НОУ ІНТУІТ, Лекція, Телекомунікаційні станції

Загальні відомості про телекомунікаційні станції

Розглянемо задачі, що виконуються кожною з частин станції.

декадно-крокова система Автоматичних Телефонних Станцій (АТС);
координатна система АТС (АТС-К) чи вдосконалена АТС-К (АТС-КУ).

З появою мікроелементної бази та розвитком електронної обчислювальної техніки було розроблено цілий комплекс цифрових систем передачі та відповідних цифрових систем комутації. Нині дедалі більше завдань комутації виконується разом із завданнями управління. Підвищення швидкодії дозволяє поєднати ці завдання і цим призводить до подальшого прогресу техніки комутації інформації.

Загальна структурна схема сучасної станції з програмним керуванням (рис. 1.1) включає також:

термінальні комплекти, що забезпечують виконання протоколів зв'язку рівня ланки даних та іноді фізичного рівня з абонентськими терміналами;
лінійні комплекти, виконують самі функції, як і термінальні, але стосовно об'єктів мережі (інші станції, вузли мережі).

Типи побудови комутаційного поля

Одноланкове комутаційне поле

Для найпростішого типу комутаційного поля - повнодоступного комутаційного поля - характерно, що кожне джерело, включене до його входу, може бути з'єднане з джерелом, включеним у вихід.

Такий тип комутаційного поля застосовувався в станціях малої ємності (до 50 номерів і менше). Але останнім часом прогрес елементної бази розширює можливості його застосування.

Попередньо можна сказати, що зараз комутатори інформаційних мереж працюють за одноланковим принципом, але поступовосучасні комутатори, навіть з урахуванням програмних маршрутизаторів, переходять до багатоланковим схемам.

На рис. 1.2 наведено побудову умовної схеми комутатора. На кожному перетині горизонталі та вертикалі комутатора умовно показаний контакт, для простоти – механічний.

Такі повнодоступні принципи побудови комутаційного поля не знайшли широкого застосування через їхню неекономічність для станцій великої ємності. Тільки останнім часом у зв'язку із зменшенням габаритів та здешевленням мікросхем, що реалізують комутатори, стало можливим застосовувати цей принцип для побудови станцій досить великої ємності (понад 2000 входів/виходів). Але сучасні станції часто мають великі ємності, до 300 000 входів і 100 000 виходів. В цьому випадку така матриця просто не може бути виконана, враховуючи її реальну ціну та габарити.

Останнім часом у багатьох важливих програмах для комутації застосовуються програмні методи, які виконуються на комп'ютерах.

Ці способи комутації еквівалентні способу із застосуванням повнодоступної схеми. Але при великих ємностях один комп'ютер не може забезпечити обслуговування потоків дзвінків, що надходять, ні за швидкодією, ні за обсягами пам'яті. Тому на програмному рівні потрібен пошук рішень, еквівалентних багатоланковій комутації.

Дволанкові та багатоланкові схеми комутації

При великому числі користувачів ефективніші схеми комутації, що містять багато ланок. На рис. 1.3 наведено дволанкову схему комутації. Для визначення областей застосування порівняємо попередню та наступну схеми за кількістю необхідних точок комутації.

На рис. 1.3 прийняті такі позначення:

n - число входів у матрицю ланки A;
r - число матриць ланки A;
m- Число входів матриці ланки A ;
s - число виходів матриці ланки B;
k - число виходів з матриці ланки B;
f - "зв'язок".

Зв'язність - це число проміжних ліній, які з'єднують одну певну матрицю ланки A з однією певною матрицею ланки В .

Нехай потрібно комутувати N входів з M виходами. Тоді дотримуються такі умови: для повнодоступної комутаційної схеми число точок комутації дорівнює NM;

Для неповнодоступної схеми комутації число точок комутації дорівнює r(nm) + m/f(ks).

Однак r (число комутаторів ланки A) залежить від необхідного загального числа входів N і становить

У той же час m/f (кількість комутаторів ланки B) залежить від необхідної загальної кількості виходів M:

Тоді число точок комутації неповнодоступної комутаційної схеми дорівнює Nm + Ms.

Тим самим визначається умова: щоб багатоланкова комутаційна схема була ефективніша, ніж одноланкова, число комутаційних точок у ній має бути менше, ніж у повнодоступній:

Останній умові може відповідати безліч поєднань параметрів комутаційних схем, але для всіх з них справедливо, щоб дотримувалися співвідношення

Ці вимоги означають, що число виходів матриці ланки A не повинно бути більше загальної кількості виходів усієї комутаційної схеми M , а число входів ланки B не повинно бути більше загальної кількості входів у комутаційну схему N .

Така умова виконується всім реальних завдань. Число виходів матриць, які є на сьогодні, для малих станцій (від 100-500 входів і того ж діапазону виходів) варіюється від 4 до 8, а для великих ємностей (4000-300000 входів і виходів) зустрічаються матриці по 512 виходів.

Однак невелика кількість входівв комутаційну матрицю не дозволяє побудувати комутаційну дволанкову схему з досить великою кількістю виходів. Для цих випадків застосовуються багатоланкові схеми (див., наприклад, рис. 1.4).

На рис. 1.4а показаний блок, що містить 8 комутаційних матриць 8х8. Він має загальну кількість входів N = 64 та виходів M = 64 . Для збільшення числа входів та виходів будується схема з 8 блоків (рис. 1.4б), яка дозволяє збільшити число входів та виходів до N = M = 512 .

Наприклад, відомо, що рівень завантаження абонентських ліній досить низький (крім телефонів, ліній з терміналами мережі Internet). У середньому вони використовують у годину на 10-15%. Для міжстанційних ліній, вартість яких дуже висока, необхідно збільшити інтенсивність використання і тим самим знизити вимоги до числа ліній, що виділяються для заданої групи абонентів. Тому включення абонентських ліній застосовуються спеціальні схеми з концентрацією (рис. 1.5).

Для створення концентрації застосовуються матриці, які мають число входів більше, ніж кількість виходів. Це може досягатися конструктивно або запаралелювання виходів (рис. 1.5). У цифрових системах комутації широко застосовуються варіанти, коли концентрація шляхом запаралелювання робиться на абонентських (термінальних) комплектах, що вносить додаткові зручності. При розгляді питань побудови термінальних комплектів будуть розглянуті такі варіанти.