ИМПУЛЬСНО-КОДОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ

метки: Импульсный, Модуляция, Цифровой, Кодовый, Система, Сигнал, Модуль, Принцип

принципы преобразования аналового сигнала в цифровой сигнал.

Цели лекции:

• изучить основные определения о системах связи:
• изучить и освоить методы преобразования сигналов.

Принцип формирования ИКМ сигналов

импульсно-кодовой модуляцияей

Выборка аналогового сигнала во времени — это преобразование, при котором репрезентативный параметр аналогового сигнала задается набором его значений в дискретные моменты времени.

Наибольшее распространение получили цифровые системы передачи, в которых применяется равномерная дискретизация аналогового сигнала (отсчеты этого сигнала производятся через одинаковые интервалы времени).

При равномерной дискретизации используются: интервал дискретизации ∆t (интервал времени между двумя соседними отсчетами дискретного сигнала) и частота дискретизации F д (величина, обратная интервалу дискретизации).

В основу принципа формирования ИКМ сигналов используется теорема Котельникова (Шеннона): любой аналоговый (непрерывный), сигнал может быть дискретизирован, и восстановлен на противоположном конце, если частота дискретизации будет в два раза превышать верхнюю частоту этого сигнала.

F д>2 Fmax

Канал тональной частоты (основной канал аналогового телефонного канала) должен занимать полосу 300…3400 Гц. Следовательно, частота дискретизации должна быть не менее: F д=2х3400 =6800 Гц.

Согласно рекомендациям Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (МККТТ) для сигнала, передаваемого по каналу тональной частоты, принята частота дискретизации F д=8000 Гц. Такая частота облегчает реализацию фильтров аппаратуры ЦСП.

Выбранные импульсы соответствуют амплитуде мгновенных значений этого сигнала. Эти преобразования называются импульсно-амплитудной модуляцией. Мгновенные значения сигнала содержаться на огибающей АИМ сигнала. Среди сэмплов, транслируемых один раз в каждый период, берутся свободные временные позиции для трансляции сэмплов с других каналов. Следовательно, выборки передаются циклически одна за другой в форме временно мультиплексированных сигналов PAM.

Использование кодовой импульсной модуляции обеспечивает высокую устойчивость к искажениям передаваемой информации. В процессе ИКМ каждому дискретному значению сигнала присваивается определенное кодовое слово.

Разработка аналогово-цифровых преобразователей

... аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования[1]. Современная тенденция развития АЦП преобразователей — увеличение скорости преобразования и разрешающей способности обработки сигналов при уменьшении уровня потребляемой мощности и напряжения питания. В настоящее ...

Импульсно-кодовая модуляция

При амплитудно-импульсной модуляции (АИМ) по закону модулирующего сигнала изменяется амплитуда импульсов, а длительность и частота следования остаются постоянными. Преобразование сигналов из аналоговой в цифровую форму существенно увеличивает их помехозащищённость при передаче, так как приёмник должен регистрировать два состояния, передаваемого сигнала или его наличие (приём единицы) или его отсутствие (приём нуля).

Квантование

Любой метод обработки сообщений и систем передачи имеет конечное разрешение, поэтому нет необходимости передавать весь бесконечный набор значений амплитуд непрерывных сигналов, его можно ограничить конечным набором. Эти допустимые значения амплитуды передачи сигнала называются уровнями квантования, выбор их количества определяет качество передачи электрических сигналов.

Сигнал, полученный при дискретизации, подвергается квантованию по уровню. Разность между двумя соседними разрешенными для передачи уровнями называются шагом квантования-∆.

Разница между истинным значением выборки сигнала и его квантованным значением называется ошибкой квантования или шумом.

компандированию

В системах PCM-VRK вместо однородной амплитудной характеристики аналоговых компандеров используются сегментные характеристики. Они представляют собой кусочно-ломаную аппроксимацию гладких деталей, где наклон изменяется дискретно. Наибольшее распространение получила сегментная характеристика компандирования типа А-87,6/13,где аппроксимация логарифмической характеристики производится по так называемому А- закону.

Эффективность рассматриваемой характеристики можно определить визуально, если обратить внимание на то, что 112 уровней из 128 используются для квантования сигналов, амплитуда которых не превышает половины максимальной, а 64 уровня используются для квантования сигналов, амплитуда которых не превышают 6,2% от максимального.

Рисунок 1.1- Квантование аналогового сигнала

Кодирование

Квантование и кодирование — непрерывный процесс. При нелинейном кодировании требуется 128 положительных и 128 отрицательных уровней для обеспечения помехоустойчивости, а кодовая группа — 8-битная.

Кодирование происходит симметричным кодом, в котором шкала кодирования имеет от 0 до 128 положительных и столько же отрицательных уровней. Первый разряд восьмиразрядной кодовой комбинации определяет полярность амплитуды кодируемого сигнала; 2,3,4 разряды определяют вершину сегмента, в области которого расположен сигнал; 5,6,7,8 разряды определяют уровни в сегменте.

Положительный сигнал в первом разряде имеет знак 1, а отрицательный 0. На рисунке показан пример кодирования сигналов имеющихся уровни 95 и 117.

Рисунок 1.2 — Компрессия и кодирование

2 Лекция. Структура цикла со скоростью 2 Мбит/сек

Содержание лекции:

—

• структура сверхцикла.

Цели лекции:

• изучить структуру цикла со скоростью 2 Мбит/сек;
• изучить и освоить методы построения структуру цикла.

Согласно теореме дискретизации для сигналов, несущих речевую информацию, частота дискретизации составляет 8 кГц, а период — 125 мс. Для передачи 30 канальной группы имеется 32 канальных интервала.

Рисунок 2.1- Циклы сигнальных каналов (сверхцикловой цикл)

Для обеспечения синхронной работы передающей и приемной станций введена специальная группа FAS, которая передается в слоте канала 0 и состоит из семи битов типа 0011011.

Первый бит этого временного окна содержит информацию о функциональных возможностях международного стандарта CAC-4. Система ИКМ-30 также передаёт информацию об аварийном состояний на противоположную станцию в виде сигнала NFAS , этот бит передаётся на втором разряде ОКИ чётного цикла, в нечётных циклах ОКИ передаётся цикловая синхрокомбинация.

Рисунок 2.2- Процесс синхронизации, Сигнальные каналы

Для передачи сигналов управления и взаимодействия (СУВ) в системе ИКМ-30 введено понятие сверх цикла, в которое входят 16 циклов (имеющих обозначение CAS ).

В каждом цикле передаются сигналы СУВ двух телефонных каналов. Для контроля сверхцикла вводится синхросигнал сверхцикла вида 0000 (MFAS , MNFAS ).

Длительность сверхцикла равна 16х125мксек=2мс.

Для передачи информации о потере сверхциклового сигнала, о состоянии повреждения в сигнальных каналах передаются на шестом разряде 16КИ 0 цикла (MNFAS ).

Рисунок 2.3 — Сигнализация (в сверхцикле), на примере: циклов 0,8 и 15, Структура сверхцикла

Структура суперкадра состоит из 16 циклов, длительностью 2 миллисекунды и содержит 8 бит x 32 IC x 16 циклов = 4096 бит.

Т а б л и ц а 2.1

3 Лекция. Принципы цифровой коммутации

Содержание лекции:

—

• принципы построения временной и пространственной коммутации.

Цели лекции:

• изучить основные термины и определения:
• изучить принцип построения временной коммутации.

Термины и определения

Коммутацией

коммутацией сообщений

Цифровой коммутацией

Принцип временной коммутации

временной ступенью коммутации

Изменение последовательности временного интервала исходящей линии ИКМ по сравнению с входящей означает передачу голосовой информации от одного абонента к другому. В этом заключается принцип временной коммутации (иногда говорят о перестановке канальных интервалов или перемещении информации из канала в канал) .

Рисунок 3.1- Иллюстрация принципа временной Рисунок 3.2- Векторное

коммутации. представление временной

коммутации.

Использование векторного представления цифровой коммутации в координатах S

ψ(s

Для временной коммутации ψ(s

Недостатком модуля временной коммутации является то, что он способен переключать каналы только одной цифровой линии. Поэтому для коммутации N ИКМ линий необходимо N модулей. А для организации связи между несколькими последовательными линиями ИКМ необходимо активировать дополнительное оборудование — блоки пространственной или пространственно-временной коммутации.

Принцип преобразования пространственной координаты цифрового сигнала

пространственной ступенью коммутации

Суть преобразования пространственных координат цифровых сигналов заключается в перемещении определенного временного интервала от одной линии ИКМ к другой с сохранением порядка временного интервала в циклических структурах обеих линий.

Векторное представление такого преобразования показано на рисунке. В этом случае вновь предполагается ортогональность преобразований временной и пространственной координаты цифрового сигнала

ψ(s

так как ψ(т)=0

Рисунок 3.3

а) векторное представление пространственного преобразования координат; б) пространственная коммутационная матрица

Цифровые КП, построенные на модулях пространственной коммутации, широко использовались на ранних этапах создания цифровых АТС из-за простоты исполнения и рентабельности реализации. Однако недостаток пространственного коммутатора, в котором коммутируется только один одноименный канал всех входящих и исходящих ИКМ линий (что означает блокировки при соединении разноименных каналов), привел к тому, что в настоящее время эти модули используются только в сочетании с коммутационными модулями других типов.

Принцип пространственно- временной коммутации

S /T – ступенью

Векторное представление пространственно-временного переключения показано на рисунке. Блок, реализующий этот принцип, является единым конструктивным блоком.

Поэтому ψ(s

Рисунок 3.4

а) векторное представление пространственно- временной коммутации;

б) принцип пространственно-временной коммутации

4 Лекция. Синтез цифрового модуля пространственно-временной коммутации каналов

Содержание лекции:

—

— коммутационный модуль системы ЭАТС-200.

Цели лекции:

— изучить структурирование процесса цифровой коммутации каналов;

— изучить метод структурного синтеза МПВК;

— изучить метод двой­ной памяти.

Структурирование процесса цифровой коммутации каналов.

Рассмотренные ранее процессы коммутации предполагали для своей реализации разделение блока пространственной и временной коммутации цифровых каналов. Однако теоретически была доказана эффектив­ность комбинированной коммутации и создания универсальных модулей пространственно-временной коммутации МПВК, Реализация этого стала возможной лишь с созданием более современной технологии, которая позволяет строить не только универсальные, но и специализированные БИС, в том числе и с настраиваемой структурой. В настоящее время существуют различные способы структурирования процесса пространственно-временной коммутации, каждый из которых определяет метод синтеза модуля MPKV.

Рассмотрим процесс коммутации на примере. Пусть требуется скоммутировать два канала

k_i (S

где

Распишем процесс коммутации для каждого варианта

1.

k_i (S

k_i (S

2.

k_i (S

k_j (S

3. Комбинированная коммутация осуществляется путем двойного эквивалентного преобразования (фиксированного); пространственной координаты S _i Î S в дополнительную временную t _gi Î T _g -преобразование j _s ⁰ _®t и обратное преобразование j _t ⁰ _{® s} . При этом выполняется однозначное соответствие

S

Тогда процесс коммутации протекает так

Ф

k_i (S

k_n (t

k

Легко видеть, что фиксированное преобразование

Методы структурного синтеза МПВК

Методы структурного синтеза модуля пространственно-временной коммутации цифровых каналов во многом определяются возможностями технологии. При построении МПВК на базе универсальных ИС средней и большой степени интеграции все преобразования (во времени, в про­странстве, параллельно-последовательное и обратное, мультиплексирование и демультиплексирование) выполняются в отдельных функциональных узлах, объединяемых в схему в соответствии с реализуемым процессом.

На рисунке 4.1 приведены три базовые структуры МПВК, которые положены в основу коммутационных модулей цифровых систем коммутации. Первая структура реализует последовательность (S-Т), вторая (Т- S), третья {(Т/S) Т(Т/S)}. Каждый из них с той или иной модификацией нашел применение в конкретных системах. Рассмотрим некоторые из них.

Рисунок 4.1- Коммутационный модуль системы ЭАТС-200

Модуль реализует процесс Ф= j _t j _S на множестве цифровых кана­лов N = 1024, образованных в n= 32 цифровых трактов ИКМ по 32 ка­нала в каждом. Принимая во внимание уровень технологии на этапе разработки системы EATS-200, был принят параллельный метод ввода информации в оперативную память, поэтому устройства для последовательно-параллельного и параллельно-последовательного преобразования устанавливаются на входе и на входе. ‘вывод модуля соответственно. Их введение, как мы уже отмечали при синтезе МКК, позволяет, с одной стороны, снизить требования к быстродействию базового элемента, а с другой — обеспечить приемлемую скорость коммутационных процессов в время преобразования.

Рассмотрим реализацию коммутационных процессов в модуле: вре­менное преобразование j _t осуществляется в памяти — ОЗУ, простран­ственное j _S — физическим разделением выходов в пространстве. Рисунок 4.2 иллюстрирует принцип построения компоненты модуля для одного входящего тракта. Как видим, каждый исходящий тракт связан с одним ОЗУ, поэтому для 32 трактов введено 32 ОЗУ. В модуле выб­ран режим работы ОЗУ- ( ®¯ ; ­® ).Поэтому технологический процесс строится так. В течение каждого цикла передачи Т_ц информация всех каналов тракта передачи записывается последовательно в од­ноименные ячейки всех 32 ОЗУ. Таким образом, частота обновления или подтверждения информации в памяти определяется циклом передачи и составляет для данного случая 8 кГц. Поэтому блокировку информации контура иногда называют синхронизацией 8 кГц. Управление переключением сводится к выбору соответствующего требования к ОЗУ — пространственному переключению входящего тракта на исходящий и выбору выбранной ячейки ОЗУ для считывания информации — временному переключению цифровых каналов в коммутируемых трактах.

Рисунок 4.2 -Принцип построения компоненты модуля для одного входящего тракта

При построении МПВК в системе АТСЭ-200 используется метод двой­ной памяти, т. е. ОЗУ выполняется на двух идентичных параллельных схемах. Это позволяет использовать элементы памяти, в которых тактовая частота лежит в пределах 6 МГц. Если учесть период развития системы и существующие на то время пределы допустимой скорости элементной базы — тактовую частоту до 10 МГц, то такое решение при построении МПВК становится вполне понятным. Модуль набирается из 32 компонентов 1×32, как показано на рис. 13, 6, объединяя одноименные выходы. Для того, чтобы скоммутировать канал k _i ЦТ₁ с каналом k _j ЦТ₃₂ , необходимо установить полное дуплексное соединение, т. е.

k

k

В результате полоса пропускания модуля коммутации составляет максимум 16 подключений.

Модуль МПВК 32х32 является базовым модулем системы АТСЭ-200. На его основе строятся ступени искания системы емкостью 96х96; 128х128; 256х256 цифровых трактов. Построение стандартно осуществляется путем параллельного включения входов и выходов МПВК, количество которых выбирается в соответствии с требуемой мощностью. Сооружения неэкономичны из-за квадратичной зависимости объема оборудования от мощности системы. Например, если требуется построить коммутационный блок 64х64, т. е. увеличить емкость модуля вдвое, то для этого потребуется четыре модуля 32х32, т. е. четырехкратное увеличение обо­рудования (рисунке 4.3).

Рисунок 4.3 — Коммутационный блок 64х64

5 Лекция. Коммутационный модуль системы «Линия U Т»

Содержание лекции:

—

— принцип построения МПВК.

Цели лекции:

— изучить принцип построения МПВК;

— основные особенности МПВК системы С-12

Модуль реализует процесс коммутации Ф=

Первый этап процесса коммутации

Рисунок 5.1-

RG , приданных каждому входящему цифровому тракту, и мультиплек­сором МХ, управляемым счетчиком входящих трактов C₄₁ . Число разря­дов S _i каждого регистра определяется длиной кодового слова (для ИКМ — 8 бит) и преобразованием j ⁰ _{S — t} , т. е. соответствием простран­ственной координаты S _I ^вх входящего цифрового тракта и временной координаты t _{g 1} в сверхтракте;i=0.7;

S

Рисунок 5.2- МПВК 8х8 в системе

Следует отметить, что если в системе АТСЭ-200 МПВК выполнялся на универсальных элементах, то в системе UT МПВК выполнен в виде заказной специализированной коммутацион­ной БИС.

Из [I] известна аналогичная БИС, содержащая, кроме блока ком­мутации, узел периферийного управления. Эта специализированная ком­мутационная БИС реализована по n-МОП- Si технологии, содержит 22х10³ транзисторов, оформлена в виде 28-выводного корпуса и обес­печивает коммутацию восьми двунаправленных полюcов. На базе МПВК 8х8 в системе UT строятся коммутационные матри­ца 16х16, используемые также в коммутационном поле. На рис. 5.2 при­ведена их структура.

12

В общем, модуль реализует пространственно-временную коммутацию 512 цифровых каналов с использованием до 16 цифровых трактов, каждый по 32 канала. Уровень технологии на период разработки определил подход к построению MPVK из стандартных блоков, каждый из которых представляет собой двойной порт коммутации, а один порт используется для подключения пути PCM. Таким образом, блок имеет параметры 2х2. На рис. 5.3 показана структура блока и модуля. Как видим, модуль МПВК системы 12 состоит из 16 идентичных двусторонних коммутационных портов P _i , i =0.15 ,и общей магистрали — системы шин, с которой соединены вcе порты и через которые осуществляется их взаимодействие. Каждая пара портов P _i и P _{i +7} образует один блок, а

Рисунок 5.3 — Структура блока и модуля

8 блоков, подключенных к общей магистрали, образуют 16-портовый МПВК. Особенностью МПВК системы 12 является то, что на порт заводится цифровой тракт ИКМ на 32 канала, но длина канального слова равна двум байтам, т. е. вдвое больше длины канального слова системы передачи ИКМ 30/32. Поэтому скорость цифрового потока в модуле системы 12 составляет 4096 кбит/с, а не 2048 кбит/с, как в системе ИКМ 30/32.

Технологически каждый блок оформлен в виде БИС, которая явля­ется не универсальной, а заказной — специализированной коммутационной БИС. Полный модуль системы С-12 на 16 портов занимает одну плату, на которой размещаются 8 блоков (БИС).

Особенностью МПВК системы С-12 является возможность реализации на его основе коммутационных матриц, с различными параметрами n входов и m выходов, но с соблюдением условия ; n £ 16 , m £ 16 , m + n £ 16 .

Теперь остановимся на сущности процесса переключения в МПВК и особенностях его реализации. Как мы отмечали , МПВК реализует пространственно-временную коммутацию каналов, но процесс коммутации имеет вид j _{S ®t} j _{t® S} j _t . В результате происходит преобразование пространственной координаты во временную. Рассмотрим этот вопрос подробнее. Поскольку каждый цифровой тракт подключен к определенному порту, шаг пространственной коммутации сводится к коммутации портов. Поскольку все двери соединены между собой общим багажником, то, конечно же, именно с его помощью реализуется этот этап. Общая магистраль представляет собой систему шин шести типов, общей проводностью 39: шина данных — проводность 16, шина адреса кана­ла — 5, шина адреса порта — 4, шина подтверждения — 5, шина управ­ления — 6, шина синхронизации — 3. Общая магистраль работает в ре­жиме разделения времени так, что в течение каждого временного ин­тервала t _i одного канала каждый порт получает доступ к любому дру­гому порту в течение битового интервала t _i .Если требуется скоммутировать порт 0 с портом 15, то приемная часть порта 0, где проис­ходит накопление информации заведенного на этот порт цифрового трак­та, получит доступ к ОШ в момент t ₁₅ , что будет указано на шине адреса порта. Таким образом, осуществляется пространственная коммутация. Временное разделение операционной системы сопровождается достаточно высокими требованиями к базовому элементу по быстродействию. Рассчитаем временной цикл общей шины Т_ош . Каждый порт использует общую шину 32 раза за цикл (ИКМ), следовательно

Т_ош =125*10^-6 /32*16=244 нс

Доступ к шине для портов организован на основе сверхцикла

Как мы отмечали, ОШ — это система шести типов шин. Разделение каждой из шин — управления, обмена, подтверждения и др. — произво­дится также во времени аналогично рассмотренному, но со сдвигом для каждой — на один битовый интервал t .

Временная коммутация каналов осуществляется в блоке временной коммутации (БВК), реализованном на ОЗУ. БВК размещается в передающей части каждого порта и работает в режиме ( ®¯ ; ¯® ).

Таким образом, после завершения пространственной коммутации накопленная в приемной части порта-источника Р₀ информация канала k _i передается в ОЗУ порта-назначения Р₁₅ и записывается в соот­ветствии с режимом работы ОЗУ в ячейку с адресом канала назначения k _j , который указывается на шине адреса канала. Считывание инфор­мации в выбранной временной канал порта Р₁₅ производится циклически. На этом данный этап установления соединения завершается.

6 Лекция. Цифровое коммутационное поле

Содержание лекции:

—

— особенности построения.

Цели лекции:

— изучить принципы построения ЦКП;

— основные особенности ЦКП.

Цифровое коммутационное поле строится по звеньевому принципу. Звеном цифрового коммутационного поля называют группу ступеней (S, Т или S/Т).

В зависимости от числа звеньев различают одно, двух и многозвенных КП.

однородным

ЦКП строится с использованием определенного числа модулей.

ЦКП строится по симметричной структуре т.е. звенья, относительно средней точки имеют идентичные блоки по типу и количеству.

ЦКП всегда дублируются в «горячем» режиме. ЦКП являются четырех проводными и делятся на пять классов.

Цифровые КП I-го класса

каскад каскад каскад

Рисунок 6.1- ЦКП 1-го класса

Первоклассные ИКТ используются в системах коммутации на ранних стадиях развития. Из-за высокой стоимости памяти они использовали пространственную коммутацию каналов. Это системы Sintel, DEX-T.

Но т.к. БПК имеют большую долю вероятности внутренних засоров, поэтому на практике пространственные проходы отделены от временных.

Первоклассные MSC объединяют все цифровые поля, где начальное и конечное — S. Такое построение называется ступень КП малой емкости.

К цифровым АТС, использующих КП данного класса относятся системы: МТ20/25 (Франция), System X (DSS) Великобритания, EWSD Германия, GDT5 EAX (США), DTS-ІІ Япония.

Особенности построения:

— применение дополнительных ступеней пространственной коммутации увеличивает емкость и пропускную способность поля, но не влияют на принципы его функционирования;

— предварительное мультиплексирование фактически обеспечивает вторичное уплотнение входящих цифровых трактов, а а последующее мультиплексирование восстанавливает их, что приводит к увеличению пропускной способности цифрового КП без применения дополнительных S – ступеней;

— для увеличения скорости обработки данных в КП на входе, как правило, производят преобразование последовательно кода в параллельный. Для этого последовательно-параллельный преобразователь установлен на каждой входной линии и параллельно-последовательный преобразователь на выходной линии.

На базе этих КП можно создавать местные, междугородные и транзитные станции.

ЦКП третьего класса

Коммутационные поля этого класса универсальны, так как позволяют строить однотипные коммутационные системы практически для всего диапазона мощностей: малой, средней и большой. В этом случае пропускная способность увеличивается за счет увеличения количества пространственных коммутационных звеньев, переходя от более простых структур к более сложным.

Часто при проектировании коммутационного поля фазы временной и пространственной коммутации объединяются в соответствующие блоки: блок временной коммутации и блок пространственной коммутации. Тогда наращивание емкости КП происходит путем простого добавления определенного количества БВК и БПК.

К цифровым АТС, использующим КП данного класса, относятся системы МТ 20/25 (Франция),

ЦКП четвертого класса

Цифровые КП четвертого класса находят широкое применение благодаря удобствам увеличения емкости поля путем простого добавления S / T — ступеней, выполненных в виде универсальных ИМС.

Основу

Рисунок 6.3 — БИС S/Т ступени

Структура четвертого класса ЦУП находит широкое применение благодаря удобствам увеличения емкости поля путем простого добавления S/T л, выполненной в виде универсальных ИМС.

7 Лекция. Стыки цифровых АТС

Содержание лекции:

—

— принцип построение аналогового абонентского стыка.

Цели лекции:

— изучить принципы построения стыков цифровых АТС;

— основные особенности построения стыков цифровых АТС.

Работа цифровых АТС происходит в окружении разнообразного телекоммуникационного оборудования: других АТС (цифровых и аналоговых), различных абонентских устройств, систем передачи. Совместная эксплуатация всего оборудования осуществляется за счет выполнения определенных правил. В частности, ЦСК должна обеспечивать интерфейс (стык) с аналоговыми и цифровыми абонентскими линиями (АЛ) и системами передачи.

Соединение — это граница между двумя функциональными блоками, которая определяется функциональными характеристиками, общими характеристиками физического соединения, характеристиками сигнала и другими характеристиками в зависимости от спецификаций.

Соединение обеспечивает одноразовое определение параметров соединения между двумя устройствами. Эти параметры касаются типа, количества и функции взаимосвязанных сетей, а также типа, формы и последовательности сигналов, которые передаются по этим сетям.

Точное определение типов, количества, формы и последовательности соединений, а также отношений между двумя функциональными блоками на стыке между ними дается в совместной спецификации.

Стыки цифровой АТС можно разделить на следующие (рисунке 7.1.):

— аналоговый абонентский стык;

— цифровой абонентский стык;

— абонентский стык ISDN;

— сетевые (цифровые, аналоговые) стыки.

Рисунок 7.1- Стыки цифровых АТС

Абонентский стык ISDN

Стыки цифровых АТС.

Через стык А подключаются цифровые тракты, уплотненные аппаратурой ИКМ — 30 (2048 Кбит/с) или ИКМ — 24 (1544 Кбит/с).

Стык В предназначен для подключения цифровых трактов, уплотненных аппаратурой ИКМ — 120 (8448 Кбит/с).

Аналоговые двух — и четырех проводные линии включаются в станционное окончание цифровой АТС через стык С. Аналого-цифровые преобразователи для этих линии входят в состав оборудования цифровой АТС.

Для включения аналоговых линии (абонентских или учрежденческих производственных АТС (УПАТС) в устройства, обеспечивающие доступ к цифровой станции) используются стыки Z (Z 1Z 2Z 3).

Характеристики Z-образных соединений сильно зависят от национальных характеристик сетей.

Для включения цифровых линии были определены интерфейсы U и V. Стыки U и V 1 используются для включения АЛ при основном доступе к сетям ISDN (русскоязычная аббревиатура ЦСИО — цифровые сети интегрального обслуживания).

Основная структура доступа через стык — два канала типа В (информационные каналы, 2*64 Кбит/с) и один канал типа Д (канал сигнализации, 16 Кбит/с).

Стык V 2 предназначен для включения цифровых подстанции на скорости 2048 Кбит/с. Через V 3 цифровое оборудование включается во время первичного доступа к интегральным сетям, таким как цифровые УАТС. Структура стыка: 30В+Д. Мультиплексорное оборудование в цифровые АТС включается через стык V 4. Для мультиплексоров ИКМ, используемых при подключении аналоговых учережденческих АТС, был предназначен стык V 5 .

В настоящее время эта классификация в некоторой степени переработана и дополнена. Особенно большие изменения коснулись стыка V 5.

Аналоговый абонентский стык.

Несомненно, аналоговый телефон не является идеальным телефонным аппаратом — угольный микрофон гигроскопичен и служит источником шума, более толстый дисковый переключатель, чем другие элементы ТА, не работает и не отвечает эргономическим требованиям. Поэтому многие годы ведутся работы по созданию микрофонов и других систем вместо угольных, вводятся кнопочные номеронабиратели вместо дисковых и др.

Точного количества телефонных аппаратов в мире никто не знает, но с уверенностью можно сказать, что сотни и сотни миллионов штук. При этом абоненты не торопятся заменять эти работоспособные и простые в эксплуатации аппараты на более дорогие цифровые телефонные аппараты.

Сложные проблемы, возникавшие при включении аналоговой абонентской линии в цифровую АТС, описываются аббревиатурой BORSCHT (русская транскрипция — БОРЩ, иногда используемая в русскоязычной коррекции некорректна).

Расшифровка аббревиатуры приведена в таблице.

Т а б л и ц а 7.1- Описание функции BORSCHT

Буквы аббревиатуры	Имя функции по-английски и его русский перевод	Описание функции
B	Battery feed (Запитка микрофонов)	К абонентской линии прикладывается напряжение, необходимое для запитки угольных микрофонов (U=60B, I=20мА в странах бывшего СССР).
O	Overvoltage protection (Защита от опасных напряжений)	Оборудование цифровой АТС с помощью специальных устройств защищает от попадания со стороны абонентской линии напряжения 220 (380)В, а также напряжения при ударе молнии
R	Ringing (Посылка вызывного сигнала)	Вызываемому абоненту посылается сигнал «Вызов» частотой 25Гц и напряжением 95В (в некоторых странах напряжение может быть 110В)
продолжение таблицы 7.1
S	Supervision, иногда Signalling (Наблюдение или сигнализация)		Приборы АТС должны зафиксировать факты поднятия и опускания микротелефонной трубки вызывающим и вызываемым абонентом, а также обеспечить прием цифр номера вызываемого абонента
C	Сoding (Кодирование)		Аналоговый сигнал, поступающий по абонентской линии преобразуется в цифровой сигнал и наоборот
H	Hybrid (Функция дифсистемы)		Аналоговая абонентская линия является двухпроводной, а передача и коммутация сигналов в цифровых АТС — четырехпроводным. Поэтому осуществляется преобразование с помощью дифференциальных систем (дифсистем)
T	Testing (Контроль)		Осуществляется контроль работы абонентской линии и телефонного аппарата, а также устройств, выполняющих вышеперечисленные функции.

Как следует из этой таблицы, при включении аналоговой абонентской линии в цифровую АТС приходится решать следующие группы проблем организации аналогового абонентского стыка:

— согласование по виду передаваемого речевого сигнала (функция Сoding — кодирование) и в связи с этим переход от двухпроводной схемы разговорного тракта к четырехпроводный и наоборот (функция Hybrid — функция дифсистемы);

— согласование по уровням передаваемых сигналов: в сторону телефонного аппарата посылаются сигналы высокого уровня (функция Battery feed и Ringing), в сторону АТС эти сигналы не должны передаваться (цифровые АТС построены на БИС и СБИС с питанием 5…12В);

— обеспечение абонентской сигнализации (функция — Signalling сигнализация).

Функция Testing (контроль) и Overvoltage protection (защита от опасных напряжении) не относятся прямо к организации стыка аналоговой абонентской линии. Однако их реализация позволяет автоматизировать процесс эксплуатации абонентской линии и телефонного аппарата, а также защищать приборы и персонал цифровой АТС от опасных напряжений.

Основные пути эволюции аналоговых абонентских стыков рассмотрим на нескольких конкретных примерах.

.

Абонентский стык цифровой АТС ЭАТС 200 выполнен на четырех платах, входящих в состав абонентского модуля SUB.

Рисунок 7.2- Включение аналоговой АЛ в ЭАТС 200

SLU16С — блок стандартных абонентских комплектов для включения 16 АЛ;

SUC — кодер (на 64 АЛ); SUD — декодер (на 64 АЛ); LTEST — устройство проверки АЛ

8 Лекция. Цифровой абонентский стык

Содержание лекции:

— принцип построение цифрового абонентского стыка;

— двухпроводная система с частотным разделением направлений;

— двухпроводная система с временным разделением направлений передачи.

Цели лекции:

— изучить принципы построения стыков цифровых АТС;

— основные особенности построения двухпроводной системы.

Создание различными фирмами цифровых телефонных аппаратов можно рассматривать как альтернативу дорогим, но имеющим множество сервисных функции и дополнительных возможностей аппаратам технологии ISDN. Однако, с точки зрения стандартизации, цифровой абонентский стык является «чистым листом», на котором каждая фирма может писать свои правила. Это означает, что цифровой ТА, например, фирмы Siemens, реализуя практический весь спектр функции ISDN телефона, может работать только при подключении к телефонным станциям фирмы Siemens (EWSD, Hicom).

То же самое относится цифровым ТА Ericsson, Alcatel и др. Каждая фирма создает для своих станции определенный интерфейс, который поддерживает «родной» протокол «своего» цифрового ТА. Поэтому для описания абонентского стыка можно говорить только об общих принципах организации цифрового обмена по абонентской линии.

Для двухсторонней передачи цифровой информации по абонентским линиям возможно использование четырех типов систем:

— четырехпроводная система;

— двухпроводная система с частотным разделением направлений передачи;

— двухпроводная система с временным разделением направлений передачи;

— двухпроводная система с адаптивным эхокомпенсаторами.

Четырехпроводная система

Достоинства цифровой передачи по четырем проводам заключаются в довольно свободном подключении абонентских терминалов, находящихся на значительном удалении друг от друга и от опорной станции, а также в простоте схемных решении. Система достаточно устойчива к переходным помехам, позволяет перекрыть большой диапазон изменения затухания линии без регенерации сигнала.

Однако она характеризуется низким использованием передаточных возможностей кабеля. Учитывая, что высокоскоростная передача по абонентской сети цифровых АТС, как правило, не требуется, это делает систему экономически невыгодной. В связи с этим данная система имеет ограниченное применение, в частности для пользователей в учреждениях.

Двухпроводная система с частотным разделением направлений

Реально реализованные системы этого класса имели несколько иную структуру, основным отличием которой было использование дифсистем, что позволяло уменьшить взаимное влияние направлении передачи. Передача информации ведется бифазным кодом. В одном направлении Х1 передача ведется кодом один период \ символ (BiPh1), а в другом направлении Х3 — кодом три периода \ символ (BiPh3).

Однако, из-за сложности реализации фильтров на БИС и СБИС такие системы не получили широкого применения.

Двухпроводная система с временным разделением направлений передачи

Рисунок 8.1- Упрощенная схема системы передачи с частотным разделением направлений

Рисунок 8.2- Система передачи с частотным разделением направлений и дифсистемами

Передача сигналов от абонента на станцию происходит аналогичным образом в виде пакетов с использованием незанятого временного интервала. Этот метод получил название «пинг-понг» (или метод с поочередным переключением направлений).

Благодаря тому, что скорость передачи по кабелю в два раза больше скорости передачи сигналов источника (сигналы пакетов станции передаются в кабель полностью синхронизированными по фазе), устраняется переходное влияние на ближнем конце, что было затруднительно при четырехпроводной передаче.

Однако, реализация метода «пинг-понг» с наименьшими затратами имеет один недостаток — небольшую зону действия (около 2км).

Поэтому для организации системы с большой емкостью и большой протяжностью используют различные методы компрессии во времени. Более того, если осуществить синфазную передачу по одному и тому же кабелю, можно значительно увеличить протяжность линии.

На рисунке представлена структурная схема двухпроводного тракта с временным разделением направлений, обеспечивающего полный дуплексный режим работы. Передача осуществляется в виде пачек импульсов между абонентским полукомплектом АПК и станционным полукомплектом СПК, которым заканчивается цифровая абонентская линия.

Переключение станционного и абонентского оборудования на режимы передачи или приема осуществляется коммутаторами К и по сигналам, получаемым от устройства синхронизации (СИНХР).

Стыки информационных потоков на обоих концах осуществляются по 4 — проводной схеме. Входящая цифровая информация записывается в ЗУ и преобразуется передатчиком в короткие пачки цифровых сигналов, которые с более высокой скоростью передаются по линии. Скорость передачи пачек должна быть такой, чтобы эффективная скорость передачи была равна или превышала скорость цифрового потока на входе, иначе часть информации будет потеряна.

Важной задачей для системы с временным разделением направлений является выбор скорости передачи и длины пачки. Скорость передачи с одной стороны ограничивается пропускной способностью среды передачи, а с другой — определяется требованиями организуемых услуг связи. Цифровые ТА, в первую очередь, должны обеспечивать услуги телефонной связи, для которых требуется скорость 64 Кбит/с, принимаемая за основу при проектировании цифровых телефонных сетей. Однако это скорость может быть значительно снижена при использовании методов дифференциального и адаптивного кодирования речи, что также позволяет увеличить длину линии связи.

Двухпроводная система с адаптивными эхокомпенсаторами.

Однако стандартные дифсистемы не могут обеспечивать полное разделение трактов передачи и приема. Чтобы сохранить требуемые характеристики по переходному затуханию на ближнем конце в широкой полосе частот, вводятся эхо компенсаторы ЭХК, которые препятствуют проникновению импульсов из тракта передачи в тракт приема.

Кроме этого, поскольку определяющее значение на качество передачи оказывает переходное влияние на ближнем конце, то при балансировке дифсистем большое значение имеет протяжность линии передачи. Положение осложняется также наличием проводов различного диаметра и кабелей различных марок, имеющих различные характеристики, в составе одной абонентской линии. Для компенсации разброса величины входного сопротивления абонентской линии в цифровых абонентских линиях предусматривается автоматическая подстройка балансного контура дифсистемы. Однако в этом случае технически очень трудно устранить межсимвольную интерференцию, обусловленную несовершенством АРУ, автоматического корректора отраженного сигнала и системы регулирования собственно эхо компенсатора.

Для преодоления трудностей, связанных с передачей цифровых сигналов по абонентским линиям, были предложены цифровые дифсистемы, объединенные с цифровыми эхокомпенсаторами. Последние обеспечивают подавление эхосигналов не менее чем на 45 дБ. Поэтому применение их на абонентских линиях особенно целесообразно.

9 Лекция. Абонентский стык ISDN

Содержание лекции:

—

— принцип построение абонентского стыка ISDN.

Цели лекции:

— изучить принципы построения стыков цифровых АТС;

— изучить принцип построения абонентского стыка ISDN.

Использование цифровых абонентских линии, в первую очередь, позволяет обеспечивать пользователей качественной связью, значительно расширить спектр предоставляемых услуг, увеличить скорость передачи. Развитие цифровых телефонных сетей прежде всего связанно с технологией ISDN (Integrated Services Digital Network).

Кроме телефонии сети ISDN позволяют: передавать данные, объединять удаленные локальные вычислительные сети (ЛВС), обеспечивать доступ к Интернет, передавить трафик видеоконференцсвязи.

Технология ISDN включает базовый доступ (BRI или BA) и первичный доступ (PRI или PA).

Базовый доступ предусматривает предоставление абоненту двух каналов по 64 Кбит/с для передачи трафика (типа В) и одного канала сигнализации 16 Кбит/с (канал типа D).

Первичный доступ предусматривает предоставление абоненту 30 В — каналов по 64 Кбит/с для передачи трафика и одного D канала сигнализации (также 64 Кбит/с).

Подключение абонентов к цифровой АТС осуществляется обычно по электрическому двухпроводному кабелю:

— для базового доступа через интерфейс типа Uо;

— для первичного доступа через интерфейс Uк2.

При этом необходимо отметить, что МСЭ — Т не проводил стандартизацию этих интерфейсов. Для интерфейса Uо официальной причиной считается то, что физические характеристики линий, которые применяются для ISDN, в разных странах отличаются друг от друга, а форма сигнала на стыке должна быть согласована с этими характеристиками. Однако реальной причиной, по мнению многих специалистов, является совпадение интерфейсов компании, выпускающих телекоммуникационное оборудование, и операторов связи. Первые не хотят вносить изменения в уже разработанные ими различные стандарты для U- интерфейса, а вторые имеют возможность зарабатывать на аренде терминального оборудования.

Несмотря на это в абонентском доступе ISDN нет такого многообразия, как при цифровом доступе. В настоящее время в мире используется в основном три типа U-интерфейса, которые различаются протоколами линейного кодирования: 2В1Q, 4В3Р и Uр0. Из них в Европе не большое распространение получило использование кода 2В1Q с обеспечением дистанционного питания терминального оборудования через интерфейс U номинальным напряжением 90-120 В. Такое решение поддерживается практически всеми европейскими компаниями (Siemens, Ericsson, Alcatel, Italtel и др.).

Поэтому существует большая степень вероятности, что терминальное оборудование абонента будет взаимодействовать с используемой цифровой АТС.

На стороне цифровой АТС абонентские линии включаются в линейные комплекты (LT) и станционные окончания (ЕТ), которые для каждой станции являются частью оборудования абонентских комплектов.

Структура интерфейса Uк2 также не стандартизирована, поскольку обычно данный интерфейс соответствует физическим и канальным характеристикам, а также цикловой структуре стандартного канала Е1 (рекомендации G.703, G.704 МСЭ — Т.).

Основные различия между возможностями интерфейсов типа Uо и Uк2 состоят в следующем:

соединение для РRI возможно только для режима «точка — точка». ВRI может поддерживать режим соединения «точка — многоточка»;

питание интерфейса РRI должно обеспечиваться либо отдельным каналом питания, либо отдельным блоком питания;

физический уровень РRI постоянно активен (что обусловлено применением этого интерфейса в основном для оборудования, работающего постоянно).

В связи с этим процедуры активизации и дезактивизации интерфейса РRI отсутствуют;

для организации обмена сигнальной информацией в РRI и ВRI используется выделенный канал (Д — канал), который обычно соответствует 16-му канальному интервалу ИКМ.

В интерфейсах типа U могут использоваться протоколы, основные из которых приведены в таблице. В Европе наибольшее распространение из них получил протокол E — DSSl (другие названия евро — lSDN, ETSI).

В России и Беларусии E — DSSl одобрен в качестве национального стандарта для lSDN сетей.

Т а б л и ц а 9.1- Протоколы для сети lSDN

Протоколы	Взаимодействие с АТС	Область распространения
E-DSSl	со всеми	Европа
CorNet -T	Siemens	Европа
CorNet — N	Siemens	Европа
1TR — 6	Bosch/Telenorma	Германия
TNlR6 -T	Bosch/Telenorma	Германия
TNlR6 -N	Bosch/Telenorma	Германия
NI — 1, NI — 2	Lucent, NORTEL, Harris	Северная Америка

К цифровой АТС подключаются сетевые окончания NТ: NТВА или NТРА. (В некоторых случаях при первичном доступе функции NТРА могут включаться в УПАТС.) Назначение сетевого окончания — преобразование интерфейса Uв интерфейс (SO «пользователь — сеть») для подключения lSDN оборудования. Интерфейс SO использует 4 — проводную линию связи и стандартизирован в рекомендациях МСЭ — Т I.430,Q.921, Q.931. Ряд цифровых АТС имеют встроенные стыки типа SO для непосредственного включения lSDN оборудования — в случае, когда расстояние между оборудованием и АТС не превышают нескольких сотен метров.

Примеры подключений в сети lSDN.

Е — DSSl. Хотя такие стыки, в принципе, должны считаться уже абонентскими, сетевыми.

Сетевые стыки цифровых АТС

.

В общем смысле под сетью доступа понимают номенклатуру категорий абонентов (передача речи, данных, видео) и средств печати (металлический и волоконно-оптический кабель, беспроводный доступ).

Универсальный интерфейс, позволяющий совмещать все технологии абонентского доступа в единую сеть — сеть доступа, получил название V5 — интервейс сети доступа.

Интерфейс V5 имеет две разновидности — V5.1 и V5.2. Интерфейс V5.1 позволяет подключить к АТС по цифровому тракту 2048 Кбит/с до 30 аналоговых АЛ без концентрации. При этом сигнализация осуществляется по общему каналу. Интерфейс V5.2 содержит несколько (до 16) трактов 2048 Кбит/с и поддерживает концентрацию с коэффициентом не более 8 и динамическое назначение канальных интервалов. В этом состоит принципиальное различие интерфейсов V5.1 и V5.2. Канальные интервалы (в спецификации интерфейса — несущие каналы) интерфейса V5.1 жестко закреплены за цифровыми каналами абонентских трактов, т.е. между этими каналами существует постоянное соединение. В интерфейсе V5.2 жесткое закрепление несущих каналов за каналами абонентских портов отсутствует. При этом, благодаря возможности концентрации, количество используемых несущих каналов в интерфейсе всегда меньше количества обслуживаемых каналов абонентских портов. Несущий канал интерфейса V5.2 предоставляется только тому каналу абонентского порта, которого запрашивается услуга связи и только на время пользования этой услугой. При этом в каждом тракте 2048 Кбит/с может быть предусмотрено несколько каналов сигнализации. Сравнительные характеристики интерфейсов V5.1 и V5.2 приведены в таблице.

Т а б л и ц а 9.2- Сравнительные характеристики интерфейсовV5.1 и V5.2

Интерфейс V5.1	Интерфейс V5.2
Позволяет подключать к АТС один тракт Е1 (30В — каналов)	Позволяет подключать к АТС группу Трактов (до 16) 2048Кбит/с
Не обеспечивает функцию концентрации абонентских линий. Прямое соответствие между канальными интервалами тракта Е1 и системой передачи абонента	Обеспечивает концентрацию нагрузки абонентских линий. Динамическое назначение канальных интервалов
Не поддерживает первичный доступ ISDN	Поддерживает первичный доступ ISDN
Сигнализация осуществляется по общему каналу в тракте интерфейса	Для каждого тракта 2048 Кбит/с предусмотрено несколько каналов сигнализации
Не обеспечивает функции резервирования при отказе тракта интерфейса	Обеспечивает резервирование при отказе тракта путем переключения на другой тракт интерфейса

10 Лекция. Стык с ЦСП

Содержание лекции:

—

— принцип построение схемы согласующего

Цели лекции:

— изучить принципы построения стыков цифровых АТС с ЦСП;

— изучить принцип построения схемы согласующего

При соединении цифровой АТС с другой цифровой АТС, или при установлении между цифровой АТС и подключаемой аналоговой АТС цифровой системы передачи, на первой организуется цифровой стык. В этом случае реализуется одно из самых важных преимуществ ЦСК, которое состоит в создании единого цифрового представления информации в тракте «передача — коммутация».

Так, представление речевого сигнала в виде ИК сигнала (скорость 64 Кбит/с, 8бит в кодовом слове) аналогично как для цифровых коммутационных систем, так и для аппаратуры ЦСП. Казалось бы, никаких проблем в отношении стыковки ЦСП и цифровых коммутационных систем быть не должно. Однако в действительности положение обстоит несколько иначе. Во — первых, в телефонной сети могут использоваться (и реально используются) ЦСП, не входящие в иерархию систем передачи МККТТ (например, ИКМ — 15, специальные ЦСП АЛ).

Во — вторых, в силу особенностей построения цифровых КП структура циклов внутри них отличается от структуры циклов ЦСП. МККТТ определил, что не будут выдвинуты никакие требования относительно структуры циклов ИКМ трактов внутри ЦСК. Разработчики цифровых АТС имеют возможность осуществлять по своему усмотрению временное уплотнение ИКМ потоков (вторичное мультиплексирование) в АТС, изменять длину кодового слова. В — третьих, кодирование слов в линии ИКМ и внутри АТС различается.

К цифровому стыку ЦСП и цифровой АТС предъявляются две группы требований: электрические и логические.

Необходимость согласования структур циклов означает, что на входе ЦСП должны быть сформированы циклы, соответствующие требованиям данной ЦСП. Такое согласование осуществляется обычно при вторичном демультиплексировании внутри АТС.

Логическое согласование включает преобразование линейного сигнала кода НDВ3 в двоичный код и наоборот, синхронизацию входных сигналов в соответствии с тактовыми сигналами станции.

Структура циклов ИКМ — 30 и циклов внутри ЭАТС 200 одинаковы, поэтому необходимость их согласования отпадает. Кроме того, на блок ЕТ возложена большая обязанность контроля качества передачи сигналов по ИКМ линии.

Содержимое временных канальных интервалов Т1,…, Т15…, Т17…, Т31, а также канала сигнализации Т16 проходит через блок ЕТ без изменений (не считая перекодировки) в обоих направлениях.

Рисунок 10.1- Структура блока ЕТ

Преобразованию подвергаются биты канального интервала Т0. ЭВМ техобслуживания ОМС управляя блоком ЕТ по канальному интервалу Т0 может осуществлять следующее:

— установку блока ЕТ в состоянии нормальной работы;

— переключение блока ЕТ в режим диагностики;

— передачу сигнала аварии в коммутационную систему ЭАТС 200 на дальний конец ЦСП.

Блок ЕТ состоит из двух плат: блока цикловой синхронизации (FREAL) и регенератора (согласующего регенератора IR или станционного регенератора TR) (рисунок 10.3).

Стык с аналоговыми соединительными линиями и системами передачи

Довольно часто на начальных этапах внедрения цифровой телефонной сети для связи аналоговой и цифровой АТС используются существующие или вновь создаваемые аналоговые физические соединительные линии (СЛ).

В этом случае для каждой системы сигнализации аналоговых соединительных линий организуется отдельный стык. На рисунке 4.14 показаны принципы согласования цифровой ЭАТС 200 с городскими станциями типа АТС — 47, АТС — 54, АТСК и АТСК — У по двухпроводным физическим соединительным линиям с сигнализацией постоянным током.

Согласующее устройство условно можно разделить на две части: канальную и сигнально-синхронизационную. Схемы размещенные в каналах согласующего устройства, преобразуют сигнальные посылки постоянного тока физических соединительных линии в сигналы, подаваемые в блок управления. Канальная часть не производит никакой логической обработки сигналов, поступающих из линий.

Блок управления стробирует сигнальную информацию каждой соединительной линии через 2 мс. Осуществив отчет, он обрабатывает его и посылает соответствующие кодовые посылки (согласно кодам 16-канального интервала ИКМ 30) в сопрягающий блок, который осуществляет согласование блока управления с ИКМ аппаратурой по принципу противонаправленного стыка.

Все необходимые для работы согласующие устройства, синхронизирующие сигналы вырабатывает блок тактового синхронизма.

Сопряжение аналоговых и цифровых систем передачи и коммутации может быть обеспечено с помощью специальной аппаратуры трех видов:

— кодер групповых сигналов с частотным разделением;

— трансмультиплексоров;

— модемов.

Кодеры групповых сигналов с частотным разделением предназначены для преобразования аналоговых групповых сигналов в цифровую форму с целью передачи их по цифровым трактам. Они применяются при организации связи между аналоговыми зонами сети связи с помощью цифровых систем передачи.

Рисунок 10.2- Схема связи ЭАТС 200 с электромеханическим АТС (РСЛ — реле СЛ)

Если требуется соединение цифровых зон связи с помощью аналоговых систем передачи, могут быть использованы либо трансмультиплексоры, предназначенные для поканального преобразования групповых сигналов ЦСП в аналоговые сигналы и обратно, либо модемы, функцией которых является преобразование цифровых потоков к виду, необходимому для их передачи в линейных трактах аналоговых систем передачи.

Трансмультиплексоры позволяют более эффективно использовать пропускную способность аналоговых трактов при передаче в них сигналов отдельных каналов. Однако с помощью модемов можно передавать цифровые сигналы с более высокой скоростью. Кроме того, модемы отличаются от трансмультиплексоров более низкой стоимостью.

Выбор того или иного типа устройства производится с учетом конкретных условий организации связи и экономических показателей.

Рисунок 10.3- Схема согласующего устройства

11 Лекция. Основные особенности и технические характеристики цифровых станции АТСЭ S -12

Содержание лекции:

—

— основные особенности цифровых станции.

Цели лекции:

— изучить основные, функциональные элементы цифровых АТС;

— изучить принцип построения функциональных и структурных схем цифровых АТС.

Система

Основными особенностями системы являются глубокая децентрализация управления и использование унифицированного двухстороннего комму­тационного элемента

Децентрализованное управление системой осуществляется из модулей оконечных устройств. При таком способе управления адресная информация от абонентского аппарата принимается и анализируется в абонентском моду-л e или в многочастотном приемопередатчике. На основе этой информации вырабатываются сигналы управления цифровым коммутационным полем (ЦКП) элементы которого п p оизв o дят установление соединения. Такая сис­тема управления, при которой каждый элемент ЦКП устанавливает соедине­ние независимо лруг o т другого, обладает высокой надежностью, так как вы­ход из строя любого из элементов не приводит к аварии всей системы.

Цифровое коммутационное поле строится на основе двухстороннего единого коммутационного элемента (КЭ) в каждый из которых включается 32 тракта передачи и 32 тракта приема одной линии ИКМ. Наличие двухсто­роннего элемента позволяет устанавливать соединение через различное число ступеней искания, что способству e т увеличению пропускной способности ЦКП. Кроме того, наличие единого КЭ для построения ЦКП позволяет четко н аращивать емкость и пропускную способность ЦКП без существенного изменения программы работы системы.

Передача аналоговых и цифровых сообщений производится не по отдельным трактам, а по единому ЦКП что позволило уменьшить общий объем оборудования.

Состав оборудования УВК УВК

Цифровая телефонная станция включает в себя ряд терминальных модулей,

соединенных с цифровой коммутационной системой (

Телефонные функции сосредоточены в специальных модулях, которые содержат аппаратную и программную части. Например, Модуль Аналоговых Абонентов ( ASM ), Модуль Цифровых Каналов ( DTM ) и т.д.

Все модули имеют одинаковую структуру, они состоят из двух частей: Терминала и Управляющего Устройства терминала ( TCE – Terminal Control Element ).

Терминал содержит специальные терминальные схемы для выполнения различных задач, например, обслуживание аналоговых линий или цифровых каналов.

Аппаратная часть

TCE обеспечивают управление логическими цепями и памятью терминалов; они имеют стандартные интерфейсы для связи с DSN и терминалом. Сердцем TCE является микропроцессор.

Дополнительные возможности и мощности управления обеспечивают Дополнительные Управляющие Устройства ( ACE – Auxiliary Control Element ), аппаратная часть аналогична аппаратной части TCE , но не связаны с терминалом. Они выполняют только программные задачи.

Интерфейс между модулем и

Управляющие устройства (СЕ)

В S -12 есть два типа УУ (СЕ):

— управляющее устройство Терминала (ТСЕ, которое является интерфейсом с Терминалом, Системой распределения тактовой Частоты и зуммеров, а так же DSN ;

— дополнительное УУ (АСЕ), которое связывается интерфейсом только с

АСЕ

Функции процессора выполняются отдельной РВА. Все типы РВА построены на микропроцессоре

Процессорная плата

Программное обеспечение управляющего устройства хранится в ОЗУ. Процессор содержит 1(4) Мбайт памяти, обеспеченной микросхемами динамического ОЗУ по 256 Кбайт.

Блок памяти

Возможные УУ (СЕ) в S – 12:

— УУ тактового генератора и зуммеров.

— УУ модуля аварийной сигнализации.

.

.

— Управляющее устройство терминала междугородных цифровых каналов.

— УУ Терминала сервисных цепей.

— УУ интерфейса удаленных абонентов;

— УУ модуля ОКС №7.

.

— УУ терминала модуля цифровых каналов

Стандартные модули S — 12

Количество большинства типов модулей зависит от емкости АТС и от набора услуг, которые она представляет (Модули аналоговых абонентов или Модули сервисных цепей).

Некоторые модули дублируются для обеспечения большей надежности работы станции, например, Модуль генераторов тактовых импульсов и зуммеров. Некоторые АСЕ так же дублируются, для других АСЕ предусмотрены запасные платы в системе:

— модуль аналоговых абонентов ( ASM ) обеспечивает интерфейс между 128 аналоговыми абонентскими линиями и S – 12. Количество ASM зависит от общего числа абонентов, обслуживаемых станцией. Линейный статив С-12 ASM включает в себя 1536 абонентов.

ASM

модуль цифровых каналов ( DTM )

а) этот тип

б) этот тип

DTM

— модуль подключения блока удаленных абонентов

— модуль сервисных цепей

— модуль тактового генератора и зуммеров

— модуль аварийной сигнализации

— модуль тестирования каналов

12 Лекция. Структура цифровой системы коммутации

Содержание лекции:

—

— основные особенности построения цифровой системы коммутации

Цели лекции:

— изучить принцип построения ЦКП С-12;

— изучить принцип построения групповой коммутационной системы С-12.

Цифровая Система Коммутации, как показано на рисунке 4.3, состоит из пар Коммутаторов доступа ( AS ) и Групповой Коммутационной Системы ( GS ).

Число AS и число звньев GS (до трех) зависит от числа смонтированных СЕ, которые, в свою очередь зависят от числа абонентов и соединительных линий включенных в АТС. Число уровней GS (до четырех) зависит от средней поступающей нагрузки от терминала и емкости АТС.

Все СЕ

Поскольку

Каждый СЕ имеет свой уникальный адрес состоящий из 4-х цифр, которые позволяют управлять установлением соединения на всех четырех звеньях. Таким образом, независимо от того какой DSE выбран в качестве точки отражения, входная последовательность импульсов для выбора заданного СЕ будет одинаковой. Это простой механизм установления соединительного пути. По известному Системному Адресу ( NA – Network Adress ) по случайному алгоритму ищется соединительный путь до любого DSE в точке отражения, а от него устанавливается соединение к требуемому СЕ.

Коммутатор доступа.

— подключение дополнительного оборудования (например, АСЕ) к

— подключение терминальных модулей (

Каждый СЕ с помощью двух ИКМ линий подключается к

Коммутатора Доступа. Подобное включение СЕ обеспечивает два пути подключения к

Конфигурация двух Коммутаторов Доступа с подключенными СЕ называется Терминальная Подсистема ( TSU – Terminal Sub Unit ).

Каждая

Порты Коммутатора Доступа предназначены:

— порты с 0 по 7 и с 12 по 15 (от С до

— порты с 8 по 11 (В) используются для подключения к разным уровням Групповой Коммутационной Системы. Эти порты являются выходными.

Групповая Коммутационная Система

Групповая Коммутационная Система (

— установления соединения между различными

—

— установления соединительного пути от точки отражения до требуемого СЕ.

GS

Максимальная конфигурация

GS

Однозвенная

Цифровой коммутатор использует только задействованные порты и при установлении соединения использует только эти порты.

Конфигурация 4-х

Коммутатор Доступа

номер порта (8-В) уровень (0-3)

TSU

Access Switch Group Switch, stage 1

Групповая коммутационная система, звено 1GS

Максимальная конфигурация двухзвенной

Соединение между звеном 1 и звеном 2 дают следующую зависимость:

GS

номер порта (8-

номер

Максимальная конфигурация

13 Лекция. Основные особенности и технические характеристики цифровых станции ЭАТС-200

Содержание лекции:

—

— основные особенности цифровых станции.

Цели лекции:

— изучить основные, функциональные элементы цифровых АТС;

— изучить принцип построения функциональных и структурных схем цифровых АТС.

Система ЭАТС –200 (Финляндия) является полностью электронной цифровой станцией с управлением по записанной программе и может использоваться в качестве городской опорной станции, опорно-транзитной и транзитной АТС. Система применима при обслуживании от нескольких десятков абонентов до 39000 абонентов. В станцию могут быть включены линии абонентов квартирного сектора, учреждений и предприятий, таксофонов местной и междугородной телефонной связи, переговорных пунктов. Телефонные аппараты дисковые и кнопочные.

Предоставляются следующие виды ДВО:

— сокращенный набор номера;

— прямая связь;

-повторный вызов без набора номера;

временный запрет входящей связи и исходящей связи;

— передача вызова на другой ТА в случае занятости линии вызываемого абонента;

— определение номера вызывающего абонента.

Максимальное число пучков направлений достигает 255, включая и внутристанционные пучки системы. Каждый пучок может содержать от 1 до 255 линий.

Электронные АТС типа ЭАТС- 200 являются станциями с децентрализованным управлением, при котором процесс обслуживания вызовов осуществляется отдельными управляющими устройствами УУ.

Каждое УУ представляет собой микропроцессорную систему и выполняет отдельную функцию по обслуживанию вызовов, т.е. некоторую часть общего управления станцией.

Модульное построение станции обеспечивает гибкость при расширении емкости станции, удобство при монтаже и ее техническом обслуживании. При взаимодействии с электронными АТС, а также между абонентом и ЭАТС применяется система сигнализации. ОКС является 16 канал при использовании системы передачи ИКМ 30\32. На сетях большой емкости и большим числом цифровых АТСЭ-200 используются 2 способа синхронизации: изохронный и плезиохронный .

УУБАИ. БАИ состоит из 64 АМ

Основным назначением ступени АИ

Ступень ГИ предназначена

Рисунок 13.1 — Структурная схема станции ЭАТС-200.

БМЧПП

БПТН

ГТС

Система управления СУ

— УУ БАИ

— УУ АМ

— М

— БР

— БЛС

— БОКС

— БСД

— БС

— УУТЭ

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/na-temu-impulsno-kodovaya-modulyatsiya/

1. М.А.Баркун, О.Р.Ходасевич. Цифровые системы синхронной коммутации. –М:ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001.

2.Запорожченко Н.П., Карташевский В.Г., Клиентова Т.Г., Харченко Ю.Ю. Цифровая коммутационная система АХЕ-10: Учебное пособие для вузов.-М.: Радио и связь, 2000.

3.Безир Х., Хойер П., Кеттлер Г. Цифровая коммутация.-М.: Радио и связь,1986.

4.Лутов М.Ф., Жарков М.А., Юнаков П.А. Квазиэлектронные и электронные АТС.- М.: Радио и связь,1981.