Система тактовой синхронизации на цифровых сетях ОТС
На цифровых сетях для обеспечения показателей качества передачи информации требуется организовать систему тактовой сетевой синхронизации (ТСС). Система ТСС представляет собой территориально распределенный комплекс технических средств, в состав которого входят источники сигналов ТСС, оборудование синхронизации (задающие генераторы), входящее в аппаратуру систем передачи и оперативно-технологической связи, разветвители сигналов и другие устройства.
Система тактовой сетевой синхронизации на сетях связи РЖД имеет несколько уровней иерархии, верхним из которых является магистральный уровень, на котором находится первичный эталонный генератор (ПЭГ). На сети ОТС-Ц создается нижний уровень системы ТСС. Оборудование ОТС-Ц получает синхросигналы от вторичных задающих генераторов (ВЗГ), от генераторов сетевых элементов систем передачи первичной сети. На рис.4.23 показан пример организации ТСС на сети ОТС с N кольцами нижнего уровня. На рисунке показаны элементы цифровых сетей магистральной и дорожной связи, причем на дорожной сети системы передачи разделены на верхний (2-ой уровень) и нижний (1-ый уровень) уровень.
Элементами рассматриваемой сети синхронизации являются: ВЗГ и устройства синхронизации, входящие в системы передачи СЦИ и ПЦИ, коммутационные станции сети ОТС. На рассматриваемой схеме показаны мостовая (МС) и промежуточная (ПС) коммутационные станции. Каждый элемент сети имеет генератор синхросигналов (ГС). Генератор ГС должен работать в режиме принудительной синхронизации (в ГС входит цепь синхронизации), а также может передавать синхросигналы к соседним элементам сети. Синхросигнал проходит последовательно через элементы сети каждого уровня и передается от элементов верхнего уровня к элементам нижнего уровня. Каждый элемент в цепи синхронизации вносит определенное ухудшение качества синхросигнала, выражающееся в увеличении блуждания и дрожания фазы синхросигнала. Количество сетевых элементов в одной цепи синхронизации должно быть не более 60. Для частичного подавления блужданий и дрожаний фазы, накапливаемых в последовательной цепи генераторов сетевых элементов (СЭ), требуется не реже чем через каждые 10 сетевых элементов, образующих звено в цепи синхронизации, устанавливать ведомые задающие генераторы. На дорожной сети верхнего уровня применяются ВЗГ первого типа (ВЗГ-1), а на сети нижнего уровня (на сети ОТС) - ВЗГ второго типа (ВЗГ-2). Генераторы ВЗГ-1 позволяет в большей степени восстановить параметры синхросигнала. В качестве ВЗГ-2 на сети ОТС обычно используется блок сетевой синхронизации (БСС), входящий в состав коммутационной станции. В такой блок входит генератор с системой фазовой автоподстройки частоты, синхронизирующийся по принципу принудительной синхронизации от сигналов генератора более высокого уровня и являющийся источником сигналов синхронизации для генераторов более низкого уровня. При нарушении цепи синхронизации верхнего уровня, БСС используется в качестве резервного источника сигналов синхронизации для части оборудования сети. В этом случае БСС переводится в режим удержания.
Технические характеристики и состав оборудования систем ОТС-Ц
В данном подразделе рассматриваются технические характеристики систем ОТС-Ц разных производителей, которые позволяют строить цифровые и цифро-аналоговые сети ОТС в соответствии с приведенными выше способами их построения и организации.
В настоящее время на сетях ОТС находят применение следующие системы ОТС-Ц, выпускаемые разными производителями:
§ ОТС-ДСС - ООО "Интелсет-ТСС" (С-Петербург)
§ DX-500.ЖТ - ЗАО "Информтехника и связь" (г. Москва)
§ Обь-128Ц - Компания Абител (г. Москва) совместно с экспериментальным заводом Академии наук России (г. Черноголовка)
§ КСМ-400 - ОАО "Морион" (г. Пермь)
§ Ди-Станция - ЗАО "Микчел-ТСК" (г. Миасс)
§ КS-2000R - ООО "КАПШ-НИИЖАтел" (г. Москва) совместно с Институтом ВНИИАС и Лосиноостровским электротехническим заводом
В дальнейшем рассматриваются системы ОТС-ДСС, DX-500.ЖТ, КСМ-400, Обь-128Ц, КS-2000R.
Комплекс аппаратуры ОТС-ДСС
Комплекс аппаратуры может быть использован во всех пунктах цифровой сети ОТС, а также на участках с аналоговой аппаратурой ОТС.
Состав комплекса аппаратуры ОТС ДСС.Структура комплекса аппаратуры ДСС приведена на рис. 4.24. В основу построения комплекса заложены принципы модульности, взаимозаменяемости однотипных блоков, резервирования наиболее важных для работоспособности станции устройств.
Комплекс аппаратуры ОТС-ДСС состоит из устройства коммутации (УК), мультиплексора выделения и транзита каналов (МВТК-2 или ВТК-12), устройства управления, коммутации и синхронизации (УКС) и оборудования гарантированного электропитания (ОГЭП). В комплекс ОТС-ДСС входит также аппаратура связи совещаний АСС-Ц-ДСС.
Совместно с оборудованием ОТС-ДСС может также поставляться цифровая АТС «Оникс», предназначенная для организации ОбТС.
Устройство коммутации предназначено для коммутации аналоговых и цифровых каналов, реализации всевозможных аналоговых и цифровых канальных интерфейсов.
Мультиплексор с помощью цифровых сумматоров осуществляет формирование групповых каналов диспетчерских связей, выделение прямых некоммутируемых каналов ТЧ и передачи данных, а также каналов для организации аналоговых ответвлений диспетчерских связей.
Устройство УКС служит для объединения устройств УК и обеспечивает между ними транзитные соединения.
ОГЭП предназначено для преобразования сетевого напряжения 220В в станционное напряжение минус 60В и для обеспечения бесперебойности станционного напряжения при пропадании первичной сети в течение нескольких часов.
Устройство коммутации (УК) представляет собой малую станцию до 224 абонентов. Конструктивно УК выполнено в 19-ти дюймовой кассете, устанавливаемой в шкаф. Основой УК является дублированный блок коммутации и управления БКУ, к коммутационному полю (16×16 трактов) которого подключены периферийные блоки. Состав блоков меняется в зависимости от требуемой конфигурацией станции. Управление периферийными блоками выполняется по шине RS-485.
В состав комплекса ОТС-ДСС входят (рис. 4.24.): блоки подключения периферии (БП), обеспечивающие взаимодействие с цифровыми пультами оперативной связи ПОС-Ц: БП-4 с четырьмя, БП-8 с восемью ПОС-Ц, кроме того, в БП-8 может быть включено до 8 двухпроводных аналогов линий и регистраторы переговоров; блоки абонентских комплектов БАК и БАК-У, обеспечивающие подключение 16 и 10 аналоговых абонентских линий; блок сопряжения с 2 и 4-хпроводными каналами ТЧ - ЕМ-ЧС; блок двухпроводных соединительных линий и линий с МБ-БСЛ-МБ; блок БПС-МБ для подключения каналов ПГС и МЖС; блок питания ИПГТ.
УК, в зависимости от типа используемой кросс-платы (платы объединительной), различаются по функциональному назначению, составу и количеству блоков.
УК на базе ПО-5-7 предназначено для использования преимущественно на исполнительных, исполнительно-распорядительных и распорядительных станциях или на комплексах ЕДЦУ, где требуется подключение большого количества абонентских устройств (ПОС-Ц, ТА, ТА резервных, регистраторов и т.д.). Кросс-плата ПО-5-7 имеет 14 позиций для установки периферийных блоков. Возможно использование УК на базе ПО5-7 для работы на сети ОбТС без резервирования блоков питания и управления. Количество позиций для установки периферийных блоков сохраняется.
УК на базе ПО-8-7 может использоваться для построения мостовых распорядительных станций объединяющих несколько направлений, с малой пультовой емкостью. УК на базе ПО-8-7 состоит из двух половин (станций), каждая из которых имеет резервирование управления. В устройстве обеспечено резервирование питания.
УК на базе ПО-9-7 может использоваться для построения малых исполнительных станций ОТС с возможностью подключения дополнительной емкости ОбТС для построения совместных сетей ОТС и ОбТС. УК на базе ПО-9-7 состоит из двух половин (станций). Одна половина, предназначенная для ОТС, имеет резервирование управления, а другая - предназначенная для ОбТС, выполнена без резервирования управления. Во всех перечисленных УК обеспечено резервирование питания.
Количество и номенклатура блоков определяется ТЗ и договором на поставку и зависит от числа абонентских и внешних устройств, подключаемых к станции.
Типовые варианты комплектации УК приведены в таб. 4.1., а и их основные характеристики для различных режимов работы в сети ОбТС приведены в таб. 4.2.
Пример обозначения устройства коммутации
| УК- | 5 | -И | -07 |
1 - устройство коммутации (УК); 2 – тип используемой кросс-платы (ПО-5-7); 3 - режим использования УК на станции (исполнительный (И)), распорядительно-исполнительный (РИ), распорядительный (Р); 4 – вариант исполнения УК.
УК обеспечивает взаимодействие с оконечными абонентскими устройствами по следующим линиям: аналоговым двухпроводным абонентским линиям с питанием от центральной батареи (блок БАК); аналоговым двухпроводным линиям МЖС (блок БПС-МС); аналоговым двухпроводным и четырёхпроводным каналам ТЧ (блок ЕМ-ЧС); аналоговым двухпроводным линиям для регистраторов переговоров (блок БП-8); цифровым двухпроводным линиям 2B+D (блоки БП-4-03, БП-8); аналоговым двухпроводным соединительным линиям с абонентской сигнализацией (блок БСЛ-2).
Устройство и работа блоков УК.В состав УК входят блоки, каждый из которых конструктивно представляет собой отдельную плату.
Блок коммутации и управления (БКУ) предназначен для управления работой логических блоков в составе устройства коммутации аппаратуры ОТС-ДСС. Первоначально в аппаратуре ОТС-ДСС устанавливались блоки БКУ-6, а с 2003 года их заменили на модификацию БКУ-7.
Структурная схема блока БКУ-7 представлена на рис. 4.25. и включает в себя следующие составные части: управляющий контроллер на базе процессора 80C188ЕC; цифровое коммутационное поле емкостью 512 каналов; два двухканальных контроллера HDLC; преобразователь шин, выполненный на базе БИС PLD; три сигнальных процессора, выполняющие функции блока конференц-связи, блока частотных приемников БЧП и блока генератора тональных сигналов ГТС; четыре интерфейса с контроллерами для включения четырех каналов Е; устройство цифровой фазовой автоподстройки частоты и формирования синхросигналов; местный опорный генератор 20 МГц; подсистему ввода-вывода (интерфейс кассеты).
Таблица 4.3
| Наименова-ние блоков | УК-5-И-07 | УК-5-РИ-04 | УК-5-Р-08 | УК-5-Р-09 | УК-8-Р-06 (2 станции ОТС) | УК-9-02 (ОТС) | УК-9-03 (ОТС и ОбТС) |
| ИПГТ | |||||||
| БКУ-7 | |||||||
| БП-4-03 | - | - | - | - | |||
| БП-8 | - | - | - | ||||
| БАК | |||||||
| БАК-У | - | ||||||
| БПС-МС | - | - | - | - |
Таблица 4.4
| Количество линий | УК-5-И-07 | УК-5-РИ-04 | УК-5-Р-08 | УК-5-Р-09 | УК-8-Р-06 (2 станции ОТС) | УК-9-02 (ОТС) | УК-9-03 (ОТС и ОбТС) |
| Внешних трактов Е1 | 4+4 | 4+4 | |||||
| Цифровых АЛ | 8+8 | ||||||
| Аналоговых АЛ | 16+16 | 16+48 | |||||
| Аналоговых АЛ с выходом в групповой канал | - | ||||||
| Регистраторов | - | 8+8 | - | - | |||
| Межстанционной связи | - | - | - | - | |||
| Перегонной связи | - | - | - | - |
Управляющее устройство блока включает в себя центральный процессор, выполненный на микросхеме INTEL 80C188EC, оперативное запоминающее устройство статического типа емкостью 512 Кбайт, электрически перепрограммируемое на плате ПЗУ (FLASH-EEPROM) емкостью 1 Мбайт, часы-таймер реального времени, супервизор электропитания управляющего контроллера, два контроллера последовательных каналов связи HDLC, электронный диск емкостью 4 Мбайт. Производительность контроллера определяется тактовой частотой шины 16 МГц, ограниченной быстродействием подключенных к шине устройств.
Взаимодействие центрального процессора с контроллером ввода/вывода и с контроллерами обслуживания ИКМ-30 осуществляется через узлы FIFO.
Блок БКУ-7 оснащен генератором сигнала с частотой 20 МГц для работы системы местной синхронизации. Контроллер канала Е1 позволяет выделять из принимаемого цифрового потока сигналы аварии. При появлении сигнала пропадания системной синхронизации происходит переключение системы синхронизации в аварийный режим (источником синхросигналов становится собственный генератор 20 МГц).
Буфер FIFO реализован на двух БИС стековой памяти емкостью 512 Кбит каждый и предназначен для обмена данными между подсистемой ввода-вывода и управляющим контроллером. Буферное ОЗУ емкостью 256 Кбит используется для реализации передачи сообщений большой длины по стыку RS-485.
Супервизор напряжения обеспечивает контроль вторичного напряжения электропитания 5 В и в случае снижения последнего, супервизор формирует сброс процессора. Резервное питание для ОЗУ не предусмотрено, так как для сохранения полупостоянных данных предусмотрено устройство FLASH- EEPROM.
В блоке БКУ-7 предусмотрена кнопка “RESET”, которая обеспечивает аппаратный сброс и перезапуск блока БКУ-7.
Блок абонентских комплектов (БАК) обеспечивает взаимодействие устройства коммутации с телефонными аппаратами (ТА) по 16 аналоговым двухпроводным абонентским линиям (АЛ). Блок обеспечивает: подключение 16 аналоговых АЛ; преобразование исходящего речевого сигнала в ИКМ-формат; преобразование входящего речевого сигнала из ИКМ-формата в сигнал звуковой частоты; подключение АЛ и абонентского комплекта (АК) к тестовой линии; защиту АК; выбор одного из двух входящих трактов ИКМ (IPCM-A или IPCM-В); выбор одного из двух исходящих трактов ИКМ (OPCM-A или OPCM-В); синхронизацию работы АК; дублированный интерфейс ввода-вывода типа RS-485, с возможностью выбора основного или резервного канала ввода-вывода; возможность считывания системного пятиразрядного адреса платы.
Структурная схема блока БАК представлена на рис. 4.26.
Блок включает в себя следующие функциональные узлы: приемники синхрочастот 4М (4 Мбит/с) и 8К (8 кбит/с) (ПЧ); приемопередатчики интерфейса RS-485 с возможностью выбора одной из двух линий данных; буферы входящих ИКМ-трактов IPCM-A и IPCM-B (БВТ); буферы исходящих ИКМ-трактов OPCM-A и OPCM-B (БИТ); схему управления приемом и передачей межблочного интерфейса; микроконтроллер управления узлами блока (МК); буфер адреса блока; схему начальной установки и сторожевого таймера; схему синхронизации АК; схему управления абонентскими комплектами; схему контроля питания; абонентские комплекты (АК).
Приемник синхрочастот частот (ПЧ) предназначен для приема и преобразования парафазных сигналов синхрочастот в униполярные. Приемопередатчики RS-485 с возможностью выбора одной из двух линий данных DA0, DA1 позволяют осуществить стандартное подключение последовательного порта микроконтроллера блока к системной магистрали обмена. Буферы входящих БВТ и исходящих БИТ трактов служат для приема/передачи информации по ИКМ трактам станции. Микроконтроллер предназначен для управления работой АК, обмена информацией с БКУ станции, выбора линий данных интерфейса RS-485 и рабочих трактов, считывание системного адреса платы. МК также анализирует наличие батарейного питания -60 В и, при его отсутствии, передаёт сигнал аварии питания в БКУ.
Адрес своего блока МК определяет путем считывания значения конструктивного адреса из буфера адреса блока. По состоянию сигнальных линий (EA=0 - основной, EB=0 - резервный) через схему управления передатчиками и приемниками микроконтроллер подключает один из двух интерфейсов обмена с БКУ (RS-485), а также проключает один из двух рабочих трактов на время, определяемое адресом блока (S0).
Узел начальной установки и сторожевого таймера служат для формирования общего сброса блока БАК при подаче на него напряжения питания 5,0 В и для формирования аварийного сигнала или сигнала сброса в случаях нарушений в работе МК блока БАК.
Узел синхронизации служит для формирования тактовой частоты синхронизации (Т2М2) и для формирования шестнадцати канальных интервалов (TS0-TS15), каждый из которых закреплен за одним АК.
Узел контроля батарейного питания информирует МК об отсутствии питания минус 60 В.
Узел управления абонентскими комплектами предназначена для управления по командам от МК реле, входящими в АК, передачи в МК информации о состоянии шлейфа АЛ и индикации оптических сигналов «BAT» (отсутствие батарейного питания -60 В), «ALARM» (нарушение обмена с БКУ), «TEST» (режим тестирования абонентских комплектов).
В АК с помощью кофидека осуществляет аналого-цифровое и обратное преобразования. АК также обеспечивает: питание абонентской линии постоянным током от станционного источника напряжением 60 В (в абонентском комплекте для подачи питания в АЛ применяются электронный дроссель и генератор тока); защиту технических средств от опасных напряжений – высоковольтных линий электропередач, молний, помех от электрифицированных железных дорог, локомотивов; посылку вызывного сигнала в сторону АЛ (Ringing); преобразование двухпроводной схемы двунаправленной передачи сигналов в четырехпроводную, осуществляемое дифференциальной системой; подключение абонентской линии или станционной стороны абонентского комплекта к тестовой шине для проведения тестирования.
Структурная схема абонентского комплекта (АК) приведена на рисунке 4.27.
Двухпроводные абонентские линии АЛ подключаются к БАК. Затем АЛ поступают на блок реле, который состоит из четырех оптореле и позволяет: подключить АЛ к абонентскому комплекту; подключить напряжение вызывного генератора к абонентской линии; подключить АЛ к тестовой линии.
Питание абонентского шлейфа осуществляется от напряжения станционной батареи -60 В через мост питания, состоящий из источника тока в проводе «a» и приемника тока в проводе «в» АЛ. К приемнику тока подключен датчик шлейфа, который реагирует на появление тока в проводе «в» АЛ при замыкании шлейфа.
Разделительный трансформатор (РТ) осуществляет гальваническую развязку разговорных цепей АК от АЛ.
Активная дифсистема ДС согласует входное сопротивление АК по переменному току с сопротивлением абонентского шлейфа и разделяет направление приема и передачи речи, превращая двухпроводный тракт в четырехпроводный.
Кофидек в направлении передачи РСМO выделяет из входного сигнала речевой спектр 300...3400 Гц и осуществляет аналого-цифровое преобразование с компандированием по закону «A». В направлении приема РСМI осуществляет обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговую форму. Фильтр низкой частоты сглаживает ступенчатый декодированный сигнал. По команде ALB (аналоговая петля), поступающей от МК, можно проверить работоспособность кофидека.
Схема защиты защищает абонентский комплект от перенапряжения на абонентской линии.
Блок подключения периферии БП. В аппаратуре ОТС-ДСС используется БП двух типов: БП-4 и БП-8. Блоки подключения периферии обеспечивают взаимодействие устройства коммутации с оконечным оборудованием по четырем и восьми цифровым абонентским линиям, соответственно, с интерфейсами Uk0 соответствующих рекомендациям МСЭ-Т серии Q.512 и стандарту ANSI, например, с цифровыми пультами оперативного управления (ПОС-Ц). Блок БП-8, кроме того, обеспечивает подключение по двухпроводным аналоговым линиям до восьми аудио регистраторов (магнитофонов). Блок БП-8 также может выполнять функции модуля конференцсвязи на 128 речевых каналов интерфейса ИКМ-30/32.
Структурная схема блока БП-8 представлена на рис. 4.28. Блок включает в себя следующие функциональные узлы: центральное процессорное устройство управления (СPU) - элемент D2; статическое оперативное ЗУ емкостью 512К байт (SRAM) - элемент D8; постоянное ЗУ емкостью 512К байт с электрической перезаписью и стиранием информации (ROM) - элемент A1; защелка адреса и буфер данных - элементы D3 – D6; логика управления - элементы D1, D7, D13, D20, D25, D33; схема сопряжения с интерфейсами RS-485, RS-232 - элементы D9, D15, D17, D49; устройство конференцсвязи 1, включающее первый сигнальный процессор - D10, сопрягаемый с постоянным ЗУ программ/данных емкостью 512К байт - A2; устройство конференцсвязи 2, включающее второй сигнальный процессор - D50, сопрягаемый с постоянным ЗУ программ/данных емкостью 512К байт - A3; цифровой коммутатор на 8 входных и 8 выходных потоков каналов Е1 (MRDX) - элемент D19; контроллер линейного окончания ИКМ-30 (канала Е1) - элемент D39; четыре контроллера протокола НDLС (HDLC-1 -HDLC-4) - элементы D28 - D31; схема синхронизации - элемент D14; устройства сопряжения с межблочным интерфейсом ИКМ (на структурной схеме - устройства BUF1, BUF2 и MUX) - элементы D16, D26, D40; буфер номера блока - элемент D24; регистр байта состояния блока - элемент D32; регистры 0…3 состояния и управления питанием линий ISDN - элемент D34; схема линейного сопряжения ИКМ-30 (канала Е1) - элемент D40; схема сопряжения с абонентскими каналами; восемь однотипных стыков типа АЛЦ+АЛА , в каждый из которых включаются две абонентские линии, одна из которых цифровая с интерфейсом Uk0, другая – двухпроводная аналоговая. Цифровые линии предназначены для включения пультов ПОС-Ц, а аналоговые – для включения регистраторов переговоров.
Устройство CPU служит для программного управления другими функциональными частями блока БП-8 и организации взаимодействия блока с окружающим оборудованием. В процессе работы CPU сегменты его программ и данных размещаются в устройствах памяти ROM (A1) и RAM (D8).
CPU осуществляет доступ к другим функциональным частям блока БП-8 по своим локальной и системной шинам. Локальная шина содержит 8 мультиплексируемых линий адреса/данных AD[7-0] и 12 мультиплексируемых линий старших разрядов адреса и сигналов состояния А[19-8]/S[6-0]. К локальной шине СPU непосредственно подключены коммутатор MRDX, контроллер линейного окончания ИКМ-30, защелка адреса и буфер данных. Доступ к другим функциональным частям блока CPU выполняет по системной шине. Работу системной шины обеспечивают защелка адреса и буфер данных (D3 - D6), выполняющие демультиплексирование сигналов локальной шины CPU, а также, элементы логики управления (D1, D25). По системной шине CPU осуществляет доступ к памяти сигнальных процессоров устройств конференцсвязи 1 и 2.
Через параллельный порт цифрового коммутатора MRDX процессор CPU по локальной шине имеет доступ к управляющим регистрам, к памяти данных и к памяти коммутации MRDX, за счет чего может управлять его работой. Через параллельный порт контроллера канала Е1 CPU блока по системной шине имеет доступ к банку регистров контроллера, за счет чего может управлять его работой и следить за его состоянием.
Обслуживание четырех контроллеров протокола HDLC (D28 - D31) CPU осуществляет по своей системной шине через порты параллельного доступа каждого из контроллеров. Каждый из контроллеров протокола HDLC содержит одиннадцать программно доступных регистров, обращаясь в которые CPU управляет работой контроллера и считывает его состояние.
При подаче на блок БП-8 питающих напряжений и в некоторых других случаях требуется аппаратно производить начальную установку СPU. Сигнал начальной установки CPU и других функциональных частей блока БП-8, формируется логикой управления (D1, D13). Логика управления формирует сигнал начальной установки при подаче на блок напряжения питания 5 В, нажатии оператором кнопки S1 или срабатывании сторожевого таймера.
По своей системной шине CPU выполняет периодическое считывание байта конструктивного адреса БП-8 из буфера номера блока (D24). В процессе работы CPU выполняет по своей системной шине периодическое считывание байта состояния блока БП-8 из регистра байта состояния (D32). Через свой последовательный коммуникационный порт СPU осуществляет обмен сигнальной информацией с центральным УУ системы по основной или (при определенных условиях) по резервной шине интерфейса RS-485. Последовательный коммуникационный порт CPU используется для обслуживания интерфейса связи блока со служебным терминалом RS-232 (загрузка в память блока БП-8 тестовых или рабочих программ и данных, вывод сообщений и т.д.). Электрический стык последовательного порта CPU с основной и резервной шинами межблочной сигнализации (RS-485) осуществляют два приемопередатчика интерфейса RS-485 (D9, D15);
Цифровой коммутатор обеспечивает возможность селективной программной установки любого из 256 его выходных каналов в один из трех основных режимов работы: блокировка, режим коммутации и режим сообщений. При установке канала в режим блокировки соответствующий последовательный выход коммутатора в заданном канальном интервале переводится в состояние высокого импеданса. В режиме коммутации в выходной канал коммутатора направляются данные из того входного канала коммутатора, адрес которого указан в соответствующей выходному каналу ячейке памяти коммутации. В режиме сообщений в выходной канал коммутатора направляется константа, которая записана в соответствующей данному выходному каналу ячейке памяти коммутации.
Синхронизация передачи и приема информационных ИКМ потоков в отдельных функциональных частях БП-8 осуществляется с помощью схемы синхронизации (D14). Необходимые для работы схемы сигналы опорных частот 8 кГц и 4,096 МГц поступают в блок БП-8 из центрального УУ по двум основным (8К-1 и 4М-1) и по двум резервным (8К-2 и 4М-2) двухпроводным парафазным линиям. В схеме синхронизации сигналы опорных частот преобразуются в униполярные сигналы ТТЛ (на рисунке – сигналы синхронизации), поступающие к устройствам блока БП-8. Предусмотрен программный выбор основных или резервных трактов ИКМ для чего используется шина А/В. В состав схемы синхронизации также входит датчик аварии синхронизации, контролирующий поступление в блок БП-8 опорных частот 8 кГц и 4,096 МГц.
Устройства сопряжения с межблочным с интерфейсом ИКМ служат для связи между блоками БП‑8 и БКУ по внутреннему каналу Е1. В состав логики входят входной и выходной буферы (BUF1 и BUF2), выполненные на элементах D16, D26 и мультиплексор MUX (D40). Входной буфер имеет три входа (IPCM0‑A…IPCM2-A) для подключения к основным трактам ИКМ и три входа (IPCM0-В…IPCM2-В) для подключения к резервным трактам ИКМ. Точно также выходной буфер имеет три выхода (ОPCM0-A…ОPCM2-A) для подключения к основным трактам ИКМ и три выхода (ОPCM0-В…ОPCM2-В) для подключения к резервным трактам ИКМ. В зависимости от состояния шины A/B входной и выходной буферы обеспечивают подключение к блоку трех либо основных, либо резервных трактов ИКМ. Выход OPCM0-А (OPCM0-B) выходного буфера, кроме того, может работать в режиме "полуцикл". В режиме "полуцикл" в одной половине ИКМ-цикла выход открыт для передачи данных, а в другой половине цикла переводится в состояние высокого импеданса. Мультиплексор позволяет направить во входной поток 2 цифрового коммутатора - либо данные с выхода контроллера линейного окончания ИКМ-30, либо c выхода последовательного порта 2 устройства конференцсвязи 2. Выбор источника данных определяется состоянием программно управляемой шины SELB из CPU.
Контроллер линейного окончания E1 (D39) служит для организации дополнительного канала связи через блок БП-8 с устройством управления, коммутации и синхронизации (УКС) или с удаленной станцией ОТС-ДСС. Связь контроллера Е1 с четырехпроводной физической линией связи интерфейса Е1 осуществляется через схему линейного сопряжения.
Сигнальный процессор выполняет в устройстве конференцсвязи обработку до 64 каналов речевых ИКМ-кодированных данных, принимаемых и передаваемых им через два последовательных порта ввода-вывода. Управление устройством конференцсвязи со стороны CPU заключается, помимо начальной установки сигнального процессора, в задании текущей конфигурации речевых каналов. Конфигурацию речевых каналов устройства конференцсвязи задает СPU.
Число речевых каналов, объединенных в одну конференцию, может достигать 64. Так как объединение речевых каналов в конференцию имеет смысл только тогда, когда в нее входят не менее 3 речевых каналов (участников конференции), максимальное количество конференций, одновременно поддерживаемых устройством конференцсвязи равно 21. Устройство конференцсвязи непрерывно следит за текущим состоянием организованных в нем конференций, не допуская превышения уровня сигналов в выходных каналах конференций верхнего порогового уровня +2,9 дБм0.
Четыре контроллера протокола HDLC (D28…D31) предназначены для обслуживания сигнальных каналов D восьми линий АЛЦ. Контроллер HDLC при завершении приема или передачи каждого сигнального пакета по протокола HDLC извещает CPU установкой запроса на своем выходе прерывания. Cхема сопряжения с абонентскими линиями обеспечивает подачу питания в абонентские линии и контроль их состояния.
Блок EM-ЧС предназначен для применения в качестве комплекта аналоговых двух - или четырехпроводных каналов ТЧ.
Блок ЕМ-ЧС обеспечивает подключение восьми каналов, каждый из которых может быть 2- или 4-проводным с входным сопротивлением 600 Ом.
Этот блок осуществляет в каждом канале прием и передачу частотных сигналов кодом DTMF , а также прием сигналов с частотами 1600 Гц, 2100 Гц и 2600 Гц.
Блок ЕМ-ЧС (рис. 4.30.) осуществляет обмен данными с центральным процессором блока БКУ по основному (BUS0, /BUS0) или резервному (BUS1, /BUS1) сигнальному каналу RS-485.
Этот блок связан с БКУ двумя каналами Е1, один из которых – основной (TPCM0-A, TPCM1-A, ОPCM0-A, ОPCM1-A), а другой – резервный (TPCM0-В, TPCM1-В, ОPCM0-В, ОPCM1-В).
Синхронизация блока осуществляется от БКУ опорными частотами 8 кГц (8К) и 4096 кГц (4М) по основному (А) или резервному каналу (В).
Управляющий процессор УП (D6) служит для управления другими устройствами блока ЕМ-ЧС и организации взаимодействия блока с БКУ. УП работает от внутреннего генератора с частотой 40 МГц. Схема запуска (СЗ) вместе с кнопкой S1 служит для перезапуска управляющего процессора, что также приводит к установке в исходное состояние сигнального процессора СП (D20) Управляющий процессор осуществляет обмен с ОЗУ и ПЗУ по шинам адреса/данных АD00…АD07 и шине адресов А08…А15 с адресацией ячеек через регистр адреса РА, работающего на адресную шину LA00 – LA18. Обмен с регистрами других устройств блока осуществляется через буфер данных БД по мультиплексированной шине адреса/данных D00 – D07.
Выборка устройств блока, а также работа УП с ОЗУ и ПЗУ, осуществляется программируемыми сигналами синхронизации ввода/вывода – чипселекторами. Управляющий процессор обрабатывает сигналы от трех таймеров: встроенного таймера контроля опорной частоты 8 кГц и двух сторожевых таймеров. Сигналы 8 кГц поступают на вход встроенного в управляющий процессор таймера, который может быть активирован или заблокирован программно. Второй сторожевой таймер является внешним по отношению к управляющему процессору; он собран внутри схемы запуска. Работа этого таймера прерывается программной выработкой сигналов LOCK УП, а его срабатывание при отсутствии этих сигналов происходит через 1,6 мс и приводит к перезапуску УП. Работа этого таймера аппаратно блокируется.
Коммутационное поле КП (D16) производит соединения линейных комплектов (ЛК) с коммутационным полем БКУ через шины ST-BUS и с сигнальным процессором СП данного блока.
Сигнальный процессор выполнен на основе цифрового процессора обработки сигналов ТЧ. Назначение сигнального процессора следующее: фильтрация требуемых частот; генерация базовых частот кода DTMF; реализация функций распознавания речи для управления работой ЛК в двухпроводном режиме. Перечисленные функции выполняются в СП по двум его последовательным портам (32 цифровых канала в каждом), к каждому из которых подключены тракты двух каналов Е1. Синхронизация СП осуществляется сигналами 256 кГц (256 К) от коммутационного поля и 2048 кГц (2М) от схемы синхронизации.
Схема синхронизации (СС) блока реализована на базе программируемой логической матрицы. Работа СС осуществляется от двух опорных сигналов частот 8 кГц (8К) и 4096 кГц (4М) от центрального процессора БКУ. Схема синхронизации вырабатывает сигналы опорной частоты 2048 кГц, необходимые для работы блока, а также сигналы выборки SEL0…SEL7 для формирования канальных интервалов в каналах Е1.
Схема управления линейными комплектами СУ (D21) реализована на базе программируемой логической матрицы. В состав СУ входят три доступных для УП регистра: регистр конфигурации блока, обеспечивающий установку линейного комплекта в двух- или четырёхпроводный режим; регистр управления приемом/передачей, служащий для управления в линейных комплектах с двухпроводным режимом направлением передачи речи; регистр теста, необходимый для переключения линейных комплектов в тестовый режим.
Регистр номера РН (D3) предназначен для определения адреса S0…S4, задаваемого местом расположения блока в кассете, а также для определения того, какой из блоков БКУ является основным, а какой резервный (сигналы ЕА и ЕВ). Регистр индикации РИ (D22) управляет светодиодами, расположенными на передней панели платы блока, позволяющими получить визуальную информацию о текущем состоянии блока.
Линейные комплекты предназначены для сопряжения с каналами ТЧ. В состав каждого ЛК входят: кофидек, устройство согласования с каналом ТЧ и переключатели режимов работы ЛК. Устройство согласования обеспечивает трансформаторную развязку канала и устройств ЛК, а также регулировку уровней приема и передачи по каналу.
Блок перегонной и межстанционной связи (БПС-МС) обеспечивает: подключение четырёх линий перегонной связи (ПГС) с питанием по системе ЦБ напряжением 48 В; подключение двух линий межстанционной связи (МЖС); аналого-цифровое и обратное преобразования речевого сигнала; передачу и прием из линии сигнала индукторного вызова.
Структурная схема БПС-МС приведена на рисунке 4.31.
Блок включает в себя ряд узлов, входящих в блок БАК: приемники ПЧ; приемопередатчики RS-485; буферы ИКМ-трактов БВТ и БИТ; МК; узел синхронизации. Перечисленные узлы имеют такое же назначение, как и в блоке БАК.
Кроме того, в БПС-МС входят: 4 комплекта перегонной связи (КПС); 2 комплекта линий межстанционной связи (КСЛМС); узел управления и тестирования комплектов ПГС и МЖС.
Узел управления и тестирования комплектами ПГС и МЖС предназначен для управления по командам от МК режимом работы комплектов (полудуплексный или дуплексный – для ПГС), для управления реле комплектов, для передачи в МК информации о состоянии шлейфа линий связи и для индикации оптических сигналов: "BAT" (отсутствие батарейного питания -60 В), "READY" (есть обмен с БКУ) и "TEST" (включен режим тестирования комплекта).
Комплект перегонной связи предназначен для двухпроводного подключения линии перегонной связи. В линию подается питание напряжением 48 В, которое формируется в каждом комплекте отдельным преобразователем типа «DC-DC», работающим от источника питания 60 В. В каждом комплекте также находится преобразователь напряжения, позволяющий получить напряжения +5 В и -5 В от источника питания +12В. Комплект перегонной связи обеспечивает аналого-цифровое и обратное преобразования. КПС имеет два режима работы - дуплексный и полудуплексный. Основной режим работы – полудуплексный.
Структурная схема комплекта перегонной связи приведена на рисунке 4.32.
Двухпроводные линии ПГС подключаются к БПС-МС через узлы защиты от перенапряжения в проводах LA и LB. В КПС кроме обычной защиты, реализованной узлом защиты 1 (узел включает позисторы и защитные стабилитроны), применен узел защиты 2, позволяющий отключа