Способы построения цифрового коммутационного поля

В основу построения цифрового коммутационного поля заложена ступень временной коммутации (СВК), обозначаемая буквой Т (Time- время). Кроме СВК, цифровое КП может включать в себя ступень пространственной коммутации (СПК), для которой принято обозначение S (Space- пространство). Структура цифрового КП зависит от требуемой емкости АТС. В учрежденческих АТС чаще используется структура типа T или T-S-T, в станциях большой емкости – типа T-S-S-T, T-S-S-S-T. Возможны другие структуры, из которых следует выделить кольцевую структуру.

Структура типа T представляет собой одну ступень временной коммутации, включающей такие обязательные узлы, как речевое запоминающее устройство (РЗУ) и управляющую память (УП). В РЗУ хранится закодированная речевая информация, а у УП – информация о соединениях между канальными интервалами трактов приема.

На рисунке представлена функциональная схема цифрового КП (ЦКП), обеспечивающего соединения между канальными интервалами М цифровых первичных трактов приема. Коммутационное поле включает в себя: РЗУ, имеющие N ячеек памяти; УП с таким же количеством ячеек памяти; мультиплексор (МХ), имеющий М входов и один выход; демультиплексор (DX), имеющий один вход и М выходов; регистры приема (Pr) и передачи (Pe) сигналов. Количество ячеек речевого ЗУ соответствует общему количеству канальных интервалов М цифровых трактов: (счет ячеек идет от нуля). Емкость ячейки РЗУ соответствует длине содержимого КИ, равно одному байту.

Управляющая память получает от управляющего устройства станции и хранит данные о соединениях между канальными интервалами цифровых трактов приема и передачи. Управляющие устройство формирует такие данные в соответствии с заявками абонентов на установление соединений через АТСЦ. Управляющая память управляет чтением информации из РЗУ. Мультиплексор MX объединяет цифровые входящие потоки от регистров Pr и передает объединенный поток на вход записи РЗУ объединенный поток и разделяет его на М исходящих потоков, передаваемых на регистры Pe.MX и DX производят операции с однобайтными словами в параллельном коде.

Регистры Pr производят преобразование сигналов, поступающих по цифровым трактам, из последовательного кода в параллельный. В каждый регистр записывается один байт данных.

Рассмотрим работу ЦКП во времени. Общий цифровой поток на выходе МХ содержит N канальных интервалов (КИ0…КИN). Длительность одного канального интервала в общем потоке в М раз меньше, чем канального интервала одного цифрового тракта. По окончании каждого КИ. Его содержимое на выходе MX записывается в ячейку РЗУ, причем номер КИ совпадает с номером ячейки памяти. В начале каждого КИ из УП считывается адрес ячейки РЗУ, в соответствии с которым содержимое выбранной ячейки читается из РЗУ и поступает на вход DX. При этом в каждой ячейке УП записан адрес ячейки РЗУ, которой читается информация. В УП адреса ячеек РЗУ совпадают с номерами канальных интервалов в общем потоке на выходе РЗУ.

Из рисунка видно, что в процессе временной коммутации появляется задержка информации, что связано с несовпадение во времени соединяемых канальных интервалов, а также из-за необходимости преобразования сигналов в регистрах Pr и Pe. Нетрудно заметить, что минимальная длительность задержки равна длительности одного КИ (соединение между канальными интервалами с одинаковыми номерами; например, КИ0…КИ0), а максимальная - длительности цикла первичного потока- 125мкс (соединение между КИ, у которых номер КИ на выходе MX на единицу больше КИ на входе DX; например, КИ2…КИ1)

Структура типа T-S-T представляет собой две ступени временной и одну – пространственной коммутации. На каждой ступени временной коммутации находится множество РЗУ, причем в одну ступень включаются тракты приема, а во вторую – тракты передачи цифровых потоков. Ступень пространственной коммутации служит для перераспределения информации, записываемой в ячейки РЗУ трактов приема, между ячейками РЗУ трактов передачи.

На рисунке приведена функциональная схема ЦКП со структурой T-S-T для случая. Когда в одно РЗУ включается М цифровых первичных трактов, а число РЗУ на ступени Т равно L. Ступень S представляет собой координатную матрицу с одинаковым числом входов и выходов, равным L.

На рисунке показана схема, иллюстрирующая принцип пространственной коммутации. На схеме приведен пример, когда через каждый вход и выход матрицы передается поток из четырехканальных интервалов с номерами 1..4. в каждой точке пересечения координат находится восьмипроводный электронный ключ. В течение длительности одного КИ через каждый ключ передается один байт информации. По окончании времени, равного четырем КИ, на выходах образуются потоки с перераспределенными по сравнению со входами канальными интервалами. В течение одного КИ в матрице одновременно могут быть открыты от 1 до L ключей.

Каждая ступень коммутации имеет управляющую память. На ступени Е каждому РЗУ соответствует свой блок УП. На первой ступени Е управляющая память осуществляет чтение данных из , а на второй- запись данных в . На ступени S память управляет открытием электронных ключей матрицы. В процессе работы ЦКП в первой ступени T записывается содержимое канальных интервалов M входящих первичных трактов, а из второй ступени T считывается содержимое ячеек, которое передается канальным интервалам M исходящих первичных трактов.

В результате под действием УП речевая информация из ячеек речевых ЗУ первой ступени Т переписывается через ступень S в речевые ЗУ второй ступени Т. При этом могут быть соединены любые два КИ входящего и исходящего цифровых потоков.

Кольцевая структура. Такое коммутационное поле строится из множества элементов. Внутри каждого элемента образовано транспортное кольцо.

На рисунке показана схема коммутационного элемента с кольцевой структурой, на основе которого строятся коммутационные поля цифровых АТС. В состав коммутационного элемента входят 16 портов, в каждый из которых включается один канна Е1. Порт имеет два узла: приема – R и передачи – T. Все порты включаются в общее кольцо, внутри которого циркулирует цифровой поток. Включение происходит раздельно по трактам передачи и приема в соответствующий ключ (К). Ключи трактов передачи обеспечивают введение цифровых потоков портов в поток кольца, а ключи трактов приема – выделение из потока кольца потоков приема портов. Ключи открываются в течение действия управляющих сигналов и , где i – номер порта.

На рисунке показана функциональная схема части коммутационного элемента с портами I и J и с двумя ключами кольца. Для порта I показан только узел R, а для порта J- только узел T. В узлы R и T входят по одному РЗУ, по одному регистру приема (Pr) и передачи (Pe).

Процесс коммутации поясняется временной диаграммой, приведенной на рисунке.

Рисунок 6.9

3.72 Построение управляющих устройств АТСЦ.