2014-02-18
4493
Цифровое коммутационное поле
Цифровое коммутационное поле (ЦКП) выполняет функции коммутации соединений различных видов:
- коммутация разговорных соединений в цифровом виде;
- коммутация межпроцессорных соединений;
- коммутация тональных сигналов.
Коммутационные поля аналоговых станций из-за их дороговизны стремились построить так, чтобы уменьшить число точек коммутации, то есть строили в основном блокирующие схемы, неполнодоступные. В ЦСК коммутационные поля практически являются полнодоступными (неблокируемыми), и чаще всего многозвенными.
Особенности ЦКП:
1) для обеспечения надежности ЦКП дублированы или резервированы, то есть имеют 3÷ 4 слоя или плоскости, которые работают в горячем резерве (одна плоскость - основная, другая – резервная). Коммутация выполняется в обеих плоскостях. На выходе информация берется только с рабочей плоскости. Информация с обеих плоскостей всегда сравнивается.
В случае несовпадения -запускаются тесты самопроверки и неисправная плоскость удаляется из конфигуруции;
2) ЦКП- однонаправленное, так как в нем всегда устанавливаются два независимых разговорных тракта в прямом и обратном направлениях (от одного абонента до другого). Однако, для подключения генераторов, например, ГВС, или приемников используется симплексное соединение;
3) для обеспечения большей пропускной способности и гибкости в установлении соединений ЦКП делают многозвенными, имеющими модульную архитектуру, то есть ЦКП строятся из типовых модулей или блоков;
4) для сокращения объема оборудования (прежде всего числа проводов во внутристанционном кабеле)внутри или на входе ЦКП используется мультиплексирование (объединение) нескольких цифровых потоков в один с более высокой скоростью.
Чаще всего используются следующие схемы мультиплексирования:
- 2Е1→ 4096 Кбит/с;
- 4Е1→ 8192 Кбит/с.
В этом случае в мультиплексированном потоке число КИ увеличивается в «n» раз. Величина «n» называется коэффициентом мультиплексирования (2 или 4), т.о. в 8-ми Мбит/потоке образуется 128 КИ (32х4=128), а в 4-х Мбит/с потоке- 64КИ (32х2=64).
Соответственно, во временном коммутаторе, работающем с мультиплексированными потоками, изменятся параметры РЗУ и АЗУ:
- при 4-х Мбит/с потоке - РЗУ: 64 ячейки; разрядность -8;
АЗУ: 64 ячейки; разрядность- 6 (log2 64=6);
- при 8-ми Мбит/с потоке- РЗУ: 128 ячеек; разрядность -8;
АЗУ: 128 ячеек; разрядность- 7 (log2 128=7).
5) не применяют более двух звеньев временной коммутации, а между этими звеньями ставят несколько звеньев пространственной коммутации
Система управления (СУ) предназначена для управления всеми процессами обслуживания вызовов. В цифровых АТС все действия управляющих устройств заранее определены алгоритмом (программой) их функционирования. Программы хранятся в памяти управляющих устройств.
При обслуживании вызова СУ выполняет три основные функции:
- прием информации (например, о поступлении вызова, наборе номера, ответе абонента, отбое и др.);
- обработка информации (анализ поступивших сигналов, поиск свободных соединительных путей в ЦКП, выработка управляющих команд и др.);
- выдача управляющих команд в модули и управление работой ЦКП.
В ЦСК используется три вида структур системы управления:
- централизованная;
- иерархическая;
- децентрализованная (распределенная).
Кроме основных функций по обслуживанию вызовов, СУ выполняет функции по предоставлению абонентам дополнительных видов обслуживания (ДВО), а также вспомогательные функции (контроль работоспособности, диагностика оборудования и др.).
Если структура системы управления централизованная, то в этом случае все процессы по управлению узлом коммутации выполняются в одном центральном управляющем устройстве (ЦУУ). В состав ЦУУ входят две электронные управляющие машины ЭУМ (ЭУМ0 и ЭУМ1). ЭУМ в ЦУУ могут работать в двух режимах:
1) синхронный – обе машины обрабатывают один и тот же вызов по одинаковым программам, но только одна из них (ведущая) управляет установлением соединения, а вторая (ведомая) служит для выявления сбоев путем сравнения результатов обработки в каждой машине;
2) режим разделения нагрузки – каждая машина обслуживает свою часть станции.
Принцип построения централизованной СУ показан на рисунке 7.17.
КМО – коммутатор межмашинного обмена
Рисунок 7.17 - Принцип построения централизованной СУ
Достоинства:
1) простота организации работы СУ;
2) экономичность для станций небольшой емкости.
Недостатки:
1) малая структурная надежность (выход из строя машины приводит к полной остановке станции, поэтому используется дублирование);
2) требуется высокая производительность ЭУМ для станций большой емкости;
3) отсутствие гибкости и модульности в структуре.
В ЦСК такие системы управления почти не получили распространения (кроме первых разработок – цифровой «Квант»). Но они часто используются в учрежденческих, ведомственных и офисных АТС.
В случае иерархической структуры СУ имеется центральная электронно-управляющая машина (ЭУМ). Как правило, включаются две и более машин для повышения надежности и быстродействия. Эти ЭУМ выполняют наиболее сложные операции по обслуживанию вызовов.
Кроме такого центрального устройства, в данную СУ входят отдельные УУ, построенные на микропроцессорах и выполняющие многочисленные, достаточно простые операции по управлению отдельными блоками и узлами телефонной периферии. Принцип построения иерархической системы управления представлен на рисунке 7.18.
Рисунок 7.18 - Принцип построения иерархической системы управления
Периферийное управляющее устройство (ПУУ ) выполняет действия по приему и выдаче информации из ОТП. Логическую обработку информации выполняет ЦУУ. ПУУ одного типа работают с разделением нагрузки. Число ПУУ зависит от емкости АТС.
В ЦУУ может использоваться многопроцессорная система: до 4-х, 6-ти, 8-ми процессоров, работающих в режиме с разделением нагрузки.
Управляющие устройства одного и того же уровня между собой не взаимодействуют. Обмен между этими устройствами идет через обработку информации в УУ более высокого уровня.
Отдельные ПУУ с ЦУУ могут связываться различными способами:
1) через общие шины (AXE10);
2) через цифровое коммутационное поле (EWSD);
3) с использованием отдельных непосредственных связей (МТ 20/25)
Достоинства:
1) более высокая надежность структуры СУ;
2) модульность и гибкость;
3) экономичность такой структуры для станций большой емкости;
4) простота программного обеспечения для отдельного УУ;
5) большая производительность.
Недостатки:
1) необходимость организации многопроцессорного обмена.
2) наличие ЦУУ снижает надежность и усложняет процесс наращивания производительности.
Децентрализованной СУ характеризуется тем, что в ней отсутствует какой-либо центральный координационный элемент. Все устройства СУ выполняют определенные функции, и работа этих устройств практически не зависит от работы других устройств.
Взаимодействие УУ между собой через ЦКП (наиболее экономичный, часто используемый способ) или через общую шину сообщений (экономично при большом числе ЭУМ). Примеры структуры децентрализованной СУ:
1)для организации взаимодействия УУ в СУ используется системный интерфейс, реализованный в виде общей шины сообщений (ОШС).
Блок управления шиной (БУШ) обеспечивает подключение к ОШС только одной пары устройств (передача и прием). Примером можем быть система управления ЦСК DX-200, показанная на рисунке 7.19.
Рисунок 7.19 - Структура децентрализованной системы управления
2)взаимодействие УУ через КП: используется то же КП, что и для коммутации разговорных каналов. Для разговорных соединений используются оперативные соединения, для межпроцессорной связи - полупостоянные. Примером можем быть система управления ЦСК Alcatel 1000 S12, показанная на рисунке 7.20.
Рисунок 7.20 - Структура децентрализованной СУ (Alcatel 1000 S-12)
Достоинства:
- простота организации;
- низкая стоимость;
- высокая надежность;
- простота программного обеспечения;
- модульность, легкая расширяемость.
Недостатки:
- сложная организация межпроцессорных связей (до 50 симплексных соединений на одном этапе);
- некоторая избыточность оборудования (дублирование);
- необходимость хранения информации о поле в каждом УУ;
- существенные задержки при межпроцессорных связях. Например, в системе Alcatel 1000 S12 соединение проходит max через 7 ступеней коммутации. На каждой ступени коммутации происходит преобразование В-П-В. В этом случае максимальная задержка составит 1,75 мс.
Управляющее устройство общеканальной сигнализации ОКС№7 (УУОКС) предназначено для управления сетью сигнализации по общему каналу сигнализации и оборудовано специальным управляющим устройством, которое функционирует как транзитный узел или оконечный пункт сигнального трафика.
