1. Взаимодействие микро-эвм цифровых систем коммутации каналов (цск) при установлении и разрушении соединений

1.1. Общая структура цск

При рассмотрении этого раздела необходимо изучить историю эволюционного развития средств связи и коммутации, тенденции перехода в новым принципам построения сетей фиксированной и мобильной связи, а также изучить подходы к организации систем управления разного назначения [1. С. 2- 63, 2. С.2-38].

Используя материал учебных пособий предлагается уточнить назначение четырех основных составляющих цифровой системы коммутации (ЦСК), представленных на рис.1 [1.С.2-63]. В ЦСК используются четырехпроводные цифровые тракты (ЦТ), в каждом из которых 30 каналов применяются для передачи речи на скорости 64 кбит/с и два канала (К0 и К16) определены как служебные. Понятие «соединительная линия» (СЛ) означает временной канал в одном из ЦТ. Для реализации двухсторонней связи между абонентами в ЦКП устанавливаются два соединения – от абонента А к абоненту Б, от абонента Б к абоненту А. Емкость ЦКП характеризуется числом подключаемых цифровых трактов ЦТ. В зависимости от варианта применения (например, подстанция, АТС, узел связи) емкость цифровых КП в современных ЦСК составляет 128… 2048 ЦТ.

Управление установлением соединений обеспечивает система управления, представляющая собой совокупность микро-ЭВМ. Основной характеристикой работы ЦСК является показатель BCHA - число вызовов, которое может быть успешно обслужено системой управления в течение часа набольшей нагрузки (ЧНН). Конкретная структура системы управления зависит от тех решений, которые были приняты разработчиками оборудования. Принципиальное отличие имеется в вопросе использования процессоров – они могут быть разработаны для конкретной системы коммутации (пример, EWSD) или могут быть задействованы серийно выпускаемые микропроцессоры.

Оконечные станционные

комплекты

Цифровое

коммутационное поле

Ступень абонентского искания (абонентские

модули)

ЦТ

Микропроцессорная система управления

Рис.1. Обобщенная структурная схема цифровой системы коммутации каналов

1.2. Система EWSD (Digital Electronic Switching System)

Пропускная способность коммутационного поля системы EWSD состав­ляет 25200 Эрланг. Число обслуженных вызовов в час наибольшей нагрузки (ЧНН) может достигать 1 млн. вызовов. При использовании в качестве АТС позволяет подключать до 250 тысяч абонентских линий. Узел связи EWSD позволяет коммутировать до 60 тысяч соединительных линий (временных каналов). Блоки удаленного доступа в контейнерном исполнении рассчитаны на подключение от нескольких сотен до 6000 удаленных абонентов. Разработаны центры коммутации для сотовых сетей связи. Предусмотрена ор­ганизация путей второго выбора: до семи путей прямого выбора плюс один путь последнего выбора. Могут выделяться до 127 тарифных зон. Генератор­ное оборудование обеспечивает стабильность выраба­тываемых частотных последовательностей: в плезиохронном режиме – 1 10^-9, в синхронном режиме –1 10 ^-11. Коэффициент готовности системы коммутации составляет Кг=0,99999. Система EWSD рассчитана на использование источни­ков электропитания -60В или -48В.

Аппаратные средства EWSD подразделяются на пять подсистем (см. рис.2): цифровой абонентский блок (DLU); линейная группа (LTG); коммутационное поле (SN); управляющее устройство сети сигнализации по общему каналу (CCNC); координационный процессор (СР). Каждая подсистема имеет хотя бы один микропроцессор, обозначенный GP. Используются системы сигнализации R1,5, по общему каналу SS7 и ЕDSS1.

Цифровые абонентские блоки DLU обслуживают: аналоговые абонентские линии; абонентские линии пользователей цифровых сетей с интеграцией служб (ISDN); аналоговые учрежденческие подстанции (УПАТС); цифровые УПАТС. Блоки DLU обеспечивают возможность включения аналоговых и цифровых телефонных аппаратов, многофункциональных терминалов ISDN. Пользователям ISDN предоставляются каналы (2B+D), где В=64 кбит/с - стандартный канал аппаратуры ИКМ30/32, D-канал передачи сигнализации со скоростью 16 кбит/с. Для передачи информации между EWSD и другими системами коммутации используются первичные цифровые соединительные линии (ЦСЛ, англ. РDС) - (30В+1D+синхронизация) на скорости передачи 2048 кбит/с (или на скорости 1544 кбит/с в США).

Для або­нентских линий допустимым считается сопротивление шлейфа до 2кОм и сопротивление изоляции – не ниже 20 кОм.

Удаленные блоки DLU устанавливаются в местах концентрации абонентов. При этом уменьшается длина абонентских линий, а трафик на цифровых соединительных линиях концентри­руется, что приводит к уменьшению затрат на органи­зацию сети распределения.

Высокий уровень надежности обеспечивается за счет: подключения каждого DLU к двум LTG; дублирования всех блоков DLU с разделением нагрузки; непрерывно выполняемых тестов самоконтроля. Для передачи управляющей информации между DLU и линейными группами LTG используется специальная сигнализация CCS по каналу номер 16.

Вариант DLUB предусматривает использование модулей аналоговых и цифровых абонентских комплектов с 16 комплектами в каждом модуле. К отдельному абонентскому блоку DLUB можно подключить до 880 аналоговых абонентских линий, а он подключается к LTG с помощью 60 каналов ИКМ (4096 Кбит/с). Пропускная способность одного DLUB не должна превышать 100 Эрл. Если окажется, что средняя нагрузка на один модуль больше 100 Эрл, то следует уменьшать число абонентских линий, включаемых в один DLUB. Могут быть объединены до 6 блоков DLUB в удаленный блок управления (RCU).

Характеристики DLU изменяются при переходе от одной модификации к другой.

При помощи отдельных линий могут подключаться таксофоны, аналоговые учрежденческо-производственные автоматические телефонные станции РВХ (Private Automatic Branch Exchange) и цифровые РВХ малой и средней емкости.

Рис.2. Структурная схема системы коммутации EWSD

Линейная группа Line /Trunk Groupe (LTG) образует интерфейс между цифровой средой узла и цифровым коммутационным полем SN (см. рис.3). Группы LTG выполняют функ­ции децентрализованного управления и освобождают коор­динационный процессор CP от рутинной работы. Соединения между LTG и дублированным коммутационным полем осуществляются по вторичной цифровой линии связи (SDC) со скоростью передачи в направлении от группы LTG к полю SN и в обратном направлении 8192 кбит/с (8 Мбит/с).

Рис.3. Различные варианты доступа к LTG

Каждая из мультиплексных систем 8 Мбит/с имеет 127 временных интервалов со скоростью 64 кбит/с в каждом для переноса полезной информации, а один временной интервал со скоростью 64 кбит/с используется для передачи сообщений.

Группа LTG передает и принимает речевую информацию через обе стороны коммутационного поля (SN0 и SN1). Напряжение электропитания LTG составляет +5В.

Используются несколько типов LTG. Они отличаются реализацией аппаратных блоков и конкретными прикладными программами в групповом процессоре (СP). Например, блок LTG функции В используется для подключения: до 4 первичных цифровых линий (трактов) связи вида PCM30 (ИКМ30/32) со скоростями передачи 2048 кбит/с; до 2 цифровых линий связи со скоростью передачи 4096 кбит/с для ло­кального доступа DLU.

Блок LTG функции С используется для подключения до 4 первичных цифровых линий связи со скоростями 2048 кбит/с.

В зависимости от назначения LTG (В или С) имеются различия в функциональном исполнении LTG. Исключение составляют современные модули LTGN, которые являются универсальными. Чтобы изменить их функциональное назначение, необходимо «пересоздать» их программно с другой загрузкой.

Коммутационное поле SN системы коммутации EWSD соединяет друг с другом подсистемы LTG, CP и CCNC. Ка­ждое соединение одновременно устанавливается через обе половины (плоскости) коммутационного поля SN0 и SN1, так что в случае отказа одной из сторон поля всегда имеется резервное соединение. В системах коммутации типа EWSD могут применяться два типа коммутационного поля: SN и SN(B). Коммутационное поле типа SN(B) представляет собой новую разработку и отличается меньшими размерами, снижением потребляемой мощности. Предусмотрены различные ва­рианты организации SN и SN(B) на:

504 линейные группы (SN:504 LTG); 1260 линейных групп (SN:1260 LTG); 252 линейные группы (SN:252 LTG); 63 линейные группы (SN:63 LTG).

Коммутационное поле осуществляет коммутацию каналов со скоростью передачи 64 кбит/с. Для каждого соединения необходимы два соединительных пути (от вызывающего абонента к вызываемому, и в обратную сторону). Координационный процессор осуществляет поиск свободных путей через коммутационное поле на основе хранимой в данный момент в запоминающем устройстве информации о занятости соединительных путей. Коммутация соединительных путей осуществляется управляющими устройствами коммутационной группы.

Каждое коммутационное поле имеет собственное управляющее устройство, состоящее из управляющего устройства коммутационной группы (SGC) и модуля интерфейса между SGC и блока буфера сообщений MBU: SGC. При минимальной емкости ступени 63 LTG в коммутации соединительного пути задействовано одно SGC коммутационной группы. Однако при емкостях 504, 252 или 126 LTG используются два или три SGC. Команды для установления соединения задаются каждому GP коммутационной группы процессором СР.

Кроме соединений, задаваемых абонентами путем набора номера, через коммутационное поле устанавливаются соединения между линейными группами и координационным процессором СР. Они используются для обмена управляющей информацией и называются полупостоянными коммутируемыми соединениями. Благодаря этим соединениям производится обмен сообщениями между линейными группами без затраты ресурсов блока координационного процессора. Некоммутируемые (nailed-up) соединения и соединения для сигнализации по общему каналу устанавливаются также по принципу полупостоянных соединений.

Коммутационное поле в системе EWSD характеризуется полной доступностью. Это означает, что каждое 8-разрядное кодовое слово, передаваемое по магистрали, входящей в коммутационное поле, может быть передано в любом другом временном интервале по магистрали, исходящей из коммутационного поля. Во всех магистралях со скоростью передачи 8192 кбит/с имеется по 128 каналов с пропускной способностью передачи 64 кбит/с каждый (128х64 =8192 кбит/с).

Системы коммутации EWSD с сигнализацией по общему каналу ОКС№7 (SS7) оборудованы управляющим уст­ройством сети сигнализации по общему каналу ССNС. Устройство CCNC подключается к коммутационному полю по уплотненным линиям, имеющим скорость пе­редачи 8 Мбит/с. Между CCNC и каждой плоскостью коммутационного поля имеются 254 па­ры каналов.

По каналам передаются данные сигнализации через обе плоскости SN к линейным группам и от них со скоростью 64 кбит/с. Аналоговые сигнальные тракты подключаются к CCNC через модемы. CCNC состоит: из максимально 32 групп с 8 оконечными устройствами сигнальных трактов каждая (32 группы SILT); одного дублированного процессора системы сигнализации по общему каналу (CCNP).

Координационный процессор 113 (СР113 или СР113С) – это мультипроцессор, в котором два или несколько идентичных процессоров работают параллельно с разделением нагруз­ки. Главными функциональными блоками мультипроцессора являются:

основной процессор (ВАР) для обработки вызовов, эксплуатации и технического обслужива­ния;

процессор обработки вызовов (CAP) для обработки вызовов;

общее запоминающее устрой­ство (CMY);

контроллер ввода/вывода (IOC) и процессор ввода/вывода (IOР).

Координационный процессор СР выполняет следующие функции:

обработку вы­зовов (анализ цифр номера, управление маршрутизацией, выбор зоны обслуживания, выбор пути в коммутационном поле, учет стоимости разговоров, управление сетью и данными о трафике);

эксплуатацию и техническое обслуживание - ввод/вывод данных во внешние запоминающие устройства (ЕМ), связь с тер­миналом эксплуатации и техобслуживания (ОМТ).

Характеристики CP системы EWSD: ем­кость запоминающего устройства - до 64 Мбайт; емкость адресации - до 4 Гбайт; магнитная лента - до 4 устройств, по 80 Мбайт каждое; магнитный диск - до 4 устройств, по 337 Мбайт каждое.

Задачей буфера сообщений Message Buffer (МВ) является управление обменом сообщениями между: координационным процессором СР113, и группами LTG; СР113 и контроллерами коммутационного поля;

между группами LTG; между группами LTG и контроллером сигнализации CCNC. Дублированное устройство МВ может содержать до четырех групп буферов сообщений (MBG).