Структура коммутационного поля

Одним из основных частей коммутационной системы является коммутационное поле (КП). Его рациональное построение позволяет при минимальных затратах оборудования обеспечить требуемое качество обслуживания вызовов. Структура КП показана на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 – Структура коммутационного поля

Коммутационные поля разделяются на ступени искания (звенья) – группа коммутационных приборов, выполняющих одинаковые функции.

С помощью КП через внутристанционные линии V₁ и V₂ N входов соединяются с М выходами. Чаще всего соотношение между числом линий следующее: N> V1; V1=V2; V2<М.

На ступени А осуществляется переход от большого числа входов N (абонентских линий) к меньшему числу внутристанционных линий V1, т. е. выполняется функция сжатия. На ступени В внутристанционные линии V1 коммутируются с внутристанционными линиями V2, т. е. выполняется функция коммутации. На ступени С осуществляется переход от внутристанционных линий V2 к требуемому числу выходов М, то есть выполняется функция расширения.

Ступени искания строятся на основе коммутационных схем, которые можно классифицировать по следующим признакам:

1) по соотношению числа входов и выходов:

· схемы концентрации или сжатия (рисунок 4.5);

Рисунок 4.5 – Схема концентрации

· схемы расширения (рисунок 4.6);

Рисунок 4.6 – Схема расширения

· схемы смешивания (рисунок 4.7);

Рисунок 4.7 – Схема смешивания

2) по количеству точек коммутации между входом и выходом:

· однозвенные или однокаскадные, в которых соединение входа с выходом осуществляется через одну точку коммутации (рисунок 4.8);

Рисунок 4.8 – Однозвенная ступень искания

· многозвенные, в которых соединение входа с выходом осуществляется через несколько точек коммутации, например, через две (рисунок 4.9).

Рисунок 4.9 – Двухзвенная ступень искания

Принято обозначать звенья коммутационной схемы буквами английского алфавита: A, B, C, D и т.д. Многозвенные схемы используются для увеличения доступности. В данных коммутационных схемах применяется принцип обусловленного искания: выбирается такой выход, к которому есть свободная промежуточная линия, доступная входу.

Управляющие устройства

Управляющие устройства УУ можно классифицировать по следующим признакам:

1) по функциональному назначению:

· УУ коммутационными приборами;

· УУ анализа и выдачи адресной информации;

2) по количеству объектов управления:

· индивидуальные УУ – закрепляются за отдельными приборами или модулями;

· групповые УУ – обеспечивают управление группой приборов или модулей.

Способы управления установлением соединения делятся на два вида:

1) непосредственное управление (рисунок 4.10), при котором нет запоминания адресной информации, а сигналы от номеронабирателя телефонного аппарата непосредственно передаются в УУ (применяется только в декадно-шаговых АТС);

2) косвенное (регистровое) управление (рисунок 4.11), при котором адресная информация запоминается в регистре, а затем распределяется по УУ ступеней искания.

Основными функциями регистра является прием и накопление адресной информации.

Способы установления соединения также подразделяются на два вида:

1) прямой, при котором установление соединения происходит одновременно с выбором выхода и применяется в системах с индивидуальными УУ;

2) обходной, при котором процесс выбора выхода отделен от процесса установления соединения и применяется в системах с групповыми УУ. Коммутационный прибор выполняет функции соединения входы с выходом, а выбор требуемого соединительного пути между входом и выходом выполняет УУ.

Рисунок 4.10 – Непосредственное управление соединением

Рисунок 4.11 – Косвенное управление соединением

4.3.1 Классификация систем управления

В общем случае система управления состоит из нескольких управляющих устройств (УУ), которые определенным образом взаимодействуют друг с другом. Обмен управляющими сигналами (функциональные связи) и информацией (информационные связи) между УУ в процессе их совместного функционирования осуществляется через системный интерфейс, а между управляющими устройствами и объектами управления – через периферийный интерфейс.

Рисунок 4.12 – Структура электронной управляющей системы (ЭУС)

ЭУС классифицируются по двум основным признакам:

1) по способу управления процессом установления соединения (рисунок 4.13);

Рисунок 4.13 – Классификация ЭУС по способу управления установлением соединения

2) по типу системного интерфейса (рисунок 4.14).

Рисунок 4.14 – Классификация ЭУС по типу системного интерфейса

Централизованное управление. Система управления состоит из одного центрального управляющего устройства (ЦУУ) в пределах всей системы коммутации. Возможны два способа реализации ЦУУ:

· на базе одного дублированного процессорного модуля (рисунок 4.15).

Рисунок 4.15– Одномодульная ЭУС

В состав одномодульного ЦУУ входят две электронные управляющие машины ЭУМ 0 и ЭУМ 1. В этом случае ЦУУ выполняет как общестанционные, так и местные задачи по управлению оборудованием ЦСК.

· на базе нескольких процессорных модулей (рисунок 4.16).

Рисунок 4.16 – Многопроцессорная ЭУС

Для повышения гибкости и модульности ЦУУ может строится на базе нескольких процессорных модулей. При этом повышается надежность системы управления и появляется возможность наращивания ее производительности.

Достоинства централизованных систем управления:

- простота построения;

- экономичность для небольших станций.

Недостатки централизованных систем управления:

- высокие требования по производительности ЭУМ для станций большой емкости;

- сложность наращивания емкости.

В ЦСК централизованные СУ не получили распространения, но используются в квазиэлектронных коммутационных системах АТСКЭ и УПАТС.

Иерархическое управление. Система управления состоит из ЦУУ и нескольких групп периферийных управляющих устройств ПУУ, находящихся между собой в отношении иерархического подчинения (рисунок 4.17).

В иерархических ЭУС самому высокому уровню принадлежит ЦУУ, которое выполняет общесистемные задачи и координирует работу периферийных УУ. Управляющие устройства одного иерархического уровня работают независимо друг от друга, а УУ разных уровней имеют между собой информационные и функциональные связи через соответствующий системный интерфейс.

Процесс управления на каждом этапе обслуживания вызова проходит через все уровни, начиная с самого низкого до самого верхнего и обратно. При этом УУ на более высоком уровне выполняют более сложные функции. ПУУ самого низкого уровня принимает и предварительно обрабатывает информацию

Рисунок 4.17 – Иерархическая ЭУС

о поступающих входных сигналах и формирует необходимые сообщения для ПУУ следующего уровня или ЦУУ. Одновременно с этим ЦУУ координирует совместную работу связанных с ним ПУУ при установлении каждого соединения и выполняет функции, требующие наиболее сложной арифметико-логической обработки информации о вызовах (например, анализ номера и выбор направления связи).

Достоинства иерархических систем управления:

- более высокая надежность по сравнению с централизованными ЭУС;

- модульность и гибкость структуры;

- простота программного обеспечения для каждого УУ;

- большая производительность УУ.

Недостатки иерархических систем управления:

- необходимость организации межпроцессорного обмена;

- наличие ЦУУ снижает надежность и усложняет процесс наращивания емкости.

Иерархические ЭУС используются в ЦСК: МТ-20/25, EWSD, AXE-10, 5ESS, NEAX.

Децентрализованное управление. Система управления состоит из большого числа УУ, каждое из которых выполняет только определенную часть функций по управлению процессом установления соединения. Отличительными чертами данной системы управления является управление процессом установления каждого соединения несколькими УУ. Система управления может быть:

· полностью распределенной, в которой в каждом функциональном блоке (модуле) находится УУ, а взаимодействие между модулями осуществляется через цифровое коммутационное поле ЦКП (рисунок 4.18);

Рисунок 4.18– Полностью распределенная ЭУС

· частично распределенная ЭУС, в которой управляющие функции в каждом блоке (модуле) выполняются местными УУ, а управление отдельными функциями (например, техническая эксплуатация, сопряжение с внешними устройствами ввода-вывода данных) осуществляется централизовано.

Достоинства децентрализованных систем управления:

- простота реализации;

- простота программного обеспечения для одного отдельно взятого блока;

- более высокая надежность из-за отсутствия ЦУУ;

- возможность наращивания емкости.

Недостатки децентрализованных систем управления:

- сложная организация межпроцессорных связей;

- задержки при межпроцессорных связях.

Распределенные СУ используются в ЦСК: DX-200, S-12, Si-2000.

Способы взаимодействия УУ. В системах управления взаимосвязь и взаимодействие УУ в процессе установления соединения осуществляется через системный интерфейс. Существует три варианта построения ЭУС с разными типами системного интерфейса:

· непосредственная связь УУ (рисунок 4.19) – одновременно обеспечивается взаимодействие между парой УУ (организуется при небольшом количестве УУ);

Рисунок 4.19– Организация непосредственной связи УУ

· связь УУ через общую шину (рисунок 4.20) – все УУ поочередно (с разделением во времени) подключаются к общей шине (ОШ) для передачи информации. Одновременно по шине может передаваться информация только между парой УУ, поэтому для организации очередности доступа в состав системного интерфейса вводится блок управления шиной БУШ;

Рисунок 4.20 – Организация связи УУ через общую шину

· связь УУ через коммутационное поле (рисунок 4.21) – организация взаимодействия между УУ через общее КП (или через специальное, входящее в состав управляющей системы), при котором информация передается по любым или только по специально выделенным каналам коммутируемых ИКМ-линий (например, по 16-му временному интервалу).

Рисунок 4.21– Организация связи УУ через КП