Вставская Е.В. Архитектура ЭВМ, систем, сетей, лекции
Подождите немного. Документ загружается.
по абонентским и соединительным линиям, входных сигналов и выработку
выходных сигналов с помощью реле, включаемых и выключаемых по
командам ЦУУ. Обнаружение же зафиксированных комплектами сигналов,
их анализ и обработку, формирование команд для выдачи ответных сигналов
выполняет ЦУУ. Кроме упомянутых функций фиксации и выработки сигна-
лов, комплекты осуществляют также питание приборов телефонных
аппаратов абонентов.
В зависимости от конкретного набора выполняемых функций комплекты
подразделяются на абонентские (АК), шнуровые (ШК), соединительных
линий (входящих - ВКСЛ, исходящих - ИКСЛ) и служебные (СК).
Служебные комплекты предназначены для приёма и передачи сигналов
управления и акустических сигналов в процессе установления соединений, а
также питания приборов телефонных аппаратов абонентов. К основным
служебным комплектам относятся комплекты приёма номера от абонента
(КПН), приёма - передачи цифровой информации по соединительным линиям
(КПП), посылки сигнала вызова (КПВ), посылки сигнала контроля посылки
вызова (ККПВ), посылки сигнала занятости (КПЗ). Иногда функции несколь-
ких из перечисленных комплектов совмещают в одном комплекте. Например,
комплект приёма номера (КПН) дополнительно может посылать сигнал
контроля посылки вызова, а шнуровой комплект (ШК) - сигнал занятости
одному из абонентов при отбое другого абонента.
Состояние свободности - занятости комплектов отображается, как
правило, в памяти центрального устройства управления (ЦУУ).
Комплекты в квазиэлектронных узлах коммутации (УК КЭ) включаются
в коммутационное поле (КП), с помощью которого образуются
соединительные пути между различными комплектами при
внутристанционной, входящей, исходящей и транзитной связи. Для
обеспечения возможности экономичного построения коммутационного поля
(КП) для узлов коммутации (УК) различной ёмкости используется принцип
121
его блочного построения и наращивания ёмкости (числа входов и выходов).
При этом применяется два типа блоков: абонентских (БАЛ) и соединительных
(БСЛ) линий. Во входы блоков абонентских линий (БАЛ) включаются
абонентские комплекты (АК), а в выходы - шнуровые комплекты (ШК) и
межблочные линии для связи с другими блоками БАЛ и БСЛ. Блок БАЛ
равномерно распределяет поступающую нагрузку между выходами блока. В
выходы блоков соединительных линий (БСЛ) включаются комплекты
соединительных линий и служебные комплекты (СК), которые через входы
блока могут быть соединены с аналогичными комплектами других блоков
БСЛ или с комплектами АК блоков БАЛ. Блок БСЛ только смешивает
нагрузку.
Особенностью построения коммутационных полей квазиэлектронных
узлов коммутации (КП УК КЭ) является то, что в большинстве случаев
(исключение составляют КП, использующие соединители на герконовых реле
с электрическим удержанием) состояние свободности - занятости
промежуточных линий коммутационного поля (КП) отображается в памяти
ЦУУ и свободные соединительные пути между заданными входом и выходом
или группой выходов отыскиваются ЦУУ на основе анализа соответствующей
информации в памяти без обращения к собственно КП.
Периферийные устройства обеспечивают взаимодействие комплектов и
коммутационных приборов коммутационного поля (КП) с ЦУУ, т. е.
электрическое и временное согласование управляющих и информационных
сигналов, передаваемых между этими комплектами и приборами и ЦУУ.
Необходимость в периферийных устройствах вызвана тем, что ЦУУ работает
с низкими уровнями сигналов (доли вольта, несколько вольт) и построено на
элементах с малым временем переключения или задержки (нано- и
микросекунды), а комплекты и приборы коммутационного поля (КП)
работают с сигналами более высокого уровня (вольты и десятки вольт) и
имеют значительно большее время переключения элементов (миллисекунды).
122
Периферийные устройства (ПУ) в УК КЭ являются функционально
специализированными. Различают следующие разновидности ПУ (см. рис.
39):
- определители абонентских (ОАК), шнуровых (ОШК) и оконечных
(OK) комплектов, включенных в выходы блока соединительных линий
(БСЛ);
- устройства управления шнуровыми комплектами (УУ ШК), блоками
(БАЛ-УУ БАЛ) и (БСЛ-УУ БСЛ) и комплектами, включёнными в БСЛ -УУК.
Определители различных видов предназначены для фиксации состояния
цепей (замкнута, разомкнута), линий через контрольные точки (КТ)
подключенных к ним в данный момент комплектов. Состояние КТ комплекта
(0 или 1) отождествляется с одним из возможных состояний цепи связанной с
ним линии. Например, для контрольных точек абонентских комплектов (КТ
АК) состояние 1 означает, что цепь соответствующей абонентской линии
разомкнута (трубка повешена), а состояние 0 - цепь этой линии замкнута
(трубка снята). Состояния КТ всех комплектов фиксируются также в памяти
ЦУУ путем периодического опроса определителей.
Назначением УУ БАЛ и УУ БСЛ, объединяемых часто под общим
названием устройств управления КП (УУ КП), является выполнение команд,
поданных ЦУУ для включения коммутационных элементов, образующих
разговорный тракт, или для их выключения при поступлении сигнала отбоя.
Аналогичные функции выполняют устройства управления комплектами
УУК, которые включают или выключают реле в требуемых комплектах по
командам, посту- пившим из ЦУУ.
Периферийные устройства выполняют свои функции по командам,
формируемым ЦУУ и выдаваемым через периферийный интерфейс.
Периферийный интерфейс служит для физического соединения большого
числа периферийных устройств (ПУ) (до нескольких сотен) с ЦУУ и состоит
123
из системы периферийных шин и периферийных адресующих устройств
(ПАУ).
Шиной называется совокупность электрически независимых цепей
(проводов), предназначенных для одновременной передачи одного слова
информации. Число цепей в шине равно длине (числу двоичных разрядов)
передаваемого слова. Различают, как правило, три вида периферийных шин
(см. рис. 39):
- командные;
- ответные;
- адресные.
Командные шины служат для передачи из ЦУУ команд на выполнение
определенных операций. При выдаче команды в определитель ЦУУ должно
получить ответную информацию, содержащую результаты опроса состояния
заданной группы контрольных точек (КТ). Эта ответная информация
передаётся из определителей в ЦУУ по ответным шинам. Все ПУ
подсоединены параллельно к общим командным шинам, однако в любой
момент с ЦУУ может иметь связь только одно из них, а именно, то ПУ, для
которого предназначена выдаваемая команда. Аналогичная ситуация имеет
место по отношению к определителям, подсоединенным дополнительно к
общим ответным шинам.
Функции выбора нужного ПУ и электрического подключения его к
командным и ответным шинам выполняются периферийным адресующим
устройством (центральным импульсным распределителем) на основании
адреса ПУ, полученного из ЦУУ. Периферийное адресующее устройство имеет
отдельные цепи непосредственной связи с каждым отдельным ПУ (цепи
выбора ПУ), через которые оно может воздействовать на схемы совпадения
соответствующих ПУ и подключать их к командным и ответным шинам. Как
уже отмечалось, на квазиэлектронных узлах коммутации (УК КЭ) большой
ёмкости необходимо иметь большое число ПУ различных видов, поэтому на
124
таких узлах используется не одно периферийное адресное устройство (ПАУ), а
несколько, каждое из которых обслуживает свою группу ПУ. Все ПАУ
подсоединены параллельно к адресным шинам, по которым к ним поступает
адрес ПУ из ЦУУ. Нужное ПАУ (группа ПУ) выбирается ЦУУ путём подачи
соответствующего сигнала выборки по индивидуальным цепям выбора ПАУ.
Таким образом, в соответствии с описанной организацией связи ПУ с ЦУУ
команда, выдаваемая из ЦУУ (периферийная команда), должна содержать
адрес ПАУ (номер группы ПУ), адрес ПУ (номер ПУ в группе) и собственно
команду, передаваемую в ПУ. Поскольку каждое ПУ является групповым
устройством, т. е. осуществляет опрос большого числа контрольных точек
(КТ) или управляет достаточно большой группой комплектов и элементов
коммутационного поля (КП), его отказ приводит к невозможности или
недопустимому снижению качества обслуживания большой группы
абонентов. В связи с этим для обеспечения требуемого уровня качества
обслуживания абонентов все ПУ и периферийные интерфейсы дублируются.,
Функции управления установлением и разъединением различных видов
соединений между абонентами (внутристанционных, входящих, исходящих,
транзитных) выполняются ЦУУ.
Установление соединения для разговора абонентов и его разъединение по
окончании разговора представляют собой многоэтапный процесс, каждый
этап которого характеризуется набором комплектов, участвующих в
соединении, и выходных сигналов, выдаваемых из этих комплектов
абонентам или другим станциям. Число, последовательность и типы этапов
этого процесса зависят от вида соединения. Длительность каждого этапа
определяется поведением участников соединения (временем реакции
абонентов или других станций на получаемые сигналы).
В процессе установления и разъединения соединений ЦУУ выполняет
следующие основные функции:
125
- принимает сигналы и цифровую информацию, поступающую по
абонентским и соединительным линиям, путём периодического опроса КТ
соответствующих линейных и служебных комплектов;
- анализирует принятые сигналы и цифровую информацию и определяет
дальнейшую последовательность действий по установлению соединений;
- отыскивает свободные комплекты нужного типа и соединительные пути
в КП для установления соединения между требуемыми комплектами;
- формирует и выдаёт периферийные команды на установление и
разъединение соединений в КП, включение и выключение реле в комплектах;
- проверяет правильность исполнения выданных периферийных команд.
Длительность выполнения ЦУУ перечисленных функций для одного
соединения невелика по сравнению с длительностью всего процесса
установления, существования (разговора) и разъединения соединения. Это
даёт возможность осуществлять на УК параллельное установление и (или)
разъединение многих соединений с помощью одного ЦУУ на основе
разделения времени его работы между несколькими телефонными вызовами.
Реализация программного управления работой УК в значительной
степени определяется принципами построения ЦУУ, т. е. его структурой и
режимом работы. Применяемые в современных квазиэлектронных узлах
коммутации (УК КЭ) ЦУУ подразделяются по принципам построения на два
класса:
- двухмашинные, состоящие из двух идентичных ЭУМ;
- многопроцессорные, содержащие более двух автономно работающих по
программам устройств обработки информации (процессоров).
Наиболее широко распространены двухмашинные ЦУУ. Большинство
разработанных и эксплуатируемых в настоящее время в нашей стране и за
рубежом ЦУУ для УК КЭ используют именно такой принцип построения.
126
1.9.2 Основы построения иерархических и децентрализованных ЭУС
электронных узлов коммутации
Использование пространственно - временного способа разделения
каналов и частично или полностью децентрализованного управления
позволяет существенно повысить эффективность коммутационного и
управляющего оборудования узла коммутации по сравнению с
квазиэлектронными узлами коммутации (УК) с централизованным
управлением.
Рассмотрим основные принципы построения иерархических ЭУС
электронных цифровых узлов коммутации (УК). Структурная схема такого
УК приведена на рис.40, где показаны основные виды входящего в его состав
оборудования. Узел коммутации иерархической ЭУС состоит из модулей
абонентских линий (МАЛ), цифрового коммутационного поля (ЦКП),
комплектов цифровых соединительных линий (КСЛ) общестанционного
генератора тональных сигналов (ГТС), модулей приёмников-передатчиков
(МПП), периферийных устройств управления (УУ) и центрального
устройства управления (ЦУУ).
127
ГТС
П1
МАЛ
УУ МАЛ
МАЛ
УУ МАЛ
П0
ЦКП
ИКМ
линии
Аналоговые
АЛ
УУ ЛС
УУ КП
УУ КП
МПП
УУ МПП
ГТС
КСЛ
КСЛ
Цифровые СЛ
ОШС1
ОШС2
ЭУМ1
ЭУМ2
КМО
ЦУУ
С
и и
с н
т т
е е
м р
н ф
ы е
й й
с
Рис. 40 Структурная схема электронного узла коммутации с
иерархической ЭУС
На рис.40 обозначено:
АЛ - аналоговые линии; МАЛ - модуль аналоговых линий; УУ МАЛ -
устройство управления модулем аналоговых линий; ЦКП - цифровое
коммутационное поле; КСЛ - комплект цифровых соединительных линий;
ЦСЛ - цифровые соединительные линии; ГТС - генератор тональных
сигналов; МПП - модуль приёмопередатчиков; УУ МПП - устройство
128
управления модулями приёмопередатчиков; УУ КП - устройства управления
коммутационным полем;
УУ ЛС - устройство управления линейной сигнализацией; КМО - канал
межмашинного обмена; ЦУУ - центральное устройство управления; ЭУМ -
электронная управляющая машина.
Аналоговые линии (АЛ) подключаются к цифровому коммутационному
полю (КП) через модули абонентских линий (МАЛ), в которых аналоговые
речевые сигналы, поступающие по АЛ, преобразуются в цифровые. Здесь же
производится обратное преобразование входящих цифровых сигналов в
аналоговые для передачи в АЛ. Кроме того, в модулях абонентских линий
(МАЛ) концентрируется абонентская нагрузка от большого числа (64, 128)
физических АЛ, включенных в модули абонентских линий (МАЛ), к одной
ИКМ - линии, соединяющей его с цифровым коммутационным полем (ЦКП).
При этом для образования группового ИКМ - тракта в отечественных элект-
ронных цифровых УК используется система импульсно-кодовой модуляции
ИКМ-30/32, позволяющая создать на базе одной четырёхпроводной
физической линии 30 разговорных каналов, один (16-й) канал для
сигнализации и один (0-й) канал для синхронизации. Каждый модуль
абонентских линий (МАЛ) содержит абонентские комплекты, преобразующее,
коммутационное и управляющее оборудование, а также схемы подключения к
АЛ измерительных устройств и генератора вызывных сигналов.
Модули АЛ размещаются непосредственно на УК или выносятся в места
сосредоточения абонентов с целью уменьшения расходов на линейные
сооружения. В последнем случае модуль абонентских линий (МАЛ)
называется удаленным и соединяется с УК с помощью цифровой соединитель-
ной линии (ЦСЛ). Последние подключаются к цифровому коммутационному
полю (ЦКП) через комплекты цифровых соединительных линий (КСЛ), ко-
торые осуществляют приём и передачу сигналов цифровой синхронизации и
аварийных сообщений о неисправностях на линии по 0-му каналу
129
внутристанционной ИКМ - линии в сторону цифрового коммутационного
поля (ЦКП) и по 0-му каналу цифровой соединительной линии (ЦСЛ) в
сторону встречного УК.
Генератор тональных сигналов предназначен для формирования и
выдачи в цифровом виде акустических сигналов «Ответ станции», «Занято»,
«Контроль посылки вызова», «Тональный вызов» и др. (всего до 16 сигналов).
Для подключения генератора тональных сигналов (ГТС) к цифровому
коммутационному полю (ЦКП) используется односторонняя ИКМ - линия,
каналы которой жестко закреплены за определенными видами сигналов. Тот
или иной тональный сигнал выдается абоненту после установления
соединения в цифровом коммутационном поле (ЦКП) между ИКМ - линиями
и каналами, закрепленными за соответствующей АЛ в данный момент и
требуемым тональным сигналом. Поскольку генератор тональных сигналов
(ГТС) является общестанционным устройством и выход его из строя
приводит к невозможности организации нормального взаимодействия с
абонентами в процессе установления соединений, для обеспечения требуемого
качества обслуживания вызовов узлом коммутации производится
дублирование генератора тональных сигналов (ГТС).
Модуль приёмников и передатчиков представляет собой совокупность
функциональных блоков, обеспечивающих приём номерной информации от
абонентов, передаваемой по АЛ многочастотным способом в коде «2 из 8»
(блок приёмников тонального набора) и приём-передачу многочастотных
сигналов управления и взаимодействия в коде «2 из 6» по ЦСЛ (блок
приёмников-передатчиков многочастотных сигналов). Приём и передача
многочастотных сигналов осуществляются этими блоками в цифровом виде
по разговорным каналам цифровой соединительной линии (ЦСЛ) и ИКМ -
линиям, связанным с модулями абонентских линий (МАЛ).
Каждый модуль приёмников-передатчиков (МПП) подключается к
цифровому коммутационному полю (ЦКП) с помощью одной ИКМ - линии и,
130