УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«ВЫСШИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ»

ВИТЕБСКИЙ ФИЛИАЛ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ КОММУТАЦИОННЫХ ПОЛЕЙ

по дисциплине « КС СТ »

для студентов дневной и заочной формы обучения

специальности 2-45 01 03 – Сети телекоммуникаций

специализации 2-45 01 03 01 – Техническая эксплуатация сетей телекоммуникаций

специализации 2-45 01 03 04 –Программное обеспечение сетей телекоммуникаций

Витебск 2009

Составитель: Л.Г. Исаченко, В.И. Моисеенко

Рассмотрено и утверждено на заседании филиала кафедры ткс

«____» __________ 20 г., протокол № _____

Зав. филиалом кафедры ТКС _____________ Варнава Л.А.

СОДЕРЖАНИЕ

1	Принцип цифровой коммутации	4
1.1	Ступень временной коммутации	4
1.2	Ступень пространственной коммутации	9
1.3	Ступень пространственно/временной коммутации	10
2	Принципы построения цифровых коммутационных полей (ЦКП)	12
2.1	Особенности построения цифровых коммутационных полей	12
2.2	Звеньевой принцип построения коммутационных полей	13
3	Классификация цифровых коммутационных полей	15
3.1	Цифровое коммутационное поле 1-го класса	16
3.2	Цифровое коммутационное поле 2-го класса	17
3.3	Цифровое коммутационное поле 3-го класса	18
3.4	Цифровое коммутационное поле 5-го класса	19
3.5	Кольцевые ЦКП	20
	Литература	26

1. Принципы цифровой коммутации

1.1 Ступень временной коммутации (т-ступень)

Под коммутацией понимают соединение заданного входа коммутационного модуля с заданным выходом на время передачи информации. При цифровой коммутации участвуют только цифровой сигнал. Под временной цифровой коммутацией понимают: передачу разговорной информации из одного канального интервала в другой внутри одной ИКМ линии. За каждым канальным интервалом линии ИКМ закреплен строго определенный сигнал (т.е речевой сигнал абонента). Для того, чтобы осуществлять такую коммутацию необходимо разговор в цифровой форме поступающий по одному канальному интервалу задержать на определенное время для последующей выдачи в другой канальный интервал. Для чего используется временная (Т-ступень) коммутации.

Вх. ИКМ линия Исх. ИКМ линия

Рисунок 1 - Схема работы Т-ступени.

Т-ступень состоит из информационного или речевого запоминающего устройства, управляющей памяти и счетчиков.

Структурная схема Т-ступени представлена на рисунке 2.

Вх. ИКМ тракт Исх. ИКМ тракт

Рисунок 2 – Структурная схема Т-ступени.

ИЗУ (РЗУ) предназначено для записи, хранения в определенной ячейке памяти и считывания информации кодовых слов коммутируемых канальных интервалов.

УП содержит адреса записи, считывания ячеек ИЗУ, т.е содержит ту информацию о ячейках информационной памяти в которые необходимо записать или из которых необходимо считать разговорную информацию. Тек же УП содержит информацию о исходящих канальных интервалах и информацию о входящих канальных интервалах получая её от УУ (процессора) ЦСК.

Запись адресов в УП осуществляется из УУ ЦСК после анализа номера вызываемого абонента. ИЗУ (РЗУ) на Т-ступени равно количеству ИКМ трактов входящих в эту ступень, а количество ячеек в каждом ИЗУ соответствует количеству канальных интервалов (КИ) в каждом ИКМ тракте. Так количество ячеек для 32 ИКМ трактов будет равно 1024байт (32*32=1024). Количество ячеек УП равно количеству ячеек ИЗУ (РЗУ).

Т-ступень работает в двух режимах:

1. Режим последовательной записи и произвольного считывания.

2. Режим произвольной записи и последовательного считывания.

Поэтому счетчик ИЗУ (РЗУ) предназначен для управления ячейками памяти при последовательной записи, а счетчик УП для управления ячейками памяти при последовательном считывании.

1 режим. В этом режиме за каждым входящим разговорным каналом закрепляется конкретная ячейка ИЗУ, так за 0 КИ. вх. ИКМ линии закрепляется 0 ячейка ИЗУ. За первым КИ. первая ячейка ИЗУ. В результате поступления информации по входящим канальным интервалам и под действием счетчика в ИЗУ последовательно открываются все ячейки памяти для записи информации КИ вх. ИКМ линии. Таким образом, информация 0 КИ запишется в 0-ю ячейку ИЗУ, а информация 2-го КИ запишется во 2-ю ячейку памяти ИЗУ. В УП в ячейку с номером адреса исходящего КИ из УУ ЦСК запишется адрес той ячейки ИЗУ, которую необходимо открыть во время исходящего КИ. Например: необходимо скомутировать 2-й КИ вх. ИКМ линии с 3-м КИ исх. этой же ИКМ линии. Разговорная информация, поступающая во 2-й КИ из вх. ИКМ линии последовательно запишется во вторую ячейку памяти ИЗУ. При этом адрес последовательной записи, определит счетчик ИЗУ содержимое, которого, начиная с 0-го КИ, с каждой последующей записью увеличивается на 1-у. В этот момент в 3-ю ячейку УП т.е. ячейку соответствующую номеру исх.КИ ИКМ линии. Из УУ ЦСК записывается адрес 2-й ячейки. В следующем цикле произвольного считывания последовательно открывается соответствующая ячейка УП и во время открывания 3-ей ячейки УП, по указанному адресу 2 в ИЗУ, поступает сигнал чтения что открывает 2-ую ячейку и речевая информация выдается в 3 КИ этой же исх. ИКМ линии.

Структурная схема Т-ступени с последовательной записью и произвольном считывании представлена на рисунке 3.

ИЗУ

Рисунок 3 – Структурная схема Т-ступени с последовательной записью произвольном считывании.

(2-й режим). В режиме произвольной записи последовательного считывания поступающая на вход ИЗУ (РЗУ) информация, с канальных интервалов, записывается в ячейки памяти ИЗУ в соответствии, с адресом хранимом в УП, а считывание информации из ячеек памяти ИЗУ осуществляется последовательно под действием счетчика номера ячейки ИЗУ. Например: информацию 2-го КИ следует скоммутировать с 3-м КИ этой же исх. ИКМ линии. Ячейку УП- 2 УУЦСК определило по номеру КИ вх ИКМ линии, записав в него адрес ячейки 3 ИЗУ в которую следует записать речевую информацию во время первого цикла. Следовательно, разговорная информация (кодовое слово) 2-го КИ вх. ИКМ линии запишется в 3-ю ячейку ИЗУ под управлением адреса хранимого в УП. Во время 2-го (следующего) цикла последовательно открываются ячейки ИЗУ (под управлением счетчика) и речевое кодовое слово, записанное в 3-ю ячейку памяти ИЗУ, будет считано в 3-й КИ исх. этой же ИКМ линии.

Пример: информация 5 КИ вх. ИКМ передать в 18-й КИ этой же исх. ИКМ линии. Соответственно УУ ЦСК запишет в 5-ю ячейку УП адрес 18-й ячейки ИЗУ, и поступающая речевая информация 5-го КИ запишется в 18-ю ячейку памяти ИЗУ под управлением УП. Во время следующего цикла, кодовое слово записанное в 18-ю ячейку памяти ИЗУ будет автоматически считано в 18 КИ этой же ИКМ линии под действием счетчика номера ячеек ИЗУ.

Структурная схема Т-ступени режима произвольной записи/последовательного считывания представлена на рисунке 4.

0 1 2 3 31

0 1 2 3 31

t=0 t=1 t=2 t=3 ………t=31

ИЗУ

С₄=0

С₄=1

С₄₌₂

С₄=3

С₄=4

С₄=31

t=0 t=1 t=2 t=3

УП

t=31

C₄=0

C₄=1

C₄=2

C₄=3

Цикл N

Цикл N+1

C₄=31

От УУ ЦСК

Р

Управляющее ЗУ

исунок 4 – Структурная схема Т-ступени режима произвольной записи последовательного считывания.

запись

считывание

DАВС

Рисунок 5- Режим раздельной записи / считывания.

Выбор режима работы Т-ступени зависит от принципа построения коммутационного поля.

В режиме раздельной записи / считывания за один цикл происходит как запись, так и чтение речевой информации. Для этого необходимо использовать 2-а ИЗУ, каждое из, которых будет менять свой режим работы при смене цикла, т.е. в 1-м цикле ИЗУ 1(РЗУ) работает на запись, ИЗУ 2(РЗУ) на считывание, а во втором цикле наоборот. Во время первого цикла вх. речевая информация, поступающая по ИКМ тракту последовательно, записывается в ячейки памяти ИЗУ 1, а с ИЗУ 2 речевая информация считывается в произвольном коде. Запись информации АВСД осуществляется под действием последовательности поступающей из счетчика. Разрешение на запись выдаёт контроллер. Считывание осуществляется с использованием адресов коммутации исх. КИ, поступающих из УП в произвольном виде (4,1,2,3). Во время следующего цикла электрические ключи, коммутирующие процессы меняют своё состояние, и из ИЗУ 1 осуществляется чтение, а в ИЗУ 2 запись информации. Емкость любой Т-ступени характеризуется параметрами.

N*M, K

где N-число Ки. во вх. ИКМ линии;

M-число Ки. в исх. ИКМ линии;

K-количество бит информации кодового слова в КИ (обычно К=8).

Емкость Т-ступени определяется из выражения:

N = Р*T_ц / А*t_ц,

где Т_ц – время цикла ИКМ линии (125 мкс);

Р – число параллельно записываемых (считываемых) в ИЗУ бит;

t_ц – время цикла работы ИЗУ также определяется в мкс. При условии, что t_ц = 1 НС. данное ИЗУ считается сверхбыстродействующим и позволяющим коммутировать 62 тыс. Ки. Однако стоимость таких ИЗУ очень велика.

А – число, определяющее параллельный доступ к ИЗУ. А- в режиме раздельной записи и считывания равно 2, а в двух предыдущих равно 1.

В реальных условиях емкость Т – ступени равно 128x128, 256x256, 512x512, либо 1024x1024. Для увеличения емкости Т- ступени используется несколько способов:

1) параллельная запись всей кодовой комбинации на К разрядную шину ячейки памяти ИЗУ;

2) уменьшение времени цикла работы ИЗУ;

3) работа ступени в режиме раздельной записи /считывания.

Для реализации цифровой коммутации полей в (ЦКП) большой емкости используется многозвенный метод соединения Т – ступени.