АТС координатной системы и квазиэлектронные АТС
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ТЕЛЕФОННАЯ СВЯЗЬ
Принципы автоматической коммутации
Общие сведения о системах АТС
Под коммутацией понимается процесс образования электрических трактов для передачи сообщений между абонентскими пунктами. На сети связи коммутация осуществляется коммутационными станциями, в которые включаются абонентские устройства. Коммутация может осуществляться вручную или автоматически. Ручная коммутация сохранилась при организации междугородной связи и выполняется телефонистками ручных междугородных коммутаторов. Автоматическая коммутация преимущественно распространена на сетях связи. Можно выделить следующие способы коммутации — коммутацию каналов, пакетов, сообщений.
Телефонные сети позволили накопить опыт в области коммутации каналов, т.е. техники установления соединений для двусторонних обменов информацией в реальном времени. Телеграфные сети явились источником опыта в области коммутации сообщений, при которой связь осуществляется без установления соединений. В этом случае сообщения передаются по сети от одного узла к другому, записываются в каждом узле, после чего воспроизводятся для передачи к следующему узлу.
Когда средства связи начали переводить на цифровую технику, а отдельные службы (или услуги) связи интегрировать на основе цифровой техники в единой сети, не были забыты и получили дальнейшее развитие оба эти исторически сложившихся режима коммутации.
|
|
|
В настоящее время термин «коммутация сообщений» устарел, причем устарели только слова, но не сам процесс связи. Это легко понять, если представить себе случай передачи очень длинного сообщения. Такое сообщение не только задержит многие следующие за ним короткие сообщения, но и перегрузит накопитель, что может привести к потере части сообщения. Поэтому вполне естественно было перейти от передачи и коммутации сообщений к передаче и коммутации пакетов. В этом случае сообщение разбивается на отдельные блоки данных, которые называют пакетами, и каждый такой блок передается самостоятельно. В результате принятия этого технического решения короткие сообщения, которые укладываются в один пакет, получают преимущество, и доставляются быстрее. Свойства же коммутации сообщений целиком относятся и к коммутации пакетов как частному случаю коммутации сообщений.
Важно обратить внимание на то, что при пользовании словом «пакет» необходимо проявлять осмотрительность, так как это слово может употребляться как в широком, так и в узком смысле. В широком смысле слова пакетом часто называют любой блок данных, сформированный для передачи по цифровому каналу. Например, в литературе это слово иногда применяют даже к ячейкам технологии асинхронного режима переноса АТМ. В узком же смысле пакетом называется конкретный тип блока данных, а именно: блок данных сетевого уровня
|
|
|
многослойной архитектуры взаимодействия открытых систем. Такой пакет формируется добавлением к блоку данных транспортного уровня заголовка пакета. Затем к пакету добавляется заголовок кадра, и полученный после этого блок, называемый кадром, передается на уровне канала. Примером употребления слова пакет в таком узком смысле является стандарт Х.25. Если пакет длиной, например, 3840 разрядов, передается с помощью технологии АТМ, он должен быть разбит на 10 ячеек. Отсюда становится ясным, как можно запутать вопрос, применив слово «пакет» к ячейке АТМ (пришлось бы говорить, что пакет передается с помощью пакетов).
В настоящее время существуют две крупные взаимно обогащающие, но и остро конкурирующие между собой всемирные сети связи. Одна из них — коммутируемая интегральная сеть связи общего пользования, работающая по принципу коммутации каналов. Другая — сеть Интернет, работающая по принципу передачи и коммутации пакетов.
|
|
|
Вид коммутационной станции зависит от вида коммутируемых сообщений (речь, телеграммы, передача данных); применяемых в них коммутационных приборов; назначения сети связи (учрежденческая, городская, сельская, междугородная).
В зависимости от вида коммутируемых сообщений можно выделить: автоматические телефонные станции, автоматические телеграфные станции, центры коммутации пакетов (ЦКП) и интегральные станции. Последние позволяют коммутировать тракты, по которым передаются речевые и телеграфные сообщения, осуществляется передача данных.
Рассмотрим АТС. По видам коммутационных приборов можно выделить электромеханические, квазиэлектронные и электронные АТС.
Электромеханические АТС бывают декадно-шаговые, координатные и релейные.
Декадно-шаговые АТС (АТСДШ) строятся на основе щеточных искателей, в которых коммутационным элементом являются щетка и ламель контактного поля.
В координатных АТС (АТСК) используются специальные соединители, получившие название многократных координатных соединителей (МКС), в которых коммутационный элемент образуется подвижными контактными пружинами и неподвижными вертикальными шинами. Координатные АТС можно также строить на базе других соединителей.
|
|
|
В релейных АТС коммутация осуществляется с использованием отдельных электромагнитных реле. Вследствие больших размеров релейные АТС используют для малых групп абонентов (емкость 10...20 номеров). Доля таких станций на сети связи железных дорог очень мала.
В квазиэлектронных АТС (АТСКЭ) коммутация обеспечивается малогабаритными быстродействующими коммутационными приборами, с герметизированными контактами. К таким приборам относятся герконовые реле с электрическим или магнитным (феррид) удержанием контактов в замкнутом состоянии и с открытыми контактами, мини-МКС (miniswitch), реле ЕСК. В АТСКЭ применяются электронные управляющие устройства.
Во всех электромеханических и квазиэлектронных АТС используется пространственное деление каналов. В электронных АТС (АТСЭ) коммутационные приборы и управляющие устройства выполнены из электронных элементов. Эти АТС строят с пространственным и с временным разделением каналов. В аналоговых АТСЭ (с пространственным разделением каналов) коммутационными приборами являются аналоговые электронные контакты. АТСЭ с временным разделением каналов осуществляют коммутацию цифровых сигналов (сигналы импульсно-кодовой модуляции — ИКМ), вследствие чего получили название цифровые АТС (АТСЦ). Наибольшая часть электронных АТС — цифровые.
Независимо от вида в состав каждой АТС входит следующее оборудование: коммутационное поле, состоящее из коммутационных приборов и служащее для образования электрических трактов передачи сообщений; согласующие комплекты, обеспечивающие совместную работу АТС с различными периферийными устройствами сети (телефонные аппараты, приборы соседних АТС и другие); устройства приема и передачи на другие станции цифр номера; устройства управления работой станции; генераторное оборудование, вырабатывающее различные электрические сигналы, в частности, служащие для извещения абонентов об этапе установления соединения (сигнал ответа станции, «занято», посылка и контроль вызова); кросс (главный щит переключении), на котором осуществляются долговременные соединения между линейными (абонентские, соединительные линии) и станционными (входы и выходы станционных приборов) цепями; устройства электропитания станции.
АТС координатной системы и квазиэлектронные АТС
Автоматические телефонные станции (АТС) координатной системы по сравнению с декадно-шаговыми станциями обладают рядом преимуществ, среди которых — надежность работы, обеспечение многопроводной коммутации, невысокие капитальные затраты и эксплуатационные расходы. Координатные АТС характеризуются применением в качестве устройств коммутации многократных координатных соединителей
(МКС), блочным принципом построения, использованием звеньевых структур в ступенях искания, косвенным способом управления устройствами коммутации с применением регистров и маркеров.
Соединитель МКС является основным коммутационным прибором координатных АТС. В МКС используются контакты давления (обычно из серебра), обеспечивающие малое электрическое сопротивление. Конструктивно МКС представляет собой комплекс искателей с общим приводом. Привод состоит из выбирающих и удерживающих планок, которые перемещаются под действием электромагнитов. В результате перемещения планок совершаются соединения входов и выходов искателей.
АТС при установлении соединений между абонентами выполняет две основные задачи: отыскание требуемой линии и образование разговорного тракта. В АТС координатной системы эти функции выполняют разные устройства. Образование разговорного тракта обеспечивают МКС, а функция отыскания линии реализуется посредством общих управляющих устройств — маркеров. Такой способ установления соединения называется обходным.
Для уменьшения времени занятия маркеров и приборов разговорного тракта в координатных АТС применяется косвенное (регистровое) управление. Регистры принимают знаки номера от абонентов, а затем передают их последовательно быстродействующим кодом в маркеры. Для построения маркеров и регистров используют электромагнитные реле и электронные элементы (транзисторы и диоды).
Коммутационные устройства координатных АТС обычно имеют двухзвенное или многозвенное построение и образуют ступени искания или одну общую для всей станции коммутационную систему.
Аппаратура АТС выполняется в виде блоков, содержащих коммутационные и управляющие приборы соответствующих ступеней искания. Управляющие приборы могут быть индивидуальными для каждого блока, общими для нескольких или всех блоков данной ступени искания или общими для всей АТС.
Существует несколько типов АТС координатной системы отечественного и импортного производства. Эти станции отличаются между собой по конструкции и коммутационным параметрам МКС, построению схемы станции, емкости и принципам группообразования блоков ступеней искания, степени централизации управления коммутационными приборами.
Из отечественных АТС координатной системы распространены станции АТСК 100/2000, разработанные для учрежденческих и сельских сетей, и АТСК-У, применяемые на крупных городских телефонных сетях. Эти станции нашли применение на телефонной сети железнодорожного транспорта. АТС типа КРЖ производства Болгарии также получили на железнодорожном транспорте широкое распространение.
Квазиэлектронные (почти электронные) АТС характеризуются следующими основными признаками: коммутационное поле построено на малогабаритных быстродействующих коммутационных приборах; управляющие устройства выполнены на электронных элементах. Наиболее часто коммутационными приборами являются герконовые реле. Управляющие устройства УУ строятся с замонтированной или записанной программой работы коммутационной станции. УУ с замонтированной программой имеют жесткие (неизменяемые) связи между отдельными функциональными узлами, что не позволяет изменять программу работы станции (управляющие устройства выполнены по тем же принципам, что и маркеры координатных АТС, но на базе электронных элементов). В основе УУ с записанной программой используются электронные управляющие машины (ЭУМ), которые можно строить на базе микропроцессоров. В ЭУМ программа работы станции хранится в з а - поминающем устройстве (ЗУ). Для изменения или дополнения программы работы станции достаточно записать новую информацию в ЗУ.
Наибольшее распространение на железнодорожном транспорте получила АТСКЭ «Квант», имеющая УУ с записанной программой. К АТСКЭ с замонтированной программой относится станция малой емкости типа П-437 (до 100 номеров).
В АТСКЭ «Квант» в качестве коммутационных приборов применяют матричные соединители на ферридах (МСФ), а система управления основана на применении специализированных ЭУМ.
АТСКЭ «Квант» предназначены для применения на ведомственных и на сельских сетях связи в качестве оконечной (ОС), узловой (УС), центральной (ЦС) станций и узла автоматической коммутации (УАК). Оконечные станции выполняют внутренние соединения между абонентами данной станции и внешние исходящие и входящие соединения. Узловые и центральные станции, кроме соединений, устанавливаемых ОС, осуществляют транзитные соединения между соединительными линиями внешней связи. Различие в УС и ЦС состоит в том, что на сети связи в УС включаются только ОС, а в ЦС — оконечные и узловые станции.
Узлы автоматической коммутации осуществляют только транзитные соединения между соединительными линиями внешней связи. На оконечных станциях соединения двухпроводные, а на УС, ЦС и УАК — двух- или четырехпроводные (двухпроводные при оконечных или транзитных соединениях на местной сети, четырехпроводные — при транзитных соединениях на междугородной сети). Абонентская емкость ОС, УС и ЦС изменяется в пределах от 256 до 2048 номеров с шагом наращивания в 256 номеров. Максимальное число входящих и исходящих СЛ на ОС может достигать 256, а на УС или ЦС — 384. Емкость УАК, оцениваемая количеством входящих (числитель) и исходящих (знаменатель) СЛ, имеет следующие значения: 64/64, 128/128 и 256/256. На ОС, УС, ЦС или УАК можно организовать до 32 направлений внешней связи, причем все СЛ станции могут быть распределены по направлениям внешней связи в любом сочетании.
Цифровые АТС
На цифровой АТС (АТСЦ) в коммутационном поле осуществляются соединения между временными каналами цифровых СЛ, включенных в станцию.
Станция АТСЦ (рис. 18.2) включает в себя: цифровое коммутационное поле (КПЦ), цифровой концентратор (Кц), аналого-цифровые преобразователи АЦП, абонентские комплекты АК, комплекты 
соединительных линий КСЛ, мультиплексор MX, сигнальные устройства СУ, генератор тональных сигналов ГТС, линейное оборудование ЛО цифровых СЛ, управляющие устройства УУ и внешние устройства УВ. В КПЦ включаются цифровые 32-канальные СЛ. Внутри КПЦ осуществляются межканальные соединения в соответствии с требованиями абонентов на установление соединений. В АК включаются аналоговые абонентские линии. Посредством АЦП речевые и другие аналоговые сигналы преобразуются в сигналы ИКМ и наоборот. При передаче речи от каждого АЦП к Кц передается цифровой поток 1 со скоростью 64 кбит/с, который в Кц объединяется с такими же потоками от других АЦП. В результате на выходе Кц образуется цифровой поток 2 со скоростью 2048 кбит/с, содержащий 32 временных канальных интервала, из которых 30 используются для передачи речи, один для передачи управляющих сигналов и данных сканирования АК, и еще один — для синхронизации ЦСЛ. При приеме речи в Кц от КПЦ принимается аналогичный поток со скоростью 2048 кбит/с, который в Кц разделяется между АЦП. От Кц к каждому АЦП передается цифровой поток со скоростью 64 кбит/с, несущий речевую информацию. Кроме объединения (мультиплексирования) и разделения (демультиплексирования) цифровых потоков, в Кц концентрируется телефонная нагрузка (в один Кц включается больше 30 абонентских линий). Для объединения и разделения цифровых потоков со скоростью 64 кбит/с используется мультиплексор MX.
Генератор тональных сигналов передает через коммутационное поле в АЛ, аналоговые СЛ, каналы ЦСЛ известительные сигналы станции (готовность приема номера), контроля посылки вызова, занято и др. Линейное оборудование осуществляет преобразование линейных первичных цифровых потоков во внутристанционные потоки, коммутируемые в КПЦ, и наоборот.
УУ обеспечивают установление соединений, автоматизацию технического обслуживания и администрирование станции.
На сетях связи железных дорог должны найти широкое применение цифровые АТС, что объясняется, во-первых, универсальностью их использования на сетях связи, во-вторых, тенденцией создания полностью цифровых сетей связи. Кроме того, на базе цифровых коммутационных станций создаются цифровые сети с интеграцией обслуживания. Интегральная сеть получила в зарубежной литературе обозначение ISDN (Integrated Services Digital Network).
Рассмотрим виды интеграции и доступов на сети. Цифровые коммутационные станции (КСЦ) позволяют объединить сети телефонной, телеграфной связи и передачи данных. На такой сети может быть организована видеотелефонная связь. На интегральной сети разные виды сообщений передаются с использованием общих коммутационных станций и линий передачи.
На сети с функциями ISDN сообщение любого вида передается от одного абонентского пункта к другому в цифровом виде.
Абонентам интегральной сети предоставляется широкий набор дополнительных услуг, которые действуют по всей сети (например, можно организовать конференцсвязь для абонентов, аппараты которых включены в разные коммутационные станции сети). На интегральной сети технический персонал имеет возможность контролировать состояние коммутационных станций и систем передачи всей сети, а также управлять сетью из одного ее пункта.
Действие дополнительных услуг по всей сети, централизация технического обслуживания и управление сетью возможны при организации на интегральной сети общих каналов сигнализации. По общим каналам сигнализации, кроме сигналов, требуемых для установления соединений, передаются данные по предоставлению дополнительных услуг по контролю и управлению техническими средствами сети.
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 396; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!