ЗАТС типа EWSD Siemens на ГТС

Аппаратное обеспечение.

Аппаратное обеспечение представляет собой физические элементы системы. В современной коммутационной системе, такой как EWSD, аппаратное обеспечение построено по модульному принципу, что обеспечивает надежность и гибкость системы.

Архитектура аппаратного обеспечения имеет четко определенные интерфейсы и позволяет иметь много гибких комбинаций подсистем.   Это создает основу для  эффективного и экономически выгодного использования EWSD во всех областях  применения,

Аппаратные средства (АС) подразделяются на подсистемы. Пять основных   подсистем   составляют   основу   конфигурации    EWSD    (рис. 2.1).       К ним относятся:

- цифровой абонентский блок (DLU);

- линейная группа (LTG);

- коммутационное поле (SN);

- управляющее устройство сети сигнализации по общему каналу (CCNC);

- координационный процессор (CP).

Каждая подсистема имеет, по крайней мере, один  собственный микропроцессор. Принцип распределенного управления в системе обеспечивает распределение функций между отдельными ее частями с целью обеспечения равномерного распределения нагрузки и минимизации потоков информации между отдельными подсистемами.

Функции, определяемые окружающей средой сети, обрабатываются цифровыми абонентскими блоками (DLU) и линейными группами (LTG). Управляющее устройство сети общеканальной сигнализации (CCNC) функционирует как транзитный  узел сигнального трафика (MTR) системы сигнализации номер 7. Функция коммутационного поля (SN) заключается в установлении межсоединений между абонентскими и соединительными линиями в соответствии с требованиями абонентов. Устройства управления подсистемами независимо друг от друга выполняют практически все задачи, возникающие в их зоне (например, линейные группы занимаются приемом цифр, регистрации учета стоимости телефонных разговоров, наблюдением и другими функциями). Только для системных и координационных функций, таких как, выбор маршрута, им требуется помощь координационного процессора (CP).

На рис. 2.2 показано распределение по всей системе наиболее важных устройств управления. Принцип распределенного управления не только снижает до минимума необходимый обмен информацией между различными процессорами, но также способствует высокодинамичному рабочему стандарту EWSD. Гибкость, присущая распределенному управлению, облегчает также ввод и модификацию услуг, и их распределение по специальным абонентам.

Программное обеспечение.

Программное обеспечение (ПО) организовано с ориентацией на выполнение определенных задач соответственно подсистемам EWSD. Внутри подсистемы ПО имеет функциональную структуру. Операционная система (ОС) состоит из  программ, приближенных к аппаратным средствам и являющихся обычно одинаковыми для всех коммутационных станций. Программы пользователя зависят от конкретного проекта и варьируются в зависимости от конфигурации станции.

Современная автоматизированная технология, жесткие правила разработки ПО, а также язык программирования CHILL (в соответствии с рекомендациями МККТТ) обеспечивают функциональную ориентированность программ, а также поэтапный контроль процесса их разработки.

Механическая конструкция.

Механическая конструкция обеспечивает простой и быстрый монтаж, экономичное техобслуживание и гибкое расширение системы. Ее главными блоками являются:

- съемные модули стандартизированных размеров;

- модульные кассеты, в которых модули устанавливаются с передней стороны, а кабели с задней;

- стативы с защитной обшивкой, организованные в стативные ряды;

- съемные кабели, изготовленные требуемой длины, оснащенные соединителями и прошедшие испытание.

Доступ.

Абоненты включаются в систему EWSD посредством цифрового абонентского блока (DLU).

Блоки DLU могут эксплуатироваться как локально, в станции, так и дистанционно, на удалении от нее. Удаленные DLU используются в качестве концентраторов, они устанавливаются вблизи групп абонентов. В результате этого сокращается протяженность абонентских линий, а абонентский трафик к коммутационной станции концентрируется на цифровых трактах передачи, что приводит к созданию экономичной сети абонентских линий с оптимальным качеством передачи.

Главными элементами DLU являются (рис. 2.3):

- модули абонентских линий (SLM):

  SLMA для подключения аналоговых абонентских линий и / или

  SLMD для подключения абонентских линий ЦСИО;

- два  цифровых  интерфейса   (DIUD)  для  подключения  первичных  цифровых

  систем передачи;

- два устройства управления (DLUC);

- две сети 4096 кбит/с для передачи информации пользователя  между  модулями

  абонентских линий (SLM) и цифровыми интерфейсами;

- две сети управления для передачи  управляющей информации между модулями

   абонентских линий и управляющими устройствами;

- испытательный блок (TU) для тестирования телефонов, абонентских линий и цепей, также удаленных от центра эксплуатации и технического обслуживания.

Два  контактно - взаимозаменяемых  модуля  абонентских  линий позволяют иметь смешанную конфигурацию внутри  цифрового абонентского блока.

Отдельные функциональные единицы, такие как DIUD, DLUC, SLMA, SLMD и TU, имеют свои собственные управляющие устройства для оптимальной обработки зонально-ориентированных функций.

Емкость подключения отдельного DLU - до 952 абонентских линий, в зависимости от их типа (аналоговые, ISDN, CENTREX), от предусмотренных функциональных блоков и требуемых значений трафика.

Кроме того, в настоящее время используется новая разработка DLUB - компактный абонентский блок. К нему может быть подключено до 880 аналоговых абонентских линий.

Пропускная способность одного DLU (DLUB) - до 100 Эрл.

К  DLU могут подключаться аналоговые абонентские линии как от телефонных аппаратов  с набором номера номеронабирателем, так и с тастатурным набором номера, а также линии от  монетных таксофонов, аналоговых PBX с/без DID, цифровых PBX малой и средней емкости, и абонентские линии для базового доступа ISDN.

Модули абонентских линий (SLM) являются наименьшей единицей наращивания цифрового абонентского блока. В зависимости от типа модуля DLU может содержать 8 или 16 абонентских комплектов (SLM).

DLU может подключаться к линейной группе B (LTGB), к линейной группе F (LTGF(B)), к линейной группе G (LTGG(B)) или к линейной группе M (LTGM(B)) по одной, двум или четырем мультиплексным линиям PCM30 (PCM24) (первичный цифровой поток, PDC). Локальное подключение к LTGF(B), LTGG(B) или LTGM(B) может быть реализовано по двум мультиплексным линиям 4096 Кбит/с.

Между DLUB и линейными группами используется сигнализация по общему каналу (CCS).

Высокая эксплуатационная надежность достигается благодаря подключению DLUB к двум LTG, дублированию компонентов DLUB, выполняющих центральные функции и работающих с разделением нагрузки, постоянному самоконтролю.

При одновременном отказе всех первичных цифровых систем передачи цифрового абонентского блока гарантируется то, что все абоненты этого цифрового абонентского блока все еще смогут звонить друг другу (аварийная работа DLU).

Линейные группы (LTG) образуют интерфейс между окружением станции (аналоговым или цифровым) и цифровым коммутационным полем. Все линейные группы выполняют функции обработки вызовов, обеспечения надежности, а также функции эксплуатации и техобслуживания.

Каждая  линейная  группа  содержит  следующие  функциональные  единицы (рис. 2.4):

- групповой процессор (GP);

- групповой переключатель (GS) или разговорный мультиплексор(SPMX);

- интерфейс соединения с коммутационным полем (LIU);

- сигнальный  комплект (SU) для акустических сигналов, напряжений постоянного тока, сигнализации МЧК, многочастотного набора и тестового доступа;

- цифровые интерфейсы (DIU), или в случае цифрового коммутатора - до восьми модулей цифровых коммутаторов(OLMD).

Для оптимальной реализации различных типов линий и процедур сигнализации было разработано несколько типов линейных групп.

Для подключения DLU могут использоваться линейные группы, реализующие B-функцию (могут подключаться как цифровые соединительные линии (через первичные цифровые потоки, PDC), так и цифровые абонентские блоки (DLU) через два или четыре PDC в две группы LTG): LTGB, LTGF, LTGG или LTGM.

Линии доступа на первичной скорости (PA) для включения учрежденческих АТС (PABX) подключаются непосредственно в  LTGB, LTGF LTGG.

Соединительные линии к другим станциям или от них могут подключаться в линейные группы, реализующие B- или C-функцию (включаются только цифровые соединительные линии): LTGB, LTGC, LTGF, LTGG или LTGM.

Соединительные линии к станциям с межсетевым интерфейсом или к станциям спутниковой связи или от них подключаются в линейную группу LTGD (активизация эхоподавителей).

Подключение коммутаторной системы (OSS) осуществляется посредством LTGB или LTGG.

Линейная группа H (LTGH) представляет собой особый, новый вариант группы LTG. Она используется в коммутационных станциях, в которых абоненты сети ISDN используют канал D для коммутации пакетов. В LTGH осуществляется концентрация пакетов данных абонентов сети ISDN. Она предоставляет стандартизированный логический  интерфейс в соответствии с ETSI (интерфейс устройства обработки пакетов ETSI) для обеспечения доступа к устройству обработки пакетов.

Вышеуказанные варианты LTG, предназначенные для различных типов подключаемых линий, имеют единый принцип построения и одинаковый принцип действия. Они отличаются друг от друга только отдельными аппаратными блоками и специальными программами пользователя в групповом процессоре (GP).

На МГТС существуют объекты с LTGG и LTGM.

Линейные группы G (LTGG) и M (LTGM) представляют собой новые разработки. Они отличаются компактной конструкцией.

На телефонной станции линейная группа LTGG используется для автоответчиков и тестовых функций. В оборудовании автоответчика, OCANEQ, реализуется INDAS (индивидуальная система цифрового автоинформатора). INDAS генерирует стандартные извещения, необходимые в EWSD.

Скорость передачи бит на всех многоканальных шинах (магистралях), соединяющих линейные группы и коммутационное поле, составляет 8192 Кбит/с (8 Мбит/с). Каждая линейная группа подключается к  обеим плоскостям дублированного коммутационного поля.

Коммутация.

Коммутационное поле соединяет подсистемы LTG, CP и CCNC друг с другом. Оно обеспечивает полнодоступность каждой LTG от каждой LTG; CP или CCNC от каждой LTG, а в обратном направлении - каждой LTG от CP или CCNC.

Коммутационное поле EWSD является дублированным и состоит из двух сторон (SN0 и SNI). Главная его задача состоит в проключении соединений между группами LTG. Каждое соединение одновременно проключается через обе половины (плоскости) коммутационного поля, так что в случае отказа в распоряжении всегда имеется резервное соединение.

В станции EWSD применяются:

- коммутационное поле SN и

- коммутационное поле SN(B).

SN(B) представляет собой новую разработку. Оно отличается целым рядом усовершенствований, к которым относятся уменьшаемая занимаемая площадь, более высокая доступность и снижение потребляемой мощности.

В зависимости от количества подключаемых линейных групп предусмотрены различные минимизированные ступени емкости SN и SN(B):

- коммутационное поле на 504 линейные группы (SN:504LTG),

- коммутационное поле на 126 линейных групп (SN:126LTG) (рис.2.5),

- коммутационное поле на 252 линейные группы (SN:252LTG) и

- коммутационное поле на 63 линейные группы (SN:63LTG).

Благодаря модульному принципу построения коммутационное поле EWSD может комплектоваться частично в зависимости от необходимости и постепенно расширяться. Каждая ступень емкости может наращиваться от минимальной конфигурации до максимальной (за исключением SN:63LTG, которое не наращивается).

Коммутационное поле состоит из ступеней временной коммутации - TSG (рис.2.6) и ступеней пространственной коммутации - SSG (рис.2.7).

Ступени емкости коммутационного поля SN:504LTG, SN:252LTG и SN:126LTG, применяемые в станциях большой и очень большой емкости имеют следующую структуру:

- одна ступень временной коммутации, входящая (TSI),

- три ступени пространственной коммутации (SSM),

- одна ступень временной коммутации, исходящая (TSO).

Ступени емкости коммутационного поля SN:63LTG  в станциях средней емкости имеют следующую структуру:

- одна ступень временной коммутации, входящая (TSI),

- одна ступень пространственной коммутации (SSM),

- одна ступень временной коммутации, исходящая (TSO).

Эти ступени временной и пространственной коммутации (функциональные блоки) размещаются в модулях. Соединительный путь коммутационного поля с 504, 252 или с 126 LTG состоит из следующих типов модулей:

- модуль интерфейса между TSM и LTG (LIL);

- модуль ступени временной коммутации (TSM);

- модуль интерфейса между TSG и SSG (LIS);

- модуль ступени пространственной коммутации 8/15 (SSM8/15);

- модуль ступени пространственной коммутации 16/16 (SSM16/16).

При установлении соединения посредством SN:63LTG модули                                                   SSM8/15 не используются.

Приемные части LIL и LIS компенсируют разницу времени распространения через подключенные уплотненные линии. Таким образом, они осуществляют фазовую синхронизацию входящей информации в уплотненных линиях. Причина возникновения разницы во времени распространения заключается в том, что станционные стативы устанавливаются на различных расстояниях друг от друга.

Количество TSM в коммутационном поле всегда равняется количеству LIL. Каждый модуль TSM состоит из одной входящей ступени временной коммутации (TSI) и одной исходящей ступени временной коммутации (TSO). TSI и TSO обрабатывают входящую или исходящую информацию в коммутационном поле. Посредством ступеней временной коммутации октеты могут изменять временной интервал  и  уплотненную линию между входом и выходом. Октеты на четырех входящих уплотненных линиях циклически записываются в память речевых сигналов  ступени TSI или TSO (4X128=512 различных временных интервалов). Для записи октетов поочередно используются области памяти речевых сигналов 0 и 1 с периодичностью 125 мкс. В процессе считывания последовательность октетов определяется устанавливаемыми соединениями. Хранимые октеты считываются в любой из 512 временных интервалов и затем передаются по четырем исходящим уплотненным линиям.

Модуль SSM8/15 состоит из двух ступеней пространственной коммутации: одна ступень пространственной коммутации 8115 используется для  направления  передачи  LIS       SSM8/15      SSM16/16,  а  вторая  ступень пространственной   коммутации   15/8  -  для   направления   передачи  SSM16/16        SSM8/15        LIS.

Посредством ступени пространственной коммутации октеты могут менять уплотненные линии между входом и выходом, но при этом сохраняются в одном и том же временном интервале. Ступени пространственной коммутации 16/16, 8/15 и 15/8 коммутируют принятые октеты синхронно с временными интервалами и периодами 125 мкс. Коммутируемые соединения изменяются в последовательных временных интервалах. При этом октеты, поступающие по входящим уплотненным линиям распределяются “в пространстве” к исходящим уплотненным линиям.

В ступени со структурой TST модуль SSM16/16 коммутирует октеты, принятые со ступеней TSI, непосредственно со ступенями TSO.

Каждая TSG, SSG и при SN:63LTG каждая сторона коммутационного поля имеют собственное управляющее устройство, каждое из которых состоит из двух модулей:

- управляющего устройства коммутационной группы (SGC);

- модуля интерфейса между SGC и блоком буфера сообщений MBU. SGC(LIM).

Благодаря высоким скорости и качеству передачи данных коммутационное поле способно проключать соединения для различных видов служб связи (например, для телефонии, телетекса и передачи данных).

Координация.

Наряду с координационным процессором (CP) имеются другие устройства микропрограммного управления, распределенные в системе:

- групповой процессор (GP) в линейной группе (LTG);

- управляющее устройство цифрового абонентского блока (DLUC);

- процессор сети сигнализации по общему каналу (CCNP);

- управляющее устройство коммутационной группы (SGC)

- управляющее устройство буфера сообщений (MBC);

- управляющее устройство системной панели (SYPC).

Координационный процессор 113 (CP113 или CP113C) представляет собой мультипроцессор, емкость которого наращивается ступенями, благодаря чему он может обеспечить станции любой емкости соответствующей производительностью. Его максимальная производительность по обработке вызовов составляет свыше 2 700 000 BHCA.

В  CP113C  (рис 2.8) два или несколько идентичных  процессоров работают параллельно с разделением нагрузки. Главными функциональными блоками мультипроцессора являются:

- основной процессор (BAP) для эксплуатации и технического обслуживания, а также обработки вызовов;

- процессор обработки вызовов (CAP), предназначенный только для обработки вызовов;

- общее запоминающее устройство (CMY);

- контроллер ввода / вывода (IOC);

- процессоры ввода / вывода (IOP).

 К CP подключаются:

- Буфер сообщений (MB) для координации внутреннего обмена информацией между CP, SN, LTG и CCNC в пределах одной станции.

- Центральный генератор тактовой частоты (CCG) для обеспечения синхронизации станции (и при необходимости сети).

- Системная панель (SYP) для индикации внутренней аварийной сигнализации, сообщений - рекомендаций и нагрузки CP, Таким образом, SYP обеспечивает текущую информацию о рабочем состоянии системы. На панель также выводится внешняя аварийная сигнализация, например, пожар, выход из строя системы кондиционирования воздуха и прочее.

Для организации контроля за всеми станциями одной зоны обслуживания в центре эксплуатации и техобслуживания (OMC) может устанавливаться центральная системная панель (CSYP). На панель CSYP выводятся как акустические, так и визуальные аварийные сигналы и сообщения - рекомендации, поступающие со всех станций.

- Терминал эксплуатации и техобслуживания (OMT).

- Внешняя память (EM) для хранения, например:

программ и данных, которые не должны постоянно храниться в CP;

вся система прикладных программ для автоматического восстановления;

данные по тарификации телефонных разговоров и измерению трафика.

Для обеспечения надежности программ и данных внешняя память (магнитный диск) дублирована.

CP выполняет следующие координационные функции:

Обработка вызовов

- перевод цифр;

- управление маршрутизацией;

- зонирование;

- выбор пути в коммутационном поле;

- учет стоимости телефонного разговора;

- административное управление данными о трафике;

- управление сетью.

Эксплуатация и техобслуживание

- осуществление ввода во внешние запоминающие устройства (EM) и вывода из них;

- связь с терминалом эксплуатации и техобслуживания (OMT);

- связь с процессором передачи данных (DCP).

Обеспечение надежности

- самонаблюдение;

- обнаружение ошибок;

- анализ ошибок.

Сигнализация по общему каналу.

Станции EWSD с сигнализацией по общему каналу по системе № 7 МККТТ (CCS7) оборудованы специальным управляющим устройством сети сигнализации по общему каналу (CCNC).

К  CCNC можно подключить до 254 звеньев сигнализации через аналоговые или цифровые линии передачи данных. Цифровые тракты проходят от линейных групп через обе плоскости дублированного коммутационного поля и мультиплексоры к CCNC. CCNC подключается к коммутационному полю  по  уплотненным линиям,  имеющим скорость передачи 8 Мбит/с. Между CCNC и каждой плоскостью коммутационного поля имеется 254 канала для каждого направления передачи (254 пары каналов). По каналам передаются данные сигнализации через обе плоскости коммутационного поля к линейным группам и от них со скоростью 64 кбиг/с. Аналоговые сигнальные тракты подключаются к CCNC посредством модемов.

 Для обеспечения надежности CCNC имеет дублированный процессор (процессор сети сигнализации по общему каналу, CCNP), который подключается к CP через систему шин, которая в свою очередь, также является дублированной.

CCNC состоит из (рис.2.9):

- максимально 32 групп с 8 оконечными устройствами сигнальных трактов каждая (32 группы SILT) и

- одного дублированного процессора системы сигнализации по общему каналу (CCNP).

Глава 3.

Расчет и распределение нагрузки.

Расчет возникающей нагрузки.

Возникающую нагрузку создают вызовы (заявки на обслуживание), поступающие от абонентов (источников) и занимающие на некоторое время различные соединительные устройства станции.

Согласно   ведомственным    нормам   технологического   проектирования   (ВНТП 112-79) [8] следует различать три категории (сектора) источников: народнохозяйственный сектор, квартирный сектор и таксофоны.

При этом интенсивность местной возникающей нагрузки может быть определена, если известны следующие ее основные параметры:

   Nнх , Nк и Nт - число телефонных аппаратов народнохозяйственного сектора, квартирного сектора и таксофонов;

   Cнх, Cк, Cт   - среднее число вызовов в ЧНН от одного источника i-й категории;

   Tнх, Tк, Tт  - средняя  продолжительность  разговора  абонентов  i-й  категории   в ЧНН;

   Pp  - доля вызовов закончившихся разговором.

Структурный состав источников, то есть число аппаратов различных категорий определяется изысканиями, а остальные параметры (Ci, Ti, Pp) - статистическими наблюдениями на действующих АТС данного города.

Интенсивность возникающей местной нагрузки источников i-й категории, выраженная в эрлангах, определяется формулой:

              C i  .  N i  .  t i                                                                  

Y i  =                                                                                      Формула 3.1

 3600

где t i - средняя продолжительность одного занятия.

t i  = a i .Pp.( tсо+ n.tн+ tу+ tпв+Ti )                                       Формула 3.2.

 = A i . Pp . ( tсо + n. tн + tу + tпв + T i

Продолжительность отдельных операций по установлению связи, входящих в формулу (3.2), принимают следующей:

время слушания сигнала ответа станции tсо =3с

время набора n знаков номера с дискового ТА  n. tн =1,5 n,с

время набора n знаков номера с тастатурного ТА  n. tн =0,8 n,с

время   посылки   вызова   вызываемому  абоненту  при  состоявшемся  разговоре tпв = 7 - 8 с

время установления соединения tу с момента окончания набора номера до подключения к линии вызываемого абонента зависит от вида связи, способа набора номера и типа станции, в которую включена требуемая линия. При связи со станцией  с  программным  управлением tу=3с.  Для  внутристанционной  связи    всегда tу=0,5с. Так как при наборе номера с дискового телефонного аппарата величина  имеет различные значения,  а распределение нагрузки по направлениям неизвестно, то не делая большой погрешности можно принять tу=2с.

Коэффициент ai учитывает продолжительность занятия приборов вызовами, не закончившихся разговором (занятость, неответ вызываемого абонента, ошибки вызывающего абонента). Его величина в основном зависит от средней длительности разговора Ti и доли вызовов закончившихся разговором Pp , и определяется по графику рис. 3.1.

Таким образом, возникающая местная нагрузка от абонентов различных категорий, включенных в проектируемую станцию, определяется равенством:

Y340 = YНХ + YК + YТ                                                                                      Формула 3.3

(где индекс 340 - номер проектируемой станции).

Структурный состав абонентов проектируемой АТСЭ 340 выглядит следующим образом:

                                                                                                      Таблица 3.1.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12