Рис. 8.16. Функциональная схема АТС с электронным управляющим устройством
Применение электронных УУ и ЭУМ не только многократно ускоряет процесс коммутации, но и значительно расширяет возможности станции, повышает эффективность использования станционных и линейных сооружений, делает сеть более гибкой и обеспечивает предоставление абонентам новых высококачественных услуг. Кроме того, ЭУМ позволяют автоматизировать учет переговоров, контроль за состоянием элементов станции, выявление неисправностей, сбор и обработку различных статистических данных и др. Электронные УУ используются в квазиэлектронных и электронных АТС.
8.1.8. Телефонная сигнализация
Совокупность электрических сигналов, используемых на сети для управления установлением соединения, называется системой телефонной сигнализации. Телефонной сигнализации посвящены Рекомендации МСЭ-Т серии Q.
В систему телефонной сигнализации обычно входят следующие виды сигналов.
Линейные сигналы отмечают основные этапы установления соединения (занятие, отбой, разъединение и др.).
Сигналы управления передаются между УУ коммутационных узлов и станций и между УУ и ТА абонента. Основные сигналы управления - сигналы наборы номера, так называемая адресная информация. В ряде систем также передаются сигналы о категории вызова, запроса аппаратуры автоматического определения номера (АОН) вызывающего абонента при междугородной связи, виде устанавливаемых соединений, способе передачи управляющей информации и т.д.
Информационные акустические сигналы передаются от АТС к ТА и служат для информирования абонента о состоянии устанавливаемого соединения. К ним относятся:
•Ответ станции;
•Занято;
•Посылка вызова;
•Контроль посылки вызова.
ВАТС с электронными УУ может передаваться сигнал предупреждения о междугородном вызове.
137
Состав сигналов системы сигнализации зависит от типа используемого коммутационного оборудования, типа используемых систем передачи, структуры сети и т.п.
Различают следующие основные типы систем сигнализации:
•системы абонентской сигнализации, которые определяют порядок обмена сигналами между абонентской установкой (телефонным аппаратом, факсом и т.п.) и АТС;
•системы межстанционной сигнализации, которые определяют порядок обмена сигналами между станциями. Для местных, внутризоновых, междугородных и международных сетей используются различные системы межстанционной сигнализации.
8.1.8.1. Системы абонентской сигнализации
Как известно, оконечные абонентские установки телефонии (телефонные аппараты - ТА) подключаются к АТС с помощью двухпроводной абонентской линии. Отдельных проводов для целей сигнализации не предусматривается по экономическим соображениям. АЛ используется для передачи и речевых сигналов и сигнализации.
В настоящее время широко применяется передача линейных сигналов от абонента шлейфным методом (loop-start). Основные сигналы (занятие, ответ, отбой) формируются путем изменения сопротивления АЛ постоянному току.
Передача адресной информации (номера вызываемого абонента) может осуществляться двумя способами:
1. С помощью дискового номеронабирателя путем замыкания и размыкания шлейфа на короткое время (так называемый шлейфовый или импульсный способ набора - "pulse"). Количество циклов замыканий и размыканий соответствует передаваемой цифре плюс один стартовый цикл. Длительность одного цикла составляет 100 мс: 60 мс АЛ находится в замкнутом состоянии и 40 мс в разомкнутом.
Данный способ прост в технической реализации и широко распространен. Однако он является медленным и неудобным при необходимости набора номера значительной длительности (например, междугородного или международного).
2. Второй способ получил название многочастотного или тонального набора ("tone") и применяется в ТА с тастатурными номеронабирателями. Передача каждой цифры осуществляется за 40 мс с помощью многочастотного кода "2 из 7", т.е. передаче одной цифры соответствует одновременная передача двух гармонических сигналов определенных частот (Табл. 8.1). Этот код обеспечивает 16 комбинаций сигнальных частот, 10 из которых используются для набора номера. Межсерийная пауза составляет также 40 мс. В зарубежных источниках данный код обозначается как DTMF - Dual Tone Multi Frequency.
Табл. 8.1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частоты второй группы, Гц |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1209 |
|
1336 |
|
1477 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Частоты |
|
697 |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
первой |
|
770 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
группы, Гц |
|
852 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
138
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
941 |
|
* |
|
0 |
|
# |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Клавиши * и # используются для дополнительных услуг. Возможность посылки тональных сигналов абонентом используется для построения систем с удаленным управлением и речевым ответом типа речевой почты и т.п.
Типичный порядок обмена сигналами системы абонентской сигнализации показан на Рис. 8.17, а.
Рис. 8.17. Типичный порядок обмена сигналами систем абонентской (а) и межстанционной (б) сигнализации
8.1.8.2. Системы межстанционной сигнализации
В системах межстанционной телефонной сигнализации применяются следующие основные способы передачи линейных сигналов:
•по физическим двухпроводным цепям (в том числе АЛ) шлейфным методом (loop-start). Для взаимодействия АТС и учрежденческих АТС (УАТС) также применяются методы с заземлением (ground-start) и E&M (от англ. ear и mouth). Метод E&M использует отдельную пару проводов для передачи линейных сигналов;
•частотный метод по выделенному сигнальному каналу вне полосы частот канала ТЧ на частоте 3825 Гц при использовании аналоговых систем передачи с частотным разделением каналов;
•способом наложения по выделенному сигнальному каналу при использовании ЦСП.
Допускается применение батарейного способа по двух- и трехпроводным физическим цепям. На сельских телефонных сетях допускается индуктивный способ.
139
Для передачи сигналов управления применяются разные реализации многочастотного способа (Multi Frequency - MF). В основном используется код "2 из 7". В современных системах используются различные, но достаточно близкие номиналы частот в полосе канала ТЧ. Международные системы сигнализации R1 и R2 используют частоты с интервалом 120 Гц в диапазоне 1380..1980 Гц в прямом и 540..1140 Гц в обратном направлении (MF-R1 и MF-R2). Широко применяемая на ОАКТС система сигнализации использует частоты в диапазоне от 700 до 1700 Гц с шагом 200 Гц. При работе с АТСДШ используется шлейфный способ передачи по двухпроводным АЛ и СЛ и батарейный по СЛ.
Типичный порядок обмена сигналами систем межстанционной сигнализации при установлении телефонного соединения показан на Рис. 8.17, б.
Все рассмотренные выше системы сигнализации исторически возникли первыми и относятся к классу так называемых внутриканальных (in-band), поскольку вся сигнализация осуществляется по тому же каналу, по которому ведется передача информации пользователя.
В результате развития систем коммутации появился класс систем сигнализации по общему каналу сигнализации (ОКС), непосредственно связывающему управляющие устройства АТС. Первая система подобного класса - система сигнализации № 6 МСЭ-Т предназначалась для передачи всех видов управляющей информации по каналам ТЧ аналоговых систем передачи на скоростях 2,4..4,8 кбит/с. Система обладала хорошими эксплуатационными параметрами и получила широкое распространение в Европе, Японии и особенно в США, где она эксплуатируется до сих пор.
Появление и быстрое внедрение ЦСП предопределило появление системы сигнализации № 7 МСЭ-Т (SS7), ориентированной на применение в цифровых сетях. Один канал SS7 cо скоростью 64 кбит/с позволяет передавать сигнальную информацию для пучка из одной-двух тысяч (!) каналов ТЧ.
Обладая огромным потенциалом, SS7 не только обеспечила потребности передачи сигнальной информации для существовавшего в момент ее появления уровня развития связи, но и способствовала созданию новых услуг связи.
По существу SS7 образует сеть передачи данных - сеть сигнализации, при этом все сигналы собираются в пакеты и снабжаются заголовком, устанавливающим принадлежность каждого из сигналов определенному каналу ТЧ.
8.1.8.3. Принцип работы телефонных аппаратов с автоматическим определением номера вызывающего абонента
Появившиеся в конце 80-ых годов телефонные аппараты, выполненные на основе недорогих микропроцессорных комплектов (Intel 8080, 8085, Z80 и т.п.), быстро завоевали популярность у абонентов благодаря предоставлению услуги автоматического определения номера вызывающего абонента.
Для уяснения принципа действия таких аппаратов рассмотрим подробнее процесс обмена сигналами при установлении междугородного (международного) соединения на ОАКТС.
Как известно, оплата междугородного (международного) переговора ведется по принципу учета продолжительности переговора, и оплату переговора осуществляет вызывающий абонент. Для определения номера вызывающего абонента (с целью последующего учета длительности переговора и начисления стоимости переговора) городские АТС и автоматические междугородные телефонные станции АМТС оборудуются соответствующей аппаратурой. Собственно аппаратура автоматического определения номера (АОН) устанавливается на городских АТС.
140
При установлении междугородного (международного) соединения (Рис. 8.18) вызывающий абонент городской АТС набирает код выхода на междугородную сеть "8", в результате чего устанавливается соединение между АТС и АМТС по соединительной линии СЛ. АМТС посылает АТС сигнал запроса номера вызывающего абонента. АТС с помощью аппаратуры АОН определяет номер абонентской линии, требующей установления междугородного соединения, и многочастотным кодом "2 из 6" передает АМТС ее номер. АМТС оборудована приемниками данного кода и фиксирует его. При необходимости (в случае обнаружения ошибок) АМТС может повторить запрос (до трех раз). В случае успешной фиксации номера вызывающего абонента, ему передается сигнал готовности АМТС ("длинный гудок") и абонент набирает необходимый код страны, города и номер вызываемого абонента. После установления соединения (ответа вызываемого абонента) включается счетчик продолжительности переговора.
Рис. 8.18. Обмен сигналами между АТС и АМТС при установлении междугородного соединения
Рассмотрим процесс обмена сигналами при наличии у одного из абонентов телефонного аппарата с автоматическим определением номера вызывающего абонента (Рис. 8.19). Пусть вызывающий абонент (назовем его А) имеет обычный телефонный аппарат, а вызываемый абонент (назовем его Б) имеет телефонный аппарат с автоматическим определением номера вызывающего абонента.
При поступлении вызова от абонента А телефонный аппарат абонента Б посылает запрос аппаратуре АОН, расположенной на АТС абонента А. АТС абонента А считает, что данный запрос поступил от АМТС, и обрабатывает его обычным образом, выдавая в СЛ, с которой поступил запрос, номер вызывающего абонента многочастотным кодом. ТА абонента Б оборудован приемником многочастотного кода "2 из 6". Принятый код преобразуется в обычные десятичные цифры, которые отображаются на дисплее аппарата абонента Б в виде номера абонента А.
141