16 Построение цифрового КП

Способы построения цифрового коммутационного поля

В основу построения цифрового коммутационного  поля заложена ступень временной коммутации (СВК), обозначаемая буквой Т (Time – время). Кроме СВК, цифровое КП может включать в себя ступень пространственной коммутации (СПК), для которой принято обозначение S (Space – пространство). Структура цифрового КП зависит от требуемой емкости АТС. В учрежденческих АТС чаще используется структура типа Т или T-S-T, в станциях большой емкости – типа T-S-S-T, T-S-S-S-T. Возможны другие структуры, из которых следует выделить кольцевую структуру.

Структура типа Т представляет собой одну ступень временной коммутации, включающей такие обязательные узлы как речевое запоминающее устройство (РЗУ) и управляющую память (УП). В РЗУ хранится закодированная речевая информация, а в УП - информация о соединениях между канальными интервалами трактов приема.

На рис.1 представлена функциональная схема цифрового КП (ЦКП), обеспечивающего соединения между канальными интервалами М цифровых первичных трактов приема. Коммутационное поле включает в себя: РЗУ, имеющее N ячеек памяти; УП с таким же количеством ячеек памяти; мультиплексор (МХ),имеющий М входов и один выход; демультиплексор (DX), имеющий один вход и М выходов; регистры приема (Рr) и передачи (Рe). Количество ячеек речевого ЗУ соответствует общему количеству канальных интервалов М цифровых трактов: N=М*31 (счет ячеек идет от нуля). Емкость ячейки РЗУ соответствует длине содержимого одного КИ, равной одному байту.

Рис.1

Управляющая память получает от управляющего устройства станции и хранит данные о соединениях между канальными интервалами цифровых трактов приема и передачи. Управляющее устройство формирует такие данные в соответствии с заявками абонентов на  установление соединений через АТСЦ. Управляющая память управляет чтением информации из РЗУ. Мультиплексор МХ объединяет цифровые входящие потоки от регистров Рr и передает объединенный поток на вход записи РЗУ. Демультиплексор DX принимает с выхода РЗУ объединенный поток и разделяет его на М исходящих потоков, передаваемых на регистры Рe. МХ и DX производят операции с однобайтными словами в параллельном коде.

Регистры Рr производят преобразование сигналов, поступающих по цифровым трактам, из последовательного кода в параллельный. Регистры Рe производят обратное преобразование. В каждый регистр записывается один байт данных.

Рассмотрим работу ЦКП во времени (рис.2).Общий  цифровой  поток на выходе МХ содержит N канальных интервалов (КИ0-КИN). Длительность одного канального интервала в общем потоке в М раз меньше, чем канального интервала одного цифрового тракта. В дальнейшем рассматриваются канальные интервалы общего потока. По окончании каждого КИ, его содержимое на выходе МХ записывается в ячейку РЗУ, причем номер КИ совпадает с номером ячейки памяти. В начале каждого КИ из УП считывается адрес ячейки РЗУ (АДР ЧТ), в соответствии с которым содержимое выбранной ячейки читается из РЗУ и поступает на вход DX. При этом в каждой ячейке УП записан адрес ячейки РЗУ, из которой читается информация. В УП адреса ячеек РЗУ совпадают с номерами канальных интервалов в общем потоке на выходе РЗУ.

Рис.2

На рис.1 и 2 выделен штриховкой пример соединения КИ_i на выходе МХ и КИ_к на входе DX. В соответствии с рис.2 также соединены следующие канальные  интервалы (слева - КИ на  выходе МХ, справа КИ на входе DX): КИ0-КИ0, КИ1-КИN, КИ2-КИ1.

Приведенные соединения канальных интервалов повторяются в каждом цикле первичного цифрового потока, с периодичностью Т_ц=125 мкс (Т_ц –длительность одного цикла первичного потока).

Из рис.2 видно, что в процессе временной коммутации появляется задержка информации, что связано с несовпадением во времени соединяемых канальных интервалов, а также из-за необходимости преобразования сигналов в регистрах Рr и Рe. Из рис.2 не трудно заметить, что минимальная длительность задержки равна длительности одного КИ (соединение между канальными интервалами с одинаковыми номерами; например, КИ0-КИ0), а максимальная - длительности цикла первичного цифрового потока -125 мкс (соединение между КИ, у которых номер КИ на выходе МХ на единицу больше КИ на входе DX; например, КИ2-КИ1).

Рассматриваемый способ построения коммутационного поля получил распространение в учрежденческих АТСЦ, строящихся из автономных модулей, с емкостью каждого до 1000 – 2000 номеров. Ограничение по емкости обусловлено минимальным временем обращения к РЗУ.

Пространственная ступень коммутации

На рис.3 показана схема, иллюстрирующая принцип пространственной коммутации. На схеме приведен пример, когда через каждый вход и выход матрицы передается поток из 4-х канальных интервалов с номерами 1…4. В  каждой точке пересечения  координат находится 8-проводный электронный  ключ. В течение длительности одного КИ через каждый ключ передается один байт информации. По окончании времени, равного четырем КИ, на выходах образуются потоки с перераспределенными по сравнению со входами канальными интервалами. В течение одного КИ в матрице одновременно могут быть открыты от 1 до L ключей.

Каждая  ступень коммутации имеет управляющую память. На ступени Т каждому РЗУ соответствует свой блок УП (УП_i и УП_j).  На первой  ступени T управляющая память осуществляет чтение данных из РЗУ_i,  а на второй - запись данных в РЗУ_j.  На ступени S память УП_s управляет  открытием  электронных ключей матрицы. В процессе работы ЦКП в РЗУ_i первой ступени T записывается содержимое канальных  интервалов  М  входящих  первичных трактов,  а  из  РЗУ_j второй ступени T считывается  содержимое  ячеек,   которое   передается  канальным интервалам М исходящих  первичных трактов.

В результате под действием УП речевая информация из  ячеек  речевых ЗУ  первой  ступени T переписывается  через  ступень S в речевые ЗУ второй ступени T. При этом могут быть соединены любые два КИ входящего и исходящего цифровых потоков. На рис.3 показан пример соединения канального интервала m РЗУ_i с канальным интервалом n РЗУ_j . Такое соединение происходит за некоторый внутристанционный канальный интервал, которому соответствуют ячейки k управляющей памяти трех ступеней коммутации. В ячейке k УП_i записано число m, а в ячейке k УП_j - число n, что необходимо для чтения данных из ячейки m РЗУ_i и их записи в ячейку n РЗУ_j . В ячейке k УП_s записаны координаты точки пересечения входа i и выхода j, а также координаты других точек матрицы.

Коммутационные поля с рассматриваемой структурой получили распространение в АТСЦ большой емкости.

Рис.3