В качестве примера рассмотрим разработку структурной схемы

Практическое занятие №5
«РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ
КОММУТАЦИИ ALCATEL 1000 S12»
1 Цель занятия
Получение общих сведений об архитектуре системы Alcatel 1000 S12, ее
функциональных модулях, а также получение практических навыков
разработки структурных схем системы для различных применений.
2 Литература
1. Цифровые системы коммутации для ГТС / Под редакцией В.Г.
Карташевского и А.В. Рослякова. - М.: Эко – Трендз, 2008. – C.136-155.
2. Росляков А.В. Системы коммутации / Конспект лекций. Часть 2. По
специальности 210406 «Сети связи и системы коммутации». - Самара, ИУНЛ
ПГУТИ, 2011. - C. 63-79.
3 Контрольные вопросы
1. В качестве каких узлов и станций может использоваться система
Alcatel 1000 на сетях связи?
2. Какие технические характеристики имеет система Alcatel 1000 S12?
3. От чего зависит архитектура системы Alcatel 1000 S12?
4. Как можно классифицировать основные функциональные элементы
Alcatel 1000 S12?
5. Какие модули называются терминальными, перечислите их?
6. Какие модули называются функциональными, перечислите их?
7. Каково назначение системных модулей?
8. Что представляет собой система управления Alcatel 1000 S12?
9. В чем особенность цифрового коммутационного поля?
10. Чем отличаются модули системы Alcatel 1000 S12 друг от друга?
11. Чем определяется структура и состав аппаратных средств
терминальных комплектов?
12. Какие функции выполняет терминальный интерфейс TI в
терминальном элементе управления ТСЕ?
4 Задание
Разработать схему организации связи и структурную схему
проектируемой цифровой системы коммутации Alcatel 1000 S12
при
различном ее использовании в соответствии с вариантом из таблицы 1 (номер
варианта соответствует последней цифре номера зачетной книжки). На
структурной схеме проектируемой системы показать включение различных
типов линий и каналов, абонентских концентраторов и УПАТС.
1
Таблица 1- Исходные данные
№
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Использование Alcatel 1000 S12 в качестве
ОПС
ЗТУ
ТС
ТМнУС
ОПС с выносным абонент. блоком IRSU
ОПТС
ОПС с УПАТС (доступ 30В+D)
ОПТС с выносным абонент. блоком IRSU
ТМгУС
ОПС с выносным абонент. блоком RTSU
Тип включаемых
линий и каналов
АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ
ЗСЛ,СЛМ,МГК
СЛ,ЗСЛ,СЛМ
МГК,МНК
АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ
АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ
АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ
АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ
МГК
АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ
5 Содержание отчета
1. Схема организации связи для включения проектируемой системы.
2. Структурная схема проектируемой цифровой системы Alcatel 1000 S12.
6 Методические указания
6.1 Назначение и архитектура цифровой системы Alcatel 1000 S12
Оборудование системы Alcatel 1000 S12 позволяет строить:
1) местные телефонные станции емкостью до 200 тыс. номеров;
2) междугородные станции до 60тыс. соединительных линий/каналов;
3) международные станции;
4) транзитные пункты сети ОКС№7 - STP;
5) центры коммутации подвижной связи - MSC;
6) узлы коммутации услуг интеллектуальной сети - SSP.
Архитектура цифровой системы коммутации Alcatel 1000 S12
представлена на рис. 1. Условно аппаратные средства системы Alcatel 1000 S12
можно разделить на следующие группы:
1) терминальные модули (ТМ)
- специализированные блоки,
предназначенные для включения линий/каналов определенного типа
(например, модули ASM, ISM, DTM);
2) системные модули (СМ) - специализированные блоки, каждый из
которых предназначен для выполнения функций общих для всей станций
(например, модули P&L, CTM, TTM);
3) функциональные модули (ФМ) - специализированные блоки, каждый
из которых выполняет функции, общие для группы однотипных ТМ, например
модули SCM;
2
4) цифровое коммутационное поле ЦКП (DSN) – состоит из массива
одинаковых цифровых коммутационных элементов DSE, каждый из которых
содержит логику и память, необходимую для управления проключением
соединения в коммутационном поле.
Дополнительные
элементы
управления ACE
ASM
TСE
n
n
2
TСE
P&L
2
n
n
ISM
TСE
TСE
n
n
n
DTM
TСE
TСE
DSN
n
DLM
CTM
OIM
2
n
TСE
TСE
TTM
n
IPTM
n
TСE
TСE
ECM
n
n
IRIM
TСE
TСE
SCM
n
n
HCCM
TСE
TСE
DIAM
Рис. 1 – Архитектура системы коммутации Alcatel 1000 S12
В каждом ТМ можно выделить терминальный комплект (ТК) и
терминальный элемент управления (ТСЕ) (рис. 2). Структура и состав
аппаратных средств ТК определяется выполняемыми функциями, а состав
аппаратных средств ТСЕ (микропроцессор, память, терминальный интерфейс)
одинаков для всех типов модулей и отличается лишь программным
обеспечением.
Если элемент управления используется как отдельное устройство, то оно
называется дополнительным элементом управления АСЕ. Когда СЕ (элемент
управления) связан с терминальным комплектом, то он называется
терминальным элементом управления - ТСЕ.
3
Терминал
Терминальный
комплект (ТК)
Терминальный элемент управления
(TCE)
Низкоскоростная
шина
к DSN
 4096 Кбит/с
Терминальный
интерфейс
Высокоскоростная
шина
Микропроцессор
Память
к CTM
(тактовые и
тональные
сигналы)
Рис. 2 - Структурная схема терминального модуля
Терминальный интерфейс (TI) имеет четыре пары приемо-передающих
портов с номерами 2 и 4 к DSN, две пары портов с номерами 1 и 3 для
подключения к ТК и 5-й порт – приемный, подключенный к системе
распределения тональных сигналов, входящей в модуль СТМ, и обеспечивает
передачу тональных сигналов к ТК. Терминальный интерфейс (TI) имеет
возможность осуществлять пространственно-временную коммутацию каналов
ИКМ-трактов, подключенных к его портам 1, 3, 2, 4.
Элемент управления ТСЕ соединяется с коммутационным полем по двум
интерфейсам ИКМ трактов со скоростью 4096 Кбит/с каждый (32 временных
канала по 16 бит каждый).
6.2 Назначение модулей системы
ASM – модуль аналоговых абонентских линий обеспечивает
подключение аналоговых абонентских линий, включает в себя до 8 плат АК
(ALCN) каждая на 16 аналоговых линий, т.е. максимально модуль ASM может
обслужить 128 абонентских линий. Данный модуль содержит плату
тестирования TAUC, плату сигнализации аварий RLMC, плату вызывного
устройства RNGF. Каждые 12 модулей ASM обслуживаются двумя платами
ТАUC и RLMC, поэтому содержатся данные платы не во всех модулях.
Элемент управления - типа MCUA. Элементы управления СЕ двух модулей
ASM соединяются таким образом, чтобы при выходе из строя одного из них,
управление осуществлялось другими, т.е. используется соединение cross-over
(рис. 3).
4
TAUC/RLMC
RNGF
4x16=64
1
A
ALCN
16
B
2x64=128
Cross-over
MCUA
DSN
4x16=64
1
A
ALCN
16
B
Рис. 3- Структурная схема модуля ASM
ISM - модуль абонентских линий ЦСИС обслуживает базовые доступы
сети ISDN (ВА). Один ISM может обрабатывать 8 ВА, на каждый можно
подключить до восьми терминалов.
MSM - смешанный абонентский модуль, который может обслуживать
комбинацию аналоговых и цифровых абонентских линий, причем
обслуживаемая им нагрузка не должна быть более 17,6 Эрл.
DTM - модуль цифровых трактов (соединительных линий)
обеспечивает интерфейс между трактом ИКМ со скоростью 2 Мбит/с с
внутренним трактом со скоростью обмена 4 Мбит/с, а также обеспечивает
интерфейс между сигнализацией, используемой в канале, и в системах
станционного управления.
Существует большое количество разновидностей модулей цифровых
трактов в зависимости от вида сигнализации, принятого в тракте, таких как:
- 2 ВСК - сигнализация по 2-м выделенным сигнальным каналам в 16
КИ;
- сигнализация внутри полосы речевых сигналов (31 прозрачный канал);
- сигнализация ОКС№7;
- сигнализация ЦСИС (EDSS1).
IPTM - модуль тракта с интеграцией пакетов обеспечивает интерфейс
2 Мбит/с и включает контроллеры звена данных высокого уровня.
IRIM - модуль интерфейса выносного абонентского блока IRSU
поддерживает два интерфейса 2 Мбит/с к одному выносному абонентскому
блоку ЦСИC (однократная конфигурация). При конфигурации многократного
доступа, объединяющей до 8 IRSU, пара IRIM работает по перекрестной схеме
cross-over для обслуживания IRSU с разделением нагрузки.
5
ЕСМ - модуль эхозаградителей представляет собой модуль цифрового
тракта с функцией эхозаграждения, используется на протяженных
междугородных/международных и спутниковых каналах.
DIAM - модуль динамического интегрированного автоответчика,
позволяет воспроизводить записанные ранее речевые сообщения.
SСM - модуль служебных комплектов обрабатывает сигналы
многочастотной (MF) сигнализации (R1; R2; №5; МЧК «2 из 6») и набора
номера от телефонных аппаратов с многочастотным кодом DTMF.
НССМ - модуль общего канала высокой производительности
обрабатывает уровни 1, 2 и 3 звеньев сигнализации ОКС№7, используется для
звеньев ОКС с высоким трафиком.
DLM - модуль звена данных образует пару внешних аналоговых
соединений к сети Х.25 и обратно на основе интерфейса V.24. Модуль
требуется для преобразования цифровых каналов (64 Кбит/с) в звенья
аналоговых модемов с разной скоростью передачи.
P&L - модуль периферии и загрузки обеспечивает:
- поддержку интерфейсов человек-машина;
- обработку ввода/вывода до 7 устройств памяти, таких как магнитный
диск, оптический диск или магнитная лента.
СТМ - модуль тактовых и тональных сигналов обеспечивает
требуемые сигналы тактовых частот и источники цифровых тональных
сигналов для всей станции.
ТТМ - модуль тестирования соединительных линий используется для
тестирования качества сигнализации, коммутации и передачи в исходящих
направлениях.
OIM - модуль интерфейса оператора обеспечивает интерфейс до 15
цифровых рабочих мест операторов (DOP) с коммутационным полем DSN
станции. Модуль OIM соединяется с рабочими местами DOP стандартным 32
канальным ИКМ-трактом.
DCM - модуль цифровой конференц-связи позволяет установление
конференц–соединений с участием до 30 сторон. Этот модуль работает
совместно с модулем интерфейса оператора OI).
6.3 Цифровое коммутационное поле DSN
Основой цифрового коммутационного поля DSN является цифровой
коммутационный элемент DSE, представляющий собой врубную печатную
плату. На ней расположены 16 коммутационных портов в виде БИС, связанных
между собой общей шиной с временным уплотнением, имеющей 39
параллельных
проводников.
Фактически
каждый
DSE
является
комбинированным коммутатором типа «время-пространство-время».
Как показано на рис. 4, поле DSN имеет 4-х ступенчатую структуру.
Нулевая ступень состоит из пар коммутаторов доступа AS. Максимально
ступень доступа содержит 1024 коммутатора, разбитых на 512 пар. DSN может
6
иметь до трех одинаковых ступеней групповых коммутаторов GS, каждая из
которых может иметь от двух до четырех плоскостей. В каждой плоскости
группового блока на один DSE приходится 4 пары AS.
Ступень 0
Групповые коммутаторы (GS)
Ступень 3
Ступень 1 Ступень 2
Коммутаторы
доступа (AS)
1023
Группа 15
7 15
7
0 8
элементы
управления
15
7
0
15
15
0
0
8
0
15
7
7 15
7
0 8
7
0
Группа 7
0
8
0
Группа 0
7
7
15
7
0
7
6
5
4
3
2
1
элементы
управления
TCE
0
1
2
3
4
5
6
7
12
13
14
15
0
8
15
7
14
3
6 Коммут. 13
2 элем. 12
5
0 11
1
10
4
9
0
8
15
15
7
7
8
7
15
Коммут.
элем.
0
0
0
8
0
Коммутаторы
доступа
0
TСE
Группа 0
15
Коммут.
элем.
0
8
9
Плоскость 0
Плоскость 1
10
Плоскость 2
11
Плоскость 3
Рис. 4 - Структура коммутационного поля DSN
При такой конфигурации DSN может обработать трафик до 120 тыс.
абонентских или 85 тыс. соединительных линий. При меньшем количестве
линий требуется меньшее число ступеней искания и меньшее число слоев в
DSN. При двух плоскостях ступеней GS один коммутатор доступа AS может
обслужить нагрузку до 69 Эрл, при трех - до 110 Эрл, при четырех - до 159 Эрл.
Поле коммутирует цифровые линии со скоростью 4096 Кбит/с, каждая по
32 канальных интервала (16-ти битовые) со скоростью одного канала 128
Кбит/с, которые передают, помимо речевых сообщений, межмодульные
сигнальные сообщения, а также различные данные.
7
6.4 Выносные блоки RTSU и IRSU
Выносной блок RTSU состоит из комплекта модулей для подключения
абонентов, которые подключаются к цифровому коммутационному полю через
два коммутатора доступа. Подключение RTSU показано на рис. 5.
Рис. 5 - Подключение RTSU к станции
Каждый коммутатор доступа выносного блока RTSU подключен к
каждой плоскости групповых коммутаторов по одной линии со скоростью
4 Мбит/с.
В качестве системы передачи может использоваться электро-оптический
преобразователь (ЕОС) Alсatel 1000 S12 с волоконно-оптическим соединением
между двумя сторонами.
Выносной абонентский блок IRSU является концентратом телефонной
нагрузки. Он предназначен для замены большого числа линий подключения
удаленных абонентов к станции четырехпроводными высокоскоростными
линиями.
IRSU представляет собой смешанный концентратор для аналоговых и
ISDN линий, обеспечивающий экономический доступ к станции, что
достигается концентрацией абонентской нагрузки в 1÷ 4 стандартных ИКМтрактов со скоростью 2,048 Мбит/с, подключенных к основной станции.
8
При потере связи с основной станцией, IRSU переходит в автономный
режим, в котором обеспечиваются простые разговорные соединения между его
абонентами.
Со стороны опорной станции до 4 ИКМ-трактов подключаются к двум
модулям интерфейса IRSU (IRIM), которые работают в режиме cross-over.
К одному комплекту ИКМ-трактов можно подключить до 8 IRSU с
использованием конфигурации линейного многократного (multidrop) доступа.
Однако, при использовании многократной конфигурации максимальное число
абонентов, которое может быть обслужено парой IRIM – 1024.
6.5 Разработка структурной схемы проектируемой ОПС
В качестве примера рассмотрим разработку структурной схемы ОПС
типа Alcatel 1000 S12 емкостью 10 тыс. номеров, из которых 4 тыс. номеров
обслуживаются двумя выносными абонентскими блоками IRSU (K-1 и K-2).
При
разработке
структурной
схемы
системы
необходимо
руководствоваться данными таблицы 1 в соответствии с вариантом, т.е. учесть
все возможные направления межстанционных связей и функциональные
возможности модулей системы Alcatel 1000 S12.
Выбор модулей для проектируемой станции обоснован следующим:
- для подключения аналоговых абонентских линий используются модули
ASM;
- с учетом того, что к станции будут подключены абоненты ЦСИС,
выбирается модуль ISM;
- для обслуживания направлений межстанционной связи, работающих с
использованием сигнализации ОКС№7, можно предусмотреть использование
модуля НССМ, если проектируемая станция работает в качестве ЗТУ, ТМгУС
или ТМнУС.
Чаще всего в качестве оборудования, обслуживающего сигнализацию
ОКС №7, используются модули IPTM, работающие вместе с модулями
цифровых трактов DTMОКС.
Другие модули DTM предусматриваются для обслуживания направлений
межстанционной связи, работающих с использованием сигнализации
R1,5(2ВСК+МЧК).
К ОПС емкостью 10 тыс. номеров будут подключаться два выносных
абонентских блока на 2000 номеров каждый. В качестве выносных модулей
выбираются блоки IRSU, для подключения которых к ОПС будут
использоваться модули IRIM с однократным включением.
Если проектируемая станция выполняет функции ЗТУ, то для
подключения рабочих мест операторов (телефонисток) на станции
предусматривается модуль OIM, совместно с которым работает модуль
цифровой конференц-связи DCM. Для реализации функции автоответчика
может быть использован модуль DIAM.
9
Для обслуживания направлений, работающих с сигнализацией МЧК и
абонентов, имеющих телефонные аппараты с тональным набором DTMF,
необходимо предусмотреть модули служебных комплектов SCM.
Кроме
перечисленных
модулей
необходимо
предусмотреть
использование системных модулей CTM, TТМ, P&L, а также АСЕ,
обеспечивающих дополнительные ресурсы емкости станции. Структурная
схема проектируемой ОПС представлена на рис. 6.
Кросс АЛ
(MDF)
Аналоговый
абонент
ASM
ACE
ISM
ISDN
абонент
TCE
TCE
TCE
TTM
TCE
SCM
Кросс СЛ
(DDF)
K-1
IRSU
IRIM
K-2
IRSU
IRIM
TCE
TCE
TCE
P&L
TCE
CTM
TCE
DIAM
DSN
СЛ ИКМ-30
с сигнализацией
(2ВСК+МЧК)
СЛ для направлений
к ЦАТС
Звенья
сигнализации,
работающие с ОКС№7
DTM2ВСК TCE
DTMОКС TCE
IPTM
TCE
Рис. 6 - Структурная схема ОПС
10