Проектирование систем коммутации. Учебное пособие по курсу «Сети связи и системы коммутации»

данных, представляющих собой полезную информацию. Таким способом сообщения передаются между функциональными блоками. Функциональные блоки считаются основными строительными блоками системы АХЕ-10. Функциональный блок может состоять либо из аппаратных и программных средств, либо только из программных;

5)уровень функциональных модулей (уровень 5). Каждый функциональный блок состоит из функциональных модулей. Модуль может быть как аппаратным, так и программным. В каждом программном модуле содержатся данные и программы.

1.2.6.Структурная схема и особенности ЦАТС 5ESS

5ESS/VCDX - электронная (цифровая) станция с временным разделением каналов, обеспечивающая высокую надежность и экономичность функционирования. Гибкость работы станции достигается за счет наращиваемой модульной структуры и распределенной обработки сигналов. Модульная структура также позволяет наращивать пропускную способность станции, количество интерфейсов системы, количество обрабатываемых вызовов с целью адаптации к увеличивающейся телефонной нагрузке, а также для введения новых услуг.

Очень компактная цифровая станция (VCDX) — это минимальная конфигурация станции 5ESS. Она может использоваться для развертывания полноценной автономной станции небольшой емкости, не отличающейся по функциям от 5ESS, на площадке минимального размера и состоит из одного модуля SM-2000. Модуль SM-2000, выполняющий функции обработки вызовов, в этом случае управляется сервером, который выступает в качестве административного модуля (AM) и называется административной рабочей станцией AWS. AWS основана на микропроцессорной системе Netra t 1120 компании SUN. Этот компьютер эмулирует операционную систему 3B21 административного модуля станции 5ESS

21

и выполняет загрузку того же программного обеспечения, что и любая другая станция 5ESS. Связь с модулем SM-2000 осуществляется по каналу Ethernet. Интерфейс технического обслуживания, экраны терминала главного центра управления (MCC), выходные данные принтера, дисководы и интерфейсы с системами эксплуатации [например, многофункциональной системой эксплуатации (MFOS)] такие же, как у любой другой конфигурации станции 5ESS. Станция VCDX может быть преобразована в полноразмерную станцию 5ESS.

Станция VCDX поддерживает:

до 25 000 абонентских линий при нагрузке до 0,1 Эрл/линию, или

до 4 080 каналов ЦСЛ при нагрузке до 0,7 Эрл/канал, или

комбинацию АЛ и ЦСЛ в указанных пределах (с ограничением по суммарному трафику системы).

1.2.7.Структурная схема и особенности ЦАТС MC-240

ЦАТС МС-240 основана на применении коммутации сигналов импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Активные схемы системы (модули) собраны на съемных печатных платах. Номерная емкость станции, количество СЛ и направлений внешней связи зависят от назначения станции и от нагрузки, которую необходимо обработать. Максимальная номерная емкость одного блока составляет 240 номеров при двух межстанционных цифровых трактах Е1 или ИКМ-15 (или до 8 аналоговых 4/6-проводных СЛ). Расширение емкости до 500 номеров производится подключением второго блока с дополнительным блоком питания, но без модуля центрального процессора.

Обеспечивает следующие виды связи:

•автоматическую внутристанционную связь;

•автоматическую входящую и исходящую связь с абонентами других станций;

•транзитную связь между входящими и исходящими линиями и каналами;

22

•автоматическую исходящую связь со спецслужбами;

•исходящую и входящую автоматическую и полуавтоматическую зоновую, междугородную и международную связь;

•связь в режиме полупостоянной коммутации;

•связь с Центром технической эксплуатации (ЦТЭ).

МС-240 выполнена в виде блока 19U евроконструктива (6U84TE). Блок содержит экранированный отсек для установки источника питания, верхнюю и нижнюю кросс-платы с разъемами, направляющие для установки модулей. На нижней задней стенке блока размещены: клемма заземления, клеммы для ввода основного и резервного питания, семнадцать 50-контактных разъёмов для подключения линий связи и аппаратуры окончаний и два 36контактных разъема для подключения блоков расширения. МС-240 имеет блочно-модульную архитектуру. Модули станции устанавливаются в общий блок в соответствии с требуемой номерной емкостью и количеством СЛ. Модульное построение обеспечивает возможность комплектации и конфигурации станции в соответствии с требованиями потребителя. Модули ЦАТС МС-240 делятся на две основные функциональные группы: общие управляющие устройства и периферийные устройства. Каждый периферийный модуль имеет собственный управляющий процессор, который позволяет обрабатывать сигнализацию и отслеживать состояние портов внутри модуля. Это позволяет разгрузить центральный процессор и наращивать производительность одновременно с наращиванием емкости станции. Общие управляющие устройства (ЦП) обеспечивают обслуживание системой потока поступающих вызовов, управляя установлением соединений разговорных трактов между периферийными портами (абонентскими комплектами и комплектами СЛ). Периферийные схемы содержат узлы аппаратуры, необходимые для установления соединений. Команды поступают из общих устройств управления в периферийные устройства, а информация о

23

состоянии поступает от периферийных устройств в общие устройства управления. Модуль центрального процессора ЦП предназначен для управления работой коммутационного блока, отработки алгоритмов соединений и для коммутации подключённых каналов и линий.

В состав ЦП входят следующие узлы (рис. 1.6):

Рис. 1.6. Функциональная схема модуля ЦП

•Блок центрального процессора:

процессор AT91RM9200;

генератор тактовой частоты;

память программ и данных;

буфер управляющих сигналов;

буфер шины данных и адреса;

формирователь сигнала сброса и контроля напряжения;

буфера последовательных портов (RS-232);

контроллер Ethernet.

Память хранения конфигурации и учётной информации при отключении питания:

24

узел сопряжения с CompactFlash.

энергонезависимые часы реального времени. Часы реального времени используются для определения текущего времени суток и даты в станции, для хранения настроек и для показа на дисплеях системных аппаратов.

Блок сигнальных процессоров: сигнальный процессор фирмы

Analog Devices ADSP, двухпортовое ОЗУ.

Блок сигнального процессора предназначен для генерации

сигнала станции, реализации функции конференц-связи, обслуживания функции выдачи голосовых сообщений, обработки частотной сигнализации и взаимодействия с HDLC контроллерами блока связи с периферийными модулями.

Логика сопряжения последовательных синхронных портов сигнальных процессоров с шиной коммутации.

Блок голосовых сообщений: субмодуль голосовых сообщений, схема сопряжения с шиной сигнального процессора.

Блок коммутации: коммутирующая матрица соединений 16х16

8-мегабитных потоков, входной буфер, выходной буфер.

Блок коммутации предназначен для коммутации цифровых 64килобитных каналов, сгруппированных в 8-мегабитные потоки по 128 каналов в каждом. Предельное количество потоков — 16. Принцип выделения каналов в потоках для работы плат периферии — динамический. Для обеспечения совместимости с платами, работающими с 2-мегабитными потоками (например, плата 8ТЧ), в блоке коммутации имеется возможность переконфигурирования скорости потока с 8 на 2 мегабита.

Общесистемный генератор тактовой частоты: схема выбора источника входной частоты синхронизации, узел PLL с формирователем тактовых и кадровых сигналов.

Блок встроенных СЛ: схема сопряжения с шиной адреса и данных, субмодуль C4Е1(C4И15).

25

Блок встроенных СЛ предназначен для подключения к станции цифровых потоков Е1, которые заводятся на плату посредством разъема XT, расположенного на задней панели станции.

Блок связи с платами периферии: контроллеры HDLC и схема

управления LVDS каналами, реализованные в PLD субмодуль LVDS (СКС), устанавливаемый при подключении дополнительных блоков.

Блок связи с платами периферии предназначен для обмена сообщениями с платами периферии (команды к платам, сообщения о событиях и состоянии комплектов от плат).

1.3.Выбор оборудования цифровых АТС в соответствии

стребованиями заказчика

Внекоторых случаях, например при проектировании офисных или учрежденческих АТС, выбор объема оборудования ЦАТС осуществляется исходя из требований, предъявляемых заказчиком. Для того чтобы лучше понять, как произвести этот выбор, рассмотрим пример, в котором приводятся в соответствие требования заказчика и блоков ЦАТС «Протон-ССС» [12].

Обычно заказчик сообщает необходимое количество абонентов проектируемой ЦАТС по различным категориям, необходимые услуги, дополнительные виды обслуживания, а также другие пожелания по типу АТС исходя из их стоимости.

Например, заказчику требуются современная отечественная ЦАТС, рассчитанная на количество внутренних абонентов, равное 300, диагностика абонентских комплектов двумя блоками абонентских коммутаторов, наличие исходящих и входящих СЛ – 5, бесперебойное питание с резервированием не менее 3 часов от двух устройств электропитания, обеспечение комплектов системных ТА не менее 15 штук. Кроме того, с учетом резервирования ЦАТС необходимо использование двух блоков управления и коммутации, цифровых окончаний и устройств сопряжения модулей. С учетом требований и

26

экономической эффективности выбираем станцию для проектирования ЦАТС «Протон-ССС» серии «Алмаз 02» [9]. Согласно описанию ЦАТС серии «Алмаз 02» для удовлетворения всех требований заказчика необходимо выбрать следующие блоки: БАК - 19 шт. (удовлетворяет требованию по количеству внутренних абонентов), БАКД - 2 шт. (выполняет требование диагностики АК), комплект соединительных линий входящий - 1 шт. и комплект соединительных линий исходящий – 1 (удовлетворяет требованиям по наличию не менее 5 исходящих трехпроводных СЛ), УЭПС 2 60/1232+аккумулятор – 1 шт. (удовлетворяет требованию по наличию бесперебойного питания с резервированием на 3 часа), КСТА - 1 шт. (удовлетворяет требованию по обеспечению комплектов системных ТА не менее 15 шт.). Кроме того, для обеспечения заданных параметров потребуется две кассеты, в связи с этим дополняем комплект следующими блоками: импульсным блоком питания на 60 В (ИБП 60) – 2 шт., блоком управления и коммутации (БУК) – 2 шт.; блоком цифровых окончаний (БЦО) - 2 шт., а также для полной комплектации необходимо добавить две кассеты устройства сопряжения модулей.

1.4.Методика расчета цифровой системы коммутации

Вотличие от методики выбора оборудования ЦАТС в соответствии с требованиями заказчика в ЦАТС, входящих в состав ТФОП района, необходимо осуществить расчет объема оборудования ЦАТС на основе следующих исходных данных:

- назначения проектируемой ЦАТС (городская ЦАТС, сельская ЦАТС);

- монтируемой емкости и структурного состава абонентов (определяется с помощью предварительного опроса населения района);

27

-числа линий межстанционных связей или матрицы межстанционных нагрузок, позволяющей определить соответствующие межстанционные пучки СЛ;

-числа линий для связи с автоматической междугородной телефонной станцией (АМТС) и узлом спецслужб (УСС);

-используемых систем сигнализации в межстанционных направлениях [13].

Таким образом, методика расчета цифровой системы коммутации должна содержать следующие пункты [5, 6, 11, 12].

1. Расчет поступающей от абонентов нагрузки.

2. Распределение нагрузки по направлениям, для чего

необходимо заполнить матрицу нагрузок и составить схему распределения нагрузки.

3.Расчет нагрузки на модули многочастотных приемопередатчиков (МЧПП), включая расчет времени занятости МЧПП.

4.Расчет объема оборудования, включая расчет числа каналов в каждом направлении, число модулей цифровых линий (МЦЛ), число МАЛ, число МЧПП, число плоскостей главной ступени цифровых коммутаторов.

5.Расчет элементов коммутационного поля.

Более подробно каждый из пунктов методики раскроем во 2-й части данного пособия.

28

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВОЙ КОММУТАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

2.1.Постановка задачи проектирования

Вкачестве примера рассмотрим некоторую гипотетическую сеть ЦАТС района (рис. 2.1). Данная сеть связи включает три ЦАТС, автоматическую междугородную телефонную станцию АМТС и узел связи спецслужб УСС. Необходимо в соответствии с методикой расчета цифровой системы коммутации и с учетом существующей сети ЦАТС спроектировать конфигурацию ЦАТС-4.

1.Произвести расчет нагрузки и ее распределение по направлениям для всех ЦАТС сети.

2.Составить матрицу и схему распределения нагрузки для всех ЦАТС сети.

3.Определить число каналов и линий в каждом из направлений.

Рис. 0.1. Структурная схема сети связи ЦАТС

29

4.Составить таблицу распределения МАЛ и МЦЛ в ЦКП.

5.Составить конфигурацию проектируемой ЦАТС -4.

6.Произвести нумерацию абонентских линий для каждой ЦАТС сети.

7.Обосновать функциональную схему проектируемой ЦАТС -4.

2.2Исходные данные для проектирования коммутационной системы цифровой АТС

Исходными данными для проектирования цифровой коммутационной системы ЦАТС-4 являются:

1.Емкость станций:

ЦАТС-1 – N1 ;

ЦАТС-2 – N2 ;

ЦАТС-3 – N3 ;

2.Доля состоявшихся разговоров, Pр .

3.Для проектируемой ЦАТС-4 и для всей сети в целом принять следующий структурный состав абонентов, Кk : телефонные аппараты

народнохозяйственного (НХ) сектора с декадным набором – К11 , с частотным набором - К12 ; телефонные аппараты квартирного (КВ) сектора с декадным набором - К21 , с частотным набором - К22 ;

4. Среднее число вызовов в час наибольшей нагрузки (ЧНН) по категориям телефонных аппаратов для народнохозяйственного сектора, квартирного сектора и таксофонов соответственно: С1 , С2 ,

С3 .

30