Сельские координатные АТС К-50/200М
В сельских телефонных сетях (СТС) применяются координатные АТС малой емкости: К-50/200 и К-50/200М в качестве оконечных (ОС) и узловых (УС) станций, а также координатные АТС К-100/2000 средней емкости в качестве центральных станций (ЦС), УС и ОС.
АТС К-50/200М имеют блочное построение с емкостью абонентского блока 50 номеров. Каждый такой блок размещается на двустороннем стативе шкафного типа, где устанавливается 30 абонентских комплектов АК для включения индивидуальных линий и 10 абонентских комплектов САК для включения линий спаренных аппаратов. При спаренном включении телефонных аппаратов предусматривается двойное разделение цепей с установкой для каждого аппарата диодно-релейной приставки ДРП. Номера спаренных аппаратов различаются цифрой десятков. Устройства спаренного включения в сельских АТС сложнее, чем в городских, так как они предусматривают возможность связи между аппаратами, включенными в одну линию.
Для связи оконечной АТС К-50/200М с УС или с ЦС может использоваться, в зависимости от емкости ОС, от 7 до 17 соединительных линий (СЛ) двустороннего действия. Кроме того, возможна организация поперечной связи двух ОС по одной-двум СЛ.
В АТС К-50/200М используется обходное управление коммутацией с применением общестанционных маркеров ступеней АИ (МАИ) и РИ (МРИ) и пятизначных абонентских регистров, разработанных с-учетом возможности введения в СТС закрытой 5-значной нумерации. В настоящее время чаще всего используется открытая нумерация без индекса внешней связи: при внутренней связи абонент К-50/200М набирает 3-значный номер, а при межстанционной связи - 5-значный номер. Первая цифра 5-значного номера должна отличаться от первой цифры 3-значных номеров. После приема адресной информации абонентский регистр подключается к маркеру, передает сигнал о требуемом направлении связи (внутренняя, внешняя или поперечная) и затем передает многопроводным способом адресную информацию.
|
|
Функциональная схема оконечной АТС К-50/200М на 50 номеров приведена на рис.3.8. В этой АТС используются однокаскадные ступени абонентского и регистрового искания. Ступень АИ выполняет также функцию группового искания, выбирая по сигналу из регистра внешнее направление и в нем - свободную СЛ. Абонентские регистры АР подключаются через шестипроводную ступень РИ прямо к абонентским комплектам, что позволяет применить на ступени АИ трехпроводный коммутационный блок.
Рис. 3.8 Функциональная схема сельской оконечной АТС К-50/200М
Исходящее соединение (рис. 3.9 а). После набора абонентом одной, двух или трех цифр, определяющих направление связи с вышестоящей станцией (УС, ЦС) или направление поперечной связи с другой ОС, абонентский регистр занимает маркер блока АИ и передает к нему сигнал о требуемом направлении. Если это - направление к УС или ЦС, МАИ с помощью пробного устройства ПУ РСЛ находит свободный комплект РСЛ и соединяет его с вызывающей абонентской линией через блок АИ. Однако разговорные провода коммутируются в схеме РСЛ лишь после окончания работы АР. Одновременно МАИ создает цепь занятия маркера блока РИ для подключения к выбранному РСЛ регистра. После этого маркеры блоков АИ и РИ освобождаются. Через вертикаль А блока РИ абонентский регистр остается подключенным к абонентской линии для продолжения приема цифр номера, а через вертикаль Б блока РИ регистр подключен к РСЛ для передачи в этот комплект декадными импульсами всех принятых цифр. Способ дальнейшей передачи этой информации на встречную АТС зависит от типа РСЛ. Передав в РСЛ адресную информацию, абонентский регистр освобождается. Питание микрофона в аппарате вызывающего абонента и удержание соединения производится из РСЛ.
|
|
Соединение в направлении поперечной связи устанавливается аналогично, за исключением того, что выбор одного из двух РСЛ этого направления производится в МАИ отдельным пробным устройством ПУПС.
|
|
Входящее соединение (рис. 3.9 б). При занятии комплекта РСЛ входящим вызовом маркер блока РИ подключает этот РСЛ к свободному абонентскому регистру через одну из вертикалей Б блока РИ. Регистр, не передавая сигнал «Ответ станции», последовательно принимает три цифры абонентского номера. После этого АР занимает МАИ и передает к нему адресную информацию многопроводным способом. Затем маркер подключает РСЛ к вызываемой абонентской линии. Установив соединение, МАИ и АР освобождаются.
Пробу вызываемой линии, посылку вызова и контрольного сигнала, питание микрофона в телефонном аппарате и удержание соединения выполняет РСЛ.
Рис. 3.9 Соединительные тракты сельской оконечной АТС К-50/200М
На оконечных станциях К-50/200М применяются РСЛ нескольких типов. Для связи по физическим или по уплотненным аппаратурой ВЧ соединительным линиям с сельскими АТС любого типа и с городскими АТС широко используются двусторонние индуктивные комплекты РСЛО. Могут применяться двусторонние комплекты РСЛОВЧ, предназначенные для связи с координатными станциями по СЛ с частотным уплотнением. Для связи по СЛ, уплотненным аппаратурой ИКМ, применяются подключающие комплекты ПКО.
|
|
Сельские узловые АТС К-50/200М имеют такую же емкость, как и оконечные станции. Отличаются они тем, что в них дополнительно устанавливается транзитное оборудование.
Координатные АТСК-100/2000
Оборудование АТСК-100/2000 предназначено для станций емкостью от 100 до 2000 номеров, но допускает увеличение емкости до 4000 номеров. Используется в сельских телефонных сетях и, в разных модификациях, в учрежденческих сетях некоторых ведомств. Так, для телефонных сетей железнодорожного транспорта оборудование типа К-100/2000 выпускалось с учетом особенностей этих сетей. В связи с использованием в них четырехзначной нумерации абонентских линий станции АТСК-100/2000 снабжались четырехзначными регистрами. Для связи между станциями применялись трехпроводные соединительные линии и универсальные шнуровые комплекты ШКУ, позволяющие транслировать сигналы на другие станции. Кроме того, предусматривалось транзитное оборудование, с помощью которого можно устанавливать соединения по обходным путям с четырехпроводной коммутацией разговорных цепей,
В сельских телефонных сетях общего пользования АТСК-100/2000 используются в качестве ЦС, УС и ОС. В станциях этого типа применяются ступени абонентского, группового и регистрового искания. Основными коммутационными приборами АТСК-100/2000 являются унифицированные МКС 20x10x6, МКС 10x20x6 и МКС 10x10x12, реле РЭС-14 и РПН. Функциональная схема ЦС АТСК-100/2000 с двумя ступенями ГИ изображена на рис.3.10.
Рис. 3.10 Функциональная схема сельской ЦС АТСК-100/2000
На АТСК-100/2000 применяется обходное управление коммутацией по ступеням искания при помощи релейных маркеров, о котором говорилось выше в этой главе. Пятизначные абонентские регистры АРБ используются для установления внутренних, исходящих и входящих соединений. В последнем случае они выполняют функции входящих регистров. Передача информации о номере вызываемой абонентской линии из регистра в маркеры и управляющих сигналов в обратном направлении производится по разговорным проводам полярно-числовым кодом с применением способа «импульсный челнок». За каждым маркером и за каждым регистром закрепляются индивидуальные релейные кодовые приемопередатчики КПП. Передача информации из регистра к другим не однотипным станциям производится батарейным способом. Шнуровой комплект позволяет транслировать декадные импульсы к встречной станции любой системы.
Связь АТСК-100/2000 с другими сельскими АТС может быть организована по физическим двухпроводным цепям с применением индуктивного способа передачи сигналов и односторонних комплектов РСЛИ-И и РСЛВ-И, которые могут применяться и для связи по уплотненным цепям. Но в этом случае для согласования с аппаратурой уплотнения дополнительно устанавливаются комплекты низкочастотного окончания КНО. Если используются двусторонние физические СЛ, то односторонние комплекты РСЛИ-И и РСЛВ-И можно включить в одну линию с обеспечением преимущества для входящего сообщения. Разработаны и выпускаются и двусторонние индуктивные комплекты РСЛИ. Входящие индуктивные комплекты обслуживаются с ожиданием отдельной группой регистров, поскольку эти комплекты занимаются без проверки свободности АРБ.
Для исходящей связи от АТСК-100/2000 к декадно-шаговым и координатным АТС большой емкости применяются трехпроводные СЛ одностороннего использования с комплектами РСЛИ-БЗ (батарейный способ передачи сигналов, линии трехпроводные). Для входящей связи потрехпроводным СЛ применяются комплекты РСЛВ-БЗ. Соединительные линии от МТС включаются в комплекты ВШКМ или ВШКМА (при автоматической междугородной связи).
Для организации исходящей автоматической междугородной связи в АТСК-100/2000 предусматривается дополнительное оборудование - аппаратура автоматического определения номера и категории абонента АОН, промежуточные регистры ПР, устройство запроса и приема информации УЗПИ и исходящие комплекты заказно-соединительных линий ИКЗСЛ (на рис. 3.10 не показаны).
Координатные АТС типа А-204
Отличием координатной АТС типа А-204 является ее способность работать с абонентскими номеронабирателями, передающими от 7 до 20 импульсов в секунду при импульсном коэффициенте от 1,6 до 10, что практически исключает необходимость в регулировке номеронабирателей при эксплуатации. Другим отличием этих АТС является нестандартное напряжение станционной батареи: оно равно 36 В при допустимых колебаниях в пределах 33-40 В.
Межстанционная сигнализация осуществляется импульсами постоянного тока, индуктивным или частотным способами. Поддерживается система одностороннего отбоя: если первым дает отбой вызвавший абонент, то соединение разрушается сразу, а при отбое со стороны вызванного абонента приборы освобождаются через промежуток времени, определяемый временем срабатывания термореле и составляющий около 1 мин.
В АТС типа А-204 используется многократный координатный соединитель, состоящий из 100 контактных групп (10x10 линий).
Скелетная схема АТС А-204 емкостью 10000 номеров приведена на рис.3.11.
Рис. 3.11 Скелетная схема АТС А-204
Схема построена по декадному принципу и содержит ступень абонентского искания (АИ) и три ступени группового искания (1ГИ, ИГИ, ШГИ). Для управления координатными соединителями на каждой ступени искания предусмотрены управляющие комплекты, называемые маркерами (M1 - M5). Приведенные на скелетной схеме условные изображения, обычно обозначающие искатели, в данном случае представляют вертикали координатных соединителей.
Каждая ступень искания состоит из 2-х групп МКС, причем МКС, включенные в первую группу, называются первичными (П), а МКС, включенные во вторую группу, - вторичными соединителями (В).
Ступень абонентского искания представляет собой комбинированную ступень, выполняющую функции искания вызовов и линейного искания, и строится из отдельных коммутационных блоков. Один блок АИ позволяет включить сто абонентских линий, т.е. в АТС предусматриваются сотенные абонентские группы.
Назначением первой ступени группового искания 1ГИ является выбор направления к районной АТС сети. Так как выходы каждой ступени ГИ делятся на десять направлений, то в ступень 1ГИ может быть включено до 10 районных АТС. Ступень ПГИ обеспечивает возможность выбора нужной группы из десяти тысячных групп абонентов данной АТС. Ступень ШГИ является последней ступенью группового искания (ПГИ) и производит выбор в тысячной группе нужной сотенной группы абонентов.
Управление приборами каждой ступени искания централизовано и производится маркерами. Все маркеры, за исключением M1содержат, помимо реле, координатные соединители. Маркер ступени абонентского искания М, содержит только реле.
Как видно из скелетной схемы, в АТС А-204 применяются регистры. Регистр принимает и фиксирует цифры абонентского номера и передает в маркеры информацию, необходимую для установления соединения. Подключение регистра к маркеру 1ГИ обеспечивается с помощью искателей регистров (ИР) и маркера искателя регистров М5.
Показанный на схеме релейный комплект группового искания (РГИ) контролирует исходящую часть соединительного тракта и участвует в подключении регистра к тракту во время набора номера. Перед последней ступенью группового искания станционные линии подключены к релейному комплекту КРШ, откуда обеспечивается проба линии вызываемого абонента, посылка индукторного и зуммерных сигналов и питание микрофонов в аппаратах разговаривающих абонентов.
Блок ступени абонентского искания (АИ) имеет 20 исходящих линий к ступени 1ГИ и 20 линий, входящих от ступени ПГИ.
Каждый блок 1ГИ имеет свой маркер, обслуживающий 10 линий, исходящих от ступени абонентского искания. Для линий, исходящих от блоков АИ и 1ГИ, используется неполнодоступное включение. Обычно десять блоков АИ, составляющие тысячную абонентскую группу, имеют 50-70 выходов к 1ГИ.
Неполнодоступное включение применяется для внутристанционных линий между всеми ступенями искания, за исключением линий между ПГИ и АИ. Входящие в блок абонентского искания 20 входящих линий включаются в поле МКС всех блоков ПГИ полнодоступно. Внутристанционные линии между ступенями группового искания -пятипроводные, а между последней ступенью группового искания и ступенью абонентского искания - шестипроводные.
3.7 Координатные подстанции ПСК-1000
Координатная подстанция обслуживает от 100 до 2000 абонентов. На подстанции устанавливается часть оборудования опорной АТС, причем в нее выносятся абонентские комплекты АК, приборы ступени АИ и комплекты РСЛ. Представленная на рис. 3.12 подстанция ПСК-1000 представляет собой ступень абонентского искания АИ с отдельными маркерами МАВ и MCD блоков А-В и C-D. Для исходящей и входящей связи применены комплекты РСЛИ и РСЛВ. Трехзначный регистр ВРП служит для фиксации последних трех знаков номера абонента, передаваемых от опорной АТС, и для передачи их к маркерам подстанции. Подстанция этого типа может быть смонтирована на 400, 600, 800 и 1000 номеров.
На этом можно закончить обсуждение второго этапа эволюции систем коммутации - координатных АТС - как базы для понимания современной архитектуры цифровых АТС, рассматриваемой в следующих восьми главах книги. В них, в частности, будет показано, что многие принципы проектирования цифровых АТС заимствованы у электромеханических телефонных станций, производившихся в прошлом. Так, например, первые АТС с программным управлением использовали модифицированные координатные коммутаторы в качестве программно управляемого коммутационного поля. Более того, структура управления, обработка вызова, обходная маршрутизация, расчет коммутационного поля - все это пришло из первых координатных телефонных станций.
Глава 4
Принципы цифровой коммутации
Разумеется, мы никогда не поступимся нашими принципами.
В.Ленин,27.11.1918
Принципами, товарищи, мы не должны поступаться ни под какими предлогами.
М.Горбачев, 18.02.1988
Не могу поступиться принципами.
Н.Андоеева. 13.03.1988
Цифровая телефония
Как видно из материалов предыдущих глав, первые сто лет или около того эволюция ТфОП происходила довольно медленно. По сути, за исключением декадно-шаговых АТС и телефонов с дисковым номеронабирателем, за первые 50 лет было мало что сделано в плане технологии. Внедрение координатных АТС в 1930-х годах, автоматической междугородной связи в 1950-х и тастатурных телефонных аппаратов с тональным набором номера в 1960-х годах считались революционными событиями.
Темпы эволюции заметно возросли с появлением АТС с программным управлением, передачи цифровых данных по коммутируемым каналам с помощью модемов и факсов и общеканальной сигнализацией №7 в 1960-х, 1970-х и 1980-х годах, соответственно. К середине 1980-х годов темпы возросли значительно, а в начале 1990-х годов начало чувствоваться влияние сетей ISDN, концепции Интеллектуальной сети, идеи Информационной супермагистрали, а также других технологических и макроэкономических факторов, повлиявших на коммуникационные технологии. Одной из наиболее существенных технологий среди перечисленных выше являются цифровые АТС с программным управлением.
В двух предыдущих главах были рассмотрены системы коммутации физических каналов, в которых каждому соединению предоставляется своя физическая линия (электрическая цепь). При цифровой коммутации носителем информации является не амплитуда передаваемого по линии электрического сигнала, а временная последовательность импульсов, т.е. временной канал, определяемый пространственной и временной координатами.
В данной главе рассматриваются основные принципы цифровой коммутации, на которых строятся изучаемые далее в книге цифровые АТС, концентраторы, мультиплексоры, шлюзы, конвертеры и другие устройства, обеспечивающие соединение и перенос информации в цифровом виде. К этому перечню следует добавить источники передачи информации, к которым наряду с рассмотренными ранее обычными телефонами относятся устройства передачи данных, терминалы ISDN, компьютеры, факсы, видеокамеры, сканеры и т.п. В качестве приемников информации, в дополнение к упомянутым, могут выступать, например, видеомониторы или принтеры.
Эпоху цифровой реализации телекоммуникационной сети предопределило наличие двух недорогих, но чрезвычайно важных устройств: кодеков, преобразующих аналоговые сигналы в цифровые (рис.4.1а), и модемов, преобразующих цифровые сигналы в аналоговые при передаче данных по аналоговым телефонным сетям (рис.4.16). Именно они, наряду с цифровизацией многоканальной электросвязи - систем передачи с ИКМ, обусловили появление цифровых систем коммутации.
Суть цифровизации заключается в том, что исходный аналоговый электрический сигнал может быть воспроизведен из соответствующей последовательности дискретных значений его амплитуды (отсчетов). Число отсчетов в секунду называется частотой дискретизации и зависит от самого высокочастотного компонента, присутствующего в аналоговом сигнале. Известная теорема Ко-тельникова гласит, что аналоговый сигнал можно правильно восстановить, если частота дискретизации вдвое превышает частоту сигнала. Именно на ней и на теореме Найквиста, доказанной Гарри Найквистом в 1928 году и устанавливающей тот факт, что, если частота выборки fs превышает не менее чем вдвое самую высокочастотную составляющую аналогового сигнала fа, то первоначальный аналоговый сигнал полностью описывается только с помощью моментальных выборок основывается импульсно-кодовая модуляция (ИКМ). Эта минимальная частота выборки иногда называется частотой Найквиста.
Строже говоря, устройство дискретизации «вырезает» из первоначального аналогового сигнала x ( t ) короткие выборочные импульсы (рис.4.2), образуя последовательность мгновенных значений амплитуды - дискретизированный во времени сигнал y ( t ) с частотой следования импульсов fs . Этот процесс известен как амплитудно-импульсная модуляция (АИМ).
Рис. 4.2 ИКМ-кодирование аналогового сигнала речи
и его восстановление
Полученный таким образом сигнал y ( t ) представляет хотя и дискретные во времени, но, тем не менее, аналоговые значения амплитуды первоначального сигнала x ( t ). Для того, чтобы передавать эти выборочные значения в цифровой форме, требуется их кванотование: значение каждой амплитуды округляется до ближайшего числа из некоторого конечного набора заранее фиксированных чисел (уровней квантования), и в результате получается сигнал z ( t ), дискретизированный по амплитуде. На рис.4.2 представлены исходный сигнал, дискретный во времени сигнал, полученный из исходного, и сигнал, полученный после квантования и представляющий собой дискретную во времени последовательность дискретных амплитуд. Заметим, что при квантовании значения амплитуды исходного сигнала утрачиваются вследствие округления, так что этот сигнал уже не может быть восстановлен точно (потеря точности выражается в т.н. шумах квантования, рассмотрение которых остается за пределами учебника).
И, наконец, последнее преобразование сигнала, также показанное на рис.4.2. Поскольку количество уровней квантования является конечным, все их можно пронумеровать (например, в порядке возрастания) и представить каждый номер в виде двоичного кодового слова. В результате сигнал z ( t ) превращается в последовательность л-битовых слов, т.е. становится цифровым. Все это вместе и есть импульсно-кодовая модуляция (ИКМ).
Очевидно, что чем больше уровней квантования, тем лучшую характеристику будет иметь восстановленный сигнал. Например, для речевых сигналов ИКМ достаточно иметь 256 уровней (8-битовые двоичные слова), но при кодировании музыки в CD-плейерах для получения удовлетворительной характеристики требуется 65536 уровней (16-битовые двоичные слова). Чем лучшее качество нам требуется, тем в большем количестве уровней квантования мы нуждаемся, и тем более длинными должны быть кодовые слова, что, естественно, приводит к необходимости передавать биты с более высокой скоростью. Скорость передачи битов должна быть настолько высока, чтобы цифровое слово, несущее предыдущее дискретное значение амплитуды сигнала, оказалось переданным до того, как появится следующее слово, готовое к передаче. Поэтому для каждой системы приходится искать определенный компромисс между качеством и скоростью передачи информации.
Аналоговый речевой сигнал в телефонии занимает диапазон частот шириной до 4000 Гц и требует производить отсчеты амплитуды 8000 раз в секунду, т.е. частота дискретизации составляет 8 кГц. При квантовании отсчетов используется 256 стандартных амплитуд, которые потом кодируются 8-разрядными двоичными словами. Затем эти слова передаются в соответствующих временных интервалах, а на приемной стороне выполняется обратный процесс приближенного восстановления исходного аналогового речевого сигнала. Частота отсчетов 8 кГц и 8-битовая схема кодирования (все это выбиралось в результате длительных дебатов в ITU-T) дают очень хорошее качество речи, правда, за счет довольно высоких требований к скорости передачи битов. Меньшая частота отсчетов и/или меньшая разрядность кодирования (7-битовая схема кодирования, например) дают менее гладкий и менее точно восстановленный речевой сигнал.
Итак, результат каждого отсчета представляется одним байтом. Имеем: 8000 байтов в секунду и 8 битов в каждом байте. Скорость потока данных, передающего человеческую речь, составляет:
Поскольку ИКМ была первой стандартной технологией, получившей широкое применение в цифровых системах передачи, пропускная способность канала, равная 64 Кбит/с, стала всемирным стандартом для цифровых сетей всех видов. Все сегодняшние цифровые линии имеют пропускную способность, либо равную 64 Кбит/с, либо кратную этой величине. Например, пропускная способность цифрового тракта Е1 составляет 2.048 Мбит/с, что эквивалентно 32 каналам по 64 Кбит/с каждый (отметим сразу, что для передачи информации пользователей обычно используются 30 каналов, а остальные два служат для синхронизации, контроля и сигнализации).
Технология ИКМ, базирующаяся на математических результатах Найквиста и Котельникова, представляет собой сегодня наиболее общий метод преобразования аналоговых речевых сигналов в цифровую форму.
Однако не забудем, что и ИКМ, и канал 64 Кбит/с стандартизировались в 1970-е годы. Современные технологии цифровой обработки сигналов предоставляют много более действенных способов кодирования. Имеется в виду, что можно добиться лучшего качества при той же скорости передачи битов, или равноценного качества при более низкой скорости передачи. Сегодня существуют и используются более сложные схемы кодирования. Например, телефоны ISDN могут передавать высококачественную речь в диапазоне 7 кГц с той же скоростью 64 Кбит/с. Другой пример - это широко распространенная техника GSM.
В ряде ведомственных сетей уже давно применяют более эффективные системы кодирования, такие как АДИКМ. Поясним, что АДИКМ поддерживает передачу речи с «телефонным» качеством на скорости 32 Кбит/с, обеспечивая тем самым более эффективное использование имеющейся полосы пропускания. Дифференциальная импульсно-кодоваямодуляция(ДИКМ) эффективнее, чем ИКМ, поскольку она предусматривает кодирование только изменений уровня сигнала. Основываясь на предположении, что изменение амплитуды речевого сигнала происходит относительно медленно, для представления каждого отсчета можно использовать меньше битов. В ДИКМ обычно используют 4 бита, что дает коэффициент сжатия 2:1. Такой уровень компрессии позволяет иметь в тракте Е1 64 канала по 32 Кбит/с вместо 32 каналов по 64 Кбит/с в стандарте ИКМ. ДИКМ обычно обеспечивает качество речи, сравнимое с ИКМ.
Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (АДИКМ) улучшает качество ДИКМ, причем без увеличения количества необходимых битов, а благодаря увеличению диапазона изменений сигнала, которые можно представить 4-битовой величиной. Но поскольку АДИКМ не согласуется с АТС на базе ИКМ, то, чтобы ввести два сжатых до 32 Кбит/с разговора в один канал ИКМ, необходимо специальное оборудование - мультиплексор компрессии битов. Впрочем, к вопросу о 32 Кбит/с мы еще вернемся в главе 6 при описании отечественной станции С-32.
Отметим, что АДИКМ-не единственная технология, появившаяся в результате непрекращающихся экспериментов производителей средств телефонии с теоремой Котельникова. Одно из предложенных ими направлений - уменьшить точность, с которой уровни квантования соответствуют амплитудам исходного сигнала в точках отсчета, в результате чего для кодирования вместо восьми требуется всего шесть или семь битов. Другое направление хорошо иллюстрирует дощатый забор, верх которого обрезан по кривой линии: даже убрав четыре из каждых пяти досок, изгиб восстановить все-таки можно. Еще одно направление основано на предположении, что в обычной человеческой речи существуют прогнозируемые паузы: в эти паузы с помощью техники, известной как подавление молчания, вводятся дополнительные разговорные сигналы. Применяются также разные варианты метода квантования, которые пока не являются общепринятыми или широко используемыми в коммутационных узлах и станциях, но о которых будет сказано в главе 7, посвященной сетям доступа. В числе этих вариантов: варьируемый уровень квантования ( VQL ) - коэффициент компрессии 2:1 (32 Кбит/с), непрерывно варьируемое изменение крутизны ( CVSD ) - коэффициент компрессии 4:1 (16 Кбит/с) или 6,667:1 (9,6 Кбит/с), кодирование с векторным квантованием ( VQC ), - коэффициент компрессии 4:1 (16 Кбит/с), речь с высокой пропускной способностью ( HCV ) - коэффициент компрессии 8:1 (8 Кбит/с). При применении таких методов компрессии нельзя забывать об одном жестком правиле: высвобождение ресурса пропускной способности, достигаемое с их помощью, оплачивается качеством звука. Новейшие методы могут обеспечить даже коэффициент сжатия 16:1 (скорость 4 Кбит/с), однако качество речи при этом становится приемлемым только для исключительных случаев. Эти вопросы будут также затронуты в главе 7.
Цифровые АТС
Теперь, вооружившись знаниями о технологии цифровой передачи информации, продолжим рассмотрение АТС, начатое в предыдущих главах книги. Коммутационная станция называется цифровой, когда ее коммутационное поле может коммутировать только цифровые сигналы, несущие как речь, так и управляющие сообщения или команды. Аналоговые сигналы тоже могут коммутироваться цифровой станцией, но лишь с применением аналого-цифровых (A/D) и цифро-аналоговых (D/A) конвертеров. Сказанное представляет собой весьма упрощенное определение цифровой коммутации, но в следующих главах книги мы создадим из него более аккуратно и тщательно разработанную модель.
Эволюцию от аналоговой коммутации к цифровой иллюстрирует рис. 4.3. На рис. 4.3 а показаны аналоговые АТС с аналоговыми абонентскими и соединительными линиями (кстати, такое разделение на абонентскую и сетевую стороны узла коммутации прослеживается по всей книге). На рис. 4.3 б показана следующая фаза эволюции коммутации. В этой фазе цифровые коммутаторы взаимодействуют с другими цифровыми коммутаторами через цифровые соединительные линии, хотя могут также использоваться аналоговые абонентские линии и аналоговые соединительные линии, но непременно с использованием аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей. Однако коммутационное поле является цифровым, что подразумевает коммутацию в станции исключительно цифровых сигналов.
Рис. 4.3 Эволюция АТС
Ниже в этой главе будет использоваться поэтапный подход к изучению цифровой коммутации. Поскольку целью следующих глав является систематический анализ разных аспектов цифровых АТС, то здесь, во-первых, рассматривается базовая модель такой АТС, как она упрощенно представлена на рис.4.3 б, а затем эта модель будет постепенно расширяться, охватывая большинство важных функций современной цифровой коммутационной станции. В параграфе 4.3 рассматриваются комплекты аналоговых и цифровых абонентских линий, а затем, в параграфе 4.4, - базовое ядро цифровой станции с переключающей матрицей, которая называется коммутационным полем. Коммутационное поле переключает каналы и тракты под управлением процессора и соответствующих контроллеров. Далее вводятся понятия линейных и служебных модулей, контроллеров интерфейсов и распределенного программного управления, которое рассматривается затем в соответствующей главе вместе с программным обеспечением цифровой АТС. Таким образом, данная глава предназначена исключительно для изложения некоторых базовых принципов организации и работы цифровых станций.
В представленной на рис.4.3 б упрощенной блок-схеме гипотетической цифровой АТС можно выделить следующие функциональные подсистемы:
• Модули абонентских линий
• Коммутационное поле
• Модули соединительных линий
• Система управления.
В этот перечень не попало оборудование кросса (MDF, main distributing frame) - место, куда заводятся все входящие в станцию абонетские линии. Кросс имеет две стороны: вертикальную и горизонтальную. К вертикальной стороне подсоединяются абонентские кабели, а линии от абонентских модулей соединяются с горизонтальной стороной. Фактически соединение между вертикальной стороной (кабельная пара) и горизонтальной стороной (пара от станции) определяет номер абонента. Другим такого же рода устройством является распределительный магистральный luht(TDF, trunk distributing frame) - место подключения к АТС всех соединительных линий. TDF обычно меньше, чем кросс (MDF), и также имеет две стороны: вертикальную и горизонтальную. В состав оборудования АТС, как правило, входит электропитающая установка, представляющая собой совокупность силовых конвертеров, аккумуляторных батарей и аварийных источников питания станционного оборудования.
Абонентские модули
Прежде всего рассмотрим подробнее важнейший компонент любой цифровой АТС -комплекты аналоговых абонентских линий. Упрощенная схема абонентского комплекта показана на рис.4.4. и включает в себя элементы, поддерживающие батарейное питание (Battery feed ), защиту от перенапряжения ( Overvoltage protec tion ), посылку вызова (Ringing current ), контроль шлейфа абонентской линии (Supervision ), кодирование аналоговых сигналов (Coding ), функции дифсистемы ( Hybrid ) и тестирования ( Testing ). Отсюда и возникла аббревиатура BORSCHT , весьма привычно звучащая на русском языке.
Первой функцией, которую должен обеспечить абонентский комплект, является дистанционное батарейное питание абонентского телефонного аппарата постоянным напряжением 60 В. Подавляющее большинство абонентских линий имеют длину менее 8 км и сопротивление шлейфа менее 1000 Ом, что исключает проблемы с питанием даже при напряжении питания 48 В, принятом в импортных АТС. Для удаленных абонентов и в других исключительных случаях напряжение питания может быть повышено путем включения дополнительного источника и/или использования специальных абонентских комплектов удаленных абонентов. Применяемое в телефонии питание от станционной батареи обеспечивает дополнительную надежность связи (она сохраняется при выходе из строя местной электросети), а также упрощение телефонного аппарата (он не нуждается в блоке сетевого питания). Впрочем, последнее обстоятельство сегодня не представляется существенным, так как местное электропитание все равно необходимо для бесшнуровых телефонных аппаратов, для факсимильных аппаратов и для обеспечения других дополнительных возможностей. Все это наводит на размышления о том, насколько необходимо сохранять централизованное питание телефонного аппарата в сети ISDN, при использовании оптических абонентских линий и при других перспективных технологиях сети доступа, которые будут обсуждаться в главе 7.
Другая функция абонентского комплекта -защита от перенапряжений, источниками которых могут быть бытовые нарушения в электропроводке, метеорологические условия (например, удар молнии), воздействия промышленной среды (например, связанные с повреждениями высоковольтных линий) и т.п. Для защиты могут использоваться газонаполненные предохранители, стабилитроны или другие средства.
Каждый абонентский комплект выполняет также коммутацию цепи вызывного тока при посылке вызова к телефонному аппарату. В аналоговых телефонных аппаратах звонок работает от довольно высокого переменного напряжения частотой 25 Гц с длительностью посылок, различающейся при местном вызове, при автоматическом междугородном вызове и при вызове со стороны телефонистки междугородной станции. Для современных бесшнуровых или цифровых телефонов дистанционное возбуждение звонка переменным током низкой частоты заменяется тональным вызывным сигналом
Весьма важной функцией, выполняемой абонентским комплектом, является контроль шлейфа абонентской линии для распознавания абонентской сигнализации. Вопросы абонентской сигнализации рассматриваются ниже. Другими функциями, входящими в набор BORSCHT, являются аналого-цифровое (A/D) и цифро-аналоговое (D/A) преобразование - кодирование речевого сигнала, подробно рассмотренное в первом параграфе данной главы, и функции дифсистемы, обеспечивающие переход от двухпроводной схемы передачи речевых сигналов по абонентской линии к внутристанционной четырехпроводной схеме. Термин «Hybrid» описывает весь набор задач, связанных с разделением направлений передачи при двусторонней связи.
И, наконец, абонентские комплекты должны предусматривать тестирование абонентской линии и аппарата абонента, позволяющее при возникновении неисправности установить ее причину и место. Сюда входит контроль сопротивления изоляции провода а или to относительно земли, сопротивления изоляции между проводами а и Ь, рабочей емкости между проводами а и to, сопротивления шлейфа, параметров номеронабирателя. Эти проверки, проводимые, как правило, с помощью централизованных пультов, будут рассматриваться в посвященной технической эксплуатации главе 10 при описании систем централизованного технического обслуживания абонентов типа АРГУС.
Схемы абонентских комплектов, используемых в современных АТС, изменяются практически ежегодно, так что рис.4.4 следует рассматривать только как пример. Сигналы от телефонного аппарата по проводам а и to абонентской линии поступают в абонентский комплект через схему защиты от перенапряжений. При входящем вызове в абонентском комплекте к проводам а и Ь подключается вызывное напряжение, и сигнал вызова передается по линии к телефонному аппарату абонента.
Рис. 4.4 Пример абонентского комплекта
Схема интерфейса абонентской линии SLIC (Subscriber Line Interface Circuit) содержит блок абонентской сигнализации и блок перехода от двухпроводной линии к четырехпроводной. На станционной стороне SLIC устанавливаются один приемный и один передающий фильтры, которые служат для ограничения полосы частот речевого сигнала. Сигналы, поступающие от абонентского аппарата, детектируются в SLIC и в двоичной форме передаются в управляющее устройство (УУ) абонентского модуля. Такие же двоичные сигналы, в свою очередь, использует УУ для передачи от станции к абоненту акустических сигналов, таких как сигнал занятости, ответ станции, и т.д. Еще раз подчеркнем, что функции УУ варьируются от системы к системе, но на самом низком уровне должно обеспечиваться сканирование каждого абонентского комплекта, чтобы детектировать изменение состояния соответствующей абонентской линии. О каждом изменении сообщается УУ с указанием адреса линии и, обычно, времени, прошедшего с момента последнего изменения ее состояния. И, наконец, УУ должно выполнять функции технической эксплуатации абонентского модуля. Число абонентских комплектов в одном модуле зависит от типа АТС.
В абонентский комплект не входят средства, поддерживающие многочастотный набор номера (DTMF). Впервые DTMF был введён AT&T в 1963 году с целью ускорить установление соединения на АТС. До этого применялся только импульсный набор номера, уже рассмотренный нами при изучении абонентских комплектов электромеханических АТС. Набор 7-значного номера импульсным способом занимает минимум 8.1 секунды. Набор того же 7-значного номера многочастотным способом можно выполнить гораздо быстрее, экономя время абонентов. Таким образом, многочастотный набор номера сокращает длительность непроизводительного занятия ресурсов АТС и сети. Сигналы DTMF используются также для ввода PIN-кода предоплатной карты, доступа к речевой почте и к другим услугам компьютерной телефонии и IP-телефонии, которые будут рассмотрены в главе 11. Как только телефонное соединение установлено, дополнительные сигналы DTMF, предусмотренные системами компьютерной телефонии, речевой почты или интерактивного речевого ответа IVR, проходят через АТС и через сеть прозрачно.
Телефон, оборудованный DTMF, вместо диска имеет многочастотную тастатуру. Обычно такая тастатура содержит 12 клавиш (10-для цифр, а две -для символов * и #). Тастатура некоторых телефонов имеет только 10 клавиш, но существуют и аппараты с 16-кла-вишной тастатурой (еще 4 клавиши - для символов А, В, С и D).
Для кодирования цифр и символов используется две группы звуковых частот, одна - в нижней части речевого диапазона, вторая -в верхней его части. Каждой цифре или символу (т.е. каждой клавише тастатуры) соответствует определенная двухчастотная комбинация (одна частота из нижней группы и одна - из верхней). Применительно к 16-клавишной тастатуре это показано в табл. 4.1, где каждая строка соответствует определенной частоте нижней группы, а каждый столбец - определенной частоте верхней группы; на пересечениях строк и столбцов записаны цифры (символы), обозначаемые соответствующими парами частот. Очевидно, что для 12-клавишной и 10-клавишной тастатуры крайний справа столбец табл. 4.1 не нужен, и частота 1633 Гц не используется.
Таблица 4.1 Код DTMF
697 | 1 | 2 | 3 | А |
770 | 4 | 5 | 6 | В |
852 | 7 | 8 | 9 | С |
941 | * | 0 | # | D |
1209 | 1336 | 1477 | 1633 |
Схема генерирования сигналов DTMF устроена так, что при нажатии на тастатуре одновременно двух клавиш одного и того же горизонтального или одного и того же вертикального ряда генерируется только одна частота, общая для этих двух клавиш. Например, нажав одновременно 1 и 4, мы получим только частоту 1209 Гц, а нажав сразу две клавиши в разных рядах, скажем, 1 и 5, мы вообще не получим никакой частоты.
Приемник сигналов DTMF бывает подключен к проводам абонентской линии тогда, когда предполагается набор абонентом цифр и/или символов. Для каждой из сигнальных частот в нем имеется детектор с узкополосным частотным фильтром. Цифра (или символ) считается принятой, когда сигнал достаточно высокого уровня обнаружен одновременно двумя детекторами.
Работа некоторых старых телефонов с многочастотным набором номера зависела от полярности на проводах линии. Если в таком телефоне переполюсовать провода а и Ь, сам он будет работать, но тастатура работать не сможет. Во многих АТС переполюсовка напряжения на проводах а и b служит сигналом того, что абонент ответил и можно начать начисление платы за связь. Эта операция намеренно блокировала тастатуру DTMF. Однако многие новые услуги требуют, чтобы вызывающий абонент мог передавать сигналы DTMF, уже получив соединение с нужной ему службой. Такие службы могут функционировать потому, что сигналы DTMF передаются по тому же тракту, что и разговорный сигнал, и служба может их принять, хотя АТС уже отключила свои детекторы, считая, что абонент закончил набор. Организовать же работу подобных служб с применением импульсного набора намного сложнее, поскольку многие АТС не ретранслируют импульсы набора в условиях, когда набор номера не ожидается. Поэтому новые телефоны с многочастотным набором делают нечувствительными к полярности.
Доступ к услугам ISDN
Потребность в услугах передачи данных стала расти с 1970-х годов. За границей эти услуги вначале предоставлялись сетями передачи данных с коммутацией пакетов (PSDN) на базе протокола Х.25. К началу 1980-х годов стало ясно, что имеются и потребность, и техническая возможность интеграции передачи данных и речи в одном цифровом тракте. Создавались такие приложения, как видеотелефония, онлайновые информационно- справочные службы, передача оперативной информации об абоненте на экран рабочего места оператора, который его обслуживает, передача телеметрической информации для управления производственными процессами или для мониторинга пожарных датчиков с автоматическим оповещением о связанных с ними событиях посредством телефонных вызовов, а также ряд чисто телефонных услуг. Естественным развитием этих приложений и стал ISDN -терминал, представляющий собой либо компьютер с функционирующим на нем специализированным приложением, либо специализированный телефонный аппарат, оснащенным дисплеем. Несколько ISDN-терминалов обслуживается сетевым окончанием (NT), которое помещается у пользователя дома или в офисе и подключается по абонентской линии к АТС с функциями ISDN. Обычные терминалы (телефоны, факсы и др.) могут подключаться к NT через соответствующие терминальные адаптеры (ТА).
Таким образом, цифровая абонентская линия ISDN оканчивается в помещении абонента сетевым окончанием NT, к которому может быть подключено несколько разных терминалов, разделяющих ресурс абонентской линии - два В-канала (по 64 Кбит/с) и один D-канал (16 Кбит/с). Каждый терминал обеспечивается адресом, по которому с ним может связаться любой другой абонент сети ISDN. С другой стороны, любой терминал может передать на АТС запрос связи через сеть ISDN либо в режиме коммутации каналов, либо в пакетном режиме. В первом случае станция должна организовать обычное соединение между двумя абонентами. Во втором случае абоненты передают к АТС в асинхронном режиме пакеты данных, которые та должна быть способна хранить и пересылать к адресатам. Речевая или факсимильная связь обеспечивается в режиме коммутации каналов. Обмен данными может производиться в любом из двух режимов коммутации.
Разработка стандартов для ISDN велась под руководством организации, которая тогда называлась Исследовательской комиссией XVIII МККТТ (в настоящее время - Исследовательская комиссия 13 ITU-T), а вопросы услуг, технической эксплуатации, учета и пр. разрабатывали другие Исследовательские комиссии, компетентные в соответствующих областях. К примеру, протоколы сигнализации в интерфейсе пользователь-сеть ISDN определены в рекомендациях I.450/Q.930 - I.452/Q.931, которые были разработаны Исследовательской комиссией 11, публикующей рекомендации серии Q (отсюда двойные номера Рекомендаций). К ISDN относится несколько сотен рекомендаций ITU-T. Основные рекомендации серии I приведены в табл. 4.2.
Таблица 4.2 Рекомендации серии I no ISDN
Впервые МККТТ исследовал ISDN как концепцию в период с 1968 по 1971 год, но более глубокое исследование было проведено в исследовательский период 1981-1984 годов. Первый комплект рекомендаций по стандартам появился в 1984 году в виде Красной книги МККТТ, в которой описывались базовая структура, архитектура сети, протоколы UNI (интерфейса пользователь-сеть) и протоколы межстанционной сигнализации по общему каналу. В итоге исследовательского периода 1985-1988 годов была опубликована Синяя книга, которая содержала описания дополнительных услуг, адаптации скоростей, ретрансляции кадров ISDN и первичный набор рекомендаций по B-ISDN (широкополосной ISDN). Уместно напомнить, что разные цвета книг представляют разные исследовательские периоды.
К приведенным в табл. 4.2 рекомендациям серии I следует добавить Рекомендации: Q.700 - спецификации системы сигнализации №7(ОКС7), Q.921 -спецификации уровня 2 для каналаD- протокола LAPD, Q.931 - спецификации уровня 3 интерфейса пользователь-сеть, V.110 - процедуры канала В (Европа) для терминальных адаптеров (ТА), а также касающиеся ISDN стандарты ANSI (Соединенные Штаты) и ETSI (Европа).
Для пользовательского доступа были стандартизованы следующие типы каналов, предназначенных для передачи информационных потоков пользователя (речи или данных) и сигнальной информации:
A. Аналоговый телефонный канал 4 кГц.
B. Цифровой канал 64 Кбит/с (для передачи речевой информа
ции или данных).
C. Цифровой канал 8 или 16 Кбит/с (для передачи данных, ис
пользуемый в сочетании с А-каналом).
D. Цифровой канал 16 или 64 Кбит/с (для передачи сигнальной
информации).
Н. Канал, функционально эквивалентный каналам В, но предоставляющий приложениям PRI агрегатную ширину полосы. Сигналы в канале Но имеют агрегатную скорость 384 Кбит/с, а каналы Н1 работают на агрегатной скорости 1536 Кбит/с в североамериканской версии (Н11) и 1920 Кбит/с в европейской версии (Н12).
D-канал служит для обмена терминала пользователя с АТС сети ISDN сигнальной информацией, необходимой для организации, поддержки и завершения сеанса связи этого терминала с терминалом любого другого пользователя. Обычно пользователь ISDN имеет несколько терминалов (однотипных или разнотипных в любом сочетании), и один канал D является общим для всех этих терминалов. Помимо сигнализации, D-канал может использоваться для передачи в пакетном режиме (с относительно небольшой скоростью) пользовательской информации. В-канал предназначается исключительно для переноса пользовательской информации, причем ее перенос возможен как в режиме коммутации каналов, так и в пакетном режиме.
Доступ пользователь-сеть ISDN имеет структуру вида nB + D (п В-каналов и один D-канал), при этом, в принципе, возможны самые разные структуры. В Европе в течение ряда лет предлагалась услуга со структурой доступа 0 B + D , которая предусматривала доступ только к D-каналу для пакетной передачи данных со скоростью до 9,6 Кбит/с. Ряд операторов в Соединенных Штатах предлагал модификации доступа 1 B + D и 0 B + D для приложений, в которых необходим только один канал В или только канал D. Но это, скорее, исключения. Как правило, используются две основные структуры:
• Базовый интерфейс ISDN (BRI) или доступ на базовой скорости (BRA). Содержит два В-канала, каждый из которых работает на скорости 64 Кбит/с, и один D-канал со скоростью 16 Кбит/с (структура 2 B + D ). По каждому В-каналу можно передавать цифровые данные, ИКМ-кодированную речь (на скорости 64 Кбит/с или меньшей) или композицию низкоскоростных данных (на субскоростях), если все они предназначены одному и тому же адресату. D-канал доступен для передачи пакетов данных и низкоскоростной телеметрической информации, когда он не занят для сигнализации; в число эффективных его приложений входит проверка
полномочий кредитных карт. BRI используется, в основном, для квартирного сектора, малого бизнеса, Центрекс и приложений дистанционного управления, которые не особенно требовательны к полосе пропускания. Каналы В могут быть объединены, чтобы организовать скорость до 128 Кбит/с для таких услуг, как видеоконференция. Одна линия BRI может обслуживать до 8 терминалов ISDN. В интерфейсе BRI применяются 8-штыртковый разъем и колодка RJ-45.
• Первичный интерфейс ISDN ( PRI ) или доступ на первичной скорости (PRA) содержит 30 В-каналов и 1 D-канал (структура 30 B + D ). Этот же интерфейс в США и Японии имеет структуру 23B+D. И каналы В, и канал D работают на скорости 64 Кбит/с. Отдельные каналы В могут использоваться так же, как в случае BRI, но канал D служит исключительно для сигнализации. Поскольку стандарты предусматривают обслуживание каналом D PRI до 5 соединений одновременно, многочисленные операторские компании используют эту концепцию, получая таким образом дополнительные возможности, в частности, с помощью преобразователя MSM из серии конвертеров сигнализации xSM, упоминаемых в главе 8. Будучи разработанным для стандартного тракта Е1, интерфейс PRI значительно лучше других вариантов организации цифровых соединительных линий, поскольку каналы можно назначать динамически. Иными словами, любой канал может использоваться, в зависимости от обстоятельств, как входящий, исходящий, комбинированный или как соединительная линия DID. Использование канала может определяться, смотря по необходимости, на основе задаваемых пользователем параметров. Кроме того, несколько каналов В могут быть объединены, чтобы обслуживать приложения с повышенными требованиями к полосе пропускания, например, такие приложения, как видеоконференцсвязь.
Абонентские линии базового доступа включаются на АТС в линейные окончания (LE), которые, вместе со станционными окончаниями (ЕТ), образуют абонентские комплекты ISDN. Эти комплекты объединяются в цифровые абонентские модули ISDN, каждый из которых содержит п таких комплектов (8, 16 или другое количество, зависящее от типа АТС), так что в один абонентский модуль включается п абонентских линий. На стороне коммутационного поля модуль имеет 2л четырехпроводных каналов, каждый из которых соответствует одному В-каналу. Управляющее устройство используется как для сигнализации, так и для работы с пакетами данных, передаваемых по D-каналам. Абонентский комплект ISDN выполняет определенный набор функций, который приведен ниже и который читателю предлагается сравнить с рассмотренным в предыдущем разделе набором BORSCHT:
• преобразование электрических уровней линейного сигнала в логические уровни, используемые на станции, и наоборот;
• переход от двухпроводной линии к четырехпроводной;
• демультиплексирование/мультиплексирование двух В-каналов и одного D-канала двунаправленного потока 144 Кбит/с, используемого в каждой линии ISDN.
Согласно рекомендациям МСЭ ISDN предоставляет пользователям услуги трех видов:
• услуги доставки информации ( bearer services ); их сеть предоставляет сама, выполняя функции передачи и коммутации;
• услуги предоставления связи ( teleservices ), реализуемые совместно терминалами пользователей и сетью (она обеспечивает доставку информации, а в некоторых случаях выполняет и функции более высоких уровней);
• дополнительные услуги ( supplementaryservices ), которые не предоставляются самостоятельно, а дополняют услуги двух первых видов; дополнительные услуги определены в рекомендациях ITU-T 1.250-1.299.
Протокол сетевого уровня DSS1, обеспечивающий обмен сигнальными сообщениями между оборудованием пользователя и АТС, обычно называют протоколом Q.931 (по номеру рекомендации ITU-T, в которой он специфицирован). Протокол Q.931 определяет модель базового процесса обслуживания вызова и набор сообщений, сгруппированных в соответствии с состояниями этого процесса:
• Сообщения на этапе установления соединения: ALERTING (Передается вызывной сигнал), CALL PROCEEDING (Связь организуется), CONNECT (Соединить), CONNECTACKNOWLEDGE (Соединение готово), PROGRESS (Особенности маршрута), SETUP (Запрос связи) и SETUP ACKNOWLEDGE (Запрос принят).
• Сообщения в активной фазе соединения: SUSPEND (Прервать связь), SUSPEND ACKNOWLEDGE (Связь прервана), SUSPEND REJECT (Отказ прервать связь), RESUME (Возобновить связь), RESUME ACKNOWLEDGE (Связь возобновлена) и RESUME REJECT (Отказ возобновить связь).
• Сообщения на этапе разъединения: DISCONNECT (Разъединить), RELEASE (Освободить ресурсы) и RELEASE COMPLETE (Ресурсы освобождены).
• Другие сообщения (вообще говоря, они не зависят от состояния процесса обслуживания вызова): CONGESTION CONTROLfY п pa вление при перегрузке), FACILITY (Дополнительная услуга), NOTIFY (Уведомление), STATUS (Статус) и STATUS ENQUIRY (Запрос данных о статусе).
Несмотря на некоторый всплеск спроса на услуги ISDN, наблюдавшийся в последнее десятилетие в Европе, внедрение этих сетей в других странах было и остается медленным. Отставание США объясняется так называемым «феноменом перескока»: технология ISDN появилась как раз тогда, когда в Европе развивали инфраструктуру телефонной сети с целью охватить телефонной связью всех квартирных абонентов, а в США практически каждая семья уже имела, по меньшей мере, одну телефонную линию задолго до того, как появилась концепция ISDN. Автор (высказывая здесь сугубо личную точку зрения) надеется, что и в ВСС России развитие ISDN будет ограниченным. Это мнение обусловлено аналогичным «феноменом перескока», выраженным у нас в том, что интенсивное развитие спроса на цифровой доступ, в первую очередь, к Интернет, обнаружилось в нашей стране только сегодня, когда уже имеются гораздо более современные и эффективные, чем ISDN, технологии. Принципы технологий xDSI-уже упоминались в начале этой главы, а их характеристики рассматриваются в главе 7. Добравшись до нее, читатель почувствует разницу между скоростями доступа xDSL и вышеупомнутой скоростью 144 Кбит/с, которой, перефразируя Атоса из «Трех мушкетеров», для передачи речи слишком много, а для передачи данных слишком мало.
Причина сложившегося положения (опять таки, исключительно по мнению автора) состоит в том, что все 25 лет своей истории ISDN прогрессировала легендарно низкими темпами, обусловленными крайней медлительностью разработки стандартов в МККТТ, с обновлением их каждые четыре года и с застоем в промежутках между ними, несоблюдением стандартов рядом ведущих компаний, низкой доступностью стандартов основной массе компаний, нормативными барьерами, высокой стоимостью каналов и оборудования, а также бедным рынком. Сами стандарты, выпускавшиеся МККТТ, имеют вид рекомендаций, и отдельные страны-участники могли создавать национальные версии ISDN. Наиболее значимое в международном масштабе различие версий состоит все в той же базовой иерархии ISDN: североамериканская версия следует иерархии Т1 с доступом PRI, содержащим 24 канала В; а европейская версия основана на иерархии Е1, дающей 30 каналов В. Понятно, что это различие очень важно в контексте поддержки совместимости с существующими сетями, но, кроме того, оно порождает проблемы несовместимости основных протоколов. Другой пример - компания Pacific Bell еще до недавних пор предлагала ISDN с каналами В на скорости 56 Кбит/с (вместо стандартной скорости 64 Кбит/с). Это отличие обусловил тот факт, что в сети компании не была полностью развернута система сигнализации ОКС7; так что 8 Кбит/с полосы канала занимала внутриполостная сигнализация.
Сейчас многое изменилось, даже стиль работы ITU-T отличается от стиля МККТТ: стандарты выпускаются регулятно, вне связи с четырехлетними циклами. Но время уже упущено. К тому же, еще до того как завершилась стандартизация ISDN, ее пришлось переименовать в узкополосную ISDN (N-ISDN), поскольку начались работы по широкополосной ISDN (B-ISDN). B-ISDN обеспечивает сквозную скорость передачи 155 Мбит/с, базируется на технологи и асинхронного режима переноса информации (ATM) и призвана поддерживать такие услуги, как, например, «видео по требованию», обещая также все те убедительные преимущества, которые ассоциировались с первоначальными идеями ISDN: увеличение полосы пропускания, гибкость, низкий коэффициент ошибок, высокие надежность и доступность, широкий спектр услуг, а также многое другое, предоставляемое сегодня модемами V.90 и технологиями xDSL, которые отняли у доступа ISDN значительную часть рынка.
4.5 Коммутационное поле
В коммутационных полях цифровых АТС могут использоваться:
• только пространственная коммутация,
• только временная коммутация,
• коммутация вида «пространство-время»,
• коммутация вида «время-пространство»,
• коммутация вида «пространство-время-пространство»,
• коммутация вида «время-пространство-время»,
• более сложные комбинации пространственной и временной коммутации.
Рассмотрим некоторые из них.
Пространственная коммутация
Устройства пространственной коммутации использовались еще в декадно-шаговых и координатных АТС, рассмотренных в двух предыдущих главах, т.е. задолго до появления цифровой коммутации. Пространственная коммутация была основой построения коммутационных полей квазиэлектронных АТС и электронных АТС первого поколения. В частности, американские станции 1 ESS, 2ESS и 3ESS, а также отечественные КВАРЦ, МТ-20, ИСТОК используют исключительно пространственную коммутацию.
Пространственные S-коммутаторы (от слова space - пространство) создают в коммутационном поле электрический соединительный путь, который поддерживается в течение всего времени существования соединения. При этом обеспечивается физическое (а в электромеханических и квазиэлектронных АТС - просто металлическое) соединение входа коммутационного поля с его выходом.
Цифровая пространственная коммутация дает возможность соединять входы с выходами только в тех случаях, когда номер временного интервала, отведенного входу, совпадает с номером временного интервала, отведенного выходу. В связи с этим коммутационные поля, построенные только из пространственных коммутаторов, в цифровых АТС практически не применяются.
Временная коммутация
Временные Т-коммутаторы (от слова time - время) поддерживают виртуальное соединение, существующее только в течение определенных временных интервалов. Концептуально временная коммутация может рассматриваться как система памяти, которая назначает для разных временных интервалов разные ячейки памяти, в связи с чем такая система называется памятью межинтервального обмена (TSI). Концепция программного назначения временных интервалов разрешает использовать одни и те же пространственные точки коммутации в разные интервалы для разных соединений.
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 728; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!