ednáška Digitáln lního spojovacího pole Ing. Bc. Ivan Pravda

Transkript

1 10.předn ednáška Digitáln lní spojovací systémy - uspořádání, řešení digitáln lního spojovacího pole Ing. Bc. Ivan Pravda

2 - úvod - spojovacísystémy (ústředny) slouží: - kevzájemnému propojování účastnických přípojek při vnitřním spojení účastníků téže ústředny - kpropojování účastnických přípojek s odchozím vedením do jinéústředny, tzv. odchozí spojení nebo příchozích vedení zjinéústředny súčastnickou přípojkou, tzv. příchozí spojení - kevzájemnému propojování příchozích aodchozích vedení, tzv. tranzitní spojení - propojování přípojek se provádí na základě analýzy účastnického čísla volaného, které se předává prostřednictvím účastnické signalizace - signalizace se přenáší i uvnitř ústředny a mezi ústřednami navzájem - každý spojovací systém (ústředna) obsahuje dvě základní části: - spojovací pole vytvořenéze spínacích prvků sloužících s sestavování spojení, pro každéspojení se vytváří spojovací cesta mezi výchozím a cílovým bodem spojení - řízení koordinuje veškerou činnost spojovacího systému (včetně diagnostiky)

3 - rozdělen lení - spojovací systémy lze z historického hlediska rozdělit do čtyř generací: - spojovací systémy 1.generace plně decentralizované řízení od spojovacích cest, každáspojovací cesta je plně vybavena řídicími složkami (sestavování, udržování a zrušení spojení) voličové systémy (P51) - spojovací systémy 2.generace částečnácentralizace řízení do registrů a zejména určovatelů, registr slouží k příjmu volených číslic, kterépředáváurčovateli, v určovatelích se koncentrují některé řídicí funkce, určovatel sestavuje spojení a slouží pro větší počet spojovacích cest v naší síti od r.1970 systémy s křížovými spínači (PK201, PK21) - spojovací systémy 3.generace pracují s programovým řízením a s prostorově děleným spojovacím polem (elektromechanicképrvky (spínače s jazýčkovými kontakty), elektronickéspínací prvky) - spojovací systémy 4.generace pracují s programovým řízením a se spojovacím polem s časovým dělením (využití pulsně-kódovémodulace PCM) jedná se odigitální spojovací systémy v naší síti od r.1992 S12 (výrobce Alcatel SEL), EWSD (výrobce Siemens)

4 struktura a řešení - v průběhu roku 2002 byla dokončena celkovádigitalizace českéveřejnételefonní sítě (realizace: Český Telecom (SPT Telecom)) - spojovací systémy 4.generace vznikly na základě požadavku integrovat principy spojování v ústřednách a přenosu mezi ústřednami digitální spojovací systém představuje integrovaný systém, který pracuje se stejným principem digitálního přenosu vespojovacím i přenosovém zařízení (spojování a přenos signálů PCM) přeměna analogového signálu na digitální se uskutečňuje v účastnických sadách umístěných v účastnických skupinách

5 uspořádání USk - účastnická skupina (USk) obsahuje kromě účastnických sad také digitální spojovací pole (DSP) účastnické jednotky pro odchozí volání pracuje DSP jako koncentračnístupeň, pro příchozí volání jako expandnístupeň - na účastnickou skupinu je zapojen určitý definovaný počet účastnických vedení (dvoudrátových), mezi DSP účastnické skupiny a centrálním DSP je jedna nebo několik skupin PCM30/32 - obecně musí každá účastnická sada plnit tyto funkce B (Battery) stejnosměrné napájení účastnického vedení, O (Overvoltage) ochrana proti přepětí, R (Ringing) vyzvánění, S (Supervision) dohled, C (Coding) kódování (digitalizace PCM), H (Hybrid) vidlice (oddělení směru přenosu), T (Testing) diagnostika - Funkce BORSCHT nebo BORSHT (u účastnických sad digitálních přípojek ISDN je funkce kódování C přesunuta do digitálního účastnického přístroje) se uúčastnické sady realizuje pomocí obvodů SLIC (Subscriber Line Interface Circuit) a SLAC (Subscriber Line Audio Processing Circuit), které kromě procesu kódování adekódování provádějí i digitální filtraci

6 uspořádání USk

7 uspořádání DSS - účastnicképřípojky jsou připojeny na místní (LSU LocalSubscriber Unit) nebo vzdálené(rsu Remote Subscriber Unit) účastnickéskupiny připojení k centrálnímu DSP pomocí PCM30/32 (1.řád) nebo PCM100/128 (2.řád) - analogovédvoudrátovénebo čtyřdrátovéokruhy se připojují prostřednictvím sad analogových spojovacích vedení (TCU Trunk Connection Unit) - digitální okruhy se připojují přes sady digitálních spojovacích vedení (DLT Digital Line Terminal), které tvoří linkovázakončení těchto vedení

8 uspořádání DSS - linková zakončení uskutečňují elektrické přizpůsobení přenášených signálů PCM a zajišťují synchronizaci signálů přijímaných zpříchozích vedení - digitálníspojovacípole (SN Switching Network) uskutečňuje spojování kanálů spřenosovou rychlostí 64 kbit/s - každé spojení musí umožňovat obousměrný přenos informací projedno obousměrné spojení se musí ve spojovacím poli sestavit dvě cesty, každá projeden směr přenosu digitální spojování má vždy charakter čtyřdrátového spojení - zařízení pro zpracovánísignalizace (SP Signal Processing) přijímá signalizaci, která přichází doústředny zjednotlivých vedení apředává ji do řízení (CP Central Processor) - analogicky zařízení pro zpracování signalizace (SP) přijímá signalizaci z řízení avysílá ji přes linková zakončení dojednotlivých vedení

9 digitáln lní spojovací pole - digitální spojovací pole (DSS) propojuje kanály s nominální přenosovou rychlostí 64kbit/s - za předpokladu, že do spojovacího pole vstupují multiplexy PCM 1.řádu, kdy každý z nich obsahuje 32 kanálových intervalů, pak ze spojovacího pole vycházejí výstupní multiplexy opět obsahující 32 kanálových intervalů - digitální spojovací pole musí především umožnit: - směrování sledu osmibitových slov, přicházejících v určitém kanálovém intervalu vstupního multiplexu, do stejnojmenného kanálového intervalu libovolného výstupního multiplexu směrování sledu osmibitových slov realizuje prostorové digitální spojovací pole S (Space) - změnu kanálového intervalu, resp. změnu časovépolohy při směrování sledu osmibitových slov zevstupního multiplexu do libovolného výstupního multiplexu změnu kanálového intervalu realizuje časové digitální spojovací pole T (Time) - centrální digitální spojovací pole ústředny lze realizovat buď použitím samotného časového pole T (modul T), nebo jako kombinace polí (STS, TST)

10 prostorové DSP - digitální prostorové spojovací pole (typ S) křížové spojovací pole m n - na vstupech i výstupech se pracuje sn kanálovými intervaly (např. N=32) přenášené informace (nejčastěji osmibitováslova) vstupních kanálových intervalů se z každého vstupního multiplexu směrují do určitých výstupních multiplexů beze změny časové polohy hradla v křížových bodech se otevírají po dobu trvání kanálového intervalu - osmibitováslova se přes digitální pole S přenášejí zpravidla v sériovém tvaru - řízení digitálního prostorového pole S se uskutečňuje pomocí řídicích pamětí (ŘP) řídicí paměti mohou být přiřazeny k výstupům (S 0 ) nebo ke vstupům (S i ) - zkaždé řídicí paměti (ŘP) se čte na začátku každého kanálového intervalu slovo, které působí nadekodér po celou dobu kanálového intervalu vdekodéru se toto slovo převede do kódu 1 z m nebo dokódu 1 z n dekodér pak otevírájedno ze součinových hradel, přes kteréprojde osmibitovéslovo zevstupního do výstupního multiplexu. - počet slov, uložených do řídicí paměti (tj. počet adres řídicí paměti), je dán počtem kanálových intervalů N vdobě, kdy začínákanálový interval i, je na ŘP přivedena adresa i řídicí paměti se adresují cyklicky z generátoru adres

11 uspořádání DSP (typ S)

12 časové DSP - základem časového spojovacího pole je časový spínač, který umožňuje změnu časové polohy podle potřeby spojení osmibitové slovo, přijímané zi-tého kanálového intervalu vstupního multiplexu, bude v časovém spínači zpožděno tak, že se bude vysílat dovýstupního multiplexu v j-tém kanálovém intervalu (spojení i j) - časové spínače se realizují pamětmi RWM (Read-Write Memory -paměť pro čtení izápis) - základem spínače je paměť hovoru (PH), dokteré se ukládají osmibitová slova vstupního multiplexu její kapacita je dána kapacitou vstupního multiplexu (např. časové spínače sjedním vstupním a jedním výstupním multiplexem mají paměť hovoru skapacitou 32 8 bitů) - zápis osmibitových slov jednotlivých kanálových intervalů, přicházejících na vstup T spínače, jejich čtení azařazování dovýstupního multiplexu, lze řešit dvěma způsoby

13 časové DSP (typ T R ) 1. zápis osmibitových slov na adresy paměti hovoru (PH) v pořadí, ve kterém přicházejí kanálové intervaly čtení je řízeno řídicí pamětí (ŘP) pořadí adres při čtení paměti hovoru je dáno pořadím, v jakém se kanály řadí dovýstupního multiplexu spínač má cyklický zápis a řízené čtení, označuje se spínač T R

14 časové DSP (typ T W ) 2. zápis dopaměti hovoru je řízený z řídicí paměti (ŘP), osmibitová slova se zapisují dopaměti hovoru (PH) na adresy, dané číslem kanálového intervalu, dokterého se budou vysílat na výstup spínače čtení paměti hovoru probíhá cyklicky, tj. v pořadí adres 0, 1, 2,, 31 spínač s řízeným zápisem se označuje jako spínač T W

15 časové DSP (T-modul) - časový spojovacímodul (T-modul) má oproti T-spínači větší počet vstupních avýstupních multiplexů celkový počet vstupních kanálových intervalů je tvořen určitým násobkem počtu vstupních kanálových intervalů T-spínače, totéž platí opočtu výstupních kanálových intervalů - pro řešení T-modulu se nabízejí dva způsoby, lišící se v uspořádání paměti hovoru (PH): 1. řešenís dělenými paměťmi hovoru dílčí paměť hovoru (PH) je umístěna v každém vstupním multiplexu nebo v každém výstupním multiplexu 2. řešeníse soustředěnou pamětíhovoru pracuje se sjedinou pamětí hovoru (PH), která slouží provšechny vstupní avýstupní multiplexy je vhodnější prorealizaci pomocí integrovaných obvodů svyšším stupněm integrace

16 vícečlánková DSP - řazením modulů T a S, případně jen modulů T, dokaskád vznikají tzv. vícečlánková pole - podobně jako v článkových spojovacích polích sprostorovým dělením (typ S) se i vdigitálních vícečlánkových polích uplatňuje vnitřníblokování - vnitřníblokování nastává, je-li znemožněn přístup k určité skupině portů, resp. časových poloh, vlivem jižobsazených spojek, resp. již obsazených časových poloh - ztráty vznikající vdůsledku vnitřního blokování lze snížit zvětšením počtu článků, tzn. vytvořením pole tříčlánkového nebo pětičlánkového - utříčlánkových polí se nejvíce uplatnily kombinace STS a TST - tříčlánkové pole TST umožňuje dvojí změnu časové polohy vprvním článku se provádí změna časové polohy sohledem na průchodnost modulem S ve výstupním T-článku se uskutečňuje změna časové polohy sohledem na situaci ve výstupním multiplexu, doněhožse má spojení směrovat

17 uspořádání DSP (typ STS)

18 uspořádání DSP (typ TST)

19 vícečlánková DSP - zhlediska řízení T-modulů se nejčastěji používá varianta T W ST R - přikonstrukci tříčlánkového pole bezvnitřního blokování na základě Closovy neblokujícístruktury (K>N, K=2 N) se v prvním článku uskutečňuje expanze (1:2), v posledním článku koncentrace (2:1) - koncentrace nebo expanze se u T-modulu dosahuje tak, že paměť hovoru má kapacitu K osmibitových slov, ale tato kapacita se využívá jen zjedné poloviny - vícečlánková pole umožňují realizovat libovolnou kapacitu digitálního spojovacího pole - pro malé a středníkapacity ústředny se vystačí stříčlánkovým polem TST - pro velké kapacity se používá pětičlánkové pole TSSST - kromě toho lze velké digitální spojovací pole realizovat vícečlánkovým polem obsahujícím pouze moduly T

20 řízení DSP - řízení spojovacích polí je klíčovým úkolem pro zajištění funkce digitální ústředny - na základě analýzy směrovací informace, resp. účastnického čísla volaného, předané signalizačním systémem se stanoví odchozí cesta k příslušné účastnické skupině či k jiné digitální ústředně řízení má za úkol nalézt volnou cestu přes spojovací pole a spojení realizovat nastavením sepnutí příslušných spínačů článků Sa adresací článků T, odpovídající příslušným kanálovým intervalům - pro řízení digitálních spojovacích systémů se používají dvě základní koncepce: 1. decentralizované řízení shierarchickým uspořádáním řídicích procesorů (použité např. u systému Siemens EWSD) představuje dvoustupňovou strukturu řízení zdvojený koordinační procesor je nadřazen provozním procesorům, z nichž každý řídí určitou periferní jednotku koordinační procesor zadává úlohy provozním procesorům 2. distribuované řízení (použiténapř. u systému Alcatel S 12) založeno na bázi modulového uspořádání spojovacího systému

21 řízení DSP (EWSD)

22 řízení DSP - distribuované řízení je založeno na modulovém uspořádání spojovacího systému ke každému spojovacímu modulu (SM) (sady účastnických vedení, linkové sady spojovacích vedení atd.) je přiřazen řídicí modul (ŘM), realizovaný mikroprocesorovým systémem každý z řídicích modulů realizuje řídicí funkce příslušného spojovacího modulu pojejich skončení předá řízení dalšímu řídicímu modulu, který pokračuje v obsluze řídicího procesu řídicí moduly jsou rovnocenné, není zde žádný nadřazený procesor - mezi řídicími moduly probíhá mezimodulová komunikace, kterou lze vyřešit několika způsoby: - sběrnicovým propojením tento způsob je použitelný jen pro omezený objem přenášených informací (pro střední avelkékapacity ústředen je nepoužitelný) - po komutovaných cestách cesta mezi řídicími moduly se propojuje nadobu přenosu potřebných informací ktomuto účelu se používánejčastěji centrální spojovací pole ústředny, někdy je pro tento účel vytvořeno zvláštní spojovací pole pro mezimodulovou komunikaci

23 řízení DSP (S-12)

24 signalizace - účelem signalizace je vyjádřit určitý soubor řídicích signálů a dále tyto signály přenášet mezi jejich zdroji a cíli za účelem sestavování, udržování a zrušení spojení - jednou z podmínek prorealizaci mezinárodního spojování je sjednocení signalizace signalizační systém CCITT č.1 (signalizace pro manuální spojování), signalizační systémy CCITT č.2, č.3 a č.4 (signalizace pro poloautomatické spojování), signalizační systém CCITT č.5 (signalizace proautomatické spojování v systémech 2.generace), signalizační systém CCITT č.6 (signalizace proautomatické spojování v systémech 3.generace), signalizační systém CCITT č.7 (SS7) (určen pro sítě s digitálními spojovacími systémy) - podle míst, kde se řídicí signály signalizace přenášejí, rozlišujeme: - signalizaci na účastnických vedeních (účastnická) - vnitřní signalizaci v ústředně (někdy označovanátéž jako mezistupňová) - signalizaci mezi ústřednami (síťová)

25 signalizace - signalizaci na účastnických vedeních tvoří jednotný soubor řídicích signálů (uvedeny pro analogovou telefonní přípojku) pro: - vedení volajícího účastníka: - volání (vyzvednutí mikrotelefonu, uzavření stejnosměrnésmyčky) - volba (dříve impulsní volba pomocí rotační číselnice, dnes tzv. tónová multifrekvenční volba) - závěr (zavěšení mikrotelefonu, otevření stejnosměrnésmyčky) - vedení volaného účastníka: - účastník je volán (vyzvánění) - přihlášení (vyzvednutí mikrotelefonu, uzavření stejnosměrnésmyčky) - závěr (zavěšení mikrotelefonu, otevření stejnosměrnésmyčky) - signalizace na účastnických vedeních digitálních přípojek (přípojek typu ISDN) základního (BRA) i primárního (PRA) přístupu se uskutečňuje zcela odlišně posignalizačním kanálu D pomocí signalizačního systému DSS1 (Digital Subscriber Signalling System)

26 signalizace - vnitřnísignalizace vústředně není jednotně specifikována, dojisté míry je věcí každého výrobce spojovacího systému musí ovšem dodržovat doporučení, týkající se řídicích signálů, které mohou v nezměněném tvaru přecházet domezinárodní sítě - síťová signalizace bývá těsněji vázána na určitý signalizační systém pro digitální systémy 4.generace existují dva možné způsoby realizace: - signalizace CAS (ChannelAssociatedSignalling) signalizace přidruženáhovorovým kanálům, přenáší se buď po hovorovém kanálu, nebo po přidruženém signalizačním kanálu (16.kanálový interval) s vyjádřením příslušnosti k hovorovému kanálu - signalizace CCS (Common Channel Signalling) signalizace po společném signalizačním kanálu natomto principu pracuje signalizační systém SS7 společným signalizačním kanálem může být libovolný kanál systému PCM30/32 (kromě kanálu 0); jeden společný signalizační kanál obslouží cca 1000 až 2000 kanálů pro hovor/data (podle druhu provozu)