Загальна характеристика комутаційної станції

Цифрова система комутації МТ-20/25 призначена для роботи на мережах загального користування для передачі в основному телефонної інформації з можливістю передачі даних. Система розроблена фірмою Телефон Томсон (Франція). У нашій країні в 1979 р. була закуплена ліцензія на виробництво цієї системи і з 1988 р. почався її серійний випуск. В даний час ВАТ «Концерн БЕТО» (м. Уфа) в результаті доопрацювання керуючого обчислювального комплексу (НВК) випускає модифіковану АТС МТ-20/25 - БЕТО-01. Головною відмітною особливістю системи БЕТО-01 є зменшене число стативів УВК, його підвищена надійність і швидкодію, зменшене енергоспоживання. Модернізований також абонентський статив УРА, впроваджено обладнання СКС № 7.             Устаткування системи МТ-20/25 призначено для використання на нерайоновані і районованих міських телефонних мережах з вузлоутворенням і без. На мережі може застосовуватися п'яти-, шести-, семизначна і змішана нумерація. Устаткування системи МТ-20/25 може працювати з однотипними АТСЕ, а також з АТС декадно-крокової, координатної і квазіелектронне системами. Автоматичні телефонні станції системи МТ-20/25 можуть включатися у вузли вхідного і вихідного повідомлень, у вузли сільсько-приміської зв'язку. Для зв'язку з різнотипними АТС і вузлами потрібно спеціальні комплекти з'єднувальних ліній.             У АТСЕ типу МТ-20/25 можуть включатися такі типи ліній:             - Абонентські лінії;             - Лінії таксофонів (міських та міжміських);             - Сполучні лінії з установчо-виробничими АТС (УВАТС);             - Лінії від кабінних комутаторів міжміських переговорних пунктів з серійним шуканням по вихідного зв'язку;             - Сполучні лінії з іншими АТС, існуючими на мережі.             У табл. 9,1 наведені електричні параметри абонентських та з'єднувальних ліній системи МТ-20/25.             Абонентські лінії зі спареним включенням телефонних апаратів не передбачаються.             Ємність АТСЕ МТ-20/25 може змінюватися від 768 до 64000 номерів при середньому навантаженні на одну абонентську лінію 0,05 Ерл (середній час заняття приладів розмовного тракту 72 з і середнє число викликів на одну АЛ-7,5вЧНН).             У системі забезпечується можливість включення з'єднувальних ліній із середнім навантаженням до 0,8 Ерл.Система розрахована на обслуговування 32 тис. викликів в ЧНН. У АТСЕ або у вузол може бути включено від 32 до 2048 трактів з ІКМ відповідно від 1024 до 64536 каналів, у тому числі тракти для зв'язку з концентраторами і допоміжним станційним обладнанням

Кількість напрямів, що включаються в обладнання АТСЕ вузлів і сполучних ліній у кожному з напрямків, не обмежена.             В системі передбачається можливість присвоєння абонентам 10 різних категорій обслуговування викликів при організації автоматичного міжміського зв'язку та додаткових видів обслуговування. Номенклатура і кількість категорій, а також розподіл абонентських ліній за категоріями здійснюється в процесі експлуатації станції.             В системі МТ-20/25 передбачається надання абонентам 15 додаткових видів обслуговування (ДВО).             У АТСЕ забезпечується автоматична перевірка всього обладнання, вимірювання електричних параметрів абонентських і з'єднувальних ліній, а також облік телефонного навантаження. Передбачається облік вартості місцевих і міжміських розмов.             Електроживлення обладнання АТСЕ системи МТ-20/25 здійснюється постійним струмом напруги 60 ± 6 В з пульсацією не більше 5 мВ. Допускається відхилення напруги ± 20 В на час до 5 мс. На станції використовуються також вторинні джерела електроживлення напругою 5 В і 12.Витрата електроенергії по постійному струму в перерахунку на один номер складає 1,2 Вт і практично не залежить від навантаження.             Середня ймовірність встановлення з'єднання повинна бути не менше 0999.

Технічна реалізація комутаційного поля МТ 20/25

Цифрове комутаційне поле призначене для комутації розмовних, зумерних сигналів і сигналів управління.

Комутаційне поле (КП) є односпрямованим. Може бути зі структурою Чп-Чп або Ч-П-Ч залежно від числа включених цифрових трактів. При структурі Чп-Чп максимальна ємність КП складає 512 ІКМ ліній, 480 з яких призначені для передачі розмовних сигналів, останні — для сигналізації і підключення зумерних сигналів

Цифрове комутаційне поле станції МТ-20/25 (рисунок 2) складається:

узгоджувального пристрою ( TRC і SB);

блоків часової комутації ( GTR і GTE);

блоків просторової комутації (SG).

Рисунок 2 - Структурна схема комутаційного поля МТ-20/25

До складу узгоджувального пристрою входить перетворювач коду TRC і блок вибору напрямку ( ланки ) SB.

Інформація в ІКМ лініях передається кодом HDV-3, а електронні елементи станції працюють з бінарними сигналами, тому вхідні і вихідні лінії ІКМ включаються на TRС, де здійснюється перетворення коду HDV-3 у бінарний і назад.

Для забезпечення надійності КП дублюється. Є дві однакові ланки, кожна з яких обробляє половину повідомлень. При нормальній роботі обох ланок ймовірність блокування практично дорівнює нулю. В разі виходу однієї ланки з ладу, інша здатна обробити все навантаження, що поступає, з коефіцієнтом внутрішнього блокування не більш 10^-3.

Часовий комутатор призначений для перенесення інформації з одного часового каналу в іншій. Часовий комутатор обробляє 1024 часових каналів за один цикл Т = 125 мкс з частотою дискретизації f = 8,192 Мгц і періодом дискретизації t = 122 нс.

Інтерфейс комутації передачі забезпечує демультиплексування і паралельно-послідовне перетворення.

Розглянемо блок часової комутації, побудований на запам’ятовуючих пристроях (ЗП):

В АЗП в 10-ти розрядах записується:

молодші п’ять розрядів 0÷4 – номер часового інтервалу;

старші п’ять розрядів 5÷9 – номер лінії.

Часовий комутатор прийому містить два масиви пам'яті: інформаційний ІЗП і адресний АЗП. Інформація, що поступає з ICR, записується послідовно під контролем генератора станції в інформаційну пам'ять, яка складається з 1024 комірок по 8 біт.

Адреса зчитування інформації з ІЗП визначається адресною пам'яттю АЗП. Адресна пам'ять складається з 1024 комірок по 10 біт (5 біт для адресації ІКМ ліній, 5 біт для адресації 32 часових каналів).

У ІЗП записується адресна інформація під управлінням периферійного пристрою PPM. Зчитування інформації з ІЗП здійснюється циклічно під контролем генератора. Номер комірки зчитування з ІЗП відповідає адресі, записаній у комірці АЗП, а часовий інтервал зчитування відповідає номеру комірки ІЗП.

На виході GTR допомогою паралельно-послідовного перетворювача P→S здійснюється перетворення паралельного коду з f = 8,192 Мгц в послідовний з f = 4,096 Мгц, оскільки просторовий комутатор може передавати 8 біт кожного часового інтервалу лише послідовно. При цьому 32 цифрові лінії комутуються з 16 внутрішніми цифровими лініями по 64 канали в кожній.

Залежно від числа включених цифрових ліній комутаційне поле станції має різну побудову. Оскільки кожен часовий комутатор обслуговує 32 ІКМ лінії, для включення 512 вхідних і вихідних ліній буде потрібно 16 комутаторів прийому GTR і передачі GTЕ (рисунок 4).

Рисунок 4 - Схема групоутворення КП Чп-Чп

Кожен комутатор прийому з'єднується з кожним комутатором однією лінією. Як видно з рисунку 4, кожна з 512 вхідних ліній може бути з'єднана з кожною з 512 вихідних ліній через часові комутатори GTR і GTE.

Ступінь просторової комутації SG призначена для комутації різних часових комутаторів прийому і передачі. SG застосовується на станції при числі цифрових лінії більш 512. Ланка просторової комутації реалізується на матрицях 8 х 16 і 16 х8.

Матриці просторової комутації можуть бути побудовані на мультиплексорах. Управління точками комутації здійснюється адресною пам'яттю, що має 64 комірки пам'яті, по числу часових інтервалів внутрішньої з'єднувальної лінії. У комірку АЗП записується адреса точки комутації відповідного мультиплексора під управлінням РРМ.

Блок просторової комутації будується у вигляді матриці.

Рисунок 5 - Блок просторової комутації системи МТ-20/25.

Якщо до системи підключено до 512 ІКМ-ліній, то структура ЦКП - «Чп-Чп». Кожен часовий комутатор (Чп) складається з інформаційно-запам'ятовуючого (ІЗП) адресно-запам'ятовуючого (АЗП) пристроїв. ІЗП та АЗП складаються з комірок пам'яті і в реальному житті являються мікросхемами пам'яті. В ІЗП виконується затримка канального інтервалу на деякий час, а АЗП формує керуючий сигнал про те, в який момент часу необхідно зрахувати дану інформацію з ІЗП і передати її по лінії зв'язку.

В аналогових станціях ЦКП побудовані на контактних приладах (крокові шукачі, багатократні координатні з'єднувачі та ін..), тому процес комутації можливо прослідкувати. ЦКП електронних станцій побудовані по принципу просторово-часового розподілу каналів (на інтегральних мікросхемах), тому процес комутації є «невидимим».

Виконаємо розрахунки кількості пристроїв комутації та керування для нашої станції МТ 20/25, знаючи що кількість вхідних та вихідних з’єднувальних ліній 64, кількість часових каналів в межах вхідної і вихідної лінії 24, розрядність каналу 12.

Дані:

N=64 k=24

M=64 k=24

X=2 i=6

Z=5 j=12

Розрахунок:

N ізп = 12 N азп = N ізп = 12

N кп ізп = NхК=64х24=1536 N кп азп = N кп ізп = 1536

n азу = log ₂ N кп ізп =log ₂ 1536=11

Інформація для запису в ІЗП:

N кп ізп = Nхi+x=64х6+2=386

N кп азп = Nxj+z =8x6+5=389

Параметри структурно - еквівалентної схеми:

Nв=NxK=1536

Nг=NxK=1536

Обгрунтування та вибір елементної бази для проектування

Зобразимо принципову схему для першої ланки проектованого ЦКП

Першою ланкою є блок комутації «Чп», який виконує комутацію різнойменних ліній та різних каналів; будується на ІЗП та АЗП в реальному житті ІЗП та АЗП, це є мікросхеми пам’яті, наприклад серії RAM Ця мікросхема розрахована не більше ніж на 512 комірок пам’яті. У випадку, якщо кількість комірок пам’яті буде більше, то ІЗП необхідно розбивати на групи.

Мікросхема оперативної пам'яті К155РУ7 (аналог - F9342APC) має організацію 1Кх1 і роздільні вхідний і вихідний сигнали даних. Вихід мікросхеми - типу 3С. Управління роботою мікросхеми проводиться двома керуючими сигналами CS і WR. Режими роботи мікросхеми наведені в таблиці

Режими роботи оперативної пам’яті К155РУ7
Входи і виходи					Режим роботи
-CS	-WR	A0 A9	DI	DO
1	Х	Х	Х	3С	Зберігання
0	0	Адреса	0	3С	Запис 0
0	0	Адреса	1	3С	Запис 1
0	1	Адреса	Х	Дані	Читання

Для мікросхем пам'яті дуже важливі тимчасові параметри (затримки сигналів відносно один одного) і порядок виставлення і зняття сигналів адреси, даних і управління. Всю цю інформацію дають тимчасові діаграми циклів запису в пам'ять і читання (зчитування) з пам'яті, наведені в довідниках. Найголовніші тимчасові параметри оперативної пам'яті наступні:

  - час вибірки адреси (затримка між зміною адреси та видачею даних);

  - час вибірки схеми (затримка видачі даних з виставляння сигналу-CS);

  - мінімальна тривалість сигналу запису-WR;

  - мінімальна тривалість сигналу-CS.

Для запису інформації в пам'ять треба виставити код адреси на адресних входах, виставити код записуваних в цей адресу даних на входах даних, подати сигнал запису WR-і подати сигнал вибору мікросхеми-CS. Порядок виставлення сигналів буває різним, він може бути суттєвим або несуттєвим (наприклад, можна виставляти або знімати-CS раніше чи пізніше виставлення або зняття-WR). Власне запис зазвичай проводиться сигналом-WR або-CS, причому дані повинні утримуватися протягом всього сигналу-WR (або-CS) і заданий час після його закінчення.

Для читання інформації з пам'яті (так званої нетактуючої мікросхеми) можна тримати активним (нульовим) сигнал-CS для всіх читаних адрес.

ІЗП з розбиттям на групи:

N кп ізп = NхК=64х24=1536

Кількість груп ІЗП : 1536/512=3 Під’єднується ІКМ ліній до однієї групи : 64/3=21

Висновок

В даний час йде активне розвиток електронної техніки, автоматики, техніки ЕОМ і ін. Великі досягнення в таких областях відкривають нові можливості в техніці автоматичної комутації для розробки швидкодіючої, надійної й економічної апаратури, що відповідає сучасним вимогам.

Значною перевагою електронних приладів є:

• висока технологічність їхнього виробництва;

• велика інтеграція компонентів в одному корпусі;

• можливість використання друкованого монтажу й електронної розробки схем.

Зазначені властивості електронних приладів дозволяють розробляти комутаційні вузли і станції з кращими характеристиками і можливостями, ніж вузли і станції електромеханічного типу.

Таким чином, можна зробити висновок про доцільність заміни існуючих на мережі зв'язку України декадно-крокових і координатних АТС більш сучасними системами, зокрема цифровими.