, сервером ("COM1") и ЦТО ("COM2").

ТЭЗ УУС-2 имеет два слота. В один слот устанавливается индустриальная ЭВМ типа РСА 6145-В или аналогичная.

Во второй слот устанавливается плата К7Л_УУС, обеспечивающая обмен управляющей информацией между матрицей коммутации (ТЭЗ УКС-128) и управляющим устройством коммутационного модуля (ТЭЗ УУС-2) по HDLCканалу.

ТЭЗ УКС-128 является матрицей коммутации с пространственновременным уплотнением 32 32 потока, работающим на частоте 8 Мбит/с.

ТЭЗ УКС-128 отличаются загрузкой конфигурационных данных и не взаимозаменяемы без реконфигурации.

ТЭЗ УКС-128, установленный в разъем 1Х09, должен быть сконфигурирован под 0 ствол. ТЭЗ УКС128, установленный в разъем 1Х11, должен быть сконфигурирован под 1 ствол.

Конфигурирование УКС-128 производится специалистом при наладке станции. Не рекомендуется программировать конфигурацию при работающей АТС.

ТЭЗ МДМ содержит мультиплексоры–демультиплексоры синхронных цифровых потоков, обеспечивающих согласование скоростей передачи групповых трактов 8 Мбит/c и 2 Мбит/c. На каждый ТЭЗ МДМ подводится 4 потока 8 Мбит/c с выходов матрицы коммутации, которые разворачиваются в 16 потоков 2 Мбит/c.

ТЭЗ МДМ также обеспечивает функцию переключения стволов коммутационной системы.

4.6.2 Синхронизация блока Синхронная работа модулей коммутации блока УКС-128 достигается посредством синхронизации ТЭЗ УКС-128 от одного задающего генератора.

Опорная тактовая частота 16,384 МГц и частота сверхцикловой синхронизации 500 Гц подаются на верхний разъем ТЭЗ УКС-128.

Дополнительно для синхронной работы HDLC-канала взаимодействия ТЭЗ УКС-128 с управляющим компьютером УУС-2 с разъемов на стыковой плате блока УМСЦ (БСС) подаются синхронизирующие частоты 2048 кГц и 500 Гц на платы К7Л_УУС ТЭЗ УУС-2. Провода для подачи этих частот конструктивно объединены в одном кабеле, в котором также находятся и HDLCканалы взаимодействия ТЭЗ УКС-128 с управляющими компьютерами.

4.6.3. Включение управляющих компьютеров Компьютер УУС-2 управляет матрицей коммутации (ТЭЗ УКС-128) через последовательно-синхронный HDLC канал рис. 4.9. В один из слотов ТЭЗ УУС-2 устанавливается плата К7Л_УУС. Плата К7Л_УУС обеспечивает передачу сигналов управления от управляющего устройства к ТЭЗ УКС-128 и далее к различной периферии, а также сообщений коммутации.

Плата К7Л_УУС получает сообщение из УУС-2 в параллельном виде по шине ISA и передает к ТЭЗ УКС-128 посредством последовательного HDLСканала. Плата работает под управлением микроконтроллера с программой, зашитой во flash-память, находящейся в кристалле микроконтроллера.

Микроконтроллер устанавливается на панельку и может иметь следующие варианты маркировок:

К7Л_УУС 0 – для основной управляющей машины;

К7Л_УУС 1 – для резервной.

HDLC HDLC

Для "основного" ТЭЗ УУС-2 на плате К7Л_УУС устанавливается контроллер с маркировкой "К7Л_УУС-0". Для "резервного" ТЭЗ УУС2 на плате К7Л_УУС устанавливается контроллер с маркировкой "К7Л_УУС-1".

Литература, использованная для подготовки разд. 1. Цифровая система коммутации «Квант». Общее описание. – Рига:

"КVANT-INTERKOM", 1996.

2. Цифровая система коммутации «Квант». ТЭЗ РАУ. Техническое описание.

– Рига: "КVANT-INTERKOM", 1998.

3. Цифровая система коммутации «Квант». ТЭЗ ТП. Техническое описание. – Рига: "КVANT-INTERKOM", 1998.

4. Цифровая система коммутации «Квант». Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию. Раздел ЦУУ и ЦТО. – Рига: "КVANTINTERKOM", 1996.

5. Цифровая система коммутации «Квант». Оборудование УКС-128. Модуль коммутации. Справочная информация. – Одесса: "Телекарт-прибор", 2002.

6. Романцов В.М. Збірник схем до курсу СКЕЗ-2. Цифрові комутаційні поля, ЦСК «Квант-Е», SI-2000, EWSD / Укладачі В.М. Романцов, І.М. Соловська, Г.В. Стовбун Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2004/

ПОДСИСТЕМА СИГНАЛИЗАЦИИ ЦСК «КВАНТ-Е»

5.1 Внутрисистемная сигнализация Для внутрисистемной сигнализации в системе «Квант-Е» используется 16 КИ групповых трактов между АМ–УКС, УКС–УКС, УКС–КСЛ (ЦСЛ). В каждом УКС все 16 КИ постоянно проключены на 0 ГТ к ЗУСС, рис. 4.3.

В блоке УКС-128 для сигнализации используются 0, 32, 64, 96 ГТ см.рис. 4.19 в [8].

В каждом внутрисистемном тракте Е1 создается сверх цикл из 16 циклов передачи общей длительностью 2 мс.

В 16 КИ этих циклов передается сигнальный пакет из 16 байт следующей структуры, табл. 5.1.

Таблица 5.1 – Структура сверхцикла в ВОКС системы ЦСК “Квант-Е” В таблице такие обозначения:

– S – статус бит указывает на наличие изменений в пакете сравнительно с предыдущим;

– ИД – индикатор длины, то есть число содержательных двухбайтовых сообщений в пакете;

– шесть двухбайтовых сообщений;

– байт рестарта, определяющий состояние всех каналов;

– контрольная сумма байтов 1…14 для проверки правильности приема пакета;

– биты с незаполненными клетками не используются;

– байт рестарта определяет положение всех каналов.

Каждое двухбайтовое сообщение содержит код линейного сигнала, цифру номера или код состояния оборудования и также номер канала, которому отвечает данное сообщение.

5.2 Межстанционная сигнализация В процессе установления соединения между двумя станциями передаются сигналы, которые подразделяются на:

– информационные;

– линейные;

– управляющие.

Информационные – для абонентов (СЗ, КПВ) передаются по разговорным проводам.

Линейные – занятие и освобождение каналов, отбой, передаются по выделенным сигнальным каналам ВСК. Часто для ВСК используется 16 КИ ЦСП. В этом случае в зависимости от системы передач используются 1ВСК для ИКМ-15 или 2ВСК для СП ИКМ-30.

Управляющие – передача номера и его запросы и подтверждения.

Используется ДКБИ по 16 КИ, МЧК по разговорным проводам. Для передачи ЛУС по 2ВСК биты 16 КИ разбиваются на 2 части, рис. 5.1.

Разрядами Р0 и Р1 передается сигнализация о 1…15 КИ, а Р4, Р5 – о 17…31 КИ.

Информация о всех 1..15, 17..31 каналах передается за 1 сверхцикл.

В первом цикле 1 и 17, во втором 2. 18 и т.д.

Рассмотрим табл. 5.2 сигналов 16 КИ.

Таблица 5.2 – Межстанционная сигнализация по 16 КИ.

Разъединение и переход в исходное состояние 5.3.1 Функциональная архитектура ОКС Сигнализация по общему каналу ОКС7 это универсальная система сигнализации, способная поддерживать взаимодействие ТфОП с цифровыми сетями и сетями разных видов коммутации. Все новые ЦСК оборудованы сигнализацией ОКС7 и на их основе создается сеть ОКС7, которая может работать с единым центром управления.

Для ОКС7 используется цифровой канал связи между двумя управляющими устройствами станций или узлов сети с коммутацией каналов, по которому производится обмен сигнальными сообщениями.

Сигнализация ОКС7 используется для обмена сигнальными сообщениями в телефонных сетях, сетях подвижной связи, сетях передачи данных пользователей в пакетной форме, информации телеметрии, данных в процессе предоставления интеллектуальных услуг и в целях технической эксплуатации.

В общем канале сигнализации передаются линейные и управляющие сигналы для пучка линий (каналов), предназначенных для передачи речевой информации или данных между станциями в режиме КК, рис. 5.2.

Один канал ОКС может обслуживать большое количество информационных каналов.

стандартизирована МСЭ-Т. Сигнализация рассчитана на применение в международных и национальных сетях и оптимизирована для работы по цифровым каналам со скоростью передачи 64 кбит/c.

Сеть связи, обслуживаемая ОКС7, состоит из ряда узлов коммутации, связанных звеньями передачи, как показано на рис. 5.3. Чтобы осуществить соединения, используя ОКС7, каждый из этих узлов требует применения необходимых "внутриузловых" средств ОКС7, таким образом этот узел становится пунктом сигнализации (Signalling Point, SP) сети ОКС7. Далее, эти пункты сигнализации должны взаимодействовать таким образом, чтобы между ними могла передаваться информация сигнализации ОКС7. Каналы передачи данных образуют звенья сигнализации (Signalling Link, SL) сети ОКС7. Звено сигнализации служит для переноса сигнальных сообщений между двумя пунктами сигнализации и включает в себя оконечное оборудование и средства передачи. Несколько параллельных звеньев, соединяющих два пункта сигнализации, образуют "пучок звеньев сигнализации" (Signaling Link-Set, SLS).

Рисунок 5.3 – Элементы сети связи, обслуживаемые сигнализацией ОКС Таким образом, пункты сигнализации и связывающие их звенья сигнализации образуют сеть сигнализации ОКС7. Различают "оконечные" и "транзитные" пункты сигнализации. Для идентификации каждого пункта сигнализации определяется уникальный "код пункта сигнализации" SPC (Signaling Point Code).

Пункт сигнализации, принимающий сообщения по одному звену сигнализации и затем передающий их по другому звену без обработки содержания, называется "транзитным пунктом сигнализации" (Signaling Transfer Point, STP).

Пункт сигнализации, генерирующий сигнальное сообщение, называется "исходящим пунктом сигнализации" (Originating Point). Пункт сигнализации, которому предназначено сообщение, называется "пунктом назначения" (Destination Point). Коды исходящего пункта и пункта назначения передаются внутри сигнального сообщения, в метке маршрутизации.

Пункт сигнализации разделяется на несколько функциональных блоков. Основной принцип архитектуры системы ОКС7 состоит в делении функций между общей подсистемой передачи сообщений (Message Transfer Part, MTP) и отдельных подсистем пользователей различных услуг (User Part, UP). Базовая функциональная модель ОКС7 показана на рис. 5.4.

Рисунок 5.4 – Базовая функциональная модель ОКС Подсистема передачи сообщений служит транспортной системой, обеспечивающей надежную передачу сигнальных сообщений между подсистемами пользователя, являясь полностью независимой от содержания сообщений. Это означает, что сообщения передаются без ошибок (все искаженные сообщения должны быть исправлены до того, как они попадут в принимающую подсистему пользователя), в правильной последовательности, без потерь и дублирования. Подсистемы пользователя могут генерировать и анализировать сигнальные сообщения, используя MTP в качестве транспортной системы для передачи сигнальной информации к другим подсистемам пользователя. Подсистема передачи сообщений (MTP) служит для передачи сигнальных сообщений по сети сигнализации. Подсистемы пользователя (UP) – это функциональные блоки, которые содержат процедуры и функции, определенные для каждого типа пользователя ОКС7. Примерами подсистем пользователя являются:

– MTP (Message Transfer Part) – трехуровневая подсистема переноса сообщений;

– SCCP (Signalling Connection Control Part) – подсистема управления сигнальными соединениями;

– ISUP (ISDN User Part) – подсистема пользователя ISDN;

– MUP (Mobile User Part) – подсистема подвижного пользователя (сетей – HUP (Handover User Part) – подсистема пользователя хэндовером (для – TCАР (Transaction Capabilities Application Part) – прикладную подсистему транзакционных возможностей;

– ASE (Application Service Elements) – сервисные элементы прикладного – INAP (Intelligent Network Application Part) – прикладная подсистема интеллектуальной сети;

– MAP (Mobile Application Part) – прикладная подсистема подвижной связи (сети стандарта GSM);

– BSSAP (Base Station System Application Part) – прикладная подсистема cистемы базовых станций (сети стандарта GSM);

– CAP (CAMEL Application Part) – прикладная подсистема улучшенной логики адаптированных пользователей для сети подвижной связи (стандарта UMTS);

– RANAP (Radio Access Network Application Part) – прикладная подсистема сети радиодоступа (для стандарта UMTS);

– OMASE (Operation and Maintenance Application Service Element) – прикладной сервисный элемент эксплуатации и технического обслуживания;

– OMAP (Operation and Maintenance Application Part) – прикладная подсистема эксплуатации и технического обслуживания.

Подсистемы пользователя обычно реализуются на оконечных пунктах сигнализации. Два сигнальных пункта имеют "сигнальное отношение", если их подсистемы пользователя обладают возможностью обмениваться сигнальными сообщениями. Сигнальное отношение может осуществляться непосредственно между двумя оконечными пунктами или через несколько транзитных пунктов.

Конкретная реализация сигнального отношения в сети определяет "маршрут сигнализации". Для одного сигнального отношения можно использовать несколько сигнальных маршрутов через различные транзитные пункты.

5.3.2 Структура сети ОКС Система сигнализации ОКС7 может функционировать при различных структурах сети сигнализации. На выбор структуры сети влияют такие факторы, как структура обслуживаемой сети связи и используемый режим сигнализации. "Режим сигнализации" (Signaling Mode) определяется взаимосвязью между маршрутами передачи информационных сообщений и маршрутами обслуживающих их сигнальных сообщений. В "связанном режиме сигнализации" (Associated Mode) пути передачи сигнальных сообщений и данных пользователя между двумя соседними пунктами сигнализации совпадают. При "квазисвязанном режиме" (QuasiAssociated Mode) сигнальные сообщения, относящиеся к одной и той же сигнальной взаимосвязи, передаются по двум или более пучкам звеньев сигнализации через один или несколько транзитных пунктов сигнализации. Пути передачи информации пользователя и сигнальных сообщений в этом случае не совпадают.

"Сигнальным маршрутом" (Signaling Route) называется заранее установленный путь прохождения сигнальных сообщений по сети сигнализации между исходящим пунктом и пунктом назначения. Маршрут состоит из исходящего пункта, нескольких STP (в некоторых случаях они могут отсутствовать) и пункта назначения, соединенных звеньями сигнализации. Совокупность всех сигнальных маршрутов между исходящим пунктом и пунктом назначения, посредством которых сообщение передается в сети сигнализации, называется "пучком сигнальных маршрутов" (Signaling Route-Set) для данной сигнальной взаимосвязи.

Звено сигнализации может организовываться в любом, кроме нулевого, КИ цифрового тракта, рекомендуется КИ-16, или первый КИ.

Число необходимых звеньев сигнализации определяется на основе рассчитанной нагрузки с учетом того, что максимальное число ЦСЛ, обслуживаемое одним звеном, не должно превышать 1400 СЛ, а звено сигнализации может быть общим для нескольких пучков ЦСЛ разных направлений связи.

Для обеспечения надежности и живучести сети ОКС7 звенья сигнализации должны резервироваться по принципу п + 1. Основное и резервное звено должны организовываться в разных трактах и работать с разделением нагрузки.

Пункты сигнализации могут работать в связанном (associated mode), несвязанном (non-associated mode) или квазисвязанном режимах (quasi-associated mode).

В связанном режиме (рис. 5.5) для каждого сигнального взаимодействия есть только один маршрут сигнализации, поэтому топологическая структура сети ОКС7 полностью определяется топологией основной сети связи, а сигнальные сообщения передаются теми же маршрутами, что и полезная нагрузка.

В несвязанном режиме (рис. 5.6) маршрут передачи выбирается отдельно для каждого сигнального сообщения, соответствующего сигнальному взаимодействию. Тогда структура сети ОКС7 практически не зависит от топологии основной сети связи.

В квазисвязанном режиме (отдельный случай несвязанного), между двумя SP существует несколько возможных маршрутов сигнализации, но они являются заранее определенными и фиксированными.

ТПС ОКС

На сегодняшний день используются связанный и квазисвязанный режимы, поскольку подсистемы пользователей не имеют способов предотвращения нарушения последовательностей поступления сигнальных сообщений, возможных в несвязанном режиме с динамичной маршрутизацией сообщений.

5.3.3 Сигнальные единицы Сигнальная информация передается между пунктами сигнализации в виде сообщений переменной длины, называемых сигнальными единицами.

Существует три типа сигнальных единиц (signal unit – SU):

– значащая сигнальная единица (message signal unit – MSU), которая используется для передачи сигнальной информации, формируемой подсистемами пользователей или SCCP;

– сигнальная единица состояния звена (link status signal unit – LSSU), которая используется для контроля состояния звена сигнализации;

– заполняющая сигнальная единица (fill-in signal unit – FISU), которая используется для фазирования звена при отсутствии сигнального трафика.

Сигнальные единицы всех трех типов имеют в своем составе одинаковые поля, формируемые подсистемой передачи сообщений (МТР). Формат сигнальных единиц представлен на рис. 5.7.

Рассмотрим подробнее назначение каждого поля в структуре сигнальных единиц.

F – флаг выполняет роль ограничителя сигнальных единиц, причем начало и конец каждой сигнальной единицы отмечается уникальной 8-битовой последовательностью. Обычно закрывающий флаг одной СИ является открывающим флагом следующей сигнальной единицы. Последовательность битов флага 01111110.

BSN – (Backward Sequence Number) – обратный порядковый номер.

BIB (Backward Bit-indicator) – обратный бит-индикатор.

FSN (Forward Sequence Number) прямой порядковый номер.

FIB (Forward Bit-indicator) – прямой бит индикатор.

MSU LI I FSN I BSN F

F CK SIF SIO

F CK SF LI I FSN I BSN F

F CK LI I FSN I BSN F

(цифрами обозначено количество бит в каждом поле) LI (Length Indicator) – индикатор длины указывает количество байтов, следующих за индикатором длины и предшествующих проверочным битам (СК), и принимает значения (в двоичной форме) от 0 до 63. Кроме того, индикатор длины служит для идентификации типа сигнальной единицы:

LI = 0 – заполняющая СЕ (FISU);

LI = 1 или 2 – СЕ состояния звена (LSSU);

LI >2 – значащая СЕ (MSU).

SF (Status Field) поле состояния содержится только в сигнальных единицах состояния звена LSSU.

SIO (Service Information Octet) – байт служебной информации передается только в значащих СЕ MSU. Содержит индикатор службы (Service Indicator SI) и поле подвида службы (SubService Field – SSF). В свою очередь поле подвида службы содержит индикатор сети (Network Indicatjr – NI) и два резервных бита.

SIF (Signaling Information Field) – поле сигнальной информации передается только в составе значащих SU MSU и содержит информацию, которая должна передаваться между подсистемами пользователей двух пунктов сигнализации. Содержит максимум 272 байта.

СК (Check Bit) – проверочные биты, передаются в конце каждой СЕ и предназначены для обнаружения ошибок.

5.3.4 Устройство и работа блока ОКС7Д ЦСК «Квант-Е»

Блок ОКС7Д предназначен для использования в составе оборудования электронных АТС "Квант-Е". Оборудование ОКС7Д используется для организации связи АТС "Квант-Е" со встречными АТС по цифровым ИКМ трактам с обменом сигнальной информацией по системе сигнализации №7 (SS7).

Основные технические данные ОКС7Д:

– Максимальное количество сигнальных линков в блоке ОКС7Д, шт. 4.

– Максимальное количество комплектов ЦСЛ в блоке ОКС7Д, шт. 4.

– Скорость передачи по каналу сигнализации, кбит/с 64.

– Линейный код – HDB3.

Разработаны версии программного обеспечения, учитывающие национальные спецификации. Общеканальная сигнализация №.7. Национальная версия Украины. Редакция 1.0., 1994.

Функции сигнализации ОКС7 реализованы в АТС "Квант-Е" в виде аппаратно-программного комплекса, включающего в себя следующие компоненты:

– Аппаратная часть выполнена на базе индустриальной ЭВМ класса IBM PC и оформлена в виде функционально законченного блока ОКС7Д. Один блок способен обслуживать до четырех направлений (сигнальных линков).

– Программное обеспечение ОКС7 реализует функции первого, второго, третьего и четвертого уровней модели Взаимодействия Открытых Систем (ВОС). При этом программное обеспечение первого и второго уровней реализовано в контроллерах адаптеров сигнальных линков, размещенных на платах К7С, К7Л. Общее программное обеспечение (ПО) и программное обеспечение высших уровней реализовано непосредственно в индустриальной PC ТЭЗ ОКС7Д.

Системное программное обеспечение представляет собой рабочую версию программного обеспечения АТС "Квант-Е" (РВПО), обеспечивающую поддержку сигнализации ОКС7. Данное РВПО устанавливается в управляющих компьютерах соответствующего коммутационного модуля одновременно с поставкой блока ОКС7Д.

Сервер ОКС7 представляет собой ЭВМ класса IBM PC 586 с установленным специализированным программным обеспечением, обеспечивающим первоначальную загрузку и обслуживание нескольких блоков ОКС7Д. Кроме того, в составе ПО сервера предусмотрены встроенные средства, облегчающие мониторинг каналов связи в период эксплуатации. Сервер ОКС7 оснащен клавиатурой и видеомонитором. Связь сервера с блоками ОКС7Д, установленными в стативах, осуществляется через локальную сеть.

Вспомогательное оборудование и приборы в комплект поставки не входят и приобретаются заказчиком самостоятельно. В качестве таких средств могут быть рекомендованы протокол-тестеры ОКС7, например, прибор РА-41 с опцией CCS#7-ISUP фирмы Wandel&Goltermann, либо аналогичные приборы фирм Alсatel, Nettest, Tekelec.

На рис. 5.8 функционально показана работа блока в составе АТС.

Внешняя ИКМ линия соединяет АТС "Квант-Е"со встречной станцией с использованием системы сигнализации ОКС7. ИКМ поток принимается комплектом цифровой соединительной линии ЦСЛЕ и отправляется в блок цифровой коммутации УКС32. Далее, из потока выделяется сигнальный линк и отправляется для обработки через ТЭЗ К7Л в блок ОКС7Д. Если будет получена информация для какого-либо соединения, то блок ОКС7Д через ТЭЗ К7С сообщает необходимую информацию управляющему компьютеру АТС. При необходимости абонентского соединения управляющий компьютер АТС будет направлять соответствующие команды в блок БАЛД1 для управления соединением абонента, а также в нужное время проключать разговорный тракт между абонентом и соединительной линией. Более подробно структура блока ОКС7Д показана на рис. 5.9.

Функционально блок ОКС7Д является пунктом сигнализации и содержит все необходимые функции и процедуры для обеспечения взаимодействия с пунктами сигнализации встречных АТС.

Рисунок 5.8 – Подключение блока ОКС7Д к АТС "Квант-Е" Как показано на рис. 5.8 и рис. 5.9, канал сигнализации с внешней системы передачи попадает на цифровой комплект соединительных линий, затем через блок коммутации проключается на внутренний групповой тракт и с него попадает на линейное оборудование ТЭЗ К7Л. Эти перечисленные узлы образуют звено данных сигнализации (MTP1). Контроллер ТЭЗ К7Л обеспечивает функции и процедуры управления звеном сигнализации MTP2.

Все аппаратно-программные модули блока ОКС7Д выполнены в соответствии с четырехуровневой моделью построения ОКС7 (подсистемы MTP 1…3 и ISUP, а также в качестве пользователя ОКС7 – Call Control). Функции MTP распределены по нескольким блокам и выполняются в ТЭЗ ЦСЛЕ в части формирования стандартного линейного интерфейса, в коммутационном поле блока УКС32 в части доступа к звену сигнализации, а также в плате К7Л в части формирования сигнального звена 64 кбит/с.