sk1-lec02

10.1. Основы цифровойровой коммутациикоммутации

10.1.1. Принципы временнойвременной коммутациикоммутации

А.В. Абилов

Пространственная коммутация: точка коммутации закрепляется за

определенным соединением на весь период его существования

Временная коммутация: способ коммутации с разделением времени

использования точек на интервалы (представляет собой второе измерение

Системы коммутации - 1

коммутации)

Элемент памяти (ЭП): основной элемент временной коммутации

ВК

Лекция 2. Цифровые

системы коммутации

Рис. 10.1. Принцип временной коммутации

Основной принцип временной коммутации: информация в одном временном

интервале (ВИ) записывается в ЭП, задерживается и считывается в другом

ВИ (происходит смена содержимого ВИ на входе и выходе)

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

1

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

2

10.1. Основы цифровой коммутации

10.1. Основы цифровойровой коммутациикоммутации

10.1.1. Принципы временной коммутации

10.1.2. Работа звенана временнойвременной коммутациикоммутации

Пространственно-временная коммутация: используется в коммутационных

Принцип коммутации на ЭП: пользовательская информация с входящих ВИ

системах большой емкости

записывается в ИП, задерживается и затем считывается в исходящие ВИ из

Временные характеристики ЭП ограничивают емкость временного коммутатора

ячеек ИП с адресами, получаемыми из УП

Пространственно-временная коммутация требует по крайней мере два звена

ИП

Мультиплексор

1

Один цикл

j

i

Адрес

i

•

считывания

2

1

4

3

2

1

2

1

4

3

2

1

•

•

j

СПВК

i

j

УП

1

c

2

1

7

3

2

1

2

1

7

3

2

1

Демультиплексор

j

Адрес

i

записи

i

j

Рис. 10.2. Схема пространственно-временной коммутации (СПВК)

СВК

c

Рис. 10.3. Принцип коммутации на ЭП

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

3

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

4

10.1. Основы цифровой коммутации

10.1. Основы цифровойровой коммутациикоммутации

10.1.2. Работа звена временной коммутации

10.1.3. Коммутацияя каналовканалов вв схемесхеме ВВ--ПП--ВВ

Два обращения к ИП в течение ВИ: при записи входящей информации в ИП

Коммутационная схема Время-Пространство-Время (В-П-В): используется

по адресу СВК и при считывании из ИП с адреса из УП

в системах коммутации большой емкости

Максимальное количество каналов временного коммутатора: c = T

2tc

где tc – длительность цикла обращения ЭП, мкс; T – длительность информационного цикла, мкс.

21

21

22

21

21

23

21

21

321

321

Два способа управления работой ЭП звена временной коммутации:

Внутренние ВИ

Внешние ВИ

Последовательная запись, произвольное считывание

Внешние ВИ

Произвольная запись, последовательное считывание

1

ВК

ВК

1

ВКвх

ВКвых

вх

вых

ЗПК

2

Выход

3

7

Вход

2

ВК

ВК

7

ВКвх

ВКвых

3

3

ы с

вх

вых

ы с

ВРК

ВРК

N

ВК

ВК

N

7

ВКвх

ВКвых

вх

вых

СВК

ИП

7

ИП

СВК

Внешние ВИ

3

3

Внешние ВИ

Внутренние ВИ

7

УП

21

7

21

21

23

21

21

22

21

21

7

21

УП

Рис. 10.4. Последовательная

Рис. 10.5. Произвольная запись –

Рис. 10.6. Принцип коммутации в коммутационной схеме В– П– В

запись – произвольная выборка

последовательная выборка

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

5

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

6

10.1. Основы цифровой коммутации

10.1. Основы цифровойровой коммутациикоммутации

10.1.3. Коммутация каналов в схеме В-П-В

10.1.4. Неблокирующаящая коммутационнаякоммутационная схемасхема ВВ--ПП--ВВ

Вертикали

Причина блокировок: отсутствие свободных внутренних интервалов

0

1

n

Звено В

k цифровых

Звено П

k цифровых

Звено В

Горизонтали

каналов

каналов

n

N цифровых каналов на входе

ВК

N × N

ВК

N цифровых каналов на выходе

Матрица

n

n

n×n

Пространствен-

n

k цифровых

ный коммутатор

k цифровых

n

с временным

n

каналов

каналов

ВК

разделением

ВК

0

1

n

Рис. 10.9. Коммутационная схема типа В– П– В.

0

k > n

1

Цикл (125 мкс)

· ·

Управляющая

Внешние временные интервалы

·

память

Схема

1

2

n–1

n

F

неблокирующая

Время

0

1

· · ·

n

Рис. 10.8. Подключение МВК звена В к звену П

Внутренние временные интервалы

при k > 2n– 1

Рис. 10.7. Управление звеном

1

2

3

4

k–1 k

пространственной коммутации

10.10. Циклы коммутации внешних и внутренних интервалов

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

7

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

8

10.1. Основы цифровой коммутации

10.1. Основы цифровойровой коммутациикоммутации

10.1.4. Неблокирующая коммутационная схема В-П-В

10.2. Структура цифровойифровой системысистемы коммутациикоммутации

Условие неблокируемости: k = (n– 1) + (n– 1) + 1 = 2n– 1

АБ

ЛБ

АБ

КП

ЛБ

Цикл 125 мкс

МААЛ N

МЦСЛ

ААЛ

N

ЦСЛ

МЦСЛ 1

МААЛ 1

АСЛ

а

2

n–1

МАСЛ

1

ОС

n–1

занятых каналов

Свободные каналы

Время

БЛС

МЦАЛ

ЦАЛ

БМЧС

N

б

МЦАЛ 1

1

2

n–1

МАС

Свободные каналы

n–1

ГТИ

занятых каналов

СУ

УУ

Общий свободный канал

ОКС

Рис. 10.12. Структура ЦСК:

АБ – абонентский блок;

КП –

коммутационное поле; СУ –

система управления; УУ ОКС – устройство

Рис. 10.11. Условие неблокируемости коммутационной системы В– П– В:

управления ОКС; ААЛ –

аналоговая абонентская линия; МААЛ – модуль аналоговых АЛ;

МЦАЛ – модуль

цифровых АЛ; МЦСЛ –

модуль цифровых СЛ; МАСЛ –

модуль аналоговых СЛ; ОС

– оборудование

а – входной ВК, 1-я ступень; б –

выходной ВК, 3-я ступень.

сигнализации; ЦАЛ – цифровая абонентская линия; ЦСЛ – цифровая соединительная линия; АСЛ – аналоговая

соединительная линия; ГТИ – генератор тактовых импульсов;

БЛС –

блок линейных сигналов; БМЧС – блок

многочастотной сигнализации; МАС – модуль акустических сигналов

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

9

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

10

10.1. Основы цифровой коммутации

10.1. Основы цифровойровой коммутациикоммутации

10.2. Структура цифровой системы коммутации

10.2. Структура цифровойифровой системысистемы коммутациикоммутации

Абонентский блок (АБ): для согласования

АБ

Линейный блок (ЛБ): интерфейс между

ЛБ

аналоговых и цифровых АЛ с КП АТС

АБ

окружением АТС и цифровым КП

ЛБ

МЦСЛ

ЦСЛ

через МААК и МЦАК

ААЛ

МААЛ

N

Модуль цифровых СЛ (МЦСЛ): для

МЦСЛN

МААЛ

Модуль аналоговых АЛ (МААЛ): для

включения в АТС цифровых СЛ (ЦСЛ) и

АСЛ

МАСЛ

ОС

подключения к АТС аналоговых АЛ (ААЛ)

линий ISDN первичного доступа

БЛС

АЦП и ЦАП

ЦАЛ

МЦАЛ

Прием и передача служебной и

БМЧС

N

МЦАЛ

пользовательской информации

МАС

Концентрация нагрузки и коммутация

Подключение к потоку E1

Согласование потоков со скоростью

Функции BORCSHT

коммутации

Модуль аналоговых СЛ (МАСЛ): для включения аналоговых СЛ к

Модуль цифровых АЛ (МЦАЛ): для подключения к АТС цифровых АЛ (ЦАЛ)

цифровому КП

Реализация станционного окончания доступа ISDN

АЦП и ЦАП, мультиплексирование (демультиплексирование)

Разделение каналов B и D

Прием и передача служебной и пользовательской информации

Объединение нескольких D каналов в один

Оборудование сигнализации (ОС): Прием и передача сигналов

Цифровые терминалы подключаются к МЦАЛ через сетевое окончание NT с

управления и взаимодействия между АТС (линейные, регистровые и

помощью базового доступа 2B+D, где канал B = 64 кбит/с, D = 16 кбит/с

акустические сигналы)

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

11

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

12

10.1. Основы цифровой коммутации

10.1. Основы цифровойровой коммутациикоммутации

10.2. Структура цифровой системы коммутации

10.2. Структура цифровойифровой системысистемы коммутациикоммутации

Блок линейных сигналов (БЛС): блок

АБ КП

ЛБ

Коммутационное поле (КП): коммутация

сигнализации по 2ВСК

соединений различных видов

Прием и передача линейных сигналов по

Разговорные соединения

КП

16-му ВИ, а также регистровых (при связи

Межпроцессорные соединения

N

с АТСДШ)

БЛС

Подключение к тональным сигналам

БМЧС

Используется полупостоянное соединение

Особенности КП:

в коммутационном поле

МАС

Используются почти неблокирующие,

Рис. 10.13. Включение оборудования сигнализации в КП

полнодоступные и многозвенные схемы

Блок многочастотной сигнализации (БМЧС): для приема и передачи

КП всегда дублируется (2 слоя)

регистровых сигналов многочастотной сигнализации

Используются звенья В и П

Используются разговорные каналы, соединение – оперативное

При обслуживании вызова в КП

Прием и передача служебной и пользовательской информации

устанавливается два независимых пути – для

Модуль акустических сигналов (МАС): для передачи акустических

прямого и обратного направлений

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

13

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

14

10.1. Основы цифровой коммутации

10.1. Основы цифровойровой коммутациикоммутации

10.2. Структура цифровой системы коммутации

10.2. Структура цифровойифровой системысистемы коммутациикоммутации

Система управления (СУ): для управления

Управляющее устройство ОКС (УУ ОКС): для

всеми процессами обслуживания вызовов

управления сетью сигнализации по общему

(алгоритмы реализуются программно)

N

каналу (ОКС7), функционирует как

N

Прием информации (поступление вызова,

транзитный или оконечный пункт

набор номера, ответ, отбой)

сигнального трафика

Обработка информации (анализ сигналов,

Генератор тактовых импульсов (ГТИ): для

поиск путей в КП, выработка команд)

выработки сетки частот, необходимых для

ГТИ

Выдача информации (выдача команд в модули

СУ

синхронизации работы всех блоков АТС

УУ ОКС

и управление через КП)

Три вида структур СУ:

Три уровня синхронизации:

Централизованная

Внутри блока оборудования АТС

Иерархическая

Между блоками оборудования одной АТС

Децентрализованная (распределенная)

Между различными АТС

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

15

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

16

10.3. Взаимодействие блоков ЦСК

10.4. Оборудованиеие доступадоступа вв ЦСКЦСК

АЛ

10.4.1. Модуль аналоговыхлоговых АКАК вв абонентскомабонентском блокеблоке

АБ

КП

Абонентские блоки:

Пример внутристанционного соединения

АЛ

ОС (МАС)

(5 этапов):

Выносные – связываются с КП по ПЦТ 2 Мбит/с

Этап 1. Абонент А снимает трубку

СУ

Станционные –

могут включаться в КП станции по линиям 4-8 Мбит/с

телефона, АТС передает сигнал «Ответ

Рис. 10.14. Упрощенная структура ЦСК

АЛ

станции» – СУ определяет факт занятия АЛ,

дает команду на подключение МАС через КП

при внутристанционном соединении

• • •

АБ

4-8 Мбит/с

АЛ

Этап 2. Передача номера – с первым принятым номером СУ отключает сигнал

АЛ

в КП АТС

«Ответ станции» из МАС, принятый номер записывается в память СУ

• • •

Этап 3. АТС анализирует номер и передает сигналы ПВ и КПВ – СУ определяет

АБ

ИКМ

АЛ

по принятому номеру направление связи и включает сигналы ПВ и КПВ из МАС

через КП, абоненту А и B, соответственно

Рис. 10.15. Схема включения АБ к КП АТС

Этап 4. Ответ абонента B, коммутация разговорного соединения –

СУ

Основные функции АБ:

определяет факт занятия АЛ абонента B путем сканирования, дает команду на

АЦП и ЦАП – для аналоговых АЛ

отключение МАС (передача ПВ и КПВ через КП прекращается), СУ дает

BORSCHT – реализуются в АК аналоговых линий

команду на коммутацию разговорного канала

Этап 5. Отбой и разъединение – при отбое абонента B СУ подключает МАС

Формирование цифровых потоков для подключения к КП

через КП (сигнал «Занято» для абонента А) и отключает разговорный тракт,

Мультиплексирование и/или концентрация абонентской нагрузки

после отбоя абонента А СУ отключает МАС

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

17

2006

А.В. Абилов, Лекция 2. "Цифровые системы коммутации"

18

10.4. Оборудование доступа в ЦСК

10.4. Оборудованиеие доступадоступа вв ЦСКЦСК

10.4.1. Модуль аналоговых АК в абонентском блоке

10.4.2. Абонентскийий комплекткомплект ии егоего функциифункции

Групповой цифровой

Абонентский комплект: предназначен для согласования абонентских

АК МААЛ

тракт

КП

терминалов с коммутационной станцией, выполняет 7 функций

АЛ

в КП АТС

Код

MUX

Схема

B –

Электропитание абонентского терминала (Battery feed)

ек

интерфейса

ИКМ

O –

Защита от перенапряжений на АЛ (Over voltage)

R –

Посылка вызова (Ringing)

Схема

контроля

УУ

S –

Наблюдение и сигнализация (Supervision, Signalling)

Рис. 10.16. Структура АБ (концентратор)

C –

Кодирование (Coding)

Состав АБ:

H –

Дифференциальная система (Hybrid)

Абонентские комплекты (АК) – для подключения АЛ

T –

Тестирование (Testing)

Кодек – АЦП и ЦАП, кодирование (групповой или индивидуальный)

Схема контроля – контроль за состоянием АЛ (групповая или индивидуальная)

B

Кодер (C)

Коммутационное поле (КП) – концентрация нагрузки, внутренняя коммутация

O

T

R

ФНЧ

Н

Мультиплексор (MUX) – объединение индивидуальных сигналов в групповой

цифровой тракт

S

Декодер (C)

Схема интерфейса – сопряжение АБ с цифровым КП станции