Тема 2. Принципи побудови аналогових систем комутації.
Основи побудови комутаційних полів, комутаційні пристрої.
.
Одноланкові комутаційні блоки
Необхідність надання абонентам зв'язку з будь-яким іншим абонентом вимагає побудови сполучного тракту на телекомунікаційної мережі. На цій мережі сполучний шлях між двома абонентами утворюється на певний час (час розмови за допомогою комутації. Комутація на мережі - це комплекс технічних операцій і засобів, у результаті яких за певною адресної інформації встановлюється з'єднань між двома оконечными терміналами.
З'єднання між оконечными терміналами здійснюються за допомогою мереж телекомунікацій та систем комутації, кількість яких в тракті визначається призначенням телекомунікаційного тракту. Будь-яка система комутації, незалежно від призначення і розташування на мережі, має таку загальну модель, що складається з комутаційного поля, керуючого пристрою, кросу, лінійних і станційних комплектів
Основною складовою частиною комутаційної системи є комутаційне поле, що дозволяє виконати комутацію телефонній лінії до необхідної вихідної лінії.
Структура комутаційного поля залежить від типу комутаційної системи і її призначення, елементної бази, на якій реалізовано комутаційне поле, а також від ємності системи і мережевого оточення.
Рис.1. Общая структура коммутационного узла
Основи побудови комутаційних полів
У загальному вигляді комутаційне поле аналогових систем комутації (АТСДШ, АТСКУ) являє собою многополюсник з N входами і М виходами і складається з декількох частин. Кожна частина являє собою ступінь шукання, виконану на основі одного або декількох однотипних комутаційних блоків (КБ), що мають індивідуальні або загальні виходи
Рис.. Обобщенная структура коммутационного поля
системы коммутации
Усі N входів включаються в комутаційну систему через КБ першій ступені шукання, кількість яких залежить від ємності АТС:
пКБ = N / NКБ , де NКБ - кількість входів в один КБ.
N - ємність АТС.
На входи КП включаються абонентські комплекти (АК) , виходи включаються лінійні комплекти (ЛК).
У кожному КБ з'єднання входу з виходом може здійснюватися через одну або кілька комутаційних точок. Якщо для комутації входу з виходом в КБ використовується одна точка комутації, то такий КБ називається одноланковим. Однозвенные КБ з параметрами N входів і М виходів вимагають для реалізації Т1 комутаційних точок як, наприклад, у схемі на рис.
Рис.3.3. Схема однозвенного КБ на N-входов и M-выходов
Комутаційні блоки працюють в трьох режимах шукання: вільному, груповому, вимушеному (лінійному).
Вільним режимом шукання називається такий режим, при якому вхід блоку повинен бути з'єднаний з будь-яким вільним выхолом.
У режимі групового шукання вхід блоку повинен бути підключений до будь-якого вільного лінії в групі. Це означає, що всі виходи блоку повинні бути розділені на групи ліній.
У режимі вимушеного шукання вхід блоку повинен бути підключений до певного виходу в залежності від останніх цифр номера.
Комутаційне поле АТС-ДШ являє собою багаторівневу структуру. Кожна ступінь шукання комплектується однозвенными блоками (стативами), реалізованими на базі комутаційних приладів типу «шукачі». Число ступенів шукання залежить від нумерації на телефонної мережі . Максимальна ємність АТС-ДШ становить 10000 прикінцевих терміналів.
Комутаційне поле АТС ДШ складається з ступені попереднього шукання (ПІ), ступенів групового шукання (ГІ) і ступені лінійного шукання (ЧИ).
Перша ступінь комутаційного поля ПІ має однозвенную структуру і комплектується приладами ШИ-17. Статив ПІ містить 100 приладів для підключення ста абонентських ліній.
Ступінь ПШ призначена для підключення ліній абонентів до входів першій ступені ГІ.
Ступені ГІ також мають однозвенную структуру і комплектуються однойменними стативами (блоками), реалізованими на базі приладів ДШМ-100. Якщо на телефонної мережі використовується п'ятизначна нумерація абонентських ліній, то кількість ГІ - три, якщо шестизначна, то кількість ГІ - чотири, якщо семизначну, то кількість ГІ - п'ять. Призначення ступенів ГІ - підключати вхід ступені ГІ до однієї з вільних ліній у напрямку, який визначається що надійшла на вхід ГІ адресною інформацією (однієї цифри номера).
Ступінь ЧИ також, як і ступені ПІ, ГІ реалізується однозвенными схемами, побудованими на базі приладу ДШМ-100. Призначення ступені ЧИ - підключення входу сходи до однієї певної абонентської лінії. Вибір потрібної лінії визначається в залежності від останніх двох цифр номера.
Комутаційні поля координатних систем комутації
Комутаційне поле координатних систем комутації має багатоступінчасту багатоланкову структуру. Кожна ступінь шукання реалізована на багатоланкових комутаційних блоках КБ. Елементна база комутаційного поля - МКС.
Комутаційне поле координатних систем комплектується з наступних рівнів шукання: двостороння ступінь абонентського шукання АІ (що виконує функції попереднього і лінійного шукання АТСДШ), декількох рівнів ГІ, кількість яких залежить від структури мережі і нумерації на мережі. Особливе місце займає ступінь реєстрового шукання абонентська (РИА), що служить для підключення регістрів до комплектів зв'язку.
Ступінь АШ (вихідна зв'язок). Для організації абонентам вихідної і входить зв'язку, тобто для підключення абонентських терміналів, служить двостороння ступінь шукання АІ. Функцією ступені шукання АІ при вихідної зв'язку є підключення викликає лінії до будь-якого вільного доступному вихідного шнуровому комплекту ИШК.
У дволанкових комутаційних блоках, як правило, відбувається стиснення, тобто на кожній ланці кількість вихідних ліній менше числа вхідних ліній. У входи дволанкових схем координатних АТС, включаються абонентські лінії, а в виходи - шнурові комплекти, кількість яких значно менше числа абонентських ліній. Це пояснюється тим, що ИШК є пристроями колективного користування, тобто є загальними для великої групи абонентів.
Статистичними даними встановлено, що для обслуговування 100 абонентських терміналів при вихідної зв'язку досить 15 - 20 ліній, причому підключення може бути до будь-якої лінії пучка Тому при вихідної зв'язку використаний з в о б о д н и й режим шукання ліній на виході блоку.
При ємності КБ сто терміналів і вільному режимі шукання необхідну якість обслуговування терміналів досягається багатоланкової схемою з двома ланками комутації. Великі абонентські групи АІ-1000 ємністю 1000 номерів (АТСК і АТСКУ) комплектуються для вихідної зв'язку десятьма абонентськими групами ємністю 100 терміналів. На виході кожної групи АІ-1000 для цих десяти сотень однієї тисячі організовується загальний неполнодоступный пучок ліній, куди підключаються входи ИШК. Число необхідних ИШК для кожної тисячної групи визначається розрахунком з урахуванням категорій ліній, що включаються на вхід блоків АІ.
Ступінь АШ (входить зв'язок). На ступені АІ при вхідної зв'язку здійснюється завдання підключення станційного тракту до конкретної необхідної (що викликається) абонентської лінії. Задача пошуку по набраній адресою конкретної лінії з безлічі набагато складніше, ніж завдання, що запускається блоком при вихідної зв'язку, коли йде пошук будь-якої вільної лінії пучка. Тому для реалізації вимушеного (лінійного) шукання, зменшення явищ внутрішніх блокувань і забезпечення необхідної якості обслуговування при організації вхідного зв'язку збільшується кількість ланок комутації.
Тисячна група АІ-1000 комплектується десятьма двухзвенными блоками АІ - АВ, а для організації вхідного зв'язку додаються 2 - 4 дволанкових блоку АІ - СД. Необхідну кількість блоків СД залежить від категорії, що обслуговуються джерел навантаження, тобто від інтенсивності вхідного повідомлення до крайовим терміналів розглянутої тисячної групи. На рис.3.7 представлені структурні схеми блоків АІ-АВ і АІ-СД, з яких комплектується тисячна група АІ-1000.
Блок АИ – АВ Блок АИ-СД
Ступені ГІ.
Функціональні схеми АТСКУ містять кілька ступенів шукання ГІ залежно від нумерації на телефонної мережі розглянутої АТСКУ. При п'ятизначної нумерації використовується два щаблі ГІ, при шестизначною - три ступені ГІ, при семизначнрй - чотири щаблі ГІ. На виходах ступенів (комутаційних блоках) ГІ будь-який ступені шукання повинні бути організовані пучки ліній (напрямів) для організації зв'язку в потрібних напрямках. Місткість кожного пучка визначається доступність напрямку. Так , на сходи 1ГИ можуть використовуватися КБ на 80 входів і 400 виходів. Блоки ГІ будуються з розширенням. Режим шукання - г р у п п о в о ю. На рис.3.8 представлена схема КБ ГІ з параметрами 80 х 120 х 400. Ланка А будується на основі чотирьох МКС типу 20 х 20 х 3 , а ланка В будується на основі шести МКС того ж типу
З схеми КБ ГІ 80х12х400 видно, що блок має двухзвенную структуру з розширенням. На ланці В організовані напрями «Н» (максимальна кількість 20) з доступністю D=20 ліній в кожному напрямку. При необхідності збільшити доступність будь-якого напрямку лінії пучка цього напряму організовуються двома або трьома виходами з кожного комутатора ланки В (ємність пучка ліній в цьому випадку буде дорівнює D=40 або 60 ліній відповідно). У цьому випадку кількість організованих напрямків Н буде відповідно менше 20. Режим комутації іем. Параметри КБ ГІ, також як і провідність, можуть бути різними. У системі АТСКУ для побудови ступенів ГІ можуть використовуватися комутаційні блоки з параметрами: 80х120х400, 60х80х400, 60х60х200, 40х40х200. Ступінь РИА. КБ цьому ступені призначені для підключення вихідного шнуровий комплекту ИШК до абонентського регістру АР, з якого абоненту видається сигнал « Відповідь станції ».
Функциональная схема АТСКУ с двумя ступенями ГИ представлена на рис.6.1. Коммутационное поле системы АТСКУ состоит из ступеней искания АИ (исходящая и входящая связь), двух ступеней ГИ и ступеней РИА, РИВ. Телекоммуникационная местная сеть построена по принципу «каждая с каждой», нумерация терминалов на сети - пятизначная.
Действие схемы на соответствующих этапах установления соединений:
1 этап. Определение появления вызова на обслуживание и установление исходящего соединения через двухзвенную схему АИ (исходящая связь) и двухзвенную схему РИА.
В результате положительного действия маркера МАВ в режиме свободного искания линия вызывающего аб. А подключается к ИШК, а маркер МАВ уходит в отбой (время действия МАВ равно 200-300 мс.). Далее действует маркер ступени РИА в режиме свободного искания и, если свободный регистр есть, то МРИА осуществляет подключение регистра АР к ИШК, и уходит в отбой. Происходит занятие АР, откуда абоненту А выдается «сигнал станции», извещающий абонента о готовности АТСКУ к обслуживанию вызова.
2 этап. Вызывающий абонент А приступает к набору пятизначного номера. Набранный номер записывается в память АР. Одновременно с набором идет анализ первого знака для определения вида связи (внутристанционная или исходящая).
Действие АТСКУ рассмотрим на примере установления внутристанционного соединения. Для выбора этого вида соединения необходимо проанализировать первую цифру набираемого номера (при пятизначном наборе), являющуюся индексом (кодом) АТСКУ. Этот анализ производится или непосредственно в АР, или при большом числе АТС в специальном устройстве АКС (анализаторе кода станции). В случае шестизначной или семизначной нумерации оконечного терминала, анализ вида соединения осуществляется по первым двум или трем знакам соответственно. Если в результате анализа выяснилось, что должно быть установлено внутристанционное соединение, то после окончания набора номера к регистру подключается кодовый приемо- передатчик КПП и выдается сигнал на занятие маркера МIГИ.
3 этап. Обмен информацией между УУ и установление соединения на ступени IГИ.
После окончания записи пятизначного номера абонентского терминала абонента В из регистра происходит «занятие» маркера ступени IГИ. Маркер МIГИ своим КПП формирует в сторону регистра сигнал запроса «Передать частотным способом первую цифру» и перестраивается на прием. В ответ на сигнал «запроса» регистр с помощью своего КПП выдает первую цифру в сторону М1ГИ. При пятизначной нумерации на сети маркеру МIГИ достаточно одного знака для установления внутристанционного или исходящего соединения. В результате положительного действия МIГИ выполняется коммутация занятого ИШК к свободной линии внутристанционной связи ступени ПГИ и маркер уходит в отбой (время действия М1ГИ в этом случае составляет 450 мс.). Происходит занятие входа на ступени IIГИ.
4 этап. Установление соединения на ступени IIГИ осуществляется маркером МПГИ. Алгоритм действия МПГИ аналогичен алгоритму работы маркера ступени IГИ при коммутации по одному знаку. В результате положительного действия МПГИ вход ступени ПГИ подключается к выходу и далее на вход ступени АИ (комплект ВШК).
5 этап. На ступени АИ ( входящая связь) используется 4х-звенная схема с функциональными УУ (МСД и МАВ). По завершении коммутации на ступени IIГИ, линия абонента А оказывается подключенной к ВШК и входу звена Д ступени АИвх Из маркера МСД с помощью КПП осуществляется запрос последних оставшихся трех цифр номера абонентского терминала абонента В. Первая из трех цифр используется МСД для нахождения требуемой сотенной группы. Последние из этих трех знаков (цифры десятков и единиц) передаются многопроводным способом из МСД в МАВ для нахождения линии абонента В из выбранной сотенной группы (в целях экономии маркеры блока АИ-АВ не содержат КПП).
В результате взаимодействия МСД и МАВ в режиме вынужденного (линейного) искания находится линия абонента В, определяется состояние этой линии и, если она свободна, то выполняется коммутация на ступени АИ и маркеры уходят в отбой. Время установления соединения на ступени АИ при входящей связи равно 900 – 1200 мс.
6 этап. Создан соединительный тракт между оконечными терминалами абонентов А и В (рис.6.1). Удержание тракта, выдача соответствующих акустических сигналов, а также питание ТА осуществляется из комплектов ИШК и ВШК. По окончании разговора происходит освобождение приборов тракта. Процесс установления соединения можно наблюдать на тренажере по изучению АТСКУ в лаборатории кафедры.