Коммутационное поле Alcatel 1000 S12

Коммутационная система Alcatel 1000 S12

Alcatel 1000 System 12 является полностью цифровой телефонной станцией с полностью распределенным управлением. Система содержит целый ряд последних разработок, кото­рые обеспечивают много преимуществ как обслуживающему персоналу, так и пользовате­лям.

Станция всесторонне использует цифровую технологию и полностью использует воз­можности обработки сигналов в цифровом виде. Там, где требуется интерфейс с внешними аналоговыми сигналами (например, абонентские линии), на вводе производится преобразо­вание из аналогового вида в цифровой и наоборот. Это преобразование позволяет избежать проблем объема оборудования и надежности, связанных с аналоговой техникой. Требуемые сигналы звуковой частоты (например, тональные сигналы) генерируются в цифровом виде и распределяются по дублированной шине к соответствующему оборудованию станции.

Для приема и передачи многочастотных сигналов применяются процессоры цифровых сигналов.

Alcatel 1000 S12 состоит из ряда аппаратных модулей, в которые загружаются про­граммные модули, обеспечивающие конкретные задачи станции. Важной особенностью Alcatel 1000 S12 является возможность простого и экономичного расширения путем добав­ления аппаратных и программных модулей от малой станции до станции максимальных размеров. Таким образом, система обеспечивает реальную гибкость для планирования раз­вития телефонной сети.

Коммутационная система Alcatel 1000 S12 позволяет строить:

- удаленные абонентские блоки,

- малые, средние и большие местные станции,

- узлы входящего и исходящего сообщения,

- междугородные и международные станции,

- системы обслуживания операторами и центры обслуживания сети,

- центры таксации телефонного трафика,

- центры коммутации мобильной связи,

- транзитные пункты сигнализации.

Основные технические характеристики АТС Alcatel 1000 SI2:

- количество абонентских линий: более 200000;

- количество соединительных линий: более 85000;

- коммутационная способность: 35000 Эрл;

- количество попыток вызовов в ЧНН: более 2000000;

- управляющее устройство сетью ОКС: 1024 линии ОКС №7;

- электропитание: —48 В и -60В постоянного тока.

Структура системы

Архитектура Alcatel 1000 S12 основана на следующих принципах:

1) внутренние коммутационные элементы обеспечивают самомаршрутизацию и отсут­ствие блокировок;

2) распределенный способ обработки информации позволяет использовать недорогие, но использующие последние достижения микропроцессоры широкого применения;

3) использование одних и тех же компонентов для построения станций различной емко­сти и назначения;

4) линейная зависимость объема оборудования станции от требуемой емкости и обслу­живаемой нагрузки;

5) модульность ПО при использовании машин конечных сообщений (FMM) и машин поддержки системы (SSM);

6) обмен информацией и динамические связи между частями программного обеспече­ния осуществляется посредством обмена сообщениями;

7) ПО не зависит от физического распределения;

8) определение данных не зависит от физического распределения.

Базовая структура Alcatel 1000 S12 достаточно регулярна и состоит из коммутационно­го поля (DSN), к которому подсоединяются терминальные модули (ТСЕ) (рис. 32). Все мо­дули построены по единой схеме. Аппаратный интерфейс, соединяющий модули с DSN, одинаков для всех модулей. В каждом модуле есть общая управляющая часть, выполненная на микропроцессоре, и специализированные интегральные схемы. В такой

архитектуре АТС носит название средней/большой станции (MLE). При отсутствии необходимости выполнения всех имеющихся функций, а также при малой обслуживаемой емкости, количество модулей может быть уменьшено. Такая конфигурация получила название малой станции (SSA).

Некоторые из модулей ТСЕ используются внутри Alcatel 1000 SI2, тогда как другие подключены к внешним линиям. Модуль, не подключенный к внешним линиям (содержа­щий только интерфейс и управление), называется дополнительным элементом управления (АСЕ). Модули этого типа необходимы для дополнительной поддержки ПО. Все модули могут взаимодействовать друг с другом через DSN. Для надежности некоторые модули дублируются. Один модуль работает в активном режиме, второй - в пассивном. В случае, если активный выходит из строя, пассивный берет работу на себя. При этом несколько мо­дулей могут выполнять одну и ту же функцию.

Рисунок 32 – Базовая структура Alcatel 1000 S12

На рис. 33 показана общая структура терминального модуля. Как указывалось, выше, модуль состоит из терминального комплекта, выполняющего различные функции (напри­мер,интерфейс абонентских или соединительных линий, генерация тактовых сигналов и др.), и терминального элемента управления. Поскольку элементы управления используют стандартный терминальный интерфейс, то можно вводить новые типы оборудования или модифицировать существующее, не влияя на цифровое КП или другие модули.

Рисунок 33 – Блок – схема терминального модуля

Все внутренние связи в Alcatel 1000 S12 являются 32-х канальными трактами ИКМ, од­нако, длина кодового слова увеличена до 16 бит/канал.

Структура Alcatel 1000 S12 включает в себя следующие основные модули:

- модуль аналоговых абонентов (ASM), обеспечивающий подключение аналоговых або­нентских линий. Он включает: до 8-ми плат абонентских комплектов (ALCN) каждая на 16 АЛ (в целом модуль обслуживает 128 АЛ); одну плату вызывного устройства (RNGF), обеспечивающую вызывной ток для всех 128 АЛ; элемент управления MCUA, плату тести­рования TAUC/RLMC. В одном стативе можно разместить 12 модулей ASM на 1536 або­нентских линий. Модуль ASM поддерживает функцию кросс-овера (перекрестной взаимо­связи) как оборудования, так и ПО с другим модулем ASM, образуя, таким образом, пару. Кросс-овер позволяет процессору одного ASM обслуживать 256 АЛ, если другой модуль ASM отказывает. Абоненты отказавшего ASM продолжают обслуживаться процессором второго модуля. Блок-схема модуля ASM показана на рисунке 34.

Рисунок 34 – Блок схема модуля ASM

Абонентские комплекты имеют доступ к шине тестирования. Если шина тестирования подключена к тестирующему оборудованию, можно выполнить любой тест, необходимый для проверки внешней подвод­ки, так же как самих абонентских комплектов и/или другого телефонного оборудования;

- модуль абонентов ISDN (ISM), предназначен для обслуживания максимум 64 базовых доступов (ВА). Каждый ВА имеет два В канала для речи и данных (коммутации каналов или пакетов) и один D канал для сигнализации и передачи данных. Абонент может подключить до восьми терминалов, таких как телефон, факс, персональная ЭВМ (ПЭВМ) и т.д. Для обработ­ки сигнальных сообщений в В-канале в модуле предусмотрен дополнительный процессор;

- модуль цифровых трактов (DTM). Имеются различные конфигурации этого модуля. Обычно DTM обслуживает один тракт ИКМ, состоящий из 32-каналов (8 бит/канал, 2 Мбит/с). Модуль также может обрабатывать выделенный сигнальный канал (ВСК). Такой DTM является конечным DTM нижнего уровня. Необходимое оборудование и ПО включа­ется в конечный DTM верхнего уровня, что позволяет обрабатывать до четырех типов сиг­нализаций. В этом случае модуль называется «модуль тракта с интегрированной коммута­цией пакетов» (IPTM). Тип сигнализации зависит от загруженного ПО. Модуль обрабатывает функции первого, второго, а также частично третьего уровня протоколов. Оборудова­ние IPTM используется в трактах с разными системами сигнализации и службами HDLC;

- модуль звена данных (DLM) образует пару внешних аналоговых соединений к сети передачи данных Х.25 и обратно, на основе интерфейса порта V.24. Модуль требуется для преобразования цифровых каналов (64 Кбит/с) в звенья аналоговых модемов с разной ско­ростью передачи. Модуль используется для соединений с вычислительными центрами или для обработки аналоговых звеньев ОКС №7 со скоростями менее или равными 64 Кбит/с. При этом пакеты обрабатываются фреймами. Связи определяются базой данных и реализу­ются полупостоянными соединениями через DSN;

- модуль интерфейса удаленного блока ISDN (IRIM) является одним из модулей трактов большой комплектации. Он поддерживает два интерфейса 2 Мбит/с к одному выносному абонентскому блоку ЦСИС (IRSU) (рис. 35), или к конфигурации многократного доступа, объединяющей до 8 IRSU. Пара IRIM работает в кросс-овере для обслуживания IRSU с раз­делением нагрузки. К одному модулю IRIM подключается только мини IRSU (96 аналого­вых линий). Абоненты в IRSU присваиваются одному из IRIM соответственно с верхней или с нижней половиной оборудования IRSU. Однако функция кросс-овера позволяет обраба­тывать вызовы любым модулем IRIM пары, в зависимости от наличия свободных каналов в трактах ИКМ. Структура сигнальных сообщений в трактах ИКМ основана на ОКС №7. Они немного изменены с учетом конфигурации многократного доступа и сигнальные каналы свя­заны только с каналами собственного тракта ИКМ. ПО платы IRIM является загружаемым;

Рисунок 35 – Конфигурация однократного доступа

- модуль общего канала высокой производительности (НССМ) обрабатывает сигнали­зацию №7 МККТТ. Если необходима большая пропускная способность или большее количество каналов сигнализации можно подключить несколько модулей НССМ. Тракт ОКС №7, подключенный к DTM, связан постоянным проключением с НССМ. Один НССМ мо­жет обслуживать максимум восемь трактов ОКС №7;

-модуль периферийных устройств и загрузки (P&L). Периферийные устройства Alcatel 1000 S12 подключаются к этому модулю. Системный диск (жесткий диск вычислительного комплекса АТС) содержит копию системного ПО и системных данных. Для создания копии (создание диска) используется накопитель на магнитной ленте MTU или оптический диск OD. MTU или OD могут также хранить информацию о тарификации или на них может про­изводиться копирование системного ПО и системных данных. Для организации связи чело­век - машина (оператор системы) используется персональный компьютер и принтер. Воз­можно максимум 10 подключений. К одному подключению можно подсоединять в любой комбинации ПЭВМ/принтер и другие устройства с последовательным интерфейсом. При установке Alcatel 1000 S12 все ПО и данные копируются с жесткого диска P&L в соответст­вующие модули через DSN. Когда модуль отказывает, возможна его повторная загрузка. Модуль P&L также содержит центральную часть системы аварийной сигнализации. Модуль P&L собирает все аварийные рапорты от модулей, устройств, услуг или не связанных со стативами специфических аварий. Аварии выводятся на системный принтер. Для визуаль­ных и звуковых сообщений используется интерфейс с панелью аварийной сигнализации;

- модуль тактовых и тональных сигналов (СТМ) управляет подсистемой синхрониза­ции станции, генерированием тональных сигналов для абонентов и службой времени суток TOD. Для обеспечения надежности поставляются два СТМ. Генерируемая частота синхро­низации станции - 8192 МГц. Внешняя синхронизация (атомные часы с удаленной станции) также может использоваться для контроля. Синхросигналы распределяются по всем моду­лям и DSN. Генерируемыми тональными сигналами являются: «приглашение к набору но­мера», «занято», «контроль посылки вызова», «перегрузка» и т.д. Все тональные сигналы цифровые. Тональные сигналы и TOD распределяются по всем модулям;

- модуль операторского интерфейса (OIM) обеспечивает интерфейс для максимально 15 цифровых рабочих мест операторов (DOP) с DSN станции. OIM соединяется с DOP ИКМ трактом. Тридцати каналам ИКМ - тракта присвоены 15 DOP. Рабочие места операторов подключаются к ИКМ - тракту через распределительный шлейф. Канал 16 выделен для сиг­нализации взаимодействия с DOP. Интерфейс между DOP и распределительным шлейфом контролируется оборудованием управления рабочими местами, установленным в помеще­нии операторов;

- модуль эхозагродителей (ЕСМ) представляет собой модуль цифрового тракта с функ­цией эхозаграждения. Оборудование включает элемент управления MCUX и плату ЕСТА (тракт с эхозаградителями, тип А). Последняя обеспечивает два тракта ИКМ с функциями эхозаградителей. Функция эхозаградителей требуется при использовании АТС совместно с некоторыми системами сигнализации. ЕСМ занимает две позиции плат в стативе. Обеспе­чивается выполнение следующих функций: вычитание эхосигнала из разговорного сигнала, возможны одновременные речевые сигналы (дуплекс), реализация полукомплектами на ка­ждой стороне. Эхозаградители используются в линиях 2 Мбит/с большой протяженности (международные), а также линиях с задержкой, вносимой схемой кодирования;

- модуль служебных комплектов (SCM) обрабатывает сигналы многочастотной (MF) сигнализации и набора номера от абонентских аппаратов с многочастотной тастатурой (DTMF). При этом возможна организация, как межстанционной многочастотной сигнализа­ции, так и двухгрупповой многочастотной сигнализации между телефонным аппаратом и опорной станцией. Возможна функция конференц - связи. Каждый приемник может обраба­тывать загруженный тип сигнализации;

- модуль динамического интегрированного автоответчика (DIAM) состоит из платы динамического интегрированного автоответчика типа A (DIAA), которая обеспечивает рас­пределение записанных фраз. Емкость записи составляет 524 секунды (4 Мбайт) и может быть расширена до 52,4 минут с применением второй платы (АМЕА) емкостью 2637 секунд (20 Мбайт). Все содержание записей станции может быть распределено между несколькими модулями DIAM. Модуль DIAM поддерживает следующие категории речевых сообщений: двуязычные сообщения, говорящие часы на фоне музыки или без сообщения перехвата (перегрузка, неправильный номер), сообщения дополнительных услуг (срочный вызов, по­будка), длинные сообщения (новости, прогноз погоды), заказные сообщения;

- дополнительный элемент управления (АСЕ) обеспечивает дополнительную вычисли­тельную мощность для выполнения ряда функций (например, анализ префикса, централизо­ванное хранение данных, выбор тракта и т.д.). Любой модуль может использовать центра­лизованно хранимое ПО. Часто, в зависимости от нагрузки, АСЕ используются в режиме раз­деления нагрузки. Когда АСЕ выходит из строя, в запасной АСЕ загружается корректное ПО;

- модуль цифрового тракта тип В (DTUB) поддерживает окончание тракта 2 Мбит/с для подключения учрежденческой АТС с функциями ISDN. DTUB содержит терминал тракта 2 Мбит/с и четыре контроллера HDLC. Он реализован на одной плате и поэтому не имеет шины внешнего кластера;

-модуль тестирования трактов (ТТМ) используется для тестирования качества сигна­лизации, коммутации и передачи в исходящих направлениях. Модуль ТТМ содержит одну или две платы цифровых сигнальных процессоров DSP, реализующих 15 приемников и пе­редатчиков с программируемыми параметрами, один элемент управления и одну или две платы адаптера модуля измерения, каждая из которых обеспечивает до 6 аналоговых кана­лов к внешнему измерительному модулю для выполнения тестовых последовательностей по заданию оператора;

- модуль взаимодействия подвижной связи (MIM) реализует согласование скоростей и преобразование протокола для вызовов данных к и от подвижных установок в центре ком­мутации подвижной связи MSC. Модуль поддерживает прозрачный и непрозрачный режи­мы обмена информации. Модуль поддерживает ряд модемов, определенных стандартом GSM для аналоговых соединений. MIM включается между входящим и исходящим тракта­ми на все время неразговорных соединений, обслуживаемых MSC.

Коммутационное поле Alcatel 1000 S12

Основу распределенной архитектуры Alcatel 1000 S12 составляет цифровое коммутаци­онное поле (DSN), являющееся цифровым КП кольцевого типа. DSN не только заменяет обычное коммутационное поле с его централизованным управлением, но также заменяет комплекс шин системы взаимодействия, требуемый при централизованном управлении для контроля и взаимодействия с каждым терминальным устройством.

Основными функциями DSN является выполнение команд процессоров для установле­ния соединений между абонентскими или соединительными линиями, для передачи речи и данных, и для передачи сообщений между процессорами.

Согласно концепции распределенного управления производительность и память для поиска и проключения путей в DSN также полностью распределены. Другими словами, ка­ждый функциональный блок DSN располагает всей необходимой логикой, чтобы действо­вать как независимый элемент.

DSN может расширяться в широких пределах согласно требованиям к станции. Для по­строения поля используется единая плата, известная как цифровой коммутационный эле­мент DSE.

Как показано на рис.36, DSN имеет четырехступенчатую складную структуру. Первая ступень состоит из пары коммутаторов доступа, которые распределяют трафик от терми­нальных, модулей по планам групповых коммутаторов.

Рисунок 36 – Коммутационное поле Alcatel 1000 S12

Может быть оборудовано до трех ступеней групповых коммутаторов. Количество сту­пеней и планов групповых коммутаторов определяется числом терминалов и средним тра­фиком, обрабатываемым станцией.

Наращивание DSN при увеличении числа терминалов или трафика делается установкой дополнительных DSE. Существующие элементы не затрагиваются. В максимальной конфи­гурации DSN может обработать трафик более чем 120000 АЛ или 85000 СЛ.

DSN осуществляет пространственно-временную коммутацию. Каждый DSE содержит 16 одинаковых двусторонних коммутационных портов. Каждый порт имеет 32 входящих и 32 исходящих временных каналов 128 Кбит/с. Каждый канал может передавать данные, речь в цифровом виде или межмодульные сигнальные сообщения. Каналы 0 и 16 предна­значены только для внутреннего использования.

Гибкость DSN и его высокие показатели обеспечивают связь между большим числом элементов управления и расширение станции без ухудшения качества обслуживания.

Обоб­щенные характеристики DSN следующие:

- пошаговое проключение пути с автоматическим исканием свободных каналов и авто­матическими повторными попытками, обеспечивающими виртуальную неблокируе-мость. Каждый порт реагирует на команды проключения пути, посылаемые через по­ле. Программной карты состояния поля не существует;

- внутренняя надежность, благодаря доступности большого числа альтернативных пу­тей, так что отказ DSE не влияет на возможности соединения и незначительно снижа­ет показатели системы;

- поле коммутирует цифровые линии 4096 Кбит/с, каждая по 32 временных канала 128 Кбит/с, которые передают, помимо речи, межмодульные сигнальные сообщения, а также широкий диапазон данных;

- распределенное процессорное управление элементами сети;

- контроль правильной работы коммутационного оборудования;

- контроль на четность отсчетов речи;

- аварийные сообщения по каналу 16;

- контроль канала 0 (контроль через второе туннельное поле и цикловая синхронизация). Плата DSE содержит 16 коммутационных портов, расположенных в одной заказной БИС. DSN внутренне надежно, благодаря наличию большого числа альтернативных путей в

одной плоскости и наличию 4 коммутационных плоскостей. Отказ отдельного коммутаци­онного элемента оказывает минимальное влияние на возможности соединений DSN и таким образом на параметры системы.

При проключении пути через DSN каждый используемый элемент проверяется и при необходимости выбирается альтернативный путь. После проключения пути делаются даль­нейшие проверки таким образом, что путь и связанные с ним элементы находятся под по­стоянным контролем. Это позволяет идентифицировать и изолировать дефектные элементы до их серьезного влияния на надежность системы. Каждый модуль включен в групповой коммутатор DSN через два отдельных коммутационных элемента (пару доступа). Отказ од­ного из них приводит только к снижению трафика модуля.

В цифровых АТС 1000S12 широко применяется концепция разделения коммутационно­го поля (рис. 37), когда КП физически может быть расположено в нескольких местах, ис­пользуя выносные терминальные подблоки (RTSU). При этом при нормальном режиме ра­боты абоненты RTSU обслуживаются как составная часть головной станции.

Концентрация нагрузки

Выносные абонентские блоки ЦСИС (IRSU) (рис.35) являются по сути концентрато­рами телефонной нагрузки. Они разработаны как для городской, так и для сельской местно­сти и подключают удаленных абонентов к станции по четырехпроводным высокоскорост­ным линиям.

IRSU представляет собой смешанный концетратор для аналоговых и ЦСИС линий, с концетрацией абонентской нагрузки в 1-4 стандартных ИКМ тракта 2 Мбит/с, подклю­ченных к основной станции. Соотношение аналоговых и ЦСИС линий в IRSU может ме­няться согласно потребностям. При потере связи с основной станцией IRSU переходит в автономный режим, в котором обеспечиваются простые разговорные соединения между абонентами.

В настоящее время в Alcatel 1000 S12 применяется новое (J-семейство) оборудова­ния стативов IRSU. Краткие характеристики концетраторов это семейства приведены в таблице 6.

DSE имеет собственный механизм искания и собственную карту путей. Каждый комму­тационный порт может интерпретировать входные команды для установления, контроля и разъединения соединения для межпроцессорных сообщений или вызова. Он может также посылать сигналы другим DSE.

Любой из 30 цифровых потоков любого из 16 портов может соединяться с исходящим каналом любого порта. Эта пространственно-временная коммутация позволяет DSE коммутировать 480 входящих каналов на 480 исходящих без блокировки.

Рисунок 37 – Концепция RTSU

Таблица 6 - Конфигурация концентраторов Alcatel 1000 S12