Лекция. Построение абонентского интерфейса в цифровых системах коммутации

Цель лекции: изучение студентами понятия интерфейса ЦСК и абонентских интерфейсов ЦСК.

Содержание:

- интерфейсы цифровых систем коммутации;

- аналоговый абонентский интерфейс и проблема BORSCHT;

- цифровой абонентский интерфейс;

- абонентский интерфейс ISDN.

Интерфейсы ЦСК.

Работа цифровых систем коммутации происходит в окружении разнообразного телекоммуникационного оборудования: других АТС (цифровых и аналоговых), различных абонентских устройств, систем передачи. ЦСК должна обеспечивать интерфейс (интерфейс) с аналоговыми и цифровыми абонентскими линиями (АЛ) и системами передачи [1, 2, 4].

Интерфейсом называется граница между двумя функциональными блоками, которая задается функциональными характеристиками, общими характеристиками физического соединения, характеристиками сигналов и другими характеристиками в зависимости от специфики.

Интерфейс обеспечивает одноразовое определение параметров соединения между двумя устройствами. Эти параметры относятся к типу, количеству и функциям соединительных цепей, а также к типу, форме и последовательности сигналов, которые передаются по этим цепям.

Интерфейсы цифровой АТС, рисунок 6.1:

- аналоговый абонентский интерфейс;

- цифровой абонентский интерфейс;

- абонентский интерфейс ISDN;

- сетевые (цифровые и аналоговые) интерфейсы.

Рисунок 6.1 – Интерфейсы цифровых коммутационных систем

Для включения аналоговых линий (абонентских или от учрежденческих производственных АТС (УПАТС) в устройства, обеспечивающие доступ к цифровой станции) используются интерфейсы типа Z (Z₁, Z₂, Z₃).

Для включения цифровых линий были определены интерфейсы U и V. Они используются для включения АЛ при основном доступе к сетям ISDN. Интерфейс V₂ предназначен для включения цифровых подстанций на скорости 2048 кбит/с. Через интерфейс V₃ включается цифровое оборудование при первичном доступе к интегральным сетям, например, цифровые УПАТС. Мультиплексорное оборудование в цифровые АТС включается через интерфейс V₄. Для мультиплексоров ИКМ, используемых при подключении аналоговых выносных подстанций и аналоговых учрежденческих АТС, для подключения цифровых сетей доступа применяется интерфейс V₅.

Аналоговый абонентский интерфейс и проблема BORSCHT.

При создании и внедрении цифровых АТС возникла проблема включения в цифровую АТС аналоговой абонентской линии (АЛ) с аналоговым телефонным аппаратом (ТА). Данные проблемы, описываются аббревиатурой BORSCHT (таблица 6.1) [1, 2].

Таблица 6.1- 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=60 B, I=20 мА 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 25 Гц и напряжением 95 В (в некоторых странах напряжение 110 В)
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

При включении аналоговой АЛ в АТСЦ приходится решать следующие группы проблем организации аналогового абонентского интерфейса:

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

- согласование по уровням передаваемых сигналов: в сторону ТА посылаются сигналы высокого уровня (функции Battery feed и Ringing), в сторону АТС эти сигналы не должны передаваться (АТСЦ построены на БИС и СБИС с питанием 5 В... 12 В);

- обеспечение абонентской сигнализации (функция Signalling - сигнализация). Функции Testing (контроль) и Overvoltage protection (защита от опасных напряжений) не относятся прямо к организации интерфейса аналоговой АЛ, однако их реализация позволяет автоматизировать процесс эксплуатации АЛ и ТА, а также защитить АТСЦ от опасных напряжений.

Цифровой абонентский интерфейс.

Каждая фирма создает для своих цифровых станций определенный интерфейс, который поддерживает «родной» протокол для «своего» цифрового ТА. Поэтому цифровой абонентской интерфейс можно описать общими принципами организации цифрового обмена по абонентской линии [1, 2].

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 адаптивными 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 решений. Система достаточно устойчива к переходным помехам, позволяет перекрыть большой диапазон изменения затухания линии без регенерации сигнала. Однако она характеризуется низким использованием передаточных возможностей кабеля.

Двухпроводная система с частотным разделением направлений. Эта система должна иметь полосу в два раза шире полосы передаваемой информации для одного канала. Реально реализованные системы используют дифсистемы, что позволяло уменьшить взаимное влияние направлений передачи, рисунок 6.2. Передача информации ведется бифазным кодом. В одном направлении X₁ передача ведется кодом один период/символ (BiPh1), а в другом направлении Х₃ - кодом три периода/символ (BiPh3).

Рисунок 6.2 – Система передачи с частотным разделением направлений и дифсистемами

Абонентский интерфейс ISDN.

Сети ISDN (Integrated Services Digital Network) позволяют: передавать телефонию, данные, объединять удаленные локальные вычислительные сети (ЛВС), обеспечить доступ к Интернет, передавить трафик видеоконференцсвязи [1, 4, 5].

Технология ISDN включает базовый доступ (BRI или ВА) и первичный доступ (PRI или РА). Базовый доступ предусматривает предоставление абоненту двух каналов по 64 кбит/с для передачи графика (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 графика 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 U₀;

- для первичного доступа через интерфейс U_k2.