PGTU / 5 семестр / СК и ИКС / 2 семестр / Tema_30

Тема 30. Сетевые интерфейсы цифровых систем коммутации: с цифровыми и аналоговыми системами передачи, аналоговыми соединительными линиями, с сетью доступа и сетью технического обслуживания и эксплуатации

Под сетевым стыком будем понимать точку подключения к цифровой АТС оборудования, отличного от абонентского. Это могут быть другие АТС, устройства сопряжения с сетями доступа, передачи данных, управления и др.

Стык с ЦСП

При соединении цифровых АТС, или при установлении между цифровой АТС и аналоговой АТС цифровой системы передачи, на первой организуется цифровой стык. В этом случае реализуется одно из самых важных преимуществ ЦСК, которое состоит в создании единого цифрового представления информации в тракте “передача-коммутация”.

Представление речевого сигнала в виде ИКМ сигнала аналогично как для цифровых систем коммутации, так и для аппаратуры ЦСП. Казалось бы, никаких проблем в отношении стыковки ЦСП и цифровых коммутационных систем быть не должно. Однако в действительности положение обстоит несколько иначе.

Во-первых, в телефонной сети могут использоваться ЦСП, не входящие в иерархию систем передачи МККТТ (ИКМ-15, специальные ЦСП АЛ).

Во-вторых, в силу особенностей построения цифровых КП структура циклов внутри них отличается от структуры циклов ЦСП. МККТТ определил, что не будет выдвинуто никаких требований относительно структуры циклов ИКМ трактов внутри ЦСК. Разработчики цифровых АТС имеют возможность осуществлять по своему усмотрению временное уплотнение ИКМ потоков (вторичное мультиплексирование) в АТС, изменять длину кодового слова.

В-третьих, кодирование слов в линии ИКМ и внутри АТС различается.

К цифровому стыку ЦСП и цифровой АТС предъявляются две группы требований: электрические и логические.

Например, в ЭАТС 200 сопряжение ИКМ линий (ИКМ-30) со станцией осуществляет блок ЕТ, в котором предусмотрены специальные схемы для электрического согласования ИКМ линии с АТС.

Логическое согласование включает преобразование линейного сигнала кода HDB3 в двоичный код и наоборот, синхронизацию входных сигналов в соответствии с тактовыми сигналами станции.

Структуры циклов ИКМ-30 и циклов внутри ЭАТС 200 одинаковы, поэтому необходимость их согласования отпадает. Кроме того, на блок ЕТ

возложена обязанность контроля качества передачи сигналов по ИКМ линии.

Содержимое канальных интервалов T1 - Т31, проходит через блок ЕТ без изменений в обоих направлениях.

В канальном интервале Т0 организован канал системы технического обслуживания и эксплуатации. Это позволяет осуществлять следующее:

1)установку блока ЕТ в состояние нормальной работы;

2)переключение блока ЕТ в режим диагностики;

3)передачу сигнала аварии в коммутационную систему ЭАТС 200 и на дальний конец ЦСП.

Блок ЕТ состоит из двух плат: блока цикловой синхронизации (FRAL) и регенератора (согласующего регенератора IR или станционного регенератора TR) (рис. 30.1).

Рис. 30.1. Структура блока ЕТ

Стык с аналоговыми соединительными линиями и системами передачи

Довольно часто на начальных этапах внедрения цифровой телефонной сети для связи аналоговой и цифровой АТС используются существующие или вновь создаваемые аналоговые физические соединительные линии (СЛ). В этом случае для каждой системы сигнализации аналоговых соединительных линий организуются отдельная группа стыков.

Рассмотрим принцип согласования ЭАТС МТ-20/25 и физических соединительных линий с батарейным способом линейной сигнализации.

Согласующее устройство обеспечивает:

-аналого-цифровое преобразование сигналов тональной частоты и их временное объединение в первичные потоки со скоростью 2048 кбит/с;

-преобразование бинарного кода NRZ в линейный квазитроичный код HDB3 и передачу цифровых потоков к коммутационному полю;

-обнаружение линейных сигналов, их кодирование и передачу в 16-м канальном интервале;

-прием из коммутационного поля первичного группового цифрового потока в коде HDB3, преобразование в код NRZ, распределение по каналам и цифро-аналоговое преобразование в сигналы ТЧ;

-извлечение из КИ16 сигнальной информации, декодирование и передачу сигнализации в СЛ.

Структурная схема согласующего устройства (URJ) приведена на рис. 30.2.

Рис. 30.2. Структурная схема URJ

Согласующее устройство состоит из блока комплектов соединительных линий (КСЛ) JONC, блока адаптера сигнализации AS и блока оконечного цифрового оборудования TNE. К аналоговым входам согласующего устройства через устройство защиты подключается до 30 линий ТЧ. Входящие линейные сигналы управления выделяются комплектами СЛ и преобразуются в двоичные сигналы. Принимаемые разговорные сигналы ТЧ транслируются в TNE, где они дискретизируются, кодируются и объединяются в 30-канальный цифровой поток со скоростью передачи 2048 кбит/с в коде HDB3. Адаптер сигнализации AS считывает сигнальную информацию каждой соединительной линии через 2 мс, выдает ее в ИКМ тракт, организуя временное разделение 30 сигнальных каналов. В обратном направлении происходят обратные преобразования.

Аналоговые системы передачи с частотным разделением каналов сохранятся на сети в переходный период от аналоговой телефонной сети к цифровой. Поэтому необходимо согласование этих систем с цифровыми АТС.

Для этой цели могут использоваться три вида аппаратуры:

•трансмультиплексоры, обеспечивающие поканальное взаимное сопряжение ЦСП и АСП;

•групповые кодеки, с помощью которых сигналы групповых и линейных трактов АСП могут быть переданы через ЦСП;

•групповые модемы, позволяющие передавать цифровые потоки по групповым и линейным трактам АСП.

Сравнить указанные виды аппаратуры можно с точки зрения удовлетворения потребностей в современных услугах связи. Рассмотрим только раздельное использование перечисленных типов аппаратуры, хотя ничто не запрещает применять их в сочетании друг с другом.

Обычно основным параметром для сравнения эффективности различных типов оборудования является величина потерь канальной емкости при сопряжении ЦСП и АСП. На первый взгляд лучшими характеристиками обладают трансмультиплексоры, при использовании

которых такие потери отсутствуют. Несколько хуже по эффективности утилизации канальной емкости оказываются групповые кодеки, а наименьший показатель имеют модемы. Однако в действительности потребности в цифровых услугах по сравнению с другими видами аппаратуры сопряжения наилучшим образом обеспечивают именно групповые модемы.

Трансмультиплексор — это устройство взаимного поканального преобразования аналоговых сигналов с частотным разделением каналов (ЧРК) в сигналы с временным разделением каналов (ВРК) с импульснокодовой модуляцией (ИКМ) и обратно. В отличие от других видов аппаратуры сопряжения трансмультиплексор не требует наличия парного устройства на противоположном конце канала связи. При его использовании накладывается ограничение по энергетическому спектру любого из передаваемых по ЦСП и АСП видов информационных сигналов: он должен быть ограничен пределами полосы одного канала ТЧ. На рис. 30.3 приведен пример сопряжения 60 телефонных каналов, организованных в ЦСП и АСП.

Рис. 30.3. Сопряжения АСП и ЦСП с помощью трансмультиплексора

Помимо преобразования информационных сигналов, в трансмультиплексоре одновременно осуществляется преобразование соответствующих протоколов сигнализации. Другими словами, передача сигнализации через трансмультиплексоры осуществляется непрозрачно, со значительными временными задержками. Более того, в этом случае исключена трансляция сигналов ОКС-7, поскольку передача нетелефонных сигналов осуществляется только в пределах канала ТЧ АСП. Так что возможности предоставления современных цифровых услуг при сопряжении АСП и ЦСП с помощью трансмультиплексоров ограничены, несмотря на полное отсутствие потерь канальной емкости.

Групповые кодеки обеспечивают прозрачную передачу групповых и линейных сигналов АСП с ЧРК через ЦСП (рис. 30.4). В этом случае не предусматривается преобразования телефонной сигнализации, и отдельные компоненты группового сигнала с ЧРК могут занимать более чем один канал ТЧ. При оптимальном выборе параметров дискретизации и кодирования в кодеках эффективность использования канальной емкости ЦСП достигает 90%. В последнее время в связи с прокладкой волоконнооптических кабелей появилась возможность применения кодеков для передачи сигналов линейных трактов мощных АСП в цифровом виде по

Посредством групповых модемов может быть предоставлен полный набор цифровых услуг, включая доступ в Internet, связь между БС сотовой связи и т.д., тем не менее, создается впечатление, что по количеству формируемых телефонных каналов эффективность использования групповых трактов АСП снижается. Так обстоит дело, если не учитывать возможности цифровой обработки речевых сигналов, которые рекомендуется применять совместно с групповыми модемами. При полной речевой загрузке 30-канального потока Е1 со скоростью 2048 Кбит/с от цифровой АТС можно в значительной степени снизить потребность в пропускной способности исходного сигнала, дополнительно проведя многоканальное цифровое сжатие речи (с помощью многоканального цифрового речевого компрессора, МЦРК). Алгоритм кодирования речи по протоколу G.723.1 способен «упаковать» 30-канальный поток (с учетом прозрачной передачи нулевого и 16-го канальных интервалов) в канал шириной 320 Кбит/с.

На такой скорости поток может быть передан с помощью модема М- АСП-ПГ через ПГТ аналоговой сети связи (рис. 30.6).

Рис. 30.6. Передача потока Е1 через ПГТ АСП

Таким образом, в тракте первичной группы АСП вместо обычных 12 каналов ТЧ будет организовано 30 речевых каналов, что повышает эффективность использования канальной емкости в 2,5 раза. В стандартной ситуации, когда для передачи полезной информации в АСП доступны четыре ПГТ (48 каналов ТЧ), один ПГТ выделяется для прозрачного транзита потока Е1, а три оставшихся групповых тракта предоставляются для дополнительной передачи данных или видеоинформации с помощью модемов. В результате в рассматриваемой конфигурации сети имеется 30 речевых каналов и 15 каналов данных со скоростью 64 Кбит/с (суммарная скорость передачи 1280 Кбит/с). Следует заметить, что при использовании протокола сигнализации 2ВСК в потоке Е1 и доступности служебного канала модема М-АСП-ПГ для передачи циклового синхросигнала информационная скорость сжатого потока может быть уменьшена с 320 до 256 Кбит/с.

Если же применить устройство многоканального сжатия речи в сочетании с двумя парами модемов М-АСП-ПГх2, работающих по линейному тракту К-60П или ВГТ, можно организовать передачу 60 речевых каналов в канале со скоростью 640 Кбит/с. Таким образом, использование групповых модемов в сочетании с многоканальной аппаратурой цифрового сжатия речи является самым эффективным

способом сопряжения ЦСП и АСП. Этот способ гарантирует предоставление потребителям полного комплекса цифровых услуг при экономичном расходовании полосы пропускания АСП.

Стык с сетью доступа

Еще совсем недавно для подключения сети доступа к АТС использовались собственные, нестандартные протоколы абонентской сигнализации. У операторов не было выбора при расширении емкости и установке дополнительного абонентского оборудования – они были вынуждены покупать оборудование сети доступа той же компаниипроизводителя, что и расширяемая АТС. В последнее время в связи с расширением номенклатуры средств сети абонентского доступа и, в частности, распространением оборудования WLL, возросла необходимость в универсальном протоколе, который позволил бы совмещать оборудование различных производителей. Разработка универсального протокола V5 между сетью доступа и АТС была начата ETSI в 1991 г., первые спецификации V5 были изданы в 1993 г., а в 1995 г. ITU-T утвердил рекомендации для V5.1 и V5.2.

Интерфейс V5.1 позволяет подключить к АТС по цифровому тракту 2048 Кбит/с до 30 аналоговых АЛ без концентрации. При этом сигнализация осуществляется по общему каналу. Интерфейс V5.2 содержит несколько (до 16) трактов 2048 Кбит/с и поддерживает концентрацию с коэффициентом не более 8 и динамическое назначение канальных интервалов. В этом состоит принципиальное различие интерфейсов V5.1 и V5.2. Канальные интервалы (в спецификации интерфейса – несущие каналы) интерфейса V5.1 жестко закреплены за цифровыми каналами абонентских трактов, т.е. между этими каналами существует постоянное соединение. В интерфейсе V5.2 жесткое закрепление несущих каналов за каналами абонентских портов отсутствует. При этом благодаря возможности концентрации, количество используемых несущих каналов в интерфейсе всегда меньше количества обслуживаемых каналов абонентских портов. Несущий канал интерфейса V5.2 предоставляется только тому каналу абонентского порта, для которого запрашивается услуга связи и только на время пользования этой услугой. При этом в каждом тракте 2048 Кбит/с может быть предусмотрено несколько каналов сигнализации. Сравнительные характеристики интерфейсов V5.1 и V5.2 приведены в табл. 30.1.

Таблица 30.1. Сравнительные характеристики интерфейсов V5.1 и V5.2

Стык с сетью TMN

Развитие телекоммуникационных сетей привело к новому решению вопроса администрирования и управления этими сетями. Многие производители оборудования в настоящее время используют различные системы управления для различных производственных, оперативных и административных задач. Централизация управления в этом смысле затруднена из-за использования различных типов пользовательских и сетевых интерфейсов.

Сеть управления телекоммуникационным оборудованием – TMN (Telecommunication Management Network) предложена МСЭ как единая концепция управления для широкого круга сетевого оборудования и различного класса задач. Сеть TMN предоставляет стандартизированные интерфейсы, функции управления, маршрутизацию для сетей с различным оборудованием, различных версий от различных производителей.

TMN концептуально представляет собой отдельную сеть (рис. 30.7), подключенную через специализированные интерфейсы (интерфейсы Q3) во множество точек телекоммуникационной сети для получения информации и управления ее функционированием. Оператор сети имеет возможность управлять большим количеством распределенного оборудования с ограниченного количества узлов управления.

Обязательным требованием к цифровым АТС является наличие стандартных интерфейсов к сети управления и мониторинга, протоколов взаимодействия, информационной модели управляемых ресурсов АТС. Внутри АТС обмен управляющей информацией может осуществляться с использованием внутренних протоколов.

Рис.30.7. Взаимодействие между телекоммуникационной сетью и TMN