11.3. Коммутационная система 5ess

Электронная цифровая система коммутации 5ESS, разработанная фирмой АТ&T, имеет гибкую распределенную структуру оборудования и программного обеспечения ПО и представляет собой универсальную систему по возможностям использования на действующих и перспективных сетях связи, в том числе и использование в качестве коммутационного центра ЦСИО. Весь диапазон применений системы 5ESS, начиная от удаленных концентраторов и кончая международными узлами большой емкости, реализуется с использованием всего трех типов модулей: коммутационного SM, коммуникационного или связного СМ и административного AM (рис. 11.8). Каждый модуль содержит множество микропроцессоров, связь которых друг с другом осуществляется с помощью внутренней цифровой сети, объединяющей вместе все модули системы.

Коммутационный модуль SM обеспечивает подключение всех абонентских и соединительных линий к ЦСК 5ESS и выполняет основные функции по обслуживанию вызовов. К каждому модулю SM может быть подключено до 5120 абонентских или 500 соединительных линий, либо любая комбинации АЛ и СЛ в указанных пределах. Модуль SM является базовым при увеличении емкости станции. Одна ЦСК 5ESS может содержать до 192 модулей SM и обслужить до 350 тысяч АЛ или 90 тысяч СЛ, а также любую их комбинацию, однако максимальная емкость системы ограничена пропускной способностью в 45 тысяч Эрланг или 900 тысяч вызовов в ЧНН.

Административный модуль AM осуществляет общесистемные функции, оказывающие влияние на работу всей станции. К ним относятся: маршрутизация, управление системными ресурсами, техобслуживание, административные функции и связь с эксплуатационным персоналом.

Модуль связи или коммуникационный модуль СМ осуществляет передачу информации пользователей, а также сигнальной и управляющей информации между всеми модулями, обеспечивая связь между AM и SM, и связь модулей SM между собой.

Модули SM соединяются с модулем СМ по волоконно-оптическим каналам управления и синхронизации NST, обеспечивающим синхронизацию всей системы 5ESS. Модуль СМ связан с каждым SM четырьмя двухволоконными трактами NST (два из которых являются резервными). Скорость передачи каждого тракта 32,768 Мбит/с, что соответствует 256-ти 16-тиразрядным двухсторонним временным каналам, т.е. между СМ и каждым SM организованно 512 основных и 512 резервных временных канала. Админи­стративный модуль и модуль СМ связаны металлическим кабелем.

Для управления установлением соединения необходимо передавать управляющие сообщения между административным и коммутационными модулями. Управляющие сообщения от каждого модуля передаются по своим отдельным каналам управления, в качестве которых используется по одному временному каналу в каждом из внутристанционных трактов, соединяющих модули между собой. Следовательно, из 512 временных каналов между каждым SM и СМ, 510 используются для передачи информации пользователей, а два в качестве управляющих.

Коммутатор сообщений в модуле CM (MS CM) принимает управляющие сообщения, и направляет их к требуемому блоку. Каждый SM и AM имеет свой буфер сообщений в коммутаторе сообщений.

Система 5ESS включает в себя местные LSM и несколько типов удалённых коммутационных модулей, отличающихся видом подключения к станции. Удаленный коммутационный модуль RSM выполняет функций выносного концентратора и может находиться от станции на расстоянии до 242 км. До четырех модулей RSM могут быть соединены между собой, что позволяет обслуживать до 16 000 АЛ или 2000 СЛ, либо любую их комбинацию. Соединительные и абонентские линии заканчиваются в периферийных блоках, расположенных в SM (рис. 11.9). Модуль SM выполняет коммутацию временных интервалов между этими периферийными блоками (внутримодульный вызов). Для вызовов, требующих участия другого SM (межмодульный вызов) выпол­няется коммутация временных каналов между своими периферийными блоками и каналами NCT.

Коммутационный модуль SM преобразует аналоговые сигналы в цифровой формат, используемый внутри станции, и наоборот, цифровые сигналы в аналоговую форму для передачи в аналоговые внешние линии связи, обеспечивает концентрацию нагрузки и сканирование поступающих вызовов. Микропроцессор, управляющий работой SM осуществляет посылку сигналов «Ответ станции» и «Посылка вызова», декодирует тональные сигналы и управляет установлением соединения внутри модуля.

Модуль SM содержит два основных блока: SMP - процессор коммутационного модуля и TSI - блок временной коммутации. Эти блоки объединены конструктивно в одном аппаратном блоке, обозначаемом MCTU.

В состав SMP входят микропроцессор и ЗУ, используемые для выполнения обработки вызовов и функций техобслуживания внутри SM. SMP осуществляет следующие функции:

• управляет периферийными блоками, контролируя их состояние и отслеживая все изменения, появление линейных и управляющих сигналов; подключает, при необходимости служебные комплекты и управляет ими;

• посылает необходимые сигналы; выполняет обслуживание вызовов, контролирует состояние АЛ, анализирует адресную информацию, выбирает маршрут и проверяет состояние линии для входящих вызовов, фиксирует отбой и управляет разъединением соединительного тракта;

• выполняет техобслуживание SM; при обнаружении неисправного оборудования выводит его из обслуживания; результаты техобслуживания и значительные ошибки обработки вызовов передаются в AM;

• осуществляет связь с AM и другими SM через управляющие каналы в трактах NCT; передача всех управляющих сообщений координируется блоком управления коммутатора сообщений (MSCU) в СМ;

• инициализирует память, с помощью устройства входящего в состав SMP и обеспечивающего возможность быстро переинициализировать ЗУ, содержащее данные и программы изменяемые в процессе управления; при отключении питания эти данные теряются.

Блок TSI выполняет временную коммутацию, для 512 временных каналов соеди­няющих периферийные блоки с 512 временными каналами трактов NCT. Периферийные временные каналы содержат информацию, поступающую от АЛ и СЛ.

Кроме основных блоков в состав SM входит: оборудование согласования и под­ключения аналоговых АЛ и СЛ, подключения цифровых АЛ и СЛ (интерфейсные блоки) и служебные или сервисные блоки.

Абонентский блок аналоговых АЛ (LU) выполняет три основные функции: преобразование поступающих от АЛ аналоговых сигналов в цифровую форму и обратное пре­образование в направлении АТС - АЛ; концентрацию АЛ при включении в станцию; реализацию функций BORSCHT. Каждый LU может включить до 640 АЛ индивидуальных абонентов или таксофонов подключая их к 64-м внутристанционным временным каналам. Возможно использование четырех коэффициентов концентрации в LU 4:1, 6:1, 8:1 и 10:1. При включении АЛ с высокой удельной нагрузкой используется концентрация 4:1, - что позволяет подключение к LU только 256-ти АЛ. При малой удельной нагрузке концентрация 10:1 дает возможность включить в один LU 640 абонентов. В пределах одного SM отдельные LU могут использовать различные коэффициенты концентрации для включения АЛ с разной удельной нагрузкой.

Абонентский блок с интегральными услугами (ISLU) может подключать как аналоговые, так и цифровые АЛ, его основное назначение - обслуживание абонентов ЦСИО. Блок ISLU включает до 512 аналоговых или цифровых АЛ, емкость ISLU-2 увеличена до 1024 линий. Блоки ISLU и ISLU-2 обеспечивают концентрацию 8:1 для аналоговых и 16:1 для цифровых АЛ. Удаленный блок ISLU (RISLU) может быть расположен на расстоянии до 245 километров от АТС или удаленного концентратора и включать до 1000 АЛ.

Комплект аналоговых СЛ (ATU) осуществляет следующие функции: аналого-цифровое преобразование; согласование линейного и станционного оборудования; фикса­цию сигнала занятия со стороны входящей СЛ и передачу аналогичного сигнала в исходя­щую СЛ. а также обеспечивает возможность эксплуатационных проверок оборудования и сообщает персоналу о неисправностях в СЛ. Каждый ATU подключает до 64 односторонних аналоговых СЛ. Вследствие больших удельных нагрузок на СЛ, за каждой аналоговой СЛ закрепляется свой временной канал.

Комплект цифровых СЛ (DLTU) согласует линейное и станционное оборудование и преобразует формат И КМ в цифровой формат, используемый на станции.

В состав SM входит также блок коммутации пакетов PSU, предназначенный для сканирования цифровых АЛ, обработки данных, сформированных в пакеты, и данных сигнализации по ОКС №6 и №7. Периферийные служебные блоки DSU обеспечивают обслу­живание вызовов и функции тестирования. Предусмотрено пять типов таких блоков:

LDSU - генерирует и декодирует тональные сигналы;

GDSU - обеспечивает возможность конференц-связи и тестирования передачи по СЛ на тональной частоте;

GDSU2-RAF - обеспечивает подачу извещений к абонентам и операторам;

MMSU - обеспечивает тестирование АЛ и СЛ;

PPMU - обеспечивает измерение периодических импульсов для тарификации разговоров абонентов.

Модуль связи СМ осуществляет коммутацию межмодульных вызовов, реализует пути передачи информации между процессорами для управления установлением соединения и техобслуживания и осуществляет синхронизацию в пределах коммутационной системы. Модуль СМ состоит из блока коммутации с временным уплотнением TMS, устанавливающего соединение между модулями SM для передачи речи и данных пользователей и блока коммутации сообщений MSGS, осуществляющего пакетную коммутацию управляющей информации между любыми SM и между SM и AM (рис. 11.10).

В системе 5ESS используется коммутация «время-пространство-время». Блоки временной коммутации расположены в модулях SM, а блоки пространственной коммутации TMS в модуле СМ. Один из них работает как активный, другой - резервный. При воз­никновении ошибки в активном TMS, активизируется резервный TMS без потери связи. Каждый TMS состоит из:

• управляющего устройства коммутации сообщений MSCU, который осуществляет управление остальными элементами модуля СМ, передает управляющую информацию между СМ и AM, анализирует адрес управляющего временного канала, поступающего от SM и направляет сообщение в соответствующий массив памяти блока MSPU;

• периферийного устройства коммутации сообщений MSPU накапливающего и обрабатывающего информацию поступающую по каналам управления между AM и SM, в MSPU каждому SM выделен свой массив памяти для накопления сообщений к этому модулю;

• центрального блока коммуникационного модуля CMCU, обеспечивающего принудительную синхронизацию системы и управление блоком временной коммутации.

Модуль AM (рис. 11.11) основан на процессоре 3B2OD и состоит из основного процессора АР, включающего в себя центральный процессор CС и основную память MAS, контроллер непосредственного доступа к памяти DMA; процессор ввода/вывода IОР для связи с вспомогательным оборудованием, накопитель на магнитных дисках (НМД); накопитель на магнитных лентах (НМЛ); контроллер дисковых файлов (DFC) и главный центр управления МСС для связи между станцией и обслуживающим персоналом.

Модуль AM выполняет две функции по обработке вызовов: обеспечение информации о маршрутизации вызовов и распределение общих ресурсов системы при внутримодульном соединении SMP сам выбирает номер канала для установления соединения и только информирует об этом AM. Для межмодульных вызовов процессор SMP запрашивает номер сетевого тракта и временного канала между двумя SM у АМТ. Модуль AM выбирает для конкретного соединения свободный внутристанционный тракт и уведомляет SMP обоих коммутационных модулей участвующих в соединении о номере выделенного канала NCT.

Модуль AM также хранит данные обо всех СЛ, подключенных к станции; при исходящем вызове выбирает свободную СЛ в нужном направлении и внутристанционный тракт между исходящим модулем SM и SM, в который включена выбранная СЛ.

AM выбирает схемы для организации конференц-связи в любых SM. Кроме этого AM выполняет и функции не связанные с установлением соединений. Обрабатывает административные данные по тарификации разговоров, учету нагрузки и техобслужива­нию. Управляет памятью и передачей данных между накопителями на магнитной ленте и на дисках, между магнитными дисками и основной памятью AM и между памятью AM и памятью SM. Вносит изменения в память, включающие в себя: обновление программ, станционных данных, данных о АЛ и СЛ и абонентских услугах. Отвечает за полное техническое обслуживание системы и постоянно контролирует ее состояние. Осуществляет взаимодействие с персоналом станции, благодаря которому производится наблюдение за системой, ее эксплуатация и ручное устранение неисправностей при авариях.

Процесс установления межмoдульнуго внутристанционного соединения. Ска­нер (DS) исходящего абонентского блока интегрального обслуживания ISLU определяет момент снятия абонентом трубки и сообщает об этом процессору коммутационного модуля SMP. Процессор SМР периодически опрашивает устройства сканирования и фиксирует изменения состояния АЛ посредством сравнения с предыдущим состоянием. На основа­нии результатов сканирования процессор коммутационного модуля SMP делает вывод о наличии запроса на обслуживание и отмечает эту линию как запятую (рис. 11.12,а). После этого SMP устанавливает тракт через концентратор, проверяет его с помощью блока HLSC и подключает тональный генератор блока DSU для посылки абоненту А сигнала Ответ станции (рис. 11.12,б).

Подача сигнала ОС прекращается сразу же после приема первой цифры адресной информации блоком DSU, декодирующим цифры абонентского номера и передающим их в процессор SMP. Процессор SMP анализирует адресную информацию, определяет номер вызываемого SM и посылает запрос модулю AM о Необходимости выбора маршрута для установления соединения. Модуль AM осуществляет поиск свободного тракта NCT и временного канала для соединения исходящего и входящего SM, занимает этот канал, отмечая в памяти как занятый и сообщает его номер, абонентский номер вызываемой линии и номер исходящего SM во входящий SMP (SMP-Б). Процессор SMP-Б определяет линейный номер абонента Б и состояние его АЛ.

Если вызываемый абонент занят, SM-Б посылает сообщение об этом в AM и SM-A. SM-A передает сигнал занято в вызывающую АЛ, a AM отмечает зарезервированный временной канал внутристанционного тракта свободным.

Если вызываемый абонент свободен, SMP-Б посылает по каналу управления сообщение в SMP-A о номере временного канала, предназначенного административным модулем для этого соединения, тестирует вызываемую линию и отмечает ее занятой. Блок DSU SM-Б посылает в линию абонента Б сигнал Посылка вызова, а в линию абонента А сигнал - КПВ; Модуль SM обеспечивает создание соединительных трактов между модулями SM и реализует все виды внутрисистемной связи (рисунок 11.12,в).

После ответа абонента Б, SMP-Б отключает вызывные сигналы, информирует SMP-A о наличии ответа и соединяет вызываемую АЛ с временным каналом тракта NCT, устанавливая соединение для ведения разговора (рис. 11.12,г).

После отбоя абонента Б, его SMP информирует исходящий SMP о разъединении с помощью управляющего сообщения. Процессор SMP-A выполняет разъединение и посы­лает управляющее сообщение в AM об окончании разговора. Модуль AM отмечает времен­ной канал тракта свободным и дает команду TMSU разъединить установленное соединение.