Телекоммуникационные станции. Коммутационные поля и типы управления

Применение непосредственного соединения блоков

Для такого способа (рис. 1.16) характерно соединение блоков непосредственно друг с другом без применения центрального коммутационного поля. Тогда каждый модуль имеет пучок линий или цифровых трактов, соединяющих его с каждым другим модулем. Внутри модуля мы должны иметь в необходимом объеме ступени концентрации и смешивания, последняя предназначена для доступа к необходимому пучку линий. При установлении соединения внутри модуля должно быть определено направление (номер модуля), в котором устанавливается соединение.

увеличить изображение
Рис. 1.16. Блок-схема децентрализованной станции с непосредственными связями между блоками

Кроме этого, мы имеем дело с разделенными пучками, т. е. вся нагрузка разбивается по различным направлениям. В этом случае уменьшается использование межстанционных линий: чем больше емкость станции (число модулей), тем меньше пучки линий, что является неудобным при наращивании.

Решение без применения коммутационного поля допускалось в первых вариантах системы Linea UT фирмы Italtel. Величина модуля при этом была принята 2000 номеров, максимальное количество модулей составляло 16.

Станция с применением центрального коммутационного поля

Для межмодульной коммутации с использованием всех выходов модулей устанавливают коммутационное поле. Последнее требует установки Рис. 1.16. Блок-схема децентрализованной станции с непосредственными связями между блоками специального управляющего устройства для управления коммутацией показана на рис. 1.17а.

Рис. 1.17. Децентрализованное управление: а) с применением процессора коммутационного поля б) с самомаршрутизацией

Коммутационное поле с самомаршрутизацией

Наличие процессора коммутационного поля нарушает децентрализацию, так как появляется элемент, при выходе из строя которого выходит из строя и вся станция. Поэтому коммутационное поле как минимум дублируется, а в некоторых системах ставится целых 4 блока. В нормальном режиме все эти блоки работают в режиме разделения нагрузки, что улучшает качество обслуживания.

Одним из достижений построения телефонных станций стала разработка системы с самомаршрутизацией. Такая система не требует процессора, управляющего поиском путей в коммутационном поле, децентрализует управление, увеличивает надежность и позволяет производить постепенное наращивание коммутационного поля. Вариант такого поля показан на рис. 1.17б, принцип его работы будет рассмотрен далее. Разделение станций на модули требует обмена сигналами внутри станции, в связи с этим на уровне блок-схемы возникают следующие варианты организации такой сигнализации:

1. Использование сигнализации внутри информационного канала.
2. Выделение отдельного сигнального канала:
   • фиксированного;
   • с коммутацией через отдельный коммутатор (обычно коммутатор сообщений).

На рис. 1.18 показан общий вид модуля.

Структура модуля характерна для всех типов станций. Модуль состоит из типовой управляющей части — коммутационное поле и процессор. Комплекты в каждом из типов модуля могут отличаться. Они выполняют задачу согласования с внешней средой и компонуют модуль в зависимости от его задачи.

Рис. 1.18. Общий принцип построения модуля станции

Коммутационное поле модуля может быть однозвенным (система S-12), распределенным по ступеням, содержащим абонентскую и групповую часть (в системе EWSD — ступени DU и CDU) и многозвенным для обеспечения доступа к направлениям, ведущим к разным блокам (система Linea UT). Принципы применения модулей при установлении соединения рассмотрены в "Коммутационные поля на микроэлектронной элементной базе" .

Комплекты управляются от процессора модуля либо по отдельной группе шин, либо по одному из каналов тракта, связывающего комплекты с коммутационным полем. Принцип включения комплектов (рис. 1.19) демонстрирует объединение комплектов в группы и подключение к групповому тракту.

Рис. 1.19. Принцип подключения комплектов к абонентскому полю модуля

Обычно он содержит 32 канала, один из которых предназначен для сигнализации. Этот же канал может использоваться для приема и передачи сигналов управления периферийными устройствами. Две группы трактов для компоновки позволяют применять различные условия резервирования.

На рис. 1.19 показаны два варианта подключения сигнального канала.

Один из вариантов состоит в том, что устройство сигнализации включается в коммутационное поле модуля. Это позволяет коммутировать исходящие от него сигналы в любой канал любого выхода. Обычно для сигнализации применяют фиксированный канал. Как правило, это 16-й канал, однако возможно применение в качестве фиксированных и других каналов.

Само устройство сигнализации реализует обработку сигналов на первом и втором уровнях. Напомним, что это включает в себя синхронизацию, исправление ошибок и перезапросы. Логические операции осуществляются процессором модуля.

Штриховой линией показан непосредственный вывод сигнального канала от процессора. В этом случае наряду с коммутатором информации может применяться коммутатор межстанционной сигнализации. В его задачу входит коммутация сигнальных каналов и информации между модулями.

Одной из возможных целей такого отделения сигнальных каналов может служить их использование для передачи информации в виде сообщений.

В некоторых системах (например, ESS № 5) сигнализация идет по фиксированному каналу, но на входе коммутационного поля она выделяется для коммутации через коммутатор сообщений.

На рис. 1.20 показан общий вид модульной станции с двумя типами коммутации — информационной и сигнальной.

Рис. 1.20. Принцип работы модулей с отдельными коммутаторами сигнализации

Краткие итоги

• Все телефонные станции содержат определенные группы устройств: коммутационное поле, управляющие устройства, абонентские линии, межстанционные линии, устройства отображения и технического обслуживания.
• Коммутационное поле реализует задачи соединения двух или нескольких источников между собой.
• Управляющее устройство решает логические задачи, необходимые для установления соединения, а также выполняет задачи, связанные с основными и дополнительными видами обслуживания.
• Для полнодоступного коммутационного поля характерно, что каждый источник, включенный в его вход, может быть соединен с источником, включенным в выход.
• Такие полнодоступные принципы построения коммутационного поля не нашли широкого применения из-за их неэкономичности для станций большой емкости. В последнее время во многих важных приложениях для коммутации применяются программные способы, которые выполняются на компьютерах. Эти способы коммутации эквивалентны способу с применением полнодоступной схемы.
• При большом числе пользователей более эффективны схемы коммутации, содержащие много звеньев.
• Для межстанционных линий, стоимость которых очень высока, необходимо увеличить интенсивность использования и тем самым снизить требования по числу линий, выделяемых для заданной группы абонентов. Поэтому для включения абонентских линий применяются специальные схемы с концентрацией.
• Переход от однозвенных коммутационных схем к многозвенным схемам порождает новое явление — блокировку. Под блокировкой понимается невозможность установления соединения от заданного входа к свободному выходу из-за отсутствия свободных промежуточных линий.
• Для схем с любым количеством звеньев, имеющих блокировки, применяется обусловленный способ искания. Поэтому выбор каждой свободной линии обусловливается свободой пути в целом. В случае обусловленного искания поиск путей происходит в два этапа.
• Под доступностью понимается число путей (каждый из которых может состоять из нескольких линий), ведущих от одного входа к искомым выходам.
• Возможные варианты поиска от входа к выходу классифицируется как: свободное искание, когда ищется любой выход коммутационного поля, с которым надо произвести коммутацию; групповое искание, когда ведется поиск любого выхода, но в определенной группе; вынужденное искание, когда ведется поиск промежуточной линии только к одному из выходов.
• Прямым называется управление, при котором станция управляется непосредственно по сигналам, передаваемым с абонентского терминала (телефонного аппарата).
• Сигналы, передаваемые между регистрами и управляющими устройствами (в координатной АТС это маркёры), называются сигналами управления. Сигналы управления представляют информацию о набранных цифрах (адрес конечного пункта), а также информацию о ходе соединения.
• При централизованном управлении всегда велика постоянная составляющая оборудования, которая устанавливается на станции независимо от емкости.
• Для ограничения последствий потери оперативной информации применяется метод дублирования "с разделением трафика". В этом случае каждое из управляющих устройств в нормальном режиме работает со своим оборудованием. В случае же аварии исправный компьютер принимает на себя всю нагрузку.
• Для уменьшения времени перехода на резерв и устранения потери информации наиболее распространена система "дублирование с синхронизацией". В этом случае сигналы из внешней среды поступают в оба устройства управления, а команды управления внешней средой идут в нормальном режиме из одного устройства. При аварийном режиме исправное устройство работает без необходимости корректировки информации.
• Иерархические системы управления — это промежуточный тип между централизованным и децентрализованным способами управления. В "чистом виде" он применяется редко. В рассматриваемом случае все задачи разбиваются на уровни иерархии и распределяются по процессорам.
• Система разбивается на модули, каждый модуль предназначен для обслуживания ограниченной группы внешних источников или для выполнения ограниченной задачи, каждая из станций набирается из таких модулей в соответствии с требуемой на данный момент емкостью и задачами.
• Непосредственное соединение блоков — это соединение непосредственно друг с другом без применения центрального коммутационного поля. Тогда каждый модуль имеет пучок линий или цифровых трактов, соединяющих его с каждым другим модулем.
• В станциях с применением центрального коммутационного поля для межмодульной коммутации с использованием всех выходов модулей устанавливают коммутационное поле.
• Система с самомаршрутизацией не требует процессора, управляющего поиском путей в коммутационном поле, децентрализует управление, увеличивает надежность и позволяет производить постепенное наращивание коммутационного поля.
• Структура модуля характерна для всех типов станций. Модуль состоит из типовой управляющей части — коммутационного поля и процессора. Комплекты в каждом из типов модуля могут отличаться. Они выполняют задачу согласования с внешней средой и компонуют модуль в зависимости от его задачи.