Основы построения цифровых коммутационных станций Цифровые коммутационные станции

Основы построения цифровых коммутационных станций Цифровые коммутационные станции представляют собой полностью электронные системы, в которых коммутируются цифровые сигналы импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). В коммутационном поле АТСЦ включаются входящие и исходящие тракты цифровых каналов на скорости 2, 048 Мбит/с или кратной ей. Соединение между абонентами устанавливается на скорости 64 кбит/с в каждом направлении передачи речи, то есть коммутация всегда осуществляется по четырехпроводной схеме. Цифровые АТС строятся на базе микроэлектронных компонентов общего и специального применения. В общем виде цифровую АТС можно представить как совокупность относительно большого числа периферийных устройств и устройств управления. В периферийные устройства включаются абонентские и соединительные линии, а также устройства обработки и формирования тональных и речевых сигналов. Периферийные устройства являются объектами управления со стороны устройств управления в процессе обслуживания вызовов, создаваемых абонентами телефонной сети. Устройства управления строятся на базе микропроцессоров и микроконтроллеров.

Станция включает в себя: 1. цифровое коммутационное поле (КП), 2. периферийные устройства (ПУ), 3. управляющее устройство (УУ) 4. внешние устройства (УВ). К основным периферийным устройствам относятся блоки: аналоговых (БАЛ-А) и цифровых (БАЛ-Ц) абонентских линий, аналоговых (БСЛ-А) и цифровых (БСЛ-Ц) соединительных линий, блок тональных и речевых сигналов (БТРС).

Блок БАЛ-А предназначен для включения двухпроводных аналоговых абонентских линий, которые заканчиваются аналоговыми телефонными аппаратами с тональным и импульсным способами набора номера. Каждая аналоговая абонентская линия (АЛ-А) включается в абонентский комплект (АК). АК выполняет следующие функции: прием от телефонного аппарата сигналов: вызова станции, импульсов набора номера постоянным током, отбоя; посылка в АЛ сигнала вызова; питание ТА постоянным током. За АК следует дифсистема (ДС), служащая для перехода с двухпроводного тракта на четырехпроводный и наоборот. Затем в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) происходит преобразование речевых и других аналоговых сигналов в сигналы ИКМ и наоборот. В состав БАЛ-А входит мультиплексор/демультиплексор (MUX). При передаче речи от каждого АЦП к MUX передается цифровой поток со скоростью 64 кбит/с, который в MUX объединяется с такими же потоками от других АЦП. В результате на выходе MUX образуется цифровой поток со скоростью 2048 кбит/с, содержащий 32 временных канальных интервала (КИ). На входе MUX от КП принимается аналогичный поток со скоростью 2048 кбит/с, который в MUX разделяется между АЦП на 32 потока со скоростью 64 кбит/с. Каждая пара одноименных КИ в трактах передачи и приема канала Е 1 закреплены за одной АЛ.

Для управления абонентскими комплектами блока БАЛ-А используется периферийный микроконтроллер (ПМКАК). Микроконтроллер обеспечивает прием от УУ через общую шину (СВ) сигналов управления абонентскими комплектами для посылки вызова по абонентской линии, тестирования АЛ. Этот же микроконтроллер сканирует абонентские комплекты обнаруживает изменения их состояний и передает через СВ в УУ сигналы: вызова, ответа и отбоя от абонента; импульсы набора номера декадным способом. Блок БСЛ-А применяется на цифро-аналоговых сетях для связи цифровых АТС с аналоговыми станциями. В блок можно включить до 32 аналоговых соединительных линий (СЛ-А), каждой из которых соответствует комплект СЛ (КСЛ) и АЦП. Комплект КСЛ обеспечивает взаимодействие со встречной АТС. Комплекты КСЛ могут быть разных типов, что зависит от способа организации СЛ и от типа межстанционной сигнализации. На сетях Об. ТС чаще всего применяются трехпроводные СЛ и СЛ, организованные по 4 проводным каналам ТЧ. На трехпроводных СЛ применяется сигнализация с кодированием постоянным током, а на каналах ТЧ – специализированная одночастотная сигнализация или многочастотная сигнализация кодом « 2 из 6» (R 1, 5) с передачей сигналов по разговорным трактам. Комплекты КСЛ также необходимы при использовании на пучках СЛ выделенных сигнальных каналов, организованных по аналоговым системам передачи. В состав БСЛ-А входит мультиплексор/демультиплексор. MUX. Для управления комплектами КСЛ используется периферийный микроконтроллер ПМККСЛ.

Блок БАЛ-Ц предназначен для включения цифровых абонентских линий (АЛЦ) с базовым доступом 2 B+D. В блоки могут включаться АЛ-Ц с интерфейсами U или S. На рис. 9. 10 показан пример с интерфейсами S, в которые включаются 4 -проводные АЛ-Ц. Каждая абонентская линия включается в интерфейс базового доступа (BRI). В состав интерфейса входят следующие функциональные устройства: 1) Внешнее устройство (ВУ), обеспечивающее согласование на физическом уровне с линейными трактами АЛ-Ц. Оно имеет также гальваническую развязку с линейными цепями и устройства защиты от повышенных напряжений. 2) Формирователь циклов (ФЦ), служащий: в направлении передачи формирование циклов по 48 бит длительностью 250 мкс; приеме выделение из входящего потока циклов по 48 бит длительностью 250 мкс и контроль над цикловой последовательностью. ФЦ вставляет в поток и выводит из потока данные канала сигнализации D. Через ФЦ в исходящий поток вставляются синхросигналы от устройства синхронизации (УС). В один блок БАЛ-Ц можно включить до 16 линий АЛ-Ц, причем на каждую линию приходятся два КИ в канале Е 1. В блок БАЛ-Ц входит мультиплексор/демультиплексор MUX. Периферийный микроконтроллер ПМКBRI обрабатывает и формирует кадры данных сигнальных каналов D (скорость 16 кбит/с).

Блок БСЛ-Ц служит для организации цифровых СЛ с помощью цифрового канала Е 1. Внутри канала Е 1 за каждой цифровой СЛ (СЛ-Ц) закрепляется один канальный интервал (КИ) и можно организовать 30 или 31 соединительную линию. Если в канале Е 1 один из КИ (обычно КИ 16), кроме КИ 0, используется для сигнализации, то число СЛ-Ц достигает 30, в противном случае – 31 (КИ 16 также используется для образования СЛ). На сети ISDN канал Е 1 необходим для организации интерфейса первичного доступа (PRI) со структурой 30 B+D. В этом случае с помощью КИ 1…КИ 15 и КИ 17…КИ 31 образуются 30 каналов В, а КИ 16 отводится под сигнальный канал D. Блок БСЛ-Ц содержит следующие функциональные устройства. 1) Внешнее устройство (ВУ), обеспечивающее согласование на физическом уровне с линейным трактом в соответствии со стандартом G. 703. Оно имеет также гальваническую развязку с линейными цепями и устройства защиты от повышенных напряжений. 2) Формирователь циклов (ФЦ), служащий: в направлении передачи формирование циклов длительностью 125 мкс и последовательности канальных интервалов КИ 0…КИ 31 внутри каждого цикла; приеме выделение из входящего потока канальных интервалов и контроль над цикловой последовательностью. ФЦ позволяет вставлять и выводить информацию из канала сигнализации, для чего обычно предназначен КИ 16. В ФЦ также можно выделять КИ 0, содержащий синхросигналы.

3) Буферная память (БП), необходимая для хранения содержимого канальных интервалов трактов приема и передачи канала Е 1 с целью обеспечения синхронизации цифровых потоков 2 Мбит/с внутри станции и в линейном тракте. 4) Периферийный микроконтроллер ПМКЕ 1, обеспечивающий: прием и передачу сигнальной информации по КИ 16 или иному КИ, кроме КИ 0; обмен сигнальной информацией с УУ. ПМКЕ 1 может работать с одной из систем сигнализации по выделенным каналам или по общему каналу сигнализации. В сети ISDN в ПМКЕ 1 происходит обработка кадров в канале D (скорость потока 64 кбит/с) по протоколу LAPD уровня 2. 5) Устройство синхронизации (УС), обеспечивающее работу цифровой АТС в сети тактовой синхронизации (ТСС) в принудительном режиме. В УС синхросигналы выделяются из КИ 0 входящего потока канала Е 1. Сформированные в УС тактовые синхроимпульсы (ТСИ) передаются в устройство тактовой синхронизации (УТС) УУ. В зависимости от типа АТСЦ в один блок БСЛ-Ц может быть включено до 16 каналов Е 1.