Основные подсистемы модельной АТС

Прежде дадим определение изображенной на рис. 1.2 модельной АТС.

Модельная АТС представляет собой совокупность программно-аппаратных средств, предназначенных для обработки вызовов, поступающих по абонентским и соединительным линиям сети, для предоставления инициаторам этих вызовов основных и дополнительных услуг связи, а также для учета и для начисления платы за услуги связи. Это определение охватывает автоматические телефонные станции всех типов, используемые в Единой сети электросвязи РФ, а именно: городские автоматические телефонные станции (АТС), учрежденческие телефонные станции (УАТС), узлы входящего (УВС) и исходящего (УИС) сообщения городских телефонных сетей, узлы спецслужб (УСС), междугородные станции (АМТС), узлы автоматической коммутации (УАК), центральные (ЦС), узловые (УС) и оконечные (ОС) сельские телефонные станции и другие устройства распределения информации.

Все функции модельной АТС на рис. 1.2, необходимые для реализации услуг с заданным качеством, можно разделить на следующие подсистемы:

· подсистема управления, принимающая логические решения относительно реализации услуг. Подсистема управления представляет собой вычислительную сеть, работающую в режиме разделения функций, источников нагрузки, нагрузки;

· подсистема коммутации, которая обеспечивает по командам, получаемым от подсистемы управления, соединение любого ВИ любой входящей цифровой линии с любым ВИ любой исходящей цифровой линии. Подсистема коммутации строится на цифровых дискретных элементах, и допустимый уровень сигнала определяется элементной базой, на которой она реализована;

· подсистема доступа, реализующая функции, которые могут (должны) быть реализованы только и только на участке внешних линий (абонентских, соединительных) – цифровых линий, включенных в подсистему коммутации;

· подсистема сигнализации служит «посредником» между подсистемой управления и внешним окружением (абонентские линии от терминального оборудования, соединительные линии от смежных узлов коммутации) при обмене сигналами в процессе реализации услуг. В направлении приема она обеспечивает достоверный прием сигнала и преобразование его в форму, «понятную» подсистеме управления. В направлении передачи – по команде подсистемы управления передается сигнал в виде, «понятном» внешнему окружению;

· подсистема синхронизации, задачей которой является обеспечение синхронной работы как подсистем между собой, так и всех цифровых схем каждой из подсистем. Это достигается за счет выработки четко синхронизированных импульсных последовательностей, заставляющих работать каждую из цифровых схем;

· подсистема ОА&М управления ресурсами O=Operation, администрирования A=Administration и техобслуживания M=Maintenance. Подсистема обеспечивает работу модельной АТС в моменты возникновения внештатных ситуаций (коэффициент готовности 0.99999). Кроме того, она обеспечивает возможность получения обслуживающим персоналом аварийных сообщений и дает ему «инструмент» для локализации неисправностей, перераспределения оборудования, его ремонта или замены и администрирования баз данных.

Подсистема коммутации

Для построения подсистемы коммутации, которую чаще называют цифровым коммутационным полем (ЦКП), используются цифровые коммутаторы двух типов: пространственные и комбинированные. Пространственный коммутатор (space switch) реализуется на базе мультиплексоров (Mx) или демультиплексоров (Dx), обеспечивает коммутацию только одноименных ВИ разных цифровых линий. Основным достоинством этого коммутатора является отсутствие задержки информации в процессе коммутации. Комбинированный коммутатор соединяет любой ВИ любой входящей цифровой линии с любым ВИ любой исходящей цифровой линии и строится на принципах временного коммутатора. Учитывая это, в англоязычной литературе он называется временным (time switch). При этом он является основным коммутационным элементом. Подсистема коммутации (ЦКП) должна удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Осуществлять соединение любого входа с любым выходом.

2. Иметь модульное построение, позволяющее строить ЦКП разной емкости.

3. Вероятность внутренних блокировок не должна превышать 0.001.

4. Обеспечивать дуплексные соединения, т.е. предусматривать коммутацию двух трактов: прямого и обратного направлений передачи.

5. Время задержки информации в процессе коммутации не должно превышать допустимую величину.

6. Быть надежной, т.к. выход из строя ЦКП приводит к выходу из строя узла коммутации.

ЦКП может строиться как по звеньевому принципу, так и по матричному.

Звеньевой принцип построения ЦКП показан на рис. 1.3. Основным достоинством такого подхода является экономичность, т.е. начиная с определенной емкости, ЦКП требуется меньшее число комбинированных коммутаторов (КК). Однако с ростом емкости ЦКП необходимо увеличивать число каскадов, что будет приводить к увеличению времени задержки информации в процессе коммутации. Для устранения этого недостатка между каскадами, построенными на комбинированных коммутаторах, используются каскады, которые строятся на пространственных коммутаторах (ПК). При таком подходе к построению ЦКП особое внимание надо обращать на вероятность внутренних блокировок и на время задержки информации.

 

Рис. 1.3. Звеньевой принцип построения ЦКП

 

Для построения ЦКП по матричному принципу используются только комбинированные коммутаторы (рис. 1.4). При этом принципе построения ЦКП вероятность внутренних блокировок равна нулю, а время задержки информации минимально. Однако, он ведет к тому, что с ростом емкости ЦКП требуемое число КК возрастает экспоненциально. Частично устранить такой недостаток можно за счет использования общих запоминающих устройств управления (ЗУУ) для КК горизонтали, как это показано на рис. 1.4. При этом в ячейках ЗУУ дополнительно должен быть указан номер информационного запоминающего устройства (ИЗУ) горизонтали.

 

Рис. 1.4.Матричный принцип построения ЦКП

Дуплексные соединения могут быть реализованы двумя структурами: разделенной и неразделенной.

Принцип организации дуплексных соединений по разделенной структуре представлен на рис. 1.5. При таком способе реализации дуплексных соединений, создается два идентичных ЦКП. Одно ЦКП обеспечивает установление соединений прямого направления передачи, а другое – обратного. Достоинством подобного принципа является простота управления, т.к. координаты устанавливаемых соединений в обоих ЦКП идентичны. Однако часть цифровых линий необходимо выделить для соединения этих ЦКП между собой при установлении внутристанционных и транзитных соединений. Поэтому такой принцип используется, как правило, когда нет внутреннего замыкания шлейфа.

 

 

Рис. 1.5. Разделенная структура для дуплексных соединений в ЦКП

 

Указанный недостаток отсутствует при создании дуплексных соединений по неразделенной структуре (рис. 1.6). Несмотря на это он значительно сложнее в управлении, т.к. координаты трактов прямого и обратного направлений передачи всегда различны.

Время задержки информации определяется как сумма времени задержки в каждой из последовательно включенных точек с временной коммутацией коммутируемого тракта.

Как правило, обеспечение надежности реализуется либо регулированием, либо с помощью структурного резервирования.

 

 

Рис. 1.6. Неразделенная структура для дуплексных соединений в ЦКП

 

Рис. 1.7. Дублирование

 

При синхронном режиме дублирования создается два ЦКП (рис. 1.7). Одно в каждый момент времени осуществляет коммутацию разговорных сигналов, другое же находится в резерве. При этом одно и то же соединение устанавливается одновременно в двух ЦКП. В случае выхода из строя рабочего ЦКП, цифровые линии переключаются на резервное с помощью элементов переключения (ЭП). После переключения цифровых линий все установленные соединения сохраняются, и не происходит снижения качества обслуживания. Однако такой подход к обеспечению надежности ЦКП требует 100% избыточности его оборудования.

При структурном резервировании (рис. 1.8) требуемые возможности ЦКП разделены между несколькими независимыми равноправными «слоями» (обычно не более четырех). Все «слои» участвуют в коммутации разговорных сигналов. Все цифровые линии с помощью дополнительной ступени, построенной на цифровых коммутаторах доступа (ЦКД), имеют доступ к каждому из «слоев». При выходе из строя одного из «слоев» все установленные соединения, которые он обеспечивал, теряются, а все оставшиеся «слои» берут на себя дополнительную нагрузку. Это приводит к некоторому снижению качества обслуживания. Однако такой подход не требует 100% избыточности.

 

 

Рис. 1.8. Структурное резервирование

! При анализе конкретных систем коммутации следует иметь в виду, что подсистема коммутации, как правило, не представляет собой единое ЦКП. Она может быть разделена на ступени искания, функции коммутации могут быть реализованы в разных структурных блоках (модулях).

Подсистема доступа