Curs De Centrale Telefonice Digitale PDF

Capitolul 2. CENTRALE TELEFONICE DIGITALE RC 2.1. Introducere Centralele telefonice au rolul de a asigura conexiuni între terminalele mediului telefonic, care pot fi linii de abonaţi analogice sau digitale, ori joncţiuni între centrale telefonice, care...

Capitolul 2. CENTRALE TELEFONICE DIGITALE RC 2.1. Introducere Centralele telefonice au rolul de a asigura conexiuni între terminalele mediului telefonic, care pot fi linii de abonaţi analogice sau digitale, ori joncţiuni între centrale telefonice, care pot fi de asemenea analogice sau digitale. O centrală telefonică conţine următoarele unităţi (Figura 2.1): INT ( IL / IJ ) = interfeţe specializate pentru conectarea la liniile de abonat sau joncţiuni. Acestea asigură adaptarea (semnalizarea) cu mediul telefonic. Interfeţele cu liniile de abonat (IL) sunt de obicei grupate în module, care sunt incluse într-un concentrator digital. Concentratoarele pot fi instalate local (în centrală) sau distant, în vecinătatea unui grup de abonaţi. Se asigură în acest fel reducerea lungimii medii a liniilor de abonat (partea cea mai scumpă şi cea mai puţin utilizată din reţeaua de telecomunicaţii), ceea ce conduce la reducerea investiţiilor cu reţeaua de abonat; RC = reţeaua de comutaţie reprezintă unitatea care realizează conectarea între oricare dintre canalele de comunicaţie deservite; US = unitate de semnalizare pentru schimbul de date cu posturile terminale de abonaţi sau între RS centralele telefonice; UCC = unitatea de comandă şi control permite realizarea supervizării şi comenzii pentru INT, RC şi US. De asemenea, asigură facilităţi de exploatare şi întreţinere a sistemului. Unitatea de comandă este descentralizată, ceea ce înseamnă că există unităţi de comandă dispuse în toate modulele centralei, care comunică cu unitatea centrală de comandă şi superviziune. Fig.2.1. Schema bloc a unei centrale telefonice CU Modulele de linii, de joncţiuni, de semnalizare şi reţeaua de comutaţie au asociate câte o unitate de comandă proprie, care coordonează funcţiile specifice fiecărui modul. Sistemele (centralele) telefonice electronice utilizate în prezent sunt în cea mai mare parte centrale digitale care pot asigura evoluţia spre reţeaua numerică (digitală) cu integrarea serviciilor (ISDN - Integrated Services Digital Network), permiţând abonatului acces direct la canale digitale de 64 kbps prin care se pot realiza comunicaţii de voce, date, texte sau imagini. Unităţile prezentate în schema bloc a centralei telefonice se regăsesc în schemele bloc ale centralelor digitale care sunt deja folosite în reţeaua telefonică din România: centrala de capacitate mică (adecvată reţelei rurale şi publice de capacitate mică) de tip STAREX-IMS GoldStare şi centrale electronice digitale de mare capacitate de tip E10B/ALCATEL, EWSD Siemens sau AXE / Ericsson. 1 Pentru realizarea introducerii în problemele globale ale unei centrale telefonice se va face prezentarea generală a centralei electronice digitale EWSD (Digital Electronic Switching System) (Electronical RC sWitching System Digital). 2.2. Centrala EWSD EWSD este un sistem de comutaţie digital, realizat de firma Siemens şi introdus în exploatare începând din anul 1981, ajungând ca în prezent să realizeze conexiuni între mai mult de 160 milioane de abonaţi din aproape 100 de ţări, inclusiv România. EWSD este folosit în centrale rurale, locale şi de tranzit de diferite capacităţi. Centrala este complet modulară, cu interconectare între module prin conectori, fiind formată din subsisteme hardware şi software: HW = subsisteme autonome cu control distribuit; SW = divizarea funcţiilor de bază în subsisteme şi module software. Noile tehnologii pot fi încorporate în EWSD fără a modifica arhitectura sistemului. RS 2.2.1. Aplicaţii şi posibilităţi a. Centrala locală – deserveşte abonaţii dintr-o zonă (cartier, localitate). Capacitatea centralei poate fi de câteva sute până la 250 000 linii. b. Centrală de tranzit – este un nod al reţelei care asigură interconectarea între centrale. Poate avea o capacitate de maxim 60 000 trunchiuri. c. Centrală locală/tranzit – dirijează traficul de tranzit sau interurban, ca şi pe cel local. Numărul de linii şi trunchiuri se alege după necesităţi, dar respectând o încărcare de cel mult 25 200 E. (capacitatea de comutaţie). d. Centrală internaţională – realizează funcţii specifice ca: sisteme de semnalizare internaţionale, compensare ecou pentru legături internaţionale şi link-uri prin satelit, statistici şi decontări inter- administraţii. Aceste funcţii pot fi integrate şi în centralele naţionale dacă este necesar. CU 2.2.2. Arhitectura sistemului EWSD Sistemul EWSD (Figura 2.2) are o arhitectură HW modulară, fiabilă şi flexibilă. Sistemul EWSD este compus din 4 subsisteme: acces, comutaţie, semnalizare si coordonare. Componentele sistemului EWSD sunt: DLU - Unitate de linii digitale (Digital Line Unit) DLUC – Controlerul unităţii de linii digitale (Digital Line Unit Controller) LTG - Unitate de grup de linii/trunchiuri (Line/Trunk Group) GP - Procesor de grup (Group Processor) 2  SN (RC) – Reţea de comutaţie (Switching Network) SGC - Unitate de control pentru reţeaua de comutaţie (Switching Group Controller) RC CCNC - Unitate de control a reţelei de semnalizare prin canal comun (semafor) (Common Channel Signaling Network Controller) CCNP - Procesor pentru reţeaua de semnalizare prin canal-semafor (Common Channel Signaling Network Processor) CP - Procesorul Coordonator (Coordonation Processor) EM - Memorie externă (External Memory) OMT - Terminal de exploatare şi întreţinere (Operation and Maintenance Terminal) CCG - Generator de tact central (Central Clock Generator) SYP - Panou de sistem (SYstem Panel) SYPC - Controller de panou de sistem (SYstem Panel Controller) MB – Memorie de mesaje (Message Buffer) MBC – Controlerul memoriei de mesaje (Message Buffer Controller) RS Fig.2.2. Schema bloc a sistemului EWSD Comanda sistemului EWSD este caracterizată printr-o descentralizare accentuată. Astfel fiecare componentă majoră deţine un element de comandă: DLU conţine DLUC (DLU Controller) CU LTG conţine GP (Group Processor) SN conţine SCG (Switching Group Controller) Coordonarea în ansamblu a tuturor funcţiilor îndeplinite de sistem, revine în sarcina procesorului coordonator CP (Coordonation Processor), care comunică cu elementele sus amintite prin intermediul modulului MB (Message Buffer) şi al reţelei de conexiuni SN (Switching Network). Toate părţile vitale ale sistemului EWSD sunt înzestrate cu redundanţă care în cazul unităţilor CP se materializează în utilizarea a n ≥ 2 procesoare identice, care activează în paralel prin divizarea sarcinii, iar în cazul reţelei de conexiuni în două planuri identice cu funcţionare sincronă din care doar unul este utilizat în stabilirea legăturilor. 3 În privinţa unităţilor LTG, acestea nu sunt redundante, dat fiind faptul că ele deservesc un număr redus de terminaţii. Din acest motiv, pentru a elimina efectele negative ale defectării unei unităţi LTG, traficul provenit de la o unitate DLU este distribuit la două unităţi LTG, asigurându-se astfel o redundanţă RC implicită prin partajare de sarcină. 2.2.2.1. Unităţile de linii digitale – DLU (Digital Line Unit) Reţeaua locală de distribuţie şi de racordare la abonaţi reprezintă aproape jumătate din investiţiile reţelei telefonice. Pentru reducerea cheltuielilor cu reţeaua de abonat, este important să se reducă lungimea medie a liniei de abonat şi să se mărească gradul de utilizare a liniilor de abonaţi. În toate centralele electronice digitale sunt prevăzute unităţi de interfaţă cu linii de abonaţi, care pot fi echipate local sau distant (Figura 2.3), ceea ce permite minimizarea lungimii medii a liniilor de abonaţi. Aceste unităţi realizează o concentrare de trafic, astfel încât pentru unităţile distante se asigură o utilizare eficientă a liniei digitale de 2 Mb/s standard, prin care se realizează conexiunea la centrală. RS Fig.2.3. Conectare DLU – local sau distant În mediul urban, abonaţii sunt în general situaţi în apropierea centralei astfel că aceste unităţi de racordare cu concentrare a traficului se pot instala direct în centrală. În mediul suburban sau în localităţile mici este indicată conectarea grupelor de abonaţi la centrală prin unităţi de racordare distante, deoarece se obţin în acest fel economii importante privind reţeaua de abonaţi. Unităţile de racordare a abonaţilor pot avea diverse capacităţi şi pot fi instalate în construcţii clasice, în containere sau cofrete exterioare. CU Aceste unităţi de racordare şi concentrare a traficului liniilor de abonaţi sunt cunoscute sub numele de DLU (unităţi de linie digitale) în centrala EWSD/Siemens. DLU poate deservi linii analogice/digitale, linii ISDN, PBX (Private Branch Exchange) analogice sau PBX digitale. DLU este conectată la două LTG (Line/Trunk Group – unitate de grup de linii/trunchiuri) diferite (ceea ce măreşte siguranţa în funcţionare) prin linii PDC (Primary Digital Carrier) cu debit binar care poate fi de 2048 kb/s (pentru multiplexul E1 de 32 canale temporale (CT) de 64kb/s – standard european) sau 1544 kb/s (pentru multiplexul T1 de 24 canale temporale de 64kb/s – standard american, utilizat şi în Japonia). 4 Componentele unei unităţi DLU (Figura 2.4) sunt: SLMA (/SLMD) = Subscriber Line Module Analog (/Digital) – modul de linie analogică RC (/digitală) de abonat; DIUD = Digital Interface Unit for DLU – unitate de interfaţă digitală pentru conectarea la linkurile PDC (Primary Digital Carrier); DLUC = DLU Controller; TU = Test Unit – unitate de test pentru verificarea liniei în cazul unui deranjament; EMSP = Emergency Device Equipment – echipament care asigură conexiunea între posturile telefonice conectate la acelaşi DLU, atunci când accesul la LTG este întrerupt (DLU poate asigura teletaxarea). RS Fig.2.4. Structura de bază a unităţii de linii digitale DLU Liniile de abonat sunt conectate la modulele de linii analogice/digitale de abonat (SLMA/SLMD - Subscriber Line Modules Analog/Digital) din unitatea de linie digitală (DLU). Fiecare SLMA conţine câte 8 circuite de linii analogice/digitale de abonat - SLCA (Subscriber Line Circuits Analog) şi un CU procesor pentru modulul de linii de abonat SLMCP (Subscriber Line Module Control Processor). DLU poate conţine până la 119 SLMA-uri, astfel că pentru o echipare completă, la un DLU pot fi conectate 119 x 8 = 952 linii de abonat. În unitatea DLU, fiecare abonat are asociat câte un circuit SLCA (Subscriber Line Circuits Analog) care îndeplineşte o serie de funcţii (funcţiile BORSCHT): Battery-feed = alimentarea în curent continuu a postului telefonic de la o sursă de tensiune de 48V; Over-voltage protection = protecţia echipamentului la supratensiunile accidentale în linie; Ringing = apelul spre linia chemată se realizează prin conectarea semnalului de apel de 25Hz/(75- 5 80)V; Supervision = supervizarea stării liniei prin interogarea periodică a circuitului de alimentare, care permite sesizarea stăriilor de buclă închisă sau deschisă; RC Hybrid = sistem diferenţial pentru separarea sensurilor de emisie/recepţie; Coding = conversie analog/digital şi digital/analog. Testing = funcţia de testare este realizată în mod obişnuit prin conectarea unităţii de test (TU) la SLCA, putându-se verifica în acest mod linia abonatului, postul telefonic sau chiar circuitul de linie SLCA. DLU dispune de două tipuri de busuri interne : două reţele (pentru transmisia informaţiei de la utilizator) de 4096 kb/s care constituie busul intern între SLMA, TU şi EMSP, pe de o parte şi DIUD0 sau DIUD1, pe de altă parte. Fiecare reţea de 4096 kb/s dispune de 64 canale temporale de 64 kb/s pe fiecare canal; două reţele de control de 136 kb/s ce conectează SLMCP (Subscriber Line Module Control Processor) la două unităţi de control DLUC (Control for DLU). Aceste busuri sunt folosite pentru transferul informaţiilor de control: - comenzi de la DLUC la SLMCP; - mesaje de la SLMCP la DLUC. RS Fiecare DLUC recepţionează şi transmite informaţii de control (semnalizări) la LTG-ul asociat prin DIUD şi canalul temporal 16 (CCS – Common Channel Signaling) al liniei digitale (PDC). De asemenea, DIUD asigură, prin interfaţă şi transmiţătorul / receptorul asociat fiecărei linii digitale PDC, sincronizarea cadrelor PDC cu cadrele de impulsuri interne utilizate în DLU, folosindu-se de canalul temporal 0 (FAS – Frame Alignement Signal). Această structură a canalelor temporale poate fi observată în figura 2.5. CU Fig.2.5. Multiplexarea/demultiplexarea informaţiilor prin DIUD 2.2.2.2. Unitatea de grup de linii/trunchiuri – LTG (Line/Trunk Group) LTG asigură interfaţa modulelor terminale cu reţeaua de comutaţie SN (Switching Network). Conectarea liniilor la LTG se realizează astfel: 6  prin DLU pentru linii de abonaţi; direct pentru linii digitale şi linii cu acces primar ISDN; prin SC_MUX (Signal Convertor-Multiplexer) pentru trunchiurile analogice. RC Conexiunea spre DLU se realizează prin linii digitale de 2048 Kb/s, iar debitul binar în liniile digitale spre SN este de 8192 Kb/s. Fiecare LTG are acces la cele două plane ale reţelei de conexiune SN0 şi SN1. Unitatea de grup de linii/trunchiuri LTG (Figura 2.6) conţine: DIU = unităţi de interfaţă digitală (Digital Interface Unit); GP = procesorul de grup (Group Processor); GS / SPMX = comutatorul de grup (Group Switch) / multiplexor de vorbire (speech multiplexer); SU = unitate de semnalizare (Signaling Unit); LIU = (Link Interface Unit) unitate de interfaţă de link spre SN (Switching Network). RS Fig.2.6. LTG – unitatea de grup de linii/trunchiuri Funcţiile LTG sunt controlate de procesorul de grup GP asociat. LTG realizează următoarele funcţii : recepţionează numărul chemat şi-l transmite către procesorul coordonator(CP); CU controlează recepţia şi transmisia semnalizărilor de linie şi de selecţie de la DIU; realizează testul buclei prin canalul temporal atribuit liniei. LTG asociat chemătorului înregistrează taxa convorbirii pe durata convorbirii şi transferă informaţiile de taxare la procesorul central la sfârşitul convorbirii. detectează erori în căile de transmisie; adaptarea la linia de 8 Mbit/s; 7  2.2.2.3. Reţeaua de comutaţie – SN (Switching Network) I. Cazul general RC Reţeaua de comutaţie a unei centrale telefonice este realizată în cazul general din comutatoare temporale (T), comutatoare spaţiale (S) şi comutatoare digitale (D – spaţio-temporale). A. Comutatorul temporal (Figura 2.7) – are o singură linie digitală de intrare şi o singură linie digitală de ieşire. Are rolul de a comuta informaţia de pe un canal temporal de intrare CTi pe un alt canal de ieşire CTj. Fig.2.7. Reprezentarea schematică a unui comutator temporal Deoarece semnalul de intrare este recepţionat pe durata canalului temporal CTi şi trebuie transmis la ieşire cu o întârziereτ rezultă c ă este necesar ca sistemul să dispună de o memorie tampon MT RS (figura 2.8) numită şi memorie a eşantioanelor sau memorie de convorbire (speech memory). În această memorie, se înscriu, cadru după cadru, "cuvintele" (eşantioane cuantizate şi codificate) provenite din fluxul de intrare. Conţinutul MT rămâne neschimbat între două operaţii succesive de scriere, adică pe durata unei perioade de 125μsec. În decursul acestei perioade conţinutul fiecărei locaţii de memorie MT poate fi citit în orice moment şi eliberat astfel pe linia de ieşire. Pentru ca un eşantion să poată fi trimis pe linia de ieşire trebuie să se ştie cu precizie adresa de unde el se extrage. Pentru aceasta se citeşte o altă memorie a comutatorului, numită memorie de comandă, MC (figura 2.8). Această memorie conservă relaţia dintre căile de intrare şi căile de ieşire, ceea ce înseamnă că ea asigură practic realizarea conexiunii. Atunci când se doreşte schimbarea unei conexiuni temporale, trebuie operat în conţinutul informaţional al memoriei de comandă. Încărcarea şi reactualizarea acestei memorii se face de către unitatea de comandă şi control a reţelei de comutaţie, în faza de prelucrare a apelurilor, adică anterior comutaţiei propriu-zise. CU Fig.2.8. Schema generală a comutatorului temporal 8 Comutatorul temporal (figura 2.8) mai cuprinde un registru RI de intrare, care efectuează conversia serie- paralel a informaţiei de pe linia de intrare, şi un registru RE de ieşire, pentru conversia complementară RC paralel-serie. Cele două memorii componente ale comutatorului temporal sunt de tip RAM (Random Access Memory), deci cu acces aleator pentru scriere şi pentru citire. Din punct de vedere al modului de scriere şi citire din memoria tampon, se deosebesc două tipuri de comutatoare temporale: cu comandă la ieşire (cu scriere ordonată şi citire controlată) şi cu comandă la intrare (cu scriere controlată şi citire ordonată). A.1. Comutatorul temporal cu comandă la ieşire Principiul de realizare a comutaţiei temporale cu comandă la ieşire este prezentat în figura 2.9. Operaţiile de scriere şi citire din memoria tampon se realizează sub comandă unui numărător de adrese, care este sincronizat cu fluxurile de intrare şi ieşire din sistem. Scrierea în memoria tampon se face în ordinea de sosire a eşantioanelor din fluxul de intrare. Datorită sincronismului dintre numărătorul de adrese şi fluxul de intrare, adresa de înscriere în MT coincide cu RS rangul canalului temporal. CU Fig.2.9. Comutatorul temporal cu comandă la ieşire Fiecare cuvânt (CCi) din MC reprezintă identitatea unei căi temporale de ieşire. Citirea din memoria de comandă se efectuează în ordine normală. Citirea din memoria tampon se face controlat, la adresele din memoria de comandă. MC generează ciclic o secvenţă neordonată de adrese. În figura 2.10. este prezentat un exemplu de comutare temporală comandată pe ieşire. Pentru ilustrare s-a considerat că un cadru conţine doar 5 canale temporale. 9  RC Fig. 2.10. Exemplu de comutare temporală comandată pe ieşire Aşadar, comanda de conexiune între un canal temporal CTi la intrare şi un CTj la ieşire, pentru un comutator temporal cu comandă la ieşire, este: MC[j] = i A.2. Comutatorul temporal cu comandă la intrare RS Scrierea în memoria tampon se face la adresele obţinute prin citirea în ordine normală din memoria de comandă. MC generează ciclic o secvenţă neordonată de adrese ale memoriei tampon, de exemplu: AT9, AT3, AT15, AT1,… În ceea ce priveşte citirea din memoria tampon, necesară constituirii fluxului numeric de ieşire, aceasta se face în ordine normală. CU Fig.2.11. Comutatorul temporal cu comandă la intrare Aşadar, comanda de conexiune între un canal temporal CTi la intrare şi un CTj la ieşire, pentru un comutator temporal cu comandă la intrare, este: MC[i] = j 10  B. Comutatorul spaţial (Figura 2.12) – poate avea N intrări şi M ieşiri (În cazul particular N poate fi egal cu M). Comutatorul spaţial asigură transferul informaţiei de pe o linie de intrare In a şi canal temporal CTk pe o linie de ieşire OUT b , dar acelaşi canal temporal CTk. RC Fig.2.12. Reprezentarea schematică a unui comutator spaţial (S) Această punere în corespondenţă va dura pe toată durata comunicaţiei şi reprezintă funcţia de schimbare a poziţiei spaţiale a unui eşantion, adică o comutaţie numerică spaţială, simbolizată prin S. Aşadar, deoarece se realizează doar o comutaţie în spaţiu, biţii sunt transmişi instantaneu, deci nu va mai fi nevoie de memorie tampon, ci doar de memorii de comandă. RS Din punct de vedere al modului de comutaţie, pot exista două tipuri de comutatoare spaţiale: cu comandă la ieşire şi cu comandă la intrare. B.1. Comutatorul spaţial cu comandă la ieşire Comutatorul spaţial cu comandă la ieşire (Figura 2.13) utilizează câte un multiplexor pentru fiecare ieşire, care este controlat de câte o MC. Adresa de înscrierea în MC coincide cu indexul canalului temporal de intrare/ieşire. Conţinutul cuvântului de memorie de la indexul i reprezintă numărul liniei multiplex de intrare care va transmite informaţia din canalul temporal CTi pe linia multiplex de ieşire corespunzătoare (posesoarea memoriei respective). CU Informaţia de pe toate intrările comutatorului spaţial este distribuită către toate multiplexoarele. În acest mod se asigură o accesibilitate totală a intrărilor la ieşiri. Dar, pe durata unui canal temporal, intr-un multiplexor o singură poartă ŞI va fi deschisă. Comutator spaţial poate permite multiplexarea simultană a unei linii de intrare pe mai multe linii de ieşire. Astfel de conexiuni punct la multipunct se utilizează atunci când aceeaşi informaţie trebuie distribuită mai multor linii de ieşire (teleconferinţe). Pentru comutatorul spaţial cu comandă la ieşire, comanda de conexiune între o linie de intrare X/canal temporal CTi şi o linie de ieşire Y/CTi, este: MC[i, y] = x 11 Pentru exemplul din figura 2.13, la adresa i în memoriile de comandă vom găsi următoarele informaţii: MC[i, 0] = 3 ; MC[i, 1] = 2 ; MC[i, 2] = 0 ; MC[i, 3] = 1 RC RS Fig.2.13. Comutatorul spaţial cu comandă la ieşire B.2. Comutatorul spaţial cu comandă la intrare Schema de principiu a comutatorului spaţial cu comandă la intrare este prezentată în figura 2.14. Se observă că în acest caz, fiecare linie de intrare are asociat un modul propriu, format dintr-o memorie de control MC şi un demultiplexor DX. Adresele de înscriere în MC coincid cu indexul canalului temporal de intrare/ieşire. Conţinutul cuvântului de memorie de la indexul i reprezintă numărul liniei multiplex de ieşire pe care trebuie transmisă informaţia din canalul temporal CTi de pe linia multiplex de intrare corespunzătoare CU (posesoarea memoriei de comandă respective). Deci, pentru comutatorul spaţial cu comandă la intrare, comanda de conexiune între o linie de intrare X/canal temporal CTi şi o linie de ieşire Y/CTi, , este: MC[i, x] = y Pentru exemplul din figura 2.14, la adresa i în memoriile de comandă vom găsi următoarele informaţii: MC[i, 0] = 2 ; MC[i, 1] = 0 ; MC[i, 2] = 1 12  RC Fig.2.14. Comutatorul spaţial cu comandă la intrare C. Comutatorul digital / spaţio-temporal (Figurile 2.15/2.16) – asigură comutaţia informaţiei dintr-un canal temporal CTi de pe o linie de intrare InX în alt canal temporal CTj de pe o altă linie de ieşire OutY. RS InX/CTi → OutY/CTj Fig.2.15. Reprezentarea schematică a unui comutator spaţio-temporal (D) CU Fig.2.16. Schema generală a comutatorului spaţio-temporal (D) 13 Accesarea memoriei de comandă, în vederea realizării operaţiilor de scriere şi citire a datelor, se face la adrese care trebuie să specifice atât numărul unei canal temporal cât şi numărul unei linii. De asemenea, la fiecare locaţie de memorie din MC, există o zonă de identificare a canalului temporal şi o zonă pentru RC identificarea liniei care poartă acel canal temporal. Reţele de comutaţie etajate O reţea de comutaţie digitală este realizată din comutatoare elementare grupate în etaje diferite (exemplu: figurile 2.17 și 2.18). Intrările reţelei de comutaţie se conectează la intrările comutatoarelor din etajul I Ieşirile reţelei de comutaţie se conectează la ieşirile comutatoarelor din ultimul etaj Etajele reţelei de comutaţie se interconectează astfel încât sa se asigure accesibilitate totală. RS Fig.2.17. Rețea de comutație cu 2 etaje CU Fig.2.18. Rețea de comutație cu 3 etaje Criteriile care stau la baza selectării unei structuri de reţea de comutaţie: accesibilitate totală între intrări şi ieşiri blocaj intern cât mai mic; 14  siguranţă în funcţionare bună (duplicarea reţelei de comutaţie); costul reţelei de comutaţie cât mai mic posibil; asigurarea de comutații atât temporale cât și spațiale; RC asigurarea unor comunicații bidirecționale. Accesibilitatea totală este asigurată dacă orice comutator este conectat la toate comutatoarele din etajele adiacente prin unul sau mai multe linkuri interne. Blocajul intern apare atunci când prin rețeaua de comutație nu se poate realiza un apel între 2 abonați deoarece toate căile (linii/canale temporale) posibile de legătură între cei doi sunt ocupate cu alte apeluri Considerând figura 2.19, dacă A este conectat la B printr-un link de interconexiune p=1 (link pe care se poate realiza o singura comunicație), atunci C nu mai poate fi conectat la ieşirea D liberă din lipsă de link intern liber. Fig.2.19. Exemplu de blocaj intern Blocajul intern poate apărea relativ rapid în cazul rețelelor de comutație cu 2 etaje. Blocajul intern poate fi RS redus prin creşterea numărului de linkuri interne ce conectează două comutatoare din etaje adiacente (p>1). Deoarece conexiunile pentru comunicaţii sunt bidirecţionale (de la chemător la chemat şi de la chemat la chemător) şi în plus, un abonat poate fi chemător dar şi chemat, este necesar ca o linie de abonat să fie conectată atât la o intrare cât şi la o ieşire a reţelei de comutaţie. Această cerinţă impune replierea reţelei de comutaţie. Replierea constă în modificarea reţelei de comutaţie prin suprapunerea etajelor în jurul axei de simetrie verticală, astfel încât să se asigure comunicaţia bidirecţională pentru utilizator (figura 2.20). CU Fig.2.20. Rețea de comutație cu 3 etaje, repliată 15 II. Cazul particular – Rețeaua de comutație din cadrul centralei EWSD Reţeaua de comutaţie (SN – Switching Network) din cadrul centralei EWSD este realizată doar din RC comutatoare de tip D [ T ] (spaţio-temporale) (4in x 4out), S (spaţiale) (8in x 15out) şi S (16in x 16out). (În literatura de specialitate comutatorul digital sau spaţio-temporal D mai este notat şi cu T, dar nu trebuie făcută confuzia cu un comutator temporal simplu). În funcţie de capacitatea reţelei, SN poate avea o structură etajată de tip TST sau TSSST. SN-EWSD poate fi realizată în trei variante ale căror caracteristici sunt prezentate în tabelul 2.1. Cele trei variante de echipare se caracterizează prin faptul că necesită un număr redus de tipuri de cartele (tipuri de module), şi anume: 4 pentru SN-DE3 (Figura 2.21), 5 pentru SN-DE4 (Figura 2.22) şi 7 pentru SN-DE5 (Figura 2.23). Tabelul 2.1. Tipuri de reţele SN Denumirea reţelei de Configuraţia reţelei Număr comunicaţii Capacitate centrală comutaţie de comutaţie de voce posibile SN-DE3 Mică TST 1905 SN-DE4 Medie TST 8001 SN-DE5 Mare TSSST 64008 Caracteristicile acestor configuraţii de reţele de comutaţie sunt: RS SN operează cu linii multiplex cu un debit binar de 8 Mb/s, care corespunde la 128 de canale temporale (CT)/linie digitală, dintre care 127 de CT sunt utilizate pentru comunicaţiile între abonaţi şi un canal temporal (CT0) pentru transferul informaţiilor de control şi semnalizare. SN este duplicată (SN0 şi SN1). Conexiunile sunt comandate similar în ambele plane de comutaţie, dar numai unul este activ la un moment dat. Un deranjament în SN activă poate fi corectat prin comutarea automată a conexiunii pe SN duală, fără a se înregistra pierderi de apeluri. Etajele de comutaţie TSI (comutator spaţio-temporal de intrare) şi TSO (comutator spaţio- temporal de ieşire) sunt grupate într-un singur etaj TSM (Time Stage Module) realizat cu comutatoare digitale. Memoria de comandă MC este comună pentru TSI şi TSO, aceasta deoarece conexiunile în cele două sensuri (A→B şi B→ A) sunt simetrice. MC asigură comanda pentru TSI şi TSO. Un modul TSM CU prezintă 4(in) x 4(out) linii digitale bidirecţionale de 8192 kb/s, având asociate fiecare câte 128 canale temporale (CT). Un grup de patru linii digitale asigură conexiunea spre LTG-uri prin interfaţa LIL, iar celălalt grup asigură conexiunea spre modulele de etaje de comutaţie spaţială (SSM), fie direct (la SN- DE3 și SN-DE4), fie prin interfaţa LIS (la SN-DE5). Etajele de comutație spațială SSM (Space Stage Module) au o capacitate de 16(in) x 16(out) linii bidirecţionale digitale în cazul centralelor SN-DE3 și SN-DE4, iar în cazul SN-DE5 o capacitate de 8 linii de intrare și 15 linii de ieșire. Fiecare linie este de 8192 kb/s, cu câte 128 canale temporale fiecare. Fiecare SN dispune de o unitate de control SGC (Switching Group Control) care preia comenzile recepţionate de la CP (procesorul coordonator) şi asigură comenzile necesare realizării conexiunii între 16 etajele SN. Interfaţa între LTG (Line/Trunk Group) şi modulul TSM se realizează prin LIL (Link Interface RC for LTG), care asigură sincronizarea fluxului digital recepţionat pe clock-ul local al reţelei de comutaţie. RS Fig.2.21. Structura reţelei de comutaţie SN-DE3 CU Fig.2.22. Structura reţelei de comutaţie SN-DE4 17  RC RS Fig.2.23. Structura reţelei de comutaţie SN-DE5 Conexiunea între reţeaua de comutaţie (SN) şi procesorul central (CP) se realizează prin unitatea de buffer de mesaje (MBU:SGC). În SN-DE3, SGC (unitatea de control a comutatorului de grup) are conexiuni directe spre MBU:SGC şi spre modulele de comutatoare TSM şi SSM. În SN-DE4 şi SN-DE5 se foloseşte modulul de interfaţă de link LIM, care asigură comunicarea între SGC şi CP prin MBU:SGC şi care asigură de asemenea comunicarea între SGC şi modulele de comutaţie TSM şi SSM. Funcţiile principale ale SGC (Switching Group Control) sunt: CU - setarea sau resetarea căilor de conexiune; - interogarea sau testarea căilor de conexiune în vederea detectării erorilor de conexiune. Caracteristic pentru SN-DE5 este divizarea fiecărui plan al reţelei de conexiune (SN0/SN1) în grupe funcţionale astfel: TSG0.i/TSG1.i = grup de comutaţie temporală - are o capacitate de: 63 linii digitale spre LTG; 64 linii digitale spre SSG (grup de comutaţie spaţială); 1 linie digitală pentru acces la MBU:LTG (unitatea de buffer de mesaje asociată LTG) care permite comunicația cu CP; - conexiunea spre LTG se realizează prin LIL (interfaţă de link spre LTG); 18  - conexiunea spre SSG se realizează prin LIS (modul de interfaţă de link între TSG şi SSG); - dispune de module proprii de control (SGC şi acces LIM); - numărul de TSG din fiecare plan de comutație este 8 (i = 0..7); RC SSG0.k/SSG1.k = grup de comutaţie spaţială - cuprinde două tipuri de etaje de tip S: - SSM 8 intrări x 15 ieşiri; - SSM 16 intrări x 16 ieşiri; - conexiunea spre TSG (grup de comutaţie temporală) se realizează prin interfeţe de link LIS (modul de interfaţă de link între TSG şi SSG); - numărul de SSG dintr-un plan de comutaţie este 4 (k = 0...3); - numărul liniilor de acces la un SSG este 8 x 16=128; 2.2.2.4. Procesorul coordonator – CP (Coordonation Processor) Procesorul coordonator realizează următoarele funcţii de configurare şi coordonare: înregistrează şi administrează toate programele, datele centralei şi ale abonaţilor; procesează informaţiile recepţionate pentru rutare, selecţia căilor de comunicaţie, zonare, încărcare; comunică cu centrele de exploatare şi întreţinere; RS asigură supervizarea tuturor subsistemelor, recepţionează mesajele de eroare, analizează mesajele de supervizare şi eroare, tratează alarmele, detectează erori, localizează şi neutralizează erorile; realizează funcţii de configurarea sistemului; controlează interfaţa om - maşină. Sistemele EWSD pot folosi două clase de procesor central: CP 112 sau CP 103/113. CP 112 are o capacitate de dirijare a apelurilor de 60 000 BHCA (Busy Hour Call Attempts) şi este folosit în centralele de capacitate medie sau mică. CP 103 şi CP 113 se folosesc în centrale de capacitate medie şi mare. CP 113 este un multiprocesor ce poate fi extins în etaje. Acesta are o capacitate de dirijare a apelurilor de 1 000 000 BHCA. Două sau mai multe procesoare identice operează în paralel prin divizarea sarcinii. Sarcina pentru n procesoare este distribuită pe n+1 procesoare. Aceasta înseamnă că dacă un procesor se defectează, operaţiile pot continua fără restricţii sau pierderi. CU 2.2.2.5. Unităţile subsistemului de coordonare Pe lângă procesorul coordonator CP, în cadrul subsistemului de coordonare al rețelei EWSD se găsesc și următoarele unități: EM (External memory) - memorii pentru programe şi date fixe - memorii pentru date variabile, dependente de starea sistemului OMT (Operation/Maintenance Terminal) – Terminalul de operator folosit pentru funcţii de operare şi întreţinere; CGC (Central Generator Clock) generator al semnalului de clock de referinţă al sistemului de 19 comutaţie; SYPC (Synoptic Panel Control) – controlul panoului de superviziune al sistemului de comutaţie; RC MB (Message Buffer) – interfaţa de comunicaţie a unităţii de coordonare cu celelalte unităţi ale sistemului de comutaţie (GP/LTG, SGC/SN, CCNP/CCNC). 2.2.3. Tratarea apelului local în centrala EWSD Se consideră schema rețelei EWSD din figura 2.24 și următoarele ipoteze: abonatul chemător (A) şi abonatul chemat (B) sunt conectaţi în module terminale distincte; abonatul chemător (A) are aparat telefonic cu claviatură DTMF; abonatul chemat (B) este liber şi va răspunde după recepţia apelului. În notaţiile utilizate se vor adăuga indicii A şi B blocurilor din modulele terminale implicate în apel pentru chemător şi respectiv chemat. Ex: A-GP, B-SLCA. RS CU Fig. 2.24. Schema bloc a centralei EWSD Fazele de tratare ale unui apelul local sunt: 1. Apelul spre centrală: AT-A (Terminal analogic-chemător) face apel spre centrală prin închiderea buclei de curent continuu. A-SLCA (Circuit de linie analogică de abonat) sesizează apelul. 2. Selecţia unui Canal Temporal (CT) / Interval de Timp (IT) pentru chemător: 20  A-SLMCP (Procesor de control al modulelor de linii) interoghează A-SLCA şi înregistrează iniţierea apelului. A-SLMCP transmite mesaj de cerere de apel prin A-DLUC, A-DIU către A-GP. RC A-GP realizează: - citirea categoriei AT-A (aparat cu claviatură DTMF), - atribuirea unui CT pentru AT-A, - transmiterea identităţii CT către A-SLMCP. A-SLMCP încarcă CT în A-SLCA. A-GP comandă realizarea unei conexiuni prin A-GS în vederea verificării CT selectat: A-DIUD/DIU → (CT selectat) → (DIU → GS → SU CR)A-LTG A-DIUD/DIU ← (CT selectat) ← (DIU ← GS ← SU TOG)A-LTG 3. Verificarea căii de transmisie spre SLCA: TOG (generatorul de ton de disc) din A-SU transmite ton de test. CR (receptor DTMF) din A-SU recepţionează semnalul de test transmis prin calea: A-TOG → A-GS → A-SLCA → A-GS → A-CR. A-SU informează A-GP de rezultatul testului căii de transmisie. 4. Conectarea chemătorului la un receptor DTMF: Dacă testul CT a reuşit, A-GP cere de la A-SLMCP să conecteze linia chemătoare la CT selectat prin A-SLCA. A-GP comandă conectarea CT selectat prin A-GS către CR (receptor DTMF) şi către TOG RS (generatorul de ton de disc). 5. Chemătorul recepţionează tonul de disc: Tonul de disc este transmis de la TOG (generatorul de tonalităţi) din A-SU către abonatul chemător. 6. Recepţia cifrelor numărului chemat: CR din A-SU recepţionează cifrele de la AT-A şi le transmite în formă digitală spre A-GP. A-GP comandă întreruperea conexiunii spre TOG după recepţia primei cifre. 7. CP recepţionează numărul chemat: După recepţia tuturor cifrelor, A-GP le transmite în bloc către CP prin conexiune semipermanentă. CP verifică dacă chematul este liber. Dacă chematul este liber, CP ocupă software această linie şi identifică B-DLU, B-SLCA şi B-LTG care vor trata acest apel. 8. CP transmite comanda de conexiune către SN0/SN1. CU 9. Verificarea conexiunii realizate prin SN: Se realizează conexiunea prin SN şi se obţine o buclă: A-LTG → SN → B-LTG → SN → A-LTG. În această buclă, A-LIU din A-LTG conectează un semnal de test care va fi transmis până la B- LIU din B-LTG, apoi înapoi până la A-LIU pe acelaşi traseu. A-LIU comunică mesaj de reuşită a testului conexiunii prin SN, către A-GP. A-GP comandă prelungirea conexiunii de la SN prin A-GS către CT asociat chemătorului. 10. Selecţia unui CT pentru abonatul chemat: A-GP transmite mesaj către B-GP prin care cere conexiune spre chemat. B-GP selectează CT pentru AT-B şi transmite identitatea acestuia către B-SLMCP. 21 11. Verificarea CT selectat pentru chemător: B-SLMCP transmite identitatea CT spre B-SLCA. B-GP comandă realizarea conexiunii prin B-GS în vederea verificării CT. RC B-TOG conectează tonul de test către CR din B-SU prin: B-GS → B-DIUD → B-SLCA → B-DIUD → B-GS. B-SU comunică reuşita testului către B-GP. 12. Comanda conectării apelului şi revers apelului: B-GP comandă conexiunea prin B-GS pentru transmiterea revers apelului (RA) către chemător. B-GP comandă transmiterea apelului spre AT-B. Semnalul de apel este conectat direct prin B- SLCA către chemat. 13. Transmiterea apelului şi revers apelul: AT-A recepţionează revers apelul (RA) din B-SU al B-LTG, prin SN, A-LTG şi A-SLMA. AT-B recepţionează semnalul de apel care este conectat direct prin B-SLCA. 14. Sesizarea răspunsului chematului: B-SLCA sesizează răspunsul chematului. B-SLMCP interoghează linia chemată şi sesizează răspunsul chematului. B-DLUC este informat de răspunsul chematului şi comandă deconectarea generatorului de apel de la linia chemată. B-GP este informat de B-DLUC de răspunsul chematului. B-GP comandă întreruperea conexiunii prin B-GS către B-TOG din B-SU, în vederea întreruperii RS revers apelului. B-GP informează A-GP de răspunsul chematului. 15. Convorbirea: B-GP comandă prelungirea conexiunii prin B-GS între SN şi B-DLU care asigură conexiunea către linia abonatului chemat. În acest moment este asigurată conexiunea între cei doi abonaţi, care pot comunica între ei. A-GP înregistrează taxa convorbirii. 16. Eliberarea conexiunii: SLCA sesizează sfârşitul convorbirii la închiderea aparatului telefonic asociat. Informaţia de sfârşit de convorbire se transmite de la SLCA spre SLMCP şi de la acesta către DLUC şi GP. GP realizează: - transmiterea comenzii de eliberare a conexiunii prin GS, - eliberarea CT ocupat anterior, CU - transmiterea mesajului de eliberare spre CP, - transmiterea cererii de eliberare spre GP corespondent. CP comandă: - eliberarea conexiunii prin SN, - eliberarea SW a liniilor de abonat, - înregistrarea taxei chemătorului transmisă de A-GP la sfârşitul convorbirii. 22