Технічна реалізація комутаційного поля станції МТ-20/25

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

1. Вихідні дані курсового проекту

2. Загальна характеристика комутаційної станції

3. Технічна реалізація комутаційного поля проектованої станції

4. Обґрунтування і вибір елементної бази для проектування

Висновок

Список використаної літератури

Вступ

Виділяють два класи в телекомунікаційних системах зв'язку (комутації). Це аналогові і цифрові системи.

Аналогові системи передачі та зв'язку (комутації)

Аналоговий сигнал - сигнал даних, у якого кожен з представляють параметрів описується функцією часу і безперервним безліччю можливих значень.

Аналогові сигнали описуються неперервними функціями часу, тому аналоговий сигнал іноді називають безперервним сигналом. Аналоговим сигналами протиставляються дискретні (квантовані, цифрові).

В аналогових системах всі процеси (прийом, передача, зв'язок) заснована на аналогових сигнали. Прикладів таких систем безліч: телевізійне мовлення, радіо, телефонна комутація (зв'язок).

Цифрові системи передачі та зв'язку (комутації)

У цифрових системах всі процеси відбуваються від цифрових (дискретних) сигналів. Прикладами є - сучасні об'єкти зв'язку, цифрова телефонія, цифрове телебачення. Еволюційний процес переходу від аналогових систем для цифрових пов'язаний:

- століття нових технологій, відповідно в техніці дедалі більшого поширюються мікропроцесорні технології обробки сигналів;

- створюється високошвидкісна павутина цифрових телекомунікаційних мереж.

З'єднувальними нитками павутини є магістралі, які представляють собою набір цифрових каналів комутації (зв'язку) глобального і локального масштабу. Звернення до цих каналах дозволено різним державним структурам, підприємствам бізнесу, приватним користувачам. Якість передачі та зв'язку відповідно дуже висока.

Цифровий сигнал - сигнал даних, у якого кожен з представляють параметрів описується функцією дискретного часу і кінцевим безліччю можливих значень.

Сигнали являють собою дискретні електричні або світлові імпульси. При такому способі вся ємність комунікаційного каналу використовується для передачі одного сигналу. Цифровий сигнал використовує всю смугу пропускання кабелю. Смуга пропускання - це різниця між максимальною і мінімальною частотою, яка може бути передана по кабелю. Кожен пристрій в таких мережах посилає дані в обох напрямках, а деякі можуть одночасно приймати і передавати.

Вузькосмугові системи (baseband) передають дані у вигляді цифрового сигналу однієї частоти.

Дискретний цифровий сигнал складніше передавати на великі відстані, ніж аналоговий сигнал, тому його попередньо модулюють на стороні передавача, і демодулює на стороні приймача інформації. Використання в цифрових системах алгоритмів перевірки та відновлення цифрової інформації дозволяє істотно збільшити надійність передачі інформації.

Цифрова комутація

З трьох основних елементів мережі зв'язку (крайових пристроїв, засобів передачі та систем комутації) саме системи комутації є для користувача хоч і невидимими, але разом з тим і найважливішими з погляду надання послуг зв'язку. Основною віхою у розвитку різних видів обслуговування можна вважати 1965 р., коли система комутації з управлінням по записаній програмі вперше була введена в експлуатацію на телефонній мережі загального користування США. Управління у записаній програмі надає засоби для здійснення багатьох раніше невідомих користувачеві послуг зв'язку, а також засоби, що дозволяють значно спростити організацію експлуатації систем комутації та адміністративні функції. В даний час значна частина території США обслуговується системами комутації з управлінням по записаній програмі.

Використання ЕОМ для управління процесами комутації на центральних станціях призвело до появи терміну "електронна" комутація [наприклад, електронна система комутації (еlесtronic switching system - ESS) або електронна автоматична телефонна станція (electronic automatic exchange - ЕАХ)]. Проте, комутаційні схеми, використовувані в цих електронних системах комутації першого покоління, реалізовані на електромеханічних комутаційних приладах. Вперше електронні комутаційні схеми були використані в 1971 р. у Франції, коли була введена в експлуатацію цифрова система комутації, яка опинилася в оточенні аналогових крайових станцій. Дивно те, що для управління цими першими цифровими системами комутації не були використані пристрої управління з записаною програмою.

З 1978 р. численні телефонні компанії США почали впровадження цифрових систем комутації на рівні крайових станцій, головним чином шляхом заміни більш старого декадно-крокової обладнання. Фактично на даний час всі виробники комутаційного обладнання в США і в інших країнах світу або вже почали, або оголосили про виробництво цифрових систем комутації для подальшого їх впровадження в якості кінцевихстанцій.

Оскільки застосування цифрових систем комутації ні на крайових, ні на міжміських станціях не дає абонентам мережі прямої вигоди, то стимулом для розробки цифрового устаткування може служити зниження витрат компаній, що займаються питаннями експлуатації, та обслуговування комутаційного обладнання. Це зниження обумовлене зменшенням експлуатаційних витрат, скороченням необхідних для розміщення обладнання площ, простотою нарощування ємності станції, зменшенням витрат на устаткування сполучення систем комутації з системами передачі з ВРК і, нарешті, постійно знижуються витратами на виробництво.

Процес переходу від аналогових до цифрових систем

Процес переходу від аналогових до цифрових систем пов'язаний насамперед з століттям нових технологій, відповідно в техніці все більш поширюються мікропроцесорні технології обробки сигналів. Також процес переходу можна пов'язати з створенням високошвидкісної павутини цифрових телекомунікаційних мереж.

Доцільність такого напрямку розвитку телекомунікаційних технологій обумовлена істотними перевагами цифрових методів обробки й передачі інформації перед аналоговими.

До числа таких переваг можна віднести:

- висока завадостійкість;

- слабка залежність якості передачі сигналів від довжини лінії зв'язку;

- стабільність електричних характеристик каналів і трактів у передачі;

- ефективне використання пропускної здатності каналів для передачі дискретних сигналів;

- можливість побудови цифрової мережі зв'язку;

- високі техніко-економічні показники ЦСП.

1. Вихідні дані курсового проекту

За темою: “Технічна реалізація комутаційного поля станції МТ-20/25“

Тип станції МТ 20/25

1.Кількість вхідних та вихідних з'єднувальних ліній - 64

2.Кількість часових каналів в межах вхідної/вихідної лінії - 24

3.Розрядність каналу -12

2. Загальна характеристика комутаційної станції

Цифрова система комутації МТ-20/25 призначена для роботи на мережах загального користування для передачі в основному телефонної інформації з можливістю передачі даних. Система розроблена фірмою Телефон Томсон (Франція). У нашій країні в 1979 р. була закуплена ліцензія на виробництво цієї системи і з 1988 р. почався її серійний випуск. В даний час ВАТ «Концерн БЕТО» (м. Уфа) в результаті доопрацювання керуючого обчислювального комплексу (НВК) випускає модифіковану АТС МТ-20/25 - БЕТО-01. Головною відмітною особливістю системи БЕТО-01 є зменшене число стативів УВК, його підвищена надійність і швидкодію, зменшене енергоспоживання. Модернізований також абонентський статив УРА, впроваджено обладнання СКС № 7.

Устаткування системи МТ-20/25 призначено для використання на нерайоновані і районованих міських телефонних мережах з вузлоутворенням і без. На мережі може застосовуватися п'яти-, шести-, семизначна і змішана нумерація. Устаткування системи МТ-20/25 може працювати з однотипними АТСЕ, а також з АТС декадно-крокової, координатної і квазіелектронне системами. Автоматичні телефонні станції системи МТ-20/25 можуть включатися у вузли вхідного і вихідного повідомлень, у вузли сільсько-приміської зв'язку. Для зв'язку з різнотипними АТС і вузлами потрібно спеціальні комплекти з'єднувальних ліній.

У АТСЕ типу МТ-20/25 можуть включатися такі типи ліній:

- Абонентські лінії;

- Лінії таксофонів (міських та міжміських);

- Сполучні лінії з установчо-виробничими АТС (УВАТС);

- Лінії від кабінних комутаторів міжміських переговорних пунктів з серійним шуканням по вихідного зв'язку;

- Сполучні лінії з іншими АТС, існуючими на мережі.

У табл. 9,1 наведені електричні параметри абонентських та з'єднувальних ліній системи МТ-20/25.

Абонентські лінії зі спареним включенням телефонних апаратів не передбачаються.

Ємність АТСЕ МТ-20/25 може змінюватися від 768 до 64000 номерів при середньому навантаженні на одну абонентську лінію 0,05 Ерл (середній час заняття приладів розмовного тракту 72 з і середнє число викликів на одну АЛ-7,5вЧНН).

У системі забезпечується можливість включення з'єднувальних ліній із середнім навантаженням до 0,8 Ерл. Система розрахована на обслуговування 32 тис. викликів в ЧНН. У АТСЕ або у вузол може бути включено від 32 до 2048 трактів з ІКМ відповідно від 1024 до 64536 каналів, у тому числі тракти для зв'язку з концентраторами і допоміжним станційним обладнанням

Кількість напрямів, що включаються в обладнання АТСЕ вузлів і сполучних ліній у кожному з напрямків, не обмежена.

В системі передбачається можливість присвоєння абонентам 10 різних категорій обслуговування викликів при організації автоматичного міжміського зв'язку та додаткових видів обслуговування. Номенклатура і кількість категорій, а також розподіл абонентських ліній за категоріями здійснюється в процесі експлуатації станції.

В системі МТ-20/25 передбачається надання абонентам 15 додаткових видів обслуговування (ДВО).

У АТСЕ забезпечується автоматична перевірка всього обладнання, вимірювання електричних параметрів абонентських і з'єднувальних ліній, а також облік телефонного навантаження. Передбачається облік вартості місцевих і міжміських розмов.

Електроживлення обладнання АТСЕ системи МТ-20/25 здійснюється постійним струмом напруги 60 ± 6 В з пульсацією не більше 5 мВ. Допускається відхилення напруги ± 20 В на час до 5 мс. На станції використовуються також вторинні джерела електроживлення напругою 5 В і 12.Витрата електроенергії по постійному струму в перерахунку на один номер складає 1,2 Вт і практично не залежить від навантаження.

Середня ймовірність встановлення з'єднання повинна бути не менше 0999.

3. Технічна реалізація комутаційного поля МТ 20/25

Цифрове комутаційне поле призначене для комутації розмовних, зумерних сигналів і сигналів управління.

Комутаційне поле (КП) є односпрямованим. Може бути зі структурою Чп-Чп або Ч-П-Ч залежно від числа включених цифрових трактів. При структурі Чп-Чп максимальна ємність КП складає 512 ІКМ ліній, 480 з яких призначені для передачі розмовних сигналів, останні -- для сигналізації і підключення зумерних сигналів

Цифрове комутаційне поле станції МТ-20/25 (рисунок 2) складається:

узгоджувального пристрою ( TRC і SB);

блоків часової комутації ( GTR і GTE);

блоків просторової комутації (SG).

Рисунок 2 - Структурна схема комутаційного поля МТ-20/25

До складу узгоджувального пристрою входить перетворювач коду TRC і блок вибору напрямку ( ланки ) SB.

Інформація в ІКМ лініях передається кодом HDV-3, а електронні елементи станції працюють з бінарними сигналами, тому вхідні і вихідні лінії ІКМ включаються на TRС, де здійснюється перетворення коду HDV-3 у бінарний і назад.

Для забезпечення надійності КП дублюється. Є дві однакові ланки, кожна з яких обробляє половину повідомлень. При нормальній роботі обох ланок ймовірність блокування практично дорівнює нулю. В разі виходу однієї ланки з ладу, інша здатна обробити все навантаження, що поступає, з коефіцієнтом внутрішнього блокування не більш 10^-3.

Часовий комутатор призначений для перенесення інформації з одного часового каналу в іншій. Часовий комутатор обробляє 1024 часових каналів за один цикл Т = 125 мкс з частотою дискретизації f = 8,192 Мгц і періодом дискретизації t = 122 нс.

Інтерфейс комутації передачі забезпечує демультиплексування і паралельно-послідовне перетворення.

Розглянемо блок часової комутації, побудований на запам'ятовуючих пристроях (ЗП):

В АЗП в 10-ти розрядах записується:

молодші п'ять розрядів 0ч4 - номер часового інтервалу;

старші п'ять розрядів 5ч9 - номер лінії.

Часовий комутатор прийому містить два масиви пам'яті: інформаційний ІЗП і адресний АЗП. Інформація, що поступає з ICR, записується послідовно під контролем генератора станції в інформаційну пам'ять, яка складається з 1024 комірок по 8 біт.

Адреса зчитування інформації з ІЗП визначається адресною пам'яттю АЗП. Адресна пам'ять складається з 1024 комірок по 10 біт (5 біт для адресації ІКМ ліній, 5 біт для адресації 32 часових каналів).

У ІЗП записується адресна інформація під управлінням периферійного пристрою PPM. Зчитування інформації з ІЗП здійснюється циклічно під контролем генератора. Номер комірки зчитування з ІЗП відповідає адресі, записаній у комірці АЗП, а часовий інтервал зчитування відповідає номеру комірки ІЗП.

На виході GTR допомогою паралельно-послідовного перетворювача P>S здійснюється перетворення паралельного коду з f = 8,192 Мгц в послідовний з f = 4,096 Мгц, оскільки просторовий комутатор може передавати 8 біт кожного часового інтервалу лише послідовно. При цьому 32 цифрові лінії комутуються з 16 внутрішніми цифровими лініями по 64 канали в кожній.

Залежно від числа включених цифрових ліній комутаційне поле станції має різну побудову. Оскільки кожен часовий комутатор обслуговує 32 ІКМ лінії, для включення 512 вхідних і вихідних ліній буде потрібно 16 комутаторів прийому GTR і передачі GTЕ (рисунок 4).

Рисунок 4 - Схема групоутворення КП Чп-Чп

Кожен комутатор прийому з'єднується з кожним комутатором однією лінією. Як видно з рисунку 4, кожна з 512 вхідних ліній може бути з'єднана з кожною з 512 вихідних ліній через часові комутатори GTR і GTE.

Ступінь просторової комутації SG призначена для комутації різних часових комутаторів прийому і передачі. SG застосовується на станції при числі цифрових лінії більш 512. Ланка просторової комутації реалізується на матрицях 8 х 16 і 16 х8.

Матриці просторової комутації можуть бути побудовані на мультиплексорах. Управління точками комутації здійснюється адресною пам'яттю, що має 64 комірки пам'яті, по числу часових інтервалів внутрішньої з'єднувальної лінії. У комірку АЗП записується адреса точки комутації відповідного мультиплексора під управлінням РРМ.

Блок просторової комутації будується у вигляді матриці.



Рисунок 5 - Блок просторової комутації системи МТ-20/25.

Якщо до системи підключено до 512 ІКМ-ліній, то структура ЦКП - «Чп-Чп». Кожен часовий комутатор (Чп) складається з інформаційно-запам'ятовуючого (ІЗП) адресно-запам'ятовуючого (АЗП) пристроїв. ІЗП та АЗП складаються з комірок пам'яті і в реальному житті являються мікросхемами пам'яті. В ІЗП виконується затримка канального інтервалу на деякий час, а АЗП формує керуючий сигнал про те, в який момент часу необхідно зрахувати дану інформацію з ІЗП і передати її по лінії зв'язку.

В аналогових станціях ЦКП побудовані на контактних приладах (крокові шукачі, багатократні координатні з'єднувачі та ін..), тому процес комутації можливо прослідкувати. ЦКП електронних станцій побудовані по принципу просторово-часового розподілу каналів (на інтегральних мікросхемах), тому процес комутації є «невидимим».

Виконаємо розрахунки кількості пристроїв комутації та керування для нашої станції МТ 20/25, знаючи що кількість вхідних та вихідних з'єднувальних ліній 64, кількість часових каналів в межах вхідної і вихідної лінії 24, розрядність каналу 12.

Дані:

N=64 k=24

M=64 k=24

X=2 i=6

Z=5 j=12

Розрахунок:

N ізп = 12 N азп = N ізп = 12

N кп ізп = NхК=64х24=1536 N кп азп = N кп ізп = 1536

n азу = log ₂ N кп ізп =log ₂ 1536=11

Інформація для запису в ІЗП:

N кп ізп = Nхi+x=64х6+2=386

N кп азп = Nxj+z =8x6+5=389

Параметри структурно - еквівалентної схеми:

Nв=NxK=1536

Nг=NxK=1536

4. Обґрунтування та вибір елементної бази для проектування

зв'язок сигнал комутаційна станція

Зобразимо принципову схему для першої ланки проектованого ЦКП

Першою ланкою є блок комутації «Чп», який виконує комутацію різнойменних ліній та різних каналів; будується на ІЗП та АЗП в реальному житті ІЗП та АЗП, це є мікросхеми пам'яті, наприклад серії RAM.

Ця мікросхема розрахована не більше ніж на 512 комірок пам'яті. У випадку, якщо кількість комірок пам'яті буде більше, то ІЗП необхідно розбивати на групи.

Мікросхема оперативної пам'яті К155РУ7 (аналог - F9342APC) має організацію 1Кх1 і роздільні вхідний і вихідний сигнали даних. Вихід мікросхеми - типу 3С. Управління роботою мікросхеми проводиться двома керуючими сигналами CS і WR. Режими роботи мікросхеми наведені в таблиці

Режими роботи оперативної пам'яті К155РУ7
Входи і виходи	Режим роботи
-CS	-WR	A0 A9	DI	DO
1	Х	Х	Х	3С	Зберігання
0	0	Адреса	0	3С	Запис 0
0	0	Адреса	1	3С	Запис 1
0	1	Адреса	Х	Дані	Читання

Для мікросхем пам'яті дуже важливі тимчасові параметри (затримки сигналів відносно один одного) і порядок виставлення і зняття сигналів адреси, даних і управління. Всю цю інформацію дають тимчасові діаграми циклів запису в пам'ять і читання (зчитування) з пам'яті, наведені в довідниках. Найголовніші тимчасові параметри оперативної пам'яті наступні:

- час вибірки адреси (затримка між зміною адреси та видачею даних);

- час вибірки схеми (затримка видачі даних з виставляння сигналу-CS);

- мінімальна тривалість сигналу запису-WR;

- мінімальна тривалість сигналу-CS.

Для запису інформації в пам'ять треба виставити код адреси на адресних входах, виставити код записуваних в цей адресу даних на входах даних, подати сигнал запису WR-і подати сигнал вибору мікросхеми-CS. Порядок виставлення сигналів буває різним, він може бути суттєвим або несуттєвим (наприклад, можна виставляти або знімати-CS раніше чи пізніше виставлення або зняття-WR). Власне запис зазвичай проводиться сигналом-WR або-CS, причому дані повинні утримуватися протягом всього сигналу-WR (або-CS) і заданий час після його закінчення.

Для читання інформації з пам'яті (так званої нетактуючої мікросхеми) можна тримати активним (нульовим) сигнал-CS для всіх читаних адрес.

ІЗП з розбиттям на групи:

N кп ізп = NхК=64х24=1536

Кількість груп ІЗП : 1536/512=3

Під'єднується ІКМ ліній до однієї групи : 64/3=21

Висновок

В даний час йде активне розвиток електронної техніки, автоматики, техніки ЕОМ і ін. Великі досягнення в таких областях відкривають нові можливості в техніці автоматичної комутації для розробки швидкодіючої, надійної й економічної апаратури, що відповідає сучасним вимогам.

Значною перевагою електронних приладів є:

висока технологічність їхнього виробництва;

велика інтеграція компонентів в одному корпусі;

можливість використання друкованого монтажу й електронної розробки схем.

Зазначені властивості електронних приладів дозволяють розробляти комутаційні вузли і станції з кращими характеристиками і можливостями, ніж вузли і станції електромеханічного типу.

Таким чином, можна зробити висновок про доцільність заміни існуючих на мережі зв'язку України декадно-крокових і координатних АТС більш сучасними системами, зокрема цифровими.

Література

1. Інтегральні мікросхеми ТТЛ, ТТЛШ: Довідник. - М.:Машинобудування, 1993.- 256 с.: іл.

2. А.Я. Мірталібов, Ф.А. Мірталібов. Системи комутації в електрозв'язку частина 2. Київ -2003.-225с.

3. Кривуца В.Г., Булгач В.Л., Мірталібов А.Я., Мірталібов Ф.А. Цифрові системи комутації електрозв'язку. Київ - 2006.- 394с.

4. Конспект лекцій

Размещено на Allbest.ru