Strukturnaya_skhema_EATSTs

1. Структурная схема ЭАТСЦ, состав ее оборудования и его назначение.

Обобщенная структурная схема цифровой системы коммутации

Рисунок 1.1 – Обобщенная структурная схема ЦСК К - концентратор

ОП АЛ - оборудование подключения абонентских линий ОП СЛ - оборудование подключения соединительных линий ААЛ - аналоговая абонентская линия ЦАЛ - цифровая абонентская линия АСЛ - аналоговая соединительная линия ЦСЛ - цифровая соединительная линия ЦКП - цифровое коммутационное поле ОТС - оборудование тональных сигналов ОСИ - оборудование сигнализации УС - управляющая система УВВ - устройства ввода-вывода

Назначение:

ОП АЛ - служит для согласования ААЛ и ЦАЛ с цифровым коммутационным полем. Включает в себя абонентские интерфейсы и устройства преобразования аналоговых сигналов в ИКМ-сигналы. Число ОП АЛ зависит от емкости АТС. Минимальное число абонентских линий в ОП АЛ равно 64.

ОП СЛ служит для согласования АСЛ и ЦСЛ с цифровым коммутационным полем. Нужно иметь в виду, что ЦСЛ и ИКМ-тракт - это одно и то же. ОП СЛ включает в себя интерфейсы соединительных линий и устройства преобразования аналоговых сигналов в ИКМ-сигналы. Минимальное число АСЛ в ОП СЛ равно 32 (т.е. 1 ИКМ-тракт). Не все ЦАТС имеют устройства для подключения АСЛ. За рубежом таких линий нет, т.к. очень сложно согласовать ОП АСЛ с оборудованием ЦАТС.

ОСИ - используется для организации сигнализации в пределах АТС и межстанционной связи. ОСИ обеспечивает прием и передачу всех линейных сигналов, сигналов управления и сигналов межпроцессорного обмена.

ИТС - формируют и выдают в сторону абонента информационные сигналы - Ответ станции, Занято, контроль посылки вызова.

УС - осуществляет все процессы обслуживания вызовов и технической эксплуатации АТС. Обеспечивает контроль работоспособности АТС и все режимы технической эксплуатации.

УВВ - это видеотерминалы и принтеры, предназначенные для выполнения всех процессов по технической эксплуатации.

ЦКП (ОК) - используется для коммутации всех временных каналов, включаемых в ЦКП. Все устройства АТС включаются в ЦКП через ИКМ-тракты (ИКМ-линии). Первичная группа ИКМ-тракта составляет 30/32 временных канала независимо от системы передачи. 0-Й канал используется для передачи синхросигналов, 16-й канал используется для передачи сигнальной информации, каналы 1-15, 17-31 - разговорные.

К - используются для подключения удаленных абонентов в ЦСК. Это часть оборудования ЦСК, вынесенная в место концентрации абонентов.

Квазиэлектронные АТС (АТСКЭ) предназначены для установления соединений между абонентами внутри станции, с абонентами других АТС, а также с абонентами иногородних АТС через любые АМТС с использованием аппаратуры автоматического определения номера.

Наряду с обычными видами связи АТСКЭ позволяют организовать большое количество дополнительных видов обслуживания, чем качественно отличаются от всех предыдущих систем АТС.

АТСКЭ состоит из:

центрального управляющего устройства (ЦУУ);

каналов ввода — вывода (КВВ);

периферийного управляющего устройства (ПУУ);

оборудования телефонной периферии (ТП).

Всостав ЦУУ входят две электронные управляющие машины (ЭУМ), одна из которых участвует в установлении станционных соединений, другая — находится в резерве. Каждая ЭУМ контролирует работу другой машины и автоматически заменяет ее в случае неисправности.

С помощью каналов ввода — вывода (через систему его периферийных шин) ЭУМ управляет работой ПУУ, устанавливая с их помощью соединения между абонентами. Кроме того, ЭУМ контролирует исправность оборудования станции. Состояние абонентских и соединительных линий, а одновременно и исправность оборудования контролируют на АТС методом сканирования.

Сканирующие устройства (сканеры) контролируют линии и оборудование, посылая импульсы тока в определенной последовательности. К каждой линии подключен чувствительный элемент (вентиль), который в зависимости от состояния линии открыт или заперт и, следовательно, пропускает или не пропускает импульсы тока. Аналогично контролируется исправность элементов цепей, залипание контактов реле и т.п.

Всостав оборудования телефонной периферии входят абонентские комплекты (АК), коммутационное поле (КП), шнуровые исходящие и входящие комплекты (ИШК и ВШК), приемники импульсов набора номера (батарейные и многочастотные), а также комплекты соединительных линий (КСЛ) для связи с другими типами АТС по физическим

ивысокочастотным исходящим (исходящий комплект ИК) и входящим (входящий комплект ВК) соединительным линиям.

ВАТСКЭ все функции управления и контроля осуществляет ЭУМ, комплекты ТП максимально упрощены и выполняют в основном коммутационные функции под действием управляющих сигналов ЭУМ, а также посылают вызов и подают сигналы: "Ответ станции", "Занято" и "Контроль посылки вызова". В качестве коммутационного поля применяют матричные ферридные соединители (СФ), основным коммутационным элементом которых являются герметизированные контакты — герконы, замыкаемые и размыкаемые с помощью ферридных сердечников и намотанных на них обмоток. При подаче одновременно токовых импульсов в обе обмотки феррида он перемагничивается и вызывает замыкание (размыкание) герконов, количество которых в одной точке коммутации of двух до четырех в зависимости от числа коммутируемых разговорных проводов. Основными реле комплектов ТП также являются герконы.

Каналы ввода — вывода предназначены для управления телефонной периферией, а также приема сканерных токовых импульсов, поступающих из устройств ТП и сигнализирующих о состоянии абонентских и соединительных линий и исправности элементов схем ТП.

Контролируют состояние и исправность КВВ и блоков ПУУ также путем сканирования.

Функциональная схема АТСКЭ приведена на рис. 1. При снятии абонентом АТСКЭ микротелефонной трубки его АК через КП подключается к приемнику импульсов набора номера, который подает абоненту сигнал "Ответ станции". В зависимости от принятой системы нумерации устанавливается внутреннее или исходящее к другой АТС соединение.

При внутренней связи посылку вызывного тока в аппарат вызываемого абонента и сигнал контроля посылки вызова (КПВ) вызывающему абоненту осуществляет ВШК.

При исходящей связи через ИК в линию выдается необходимое количество цифр номера. При входящей связи цифры номера от другой АТС через ВК поступают в приемники импульсов набора номера.

В случае занятости комплектов или соединительных путей сигнал "Занято" абоненту подается из его АК.

Рис. 1	Рис. 2
Функциональная схема	Функциональная схема электронной
квазиэлектронной АТС	(цифровой) АТС

Электронные АТС (АТСЭ) по принципу построения коммутационной системы подразделяются на две группы:

с пространственным;

с временным разделением каналов.

Структурные схемы АТСЭ с пространственным разделением каналов практически не отличаются от структурных схем, АТСКЭ малой емкости. Внутрйстанционный тракт передачи АТСЭ с пространственным разделением каналов строится с помощью разделительных трансформаторов, и так как электронные приборы тракта имеют, как правило, большое затухание, то в КСЛ вводят усилители. Обычно тракт несимметричен по отношению к «земле», т.е. коммутируется только один провод.

Функциональная схема цифровой АТСЭ с временным разделением каналов приведена на рис. 119.

В этом типе АТСЭ применяют различные виды модуляции, но во всех случаях требуется преобразованиетональных сигналов в импульсные на одной стороне тракта и обратное преобразование импульсных сигналов в тональные на другой его стороне.

Группа абонентских линий через аналоговое коммутационное поле подключается к цифровым преобразователям. Наибольшее распространение в АТСЭ получило цифровое преобразование на основе ИКМ (импульсно-кодовой модуляции).

В группе может быть от 100 до 2000 абонентских линий. Эти АЛ включают в подстанцию ПС. Каждая подстанция имеет аналоговое А или цифровое Ц коммутационное поле и периферийные управляющие устройства ПУУ, которые по специально организованному общему каналу связи ОКС соединяются с ЦУУ. По ОКС в двоичном коде передаются все сигналы, необходимые для установления соединений по одной или нескольким группам каналов.

Функции ЦУУ АТСЭ аналогичны рассмотренным функциям ЦУУ АТСКЭ. Групповые тракты включают в КП через согласующие комплекты К, которые преобразуют код и выделяют каналы из общего тракта.

При снятии абонентом микротелефонной трубки сигнал о вызове поступает в ЦУУ, которое определяет наличие свободных путей и подключает приемник цифр номера (Пр), подающий абоненту сигнал "Ответ станции". Принятые цифры анализируются в ЦУУ, и в соответствии с ними устанавливается внутреннее или внешнее соединение. В случае занятости комплектов или путей абоненту посылается сигнал "Занято".

Поскольку АТСЭ управляется с помощью ЭУМ, эти АТС так же, как и АТСКЭ, позволяют наряду с обычными видами соединений организовывать различные дополнительные виды обслуживания.

2.Построение абонентского блока, объединяющего функции ИВ и ЛИ.

Функциями АК являются (в скобках указаны аналогичное обозначение функций, принятых в англоязычной литературе):

подача питания в ТА абонента (Battery);

защита обслуживающего персонала и оборудования АТС от посторонних напряжений, поступающих по АЛ (Overload);

подача вызывного сигнала (Ringing);

обработка линейной сигнализации (supervision);

переход от двухпроводной АЛ к четырехпроводному коммутационному тракту (Hybrid);

контроль целостности АЛ (Testing);

преобразование речевого сигнала в цифровую форму (Cording). В совокупности эти функции получили название ВОRSHNС.

Схема АК приведена на рис.62.

Подача питания в ТА (функция В) может осуществляться по трансформаторной или по конденсаторной схеме. В первом случае используются источники напряжения, во втором — источники тока. Источники напряжения включаются последовательно с разговорным трактом, источники тока — параллельно. На рис.62 приведена конденсаторная схема, в которой использованы источники тока, имеющие бесконечно большое внутреннее сопротивление; конденсаторы Cl и С2 разделяют цепи постоянного и переменного (разговорного) тока.

Защита от перенапряжений (функция О) осуществляется в двух местах: в кроссе — от высоких напряжений свыше 200 В и в АК — от пониженных напряжений до 200 В с помощью встречено включенных диодов, ограничивающих дальнейшее прохождение напряжения в схему АК.

Наиболее распространенный способ подачи вызывного напряжения в телефонный аппарат абонента (функция R) — через контакты реле, управляемое по шине данных и управления (ШДУ). Для предохранения контактов реле от обгорания сигнал ПВ синхронизируется с моментами включения и отключения реле.

Прием линейных и управляющих сигналов по постоянному току (функция S) осуществляется через гальванически развязанные схемы, среди которых наиболее распространены оптронные развязки.

Дифференциальная система (функция Н) реализуется на основе трансформаторных схем или операционных усилителей. Балансный контур, состоящий из резистора Rl и конденсатора С3, настраивается на среднестатистическую длину абонентской линии.

Контроль целостности абонентской линии (функция Т) реализуется с помощью двух реле, первое из которых подключает тестовое оборудование для контроля трех параметров АЛ: сопротивления каждого провода относительно земли, сопротивления шлейфа и емкости между проводами. Второе реле предназначено для обеспечения контроля параметров станционного окончания АК: напряжения питания, асимметрии, напряжения вызывного сигнала.

Преобразование аналогового сигнала в цифровой и обратно (функция С) производится кодером и декодером, соответственно, которые конструктивно

исполнены в виде единого устройства — кодека. Преобразование производится согласно Рекомендации МККТТ G.711.

АК является наиболее тиражным оборудованием АТСЭ (свыше 70% общего оборудования), поэтому отработка схемотехнических решений проводится наиболее тщательно. Кардинально проблема решается применением схем высокой интеграции—

Subscriber Line Interface Circuit — SLIC.

Функциями ЛК (LU — line unit) являются:

восстановления биполярного сигнала из квазитроичного кода на приеме; выделение тактовой частоты из группового тракта для устранения

"проскальзываний" информации (обеспечение синхронности); синхронизация тракта для определения порядка следования каналов

(обеспечение синфазности); выравнивания фаз различных трактов на входе коммутационного поля;

преобразование биполярного сигнала, приходящего из коммутационного поля, в квазитроичный на передаче.

Функциональная схема ЛК приведена на рис.63.

Первую, вторую и последнюю функции выполняют ПЛС и ВТЧ. Синхронизация тракта производится следующим образом.

Тактовые импульсы с выхода ВТЧ поступают на сдвиговый регистр РгС, который с помощью выделителя синхрометки ВСМ из приходящего линейного сигнала

определяет положение линейной синхрометки SML. Это временное положение

сравнивается схемой совпадения &1 с положением станционной синхрометки SMS, поступающей из ФИП. При совпадении их временных положений на выходе схемы & l вырабатывается сигнал, устанавливающий накопитель ошибок НО в "0". При несовпадении временных положений синхрометок установки не происходит и накопитель ошибок постепенно увеличивает свое состояние под воздействием постоянно поступающих SMS. По достижении определенного порога (обычно 3-4-х несовпадений подряд) на выходе НО вырабатывается сигнал, разрешающий схеме &2 подстройку фазы ФИП по первому же приходящему положению SML. Процесс постройки фазы для 3-х несовпадений подряд иллюстрируется диаграммой на рис.64.

3.Построение АТС большой емкости с использованием блоков ГИ. Построение блоков ГИ.

Для получения АТС большей емкости можно идти по пути увеличения емкости контактного поля ЛИ, однако, это вызывает усложнение его конструкции и увеличение

стоимости настолько, что это становится невозможным для емкостей АТС свыше 1000 номеров. На АТС, емкость которой превышает емкость контактного поля, все АЛ разбиваются на группы. Для выбора группы, в которой находится нужная линия, устанавливаются групповые искатели.

На рис.20 приведена схема АТС емкостью 1000 номеров. В такой АТС 100 АЛ разбиваются на 10 групп. На каждую группу из 100 АЛ устанавливают требуемое количество ЛИ, зависящее от нагрузки, потерь и доступности. Пусть расчетным путем получено число ЛИ равное 10. Нумерация линий на такой АТС 3-значная. Первая цифра требуется для выбора группы (в данном случае сотенной), в которой находится требуемая АЛ, вторая и третья — для выбора требуемой АЛ в сотенной группе. Соединение устанавливается следующим образом. При поступлении вызова ПИ отыскивает свободный ГИ, откуда абоненту поступает зуммерный сигнал "ОС". Абонент набирает цифру сотен, при этом ГИ совершает вынужденное движение, поднимая щетки на соответствующую набираемой цифре декаду. В межсерийное время (промежутке между окончанием первой серии импульсов и поступлении второй) щетки ГИ совершают вращательное движение в пределах выбранной декады, отыскивая свободный ЛИ. Одноименные контакты одноименных декад всех ГИ соединены многократно. Таким образом, от каждой декады ГИ образуется 10 выходов к ЛИ, обслуживающих 100 АЛ. Далее абонент набирает цифры десятков и единиц посылкой двух серий импульсов. Щетки ЛИ устанавливаются на ламели вызываемого абонента. После проверки линии на занятость осуществляется посылка вызова, а после ответа — устанавливается разговорный тракт.

Для дальнейшего увеличения емкости АТС следует ввести вторую ступень группового искания. Предельная емкость АТС при этом возрастает до 10 000 номеров, нумерация абонентских линий — 4-значная (0000-9999). Ступень 1ГИ предназначена для выбора определенной тысячной группы, 11ГИ — для выбора сотенной группы, ступень ЛИ отыскивает в своем контактном поле требуемую АЛ. Из-за невозможности использования в качестве первой цифры 0 (индекс выхода на спецслужбы) и 8 (индекс выхода на междугородную связь) АТС с двумя ступенями ГИ не может иметь более 8 000 номеров.

Введение еще одной ступени ГИ позволяет увеличить емкость до 80 000 номеров. Здесь речь идет не о емкости одной АТС, а о емкости сети, имея в виду, что связь в городе при такой емкости обслуживается несколькими РАТС (8 РАТС по 10000 номеров), расположенными в разных районах города. Типовое значение емкости одной АТС — 10 000 номеров.

Сеть, содержащая АТС с тремя ступенями ГИ, должна иметь 5-значную нумерацию. Первая цифра 5-значного номера определяет номер (код) АТС, последующие

— номер АЛ внутри выбранной АТС.

На рис.21 показаны функциональные связи между АТС2 и другими АТС.

Если на сети потребуется иметь более 8 АТС, то необходимо перейти на схему с четырьмя ступенями ГИ (рис.22). Абоненты такой сети имеют 6-значную нумерацию, коды АТС (code point) — двузначные, причем первая цифра кода определяет узловой район (номер УВС), а вторая — номер АТС, подключенной к УВС. Предельная емкость телефонной сети с 6-значной нумерацией — 800 000 абонентов.

Предельная емкость телефонной сети с пятью ступенями ГИ и 7-значной нумерацией— 8 млн. номеров. Ступень искания, следующая за II И называется ДГИ. На рис.23 приведена упрощенная функциональная схема АТС с 7-значной нумерацией.

Узел исходящего сообщения (УИС) со ступенью ДГИ объединяет исходящие нагрузки одного УР. На узле входящего сообщения (УВС) объединяются входящие нагрузки от других УР.

Разность фаз на входе ЛК обусловливается различными расстояниями между удаленными и собственной АТС, что делает невозможной коммутацию цифровых каналов. Выравнивание фаз различных трактов на входе коммутационного производится эластичной памятью (ЭП), в которую запись производится под воздействием ФИП, а чтение — от станционного генератора ОИГ. Процесс выравнивания фаз для двух трактов изображен на рис.66.

4. Построение временной коммутационной системы и временная диаграмма ее работы.

Блок временной или асинхронной коммутации может быть реализован на оперативных информационных запоминающих устройствах (ИЗУ). ИЗУ, на основе которых строятся БВК, предназначены для хранения и считывания информации, поступающей по коммутируемым каналом. Общее число ИЗУ равно числу коммутируемых трактов, а число ячеек в каждом ИЗУ – числу каналов в каждом тракте. На рис. 21 показано условное обозначение БВК и его пространственный эквивалент.

Информации в ячейках ИЗУ хранится в течение времени, не превосходящего одного цикла. В интервале одной временной позиции необходимо произвести одну запись и одно считывание. Соединение между i – м входящим каналом и j – м исходящим каналом произойдет, если кодовая группа входящего i – го канала задержится в ИЗУ БВК до поступления j – го временного интервала. Для обеспечения полнодоступности БВК информация, хранящаяся в любой ячейке ИЗУ, должна считываться в любом из n временных интервалов.

Для коммутации i –го канала на входе с j – м каналом на выходе требуется четырех проводная линия (по два провода в каждом направлении передачи). Прямое

направление i	j, обратное направление j i.
Для увеличения числа коммутируемых каналов в БВК при неизменном числе
трактов можно:	увеличить скорость передачи каждого канала за счет уменьшения

длительности канального интервала или осуществлять переход с последовательной передачи символов на параллельную.

5.Управление работой АТС. Управляющие и известительные сигналы. Приборы для передачи сигналов управления от абонента на АТС.

Управляющее устройство (УУ) АТСЦ представляет собой ряд подсистем, за которыми закреплены определенные функции. Эти подсистемы физически реализуются в виде микропроцессорного комплекса, либо в виде одной ЭВМ, в которой роль подсистем выполняют отдельные программы. В общем виде УУ изображено на рис.73 и содержит следующие подсистемы:

управляющее устройство абонентских комплектов (УУ АК); управляющее устройство коммутационного поля (УУ КП); управляющее устройство частотных приемопередатчиков (УУ ПП); управляющее устройство общего канала сигнализации (УУ ОКС); управляющее устройство исходящих линейных комплектов (УУ ЛКи); управляющее устройство входящих линейных комплектов (УУ ЛКв);