Телефонная связь и ее развитие

Развитие телефонной связи нашей страны связано с созданием коммутационной техники трех поколений.

К первому поколению относятся автоматические телефонные станции декадно-шаговой системы (АТС ДШ) в процессе эксплуатации которых выявился ряд серьезных недостатков. К ним относятся:

- низкое качество обслуживания;

- невысокая надежность коммутационного оборудования;

- ограниченное быстродействие;

- наличие большого числа обслуживающего персонала;

- малая проводность линий.

Наличие этих недостатков явилось серьезным препятствием для значительного увеличения емкости ГТС и автоматизации телефонной связи.

Ко второму поколению систем коммутации относятся автоматические телефонные станции координатного типа (АТС КУ). Станции этого типа обладают рядом преимуществ по сравнению с АТС ДШ:

- лучшее качество разговорного тракта;

- уменьшение числа обслуживающего персонала;

- увеличение использования линий;

- увеличение проводности и доступности.

Однако, несмотря на эти улучшения АТС КУ все же имеют ряд недостатков, присущих АТС ДШ. Это и явилось предпосылкой для создания третьего поколения телефонных станций.

Третье поколение систем коммутации - квазиэлектронные и электронные телефонные станции. Квазиэлектронные станции устранили ряд недостатков присущих АТС ДШ и АТС КУ и используются во многих странах мира. Создание же полностью электронных систем стало возможным лишь после применения в них принципа коммутации информации в цифровом виде (импульсно кодовая модуляция). Цель создания нового поколения коммутационной техники на основе цифровых систем передачи (ЦСП) заключается в повышении гибкости и экономичности системы, сокращение затрат и трудоемкости эксплуатации, упрощение и удешевление в производстве, а так же предоставление новых видов услуг абонентам.

Цифровая техника коммутации с управлением по записанной программе (SPC) для передачи текстов и данных была создана на фирме Siemens уже в начале 70-х годов. В начале 80-х годов на смену электромеханическим коммутационным системам пришла Цифровая электронная коммутационная система EWSD. С самого начала в основу системы EWSD была заложена концепция, позволяющая ее дальнейшее развитие, как, например, использование EWSD в качестве коммутационной станции в сетях ISDN (цифровая сеть интегрального обслуживания).

EWSD - это уникальная система на все случаи применения с точки зрения размеров телефонных станций, их производительности, диапазона предоставляемых услуг и окружающей сеть среды. Благодаря своей унифицированной системной архитектуре EWSD идеально отвечает требованиям различных областей применения. Система EWSD может в равной мере использоваться как небольшая сельская телефонная станция минимальной емкости, так и в качестве большой местной или транзитной станции максимальной емкости, например, в плотно населенных городских зонах.

Предпосылками универсального использования системы EWSD является, с одной стороны, структура программного обеспечения и аппаратных средств, ориентированная на выполнение определенных функций, с другой стороны, модульный принцип построения механической конструкции. Одним из факторов, способствующих гибкости EWSD, является использование распределенных процессоров с функциями локального управления. Координационный процессор занимается общими функциями.

Операционная система (ОС) состоит из программ, приближенных к аппаратным средствам и являющихся обычно одинаковыми для всех коммутационных станций. Механическая конструкция обеспечивает простой и быстрый монтаж, экономичное техобслуживание и гибкое расширение системы. Благодаря высоким скорости и качеству передачи данных коммутационное поле способно проключать соединения для различных видов служб связи (например, для телефонии, телетекса и передачи данных).

Координационный процессор 113 (CP 113) представляет собой мультипроцессор, емкость которого наращивается ступенями, благодаря чему он может обеспечить станции любой емкости соответствующей производительностью.

EWSD имеет широкий и ориентированный на будущее спектр применения. EWSD может использоваться как:

- местная телефонная станция;

- транзитная телефонная станция;

- цифровой абонентский блок (концентратор);

- сельская телефонная станция;

- CENTREX (central office exchange service) означает придание обычной АТС функций учрежденческой станции (PABX);

- международная телефонная станция;

- коммутаторная система (OSS);

- коммутационный центр для подвижных абонентов;

- коммутационный центр ISDN (цифровой сети интегрального обслуживания);

- узел коммутации услуг как часть интеллектуальной сети (IN).

В данном дипломном проекте будет рассмотрено использование коммутационной системы EWSD на городской телефонной сети большой емкости (МГТС) в качестве местной / транзитной телефонной станции (АТСЭ 340, УВСЭ 34/340).

Описание фрагмента сети города.

ГТС предназначена для обеспечения телефонной связью населения, предприятий, организаций и учреждений, расположенных на территории данного города.

Сети ГТС могут быть районированными и нерайонированными. В первом случае ГТС состоит из нескольких районов, во втором - представляет собой один район.

ГТС большой емкости строится по узловому способу, то есть с применением узла входящей связи (УВС) и узла исходящей связи (УИС). Это позволяет уменьшать расход кабеля и затраты на организацию межстанционных связей. Так как сети с УИС и УВС применяются на крупных по величине емкости территориях, то нумерация используется 7-значная. Максимальная емкость такой сети 8 000 000 абонентов (используется 8 миллионных зон, каждая до 10 узловых районов 100 тысячной емкости).

УВС представляет собой коммутационный узел (КУ) в котором осуществляется объединение входящих нагрузок АТС одного узлового района и распределение их по направлениям к этим АТС.

УИС представляет собой коммутационный узел, в котором объединяются исходящие нагрузки к станциям данной миллионной зоны и распределяются по направлениям к УВС.

Каждый УИС объединяется с каждым УВС одним пучком соединительных линий. Код УИС совпадает с кодом миллионной зоны, а код УВС с кодом УР.

Для осуществления междугородней связи городские АТС соединены с АМТС соединительными линиями, назначение и способ включения которых зависит от типа междугородней станции. Между АТС и АМТС имеются два вида соединительных линий: ЗСЛ (заказные соединительные линии) и СЛМ (соединительные линии междугородние). ЗСЛ служат для установления междугороднего соединения через автоматическое коммутационное оборудование АМТС. СЛМ служат для установления входящих междугородних соединений. Для автоматического междугороднего соединения предусмотрен индекс “8”. Последние цифры номера транслируются декадным способом на АМТС. Междугородняя нумерация от 2 до 14 знаков после набора индекса “8” и принятия второго зуммера ответа станции.

Для выхода к узлу спецслужб (УСС) предусмотрен индекс “0”.

Индекс “6” (шестая миллионная зона) в данной сети (МГТС) не используется.

В рассматриваемом узловом районе (УР 34) уже установлены следующие электронные АТС типа DX-200 - АТСЭ 341,2; АТСЭ 343; АТСЭ 344; АТСЭ 345,6; АТСЭ 347; АТСЭ 348,9.

Исходящая связь к абонентам других миллионных зон от АТС данного УР осуществляется через узлы исходящей связи - УИСЭ 1,2,5/341,2; УИСЭ 3,4,9/341,2; УИСЭ7/319.

В этом УР проектируется установить - АТСЭ 340, УВСЭ 34/340, УВСМ 34/340. Проектируемая АТС представляет собой цифровую телефонную станцию типа EWSD, емкостью 10 000 номеров. На территории этой АТС будет расположен узел поперечной связи - УВСЭ 34/340, через который планируется осуществляться входящая связь к абонентам АТС 34 УР, а также связь между АТС этого УР.

Через проектируемый УВСМЭ 34/340 будет осуществляться входящая международная связь.

Нумерация абонентов для проектируемой АТС 34/340:

340 0000 - 340 9999.

Техническая характеристика системы EWSD.

Основные технические характеристики системы EWSD представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

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:

- 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