Главная страница
Навигация по странице:

  • 1.Классификация ЦКП.

  • 2.Обоснование структуры проектируемого ЦКП.

  • система коммутации. При построении сети связи вопросы коммутации сигналов всегда занимали одно из центральных мест


    Скачать 0.75 Mb.
    НазваниеПри построении сети связи вопросы коммутации сигналов всегда занимали одно из центральных мест
    Дата05.05.2019
    Размер0.75 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файласистема коммутации.docx.docx
    ТипДокументы
    #56632
    страница1 из 10
      1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    Введение


    При построении сети связи вопросы коммутации сигналов всегда занимали одно из цен­тральных мест. Если при этом процессы коммутации характеризуются жесткими (строгими) временными соотношениями, в смысле взаимодействия с окружающей телекоммуникаци­онной средой, то такая коммутация считается синхронной.

    Самой распространенной системой синхронной коммутации в настоящее время являют­ся цифровые автоматические телефонные станции (АТС).

    Появление цифровых АТС было обусловлено несколькими событиями в мире науки и техники XX века.

    Первым этапным событием стало изобретение в средине 40-х годов транзистора, что явилось началом новой эры в электронике - эры полупроводниковых приборов. Стреми­тельное развитие последних привело к созданию в 60-х годах интегральных микросхем. В настоящее время построение цифровых АТС без интегральных микросхем практически не­возможно.

    Далее, в конце 40-х годов в нескольких странах практически одновременно была изо­бретена и построена электронная вычислительная машина (ЭВМ). Уже в 1955 году (по дру­гим данным - в 1956 г.) была запатентована схема управления автоматической телефонной станцией с помощью ЭВМ. Так была оформлена идея управления по записанной программе.

    Параллельно с развитием вычислительной техники развивалась теория и практика про­граммирования. Современная цифровая АТС - пример использования программного обес­печения внушительных размеров (несколько миллионов машинных команд) и достаточно высокой степени сложности.

    В то же время (начало 50-х годов) интенсивно разрабатывались цифровые методы пере­дачи сигналов в сетях связи общего пользования. В Северной Америке и Японии были раз­работаны 24-канальные, а в Европе - 32-канальные цифровые системы передачи. Специали­сты связи быстро осознали преимущества цифрового представления сигналов при их пере­даче и обработке. Стремление создать единый цифровой тракт «передача - коммутация» привело к разработке цифровых коммутационных полей АТС.

    В 60-х годах в лабораториях нескольких стран были построены и испытаны прототипы современных цифровых АТС. Поворотным пунктом стал 1970 год, когда во Франции на се­ти общего пользования была установлена первая транзитная цифровая АТС. В 70-х и пер­вой половине 80-х годов о создании собственных цифровых АТС объявили все основные производители оборудования связи.

    Начало 80-х годов можно также назвать началом современной революции в связи - на базе цифровых систем передачи и цифровых АТС во многих странах началось создание цифровых интегральных сетей связи.

    Реализация всех этих идей на новой элементной базе (БИС и СБИС) привело к созда­нию современных цифровых АТС очень большой емкости: 200000 - 500000 абонентов.

    Благодаря широкому внедрению цифровых АТС заметно снизились трудовые затраты на изготовление электронного коммутационного оборудования за счет автоматизации про­цесса их изготовления и настройки, уменьшились габаритные размеры и повысилась на­дежность оборудования за счет использования элементной базы высокого уровня интегра­ции. Также уменьшились объемы работ при монтаже и настройке электронного оборудова­ния в объектах связи, существенно сократился штат обслуживающего персонала за счет полной автоматизации контроля функционирования оборудования и создания необслужи­ваемых станций. Значительно уменьшились металлоемкость конструкции станций, сокра­тились площади, необходимые для установки цифрового коммутационного оборудования, а также повысилось качество передачи и коммутации.

    Использование мощных микропроцессоров широкого применения позволяет применять последние достижения микропроцессорной технологии. Одни и те же функциональные блоки применяются для построения станций различного размера и назначения, что приво­дит к малому количеству типов печатных плат. Это в свою очередь упрощает обслуживание оборудования и сокращает объемы запасных частей. Благодаря этому, достигается высокая экономическая эффективность в диапазоне от очень малых до очень больших станций. Если необходимо увеличить емкость цифровой станции или ее трафик, достаточно добавить ог­раниченное количество компонентов.

    Принципы модульности используются и в архитектуре программного обеспечения циф­ровых АТС. Модули, в основном, представляют собой компонуемые блоки для проекти­рования систем, компоновки, тестирования. Они определяются независимо от их физиче­ского размещения. Связь между модулями осуществляется с помощью сообщений внутрен­него обмена. Операционная система обеспечивает передачу сообщений по их назначению. Данные хранятся и обрабатываются в станционной базе данных. При этом логическое по­строение данных и их использование модулями не зависит от физического размещения дан­ных. Функцией системы управления базой данных является правильное размещение эле­ментов данных, наиболее эффективный доступ к ним и обеспечение высокой степени на­дежности. Такой уровень модульности программного обеспечения открывает соответствую­щий уровень гибкости, необходимый для обеспечения адаптации к быстро меняющейся коммуникационной среде сегодняшнего дня.

    Таким образом проблема построения, развития и функционирования цифровых АТС на сети связи включает в себя целый комплекс вопросов:




    • построение коммутационного поля;


    • программное обеспечение;


    • алгоритмы управления цифровой АТС;


    • взаимодействие с другим оборудованием сети и т.д.


    Изложить эти вопросы подробно в одной работе просто невозможно, поэтому данный курсовой проект посвящен, главным образом, рассмотрению принципов построения и функционирования коммутационного поля на основе пространственных коммутаторов.

    1.Классификация ЦКП.


    Модульное построение современных цифровых коммутационных систем позволяет использовать их в качестве любой станции или узла связи. В ЦСК выделяют основную, неизменную часть оборудования, добавление к которой дополнительного оборудования позволяет получить любую станцию сети связи. Аналогично систему коммутации ЦСК можно разделить на основное цифровое КП и дополнительные коммутационные элементы, которые обеспечивают концентрацию абонентской нагрузки, создание групповых трактов или преобразование цифровых потоков. В данной главе будут рассматриваться структуры основных цифровых КП.

    С учетом симметричности и модульности построения все множество синхронных цифровых КП с функциональной полнотой коммутации можно разделить на пять классов. В каждом классе можно выделить базовую структуру и подструктуры, образованные добавлением до­полнительных коммутационных элементов с предварительным мультиплексированием (MUX) и последующим демультиплексированием (DMUX) цифровых групповых трактов.

    1. Базовая структура: S*k-T*r-S*k.
    Подструктура: MUX-S*k-T*r-S*k-DMUX.

    Особенностью поля является наличие S-ступени в первом и последнем звене, порядок следования Т- и S-ступеней внутри поля - произвольный с соблюдением правил симметрии.

    2. Базовая структура: T*k-S*r-T*k.
    Подструктура: MUX –T*k-S*r- Т* к- DMUX.

    Особенностью поля является наличие Т-ступени в первом и последнем звене, порядок следования Т- и S- ступеней внутри поля - произвольный с соблюдением правил симметрии.




    1. Базовая структура: S/Tk-S*r-S/T* к. Подструктура: MUX - S/T * k-S *r-S/T* к- DMUX.


    2. Базовая структура: S/T * к. Подструктура: MUX-S/T*k-DMUX.


    3. Кольцевые цифровые коммутационные поля.


    Хотя кольцевые КП строятся на S/T-ступенях (кольцевых соединителях), и по сути являются разновидностью полей 4 класса, но ввиду их важности и особенностей построения принято выделять их в отдельный класс.

    Определение оптимальных форм сочетания временных и пространственных ступеней коммутации - сложная проблема, которая не может быть решена отдельно от других задач, возникающих при построении цифровых КП: построение систем управления и группообразования, выбор способов коммутации (параллельный или последовательный), оптимизация соотношения между временной и пространственной ступенями коммутации и др.

    При построении ЦСК большой емкости необходимо принимать во внимание, что при уменьшении временной ступени коммутации могут возникнуть следующие проблемы:




    • сложность обеспечения заданного качества обслуживания абонентов при превышении нормативной нагрузки из-за отсутствия свободных временных каналов исходящих линий, согласованных во времени с соответствующими свободными каналами входящих линий;


    • трудность обеспечения поступления ИКМ сигналов на элементы коммутации S-ступени в строго определенные моменты времени, кратные циклу 125 мкс.


    Исходя из этого, а также с учетом стремительного развития полупроводниковых БИС, становится выгодным строить ЦКП с полной временной и уменьшенной пространственной ступенями коммутации. При этом на временную ступень возлагаются задачи не только по временному сдвигу коммутируемых сигналов, но и по синхронизации, выравниванию време­ни распространения сигналов по линии связи, а также уменьшению внутренних блокировок.
    2.Обоснование структуры проектируемого ЦКП.


    Блок или модуль цифрового коммутационного поля, осуществляющий пространственную коммутацию цифрового сигнала (преобразование его пространственной координаты), называ­ется пространственной ступенью коммутации или S-ступенью (от space — пространство).

    Суть преобразования пространственной координаты цифровых сигналов состоит в том, чтобы переместить данное кодовое слово из одной ИКМ линии в другую с сохранением по­рядка следования кодового слова в структурах циклов обеих линий (рис. 2.1).

    Векторное представление такого преобразования показано на рис. 2.2, в этом случае вновь предполагается ортогональность преобразований временной и пространственной ко­ординат цифрового сигнала:

    4>(S, Т) = 4>(S) + Ч>(Т) = 4>(S),

    где Ч(Т) = 0.



    Рис. 2.1 Иллюстрация принципа пространственной коммутации 



    Рис. 2.2 Векторное представление пространственной коммутации

    Структурно S-ступень описывается с помощью трех чисел: NxM, К, где N, М - количе­ство входящих и исходящих ИКМ линий; К - число канальных интервалов в каждой из ИКМ линий. Если известна величина К (например, ИКМ-30), то структурно S-ступень ха­рактеризуется двумя числами: NxM.

    Поясним принцип преобразования пространственной координаты цифрового сигнала, использовав для этого условную коммутационную матрицу (рис. 2.3). Матрица состоит из вертикальных и горизонтальных шин и элементов «И» (электронные ключи).

    Пусть в некоторые канальные интервалы (например, КИ1 и КИ2) необходимо переда­вать кодовые слова из первой входящей ИКМ линии, которая включена в первую горизон­тальную шину, во вторую и в N-ую исходящие ИКМ линии, которые включены во вторую и в N-ую вертикальные шины соответственно. В заданное время управляющее устройство (на рис. 2.3 не показано) включает соответствующие ключи, посылая сигналы управления у12 и У1n и кодовое слово во время КИ1 из первой входящей ИКМ линии попадает во вторую ис­ходящую ИКМ линию, а во время КИ2 - в N-ую исходящую ИКМ линию. Каждый ключ ос­тается открытым только на время длительности одного канального интервала. Понятно, что для обеспечения нормальной работы такой матрицы необходимо, чтобы в каждый момент времени работал только один ключ на каждой вертикали.



    Рис. 2.3 Пример работы пространственной коммутационной матрицы

    Если пространственная коммутационная матрица строится для параллельной передачи 8-битового кодового слова, то понадобятся 8 горизонталей и 8 вертикалей для одного кодо­вого слова.

    Подчеркнем, что переключение ключевых элементов в матрице производится в темпе поступления кодовых слов.



    Рис. 2.4 Представление S-ступени в виде комбинационного автомата

    Анализ работы пространственной коммута­ционной матрицы показывает, что сигнал на входе этой матрицы в каждый момент времени определяется только значением входного сигна­ла и управляющего сигнала и не зависит от того, что было на этих входах в предыдущий момент. Следовательно, матрица представляет собой комбинационный автомат (рис. 2.4) с N инфор­мационными входами, М информационными выходами и NxM точками коммутации, работа которых определяется управляющей частью.

    Комбинационная часть S-ступени может быть реализована различными способами: на электронных ключах (рис. 2.5, а), на интегральных схемах средней степени интеграции -мультиплексорах и демультиплексорах (рис. 2.5, б и в), или на БИС матричной струк­туры - программируемых логических матрицах (ПЛМ)(рис.2.5,г).



    Рис. 2.5 Примеры исполнения комбинационной части S-ступени

    Управляющая часть S-ступени (иногда ее называют блоком адресной информации) предназначена для выработки адресов входа и выхода, которые должны быть скоммутированы (точнее, адресов коммутационных элементов коммутационной матрицы). Эти адреса должны заноситься в блок адресной информации и храниться в нем до окончания соединения. Поэтому управляющая часть S-ступени строится на базе ЗУ (будем называть его управляющим ЗУ), в которое из управляющих устройств системы поступают сигналы управления. Объем памяти и структура управляющего ЗУ (УЗУ) определяется построением коммутационной матрицы и параметрами N и М. При реализации коммутационной матрицы на электронных ключах каждой точке коммутации необходим свой управляющий вход, и их количество будет равно произведению N х М. При реализации коммутационной матрицы на мультиплексорах/демультиплексорах число управляющих входов уменьшается, поскольку управляющие сигналы передаются в кодированном виде. И, наконец, построение коммутационной части на ПЛМ позволяет еще более сократить число управляющих входов.

    Управление процессом коммутации может быть организовано по принципу «управление по выходам» или «управление по входам». В первом случае в ячейки памяти УЗУ заносятся адреса исходящих цифровых линий, которые должны быть скоммутированы с конкретной входящей линией (для коммутационной матрицы, изображенной на рис. 2.3 -управление по строкам). Во втором случае в ячейки памяти УЗУ заносятся адреса входящих цифровых линий, которые должны быть скоммутированы с конкретной исходящей линией (для коммутационной матрицы, изображенной на рис. 2.3 - управление по столбцам).

    Цифровые КП, построенные на модулях пространственной коммутации, очень широко использовались на первых этапах создания цифровых АТС, ввиду простоты исполнения и недорогой 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.

    В данном курсовом проекте S-ступень будет реализована на основе интегральных схем средней степени интеграции – демультиплексорах (Рис. 2.5в).
      1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    написать администратору сайта