Elektronické státní ústředny s distribuovaným řízením

(otázka číslo 6)

- Zástupcem ústředen s distribuovaným řízením ve veřejné telefonní síti na našem území je digitální ústředna S 12 od výrobce Alcatel SEL.

- Princi distribuovaného řízení ústředny

- Distribuované řízení je založeno na modulovém uspořádání spojovacího systému. Ke každému spojovacímu modulu SM (např. účastnickému spojovacímu modulu) je přiřazen vlastní řídící modul ŘM, který je realizovaný mikroprocesorovým systémem. Každý z řídících modulů realizuje řídící funkce příslušného spojovacího modulu. Po jejich skončení předá řízení dalšímu řídícímu modulu, který pokračuje v obsluze řídícího procesu. Řídící procesory jsou rovnocenné a není mezi nimi žádný nadřazený.

- Komunikace mezi řídícími moduly probíhá:

- u ústředen s malými kapacitami (je pomalá) po samostatné sběrnici.

- u velkých ústředen po komutovaných cestách. Tyto cesty se sestavují jen po dobu komunikace řídících jednotek, a to přes centrální spojovací pole nebo ve výjimečných případech přes samostatné spojovací pole.

- Použití ústředny S 12:

- místní ústředny pro malé (SSA) i velké kapacity

- tranzitní ústředny

- mezinárodní ústředny

- kombinované ústředny

- ústředny pro mobilní sítě

- Vlastnosti ústředny S 12:

- přípojné možnosti ústředny

M/L LE-střední/velká (medium/large) ústředna S 12 AT-analogová účastnická přípojka

SSA-malá ústředna s technologií S 12 RUS-vzdálený modul analogových přípojek

ISDN-digitální účastnická ISDN přípojka IRUS-vzdálený modul ISDN přípojek

- analogovým účastníkům poskytuje mnoho dalších služeb, např:

- zkrácená volba

- přesměrování hovorů

- upozornění na další příchozí volání

- konferenční spojení

- hovor na účet volaného

- digitálním účastníkům poskytuje kompletní služby ISDN, např:

- informace na displeji telefonního přístroje (poplatky, číslo volajícího)

- současné spojení dvou kanálů na přípojce BRA

- podporuje služby CENTREX

- díky své modulové struktuře umožňuje snadnou výstavbu a rozšíření spočívající v přidávání nových modulů

- moduly využívají prvky s vysokým stupněm integrace

- pracuje se signalizačním systémem číslo 7

- Struktura systému S 12

- Jádro systému tvoří digitální spojovací pole, na které jsou přes jednotné rozhraní připojeny jednotlivé funkční moduly.

- Spojovací pole slouží nejen ke spojování účastnických kanálů, ale také pro vytváření komunikačních cest řídících jednotek modulů.

- Všechny řídící jednotky mají stejný hardware (mikroprocesor, paměť, rozhraní pro komunikaci). Jejich rozdílné funkce jsou řešeny pouze pomocí programu.

- Blokové schéma systému S 12

- Popis jednotlivých modulů ústředny S 12:

- DSN- digitální spojovací pole

- slouží ke spojování hovorových kanálů a komunikačních kanálů řídících jednotek

- modulové řešení umožňuje pružnou výstavbu

- ASM- analogový účastnický modul

- umožňuje připojení 128 analogovým účastnickým vedením

- obsahuje vyzváněcí generátor, individuální kodeky a obvody pro napájení

- k DSN je připojen pomocí dvou PCM 1.řádu

- ISM- ISDN účastnický modul

- zprostředkovává připojení pro 64 ISDN účastníků s přípojkou 2B+D

- RIM- modul rozhraní pro připojení vzdálených účastnických skupin

- tvoří rozhraní pro připojení jednoho PCM 1.řádu od vzdálené účastnické skupiny

- plní funkce:

- vzájemná přeměna dvojkového kódu a kódu HDB3

- detekce chyb

- synchronizace příchozího multiplexu s hodinovými impulsy ústředny

- IRIM- modul rozhraní pro připojení vzdálených ISDN účastnických skupin

- tvoří vstupní rozhraní pro vzdálené skupiny účastníků ISDN s přípojkami 2B+D

- MPM- periferní a dohledový modul

- zprostředkovává komunikaci ústředny s obsluhou a s externím záznamovým zařízením

- obsahuje záznam všech programů řídících jednotek a v případě restartu umožňuje jejich znovuzavedení

- shromažďuje údaje o poplatcích, statistická a údržbová data

- z důvodu zálohy je modul zdvojený

- OIM- rozhraní pro připojení operátorských stanovišť

- jeden modul umožňuje připojení 15 pracovišť spojovatelek

- ATM- modul analogových spojovacích vedení

- umožňuje připojení dvoudrátových nebo čtyřdrátových analogových vedení

- obsahuje A/D a D/A převodníky a zařízení pro zpracování signalizace (linkové, registrové)

- DTM- modul digitálních spojovacích vedení

- ITM- modul ISDN spojovacích vedení

- zajišťuje připojení multiplexů PCM 1.řádu s přenosovou rychlostí 2Mbit/s např. od pobočkových ústředen nebo sítí LAN

- SCM- modul přídavných spojovacích služeb

- modul uskutečňuje:

- příjem tónové volby

- zpracování registrové mfc signalizace

- konferenční spojení

- CCM- modul společného signalizačního kanálu

- pro zpracování signalizace po společných signalizačních kanálech číslo 7

- CTM- modul časových impulsů a tónů

- řídí rozvod časových impulsů po ústředně

- generuje digitální tóny a hlášení

- modul je zálohován zdvojením

- ACE- samostatná řídící jednotka

- neobsahuje žádný funkční modul

- dělí se do dvou skupin:

- ACECC (Call Control) pro koordinaci a dohled na spojování

- ACES (Systém) pro systémové funkce (jejich počet je menší než počet ACECC)

- Obecná struktura ústřednového modulu

- obvod TC zajišťuje funkce příslušné danému modulu

- řídící jednotka řídí obvody modulu buď přímo prostřednictvím procesorové sběrnice, nebo kanálem PCM přes rozhraní TI

- velikost paměti řídící jednotky TCE se pohybuje v rozmezí 512kB až 1MB v závislosti na náročnosti programu pro řízení dané jednotky

- každý modul je k DSN připojen přes rozhraní TI v řídící jednotce modulu dvěma obousměrnými vedeními PCM 32/30 s přenosovou rychlostí 4Mbit/s (jsou přenášena 16-ti bitová slova)

- v řídící jednotce dochází k převodu 8bitových slov na 16-ti bitová

- řídící jednotky používají 16-ti bitové nebo 32- ti bitové mikroprocesory

- rychlá řídící sběrnice RŘS slouží pro komunikaci mikroprocesoru s pamětí a rozhraním

- Digitální spojovací pole systému S 12

- maximální výstavba spojovacího pole je čtyři články a čtyři roviny, což umožňuje připojení 100 000pp(paralelních přípojek)

- minimální výstavba jsou dva články skupinových spínačů a dvě roviny

- první článek spojovacího pole tvoří přístupové spínače AS (Access Switch) a další čtyři články tvoří skupinové spínače (Group Switch)

- v několika rovinách se mohou vykytovat pouze skupinové spínače, přístupové spínače paralelní roviny nemají

- Uspořádání tříčlánkového pole skupinových spínačů

- Vstupní článek do spojovacího pole tvoří přístupový spínač AS. Přístupové spínače jsou umístěny do skupin po dvou. Přípojná vedení jsou PCM 32/30 s přenosovou rychlostí 4Mbit/s. Každé TCE je z důvodů vyšší spolehlivosti připojeno jedním ze svých dvou přípojných vedení k oběma přístupovým spínačům ve dvojici.

- přístupové spínače i skupinové spínače jsou realizovány stejným integrovaným obvodem s 16ti obousměrnými porty PCM 32/30 s přenosovou rychlostí 4Mbit/s

- Každý přístupový spínač AS využívá 12 portů pro připojení řídících jednotek TCE a 4 porty pro spojení s každou ze čtyř paralelních rovin skupinových spínačů. Každý přístupový spínač proto obsluhuje 12 x 32 = 384 kanálů s přenosovou rychlostí (4Mb/s) / 32kanály = 128 kbit/s.

- Struktura digitálního spínacího prvku DSE (Digital Switching Element)

- tímto prvkem jsou řešeny přístupové spínače AS a skupinové spínače GS

- DSE obsahuje 16 obousměrných spínacích portů (dva obousměrné porty jsou umístěny v jednom zákaznickém IO)

- Spínací porty jsou navzájem propojeny paralelní sběrnicí s časovým multiplexem TDM, která umožňuje spojení libovolného kanálu vstupního multiplexu s libovolným kanálem libovolného výstupního multiplexu.

- DSE funguje jako T modul

- T modul je spojovací prvek, který umožňuje spojování se změnou časové polohy i multiplexu. Plní funkci článku T i článku S současně. Přenos jednotlivých kanálů uvnitř T modulu je v paralelním tvaru.

- Spojovací pole je řízeno řídící jednotkou TCE příslušející volajícímu účastníkovi. Ta do jednotlivých digitálních spínacích prvků DSE posílá 16-ti bitová řídící slova. Podle prvních dvou bitů (označených EF) pozná spínací prvek o jaký druh řídícího slova jde. Při sestavování spojení je EF=01. Podle vzdálenosti volaného účastníka ve spojovacím poli je vysíláno až 7 řídících slov, z nichž každá je přijato na jednom z procházejících spínacích prvků pole. Spojování na jednom článku musí být provedeno do 125μs, než bude vyslán další rámec s řídícím slovem pro následující článek. Po navázání spojení s TCE volaného účastníka je vytvořená jedna simplexní cesta. Pro obousměrnou komunikaci vytvoří TCE volaného účastníka na základě získaných informací o volajícím účastníkovi stejným způsobem druhou nezávislou spojovací cestu.

- Počet článků přes které je spojení sestavováno závisí na vzdálenosti přístupových spínačů AS obu účastníků. Pokud by byli oba účastníci připojeni k jednomu AS, může se spojení pro vést jen přes tento jeden článek.

- Sestavování spojovací cesty v DSN

- Sestavování spojení řídí řídící jednotka z výchozí strany sledem řídících slov (s FE=01). Počet vysílaných slov záleží na vzdálenosti spojovaných bodů ve spojovacím poli. Podle počtu spojovacích článků, kterými musí spojení procházet se použije 1, 3, 5 a nebo 7 řídících slov.

- Sestavování spojení může začít ve chvíli, kdy se řídící jednotka TCE A dozví umístění volané jednotky TCE B a podle její vzdálenosti určí počte řídících slov.

- Po sestavení spojení v jednom směru získá řídící jednotka TCE B informaci o čísle volající TCE A a stejným postupem sestaví spojení pro opačný směr přenosu.

- používají se čtyři typy řídících slov:

- X- pro automatický výběr libovolné roviny, libovolného ze čtyř výstupů AS a libovolného kanálu

- Y- výběr libovolného z 8 výstupů a libovolného kanálu

- N- výběr určitého portu a libovolného kanálu

- NZ- výběr portu k jednomu ze dvou požadovaných přístupových spínačů a libovolného kanálu

- Rozložení jednotlivých typů řídících slov na článcích spojovacího pole

- Spolupráce řídících jednotek při sestavování spojení

- Pro obsloužení jednoho volání je potřeba spolupráce několika modulů ústředny, která spolu komunikují přes spojovací pole.

- Fáze spolupráce řídících jednotek při sestavování spojení

číslo komunikace	od		do	obsah zprávy	činnost CE (Control Element)
a) Volání, připojení přijímače tónové volby, vysílání oznamovacího tónu
1	TCE A	-	ACE CC	vznik volání, identifikace volajícího účastníka A	TCE A identifikuje účastníka A
1	ACE CC	-	TCE A	potvrzení převzetí řízení	ACE CC zjistí kategorii účastníka A
2	ACE CC	-	ACE S	kategorie úč.A (tónová volba) => žádost o přijímač tónové volby	ACE S vybere volný přijímač tónové volby
3	ACE S	-	TCE	číslo přijímače tónové volby, žádost o jeho připojení k TCE A	TCE připojí přijímač tónové volby
4	TCE	-	TCE A	připojen přijímač tónové volby, je možné vysílat oznamovací tón	TCE A sestaví spojení k TCE
4	TCE A	-	TCE	potvrzení předchozí zprávy	TCE sestaví spojení k TCE A
5	TCE	-	ACE CC	spojení k přijímači tónové volby sestaveno	vysílá se oznamovací tón
b) Příjem volby a její analýza
1	TCE	-	ACE CC	předávání volených číslic	příjem číslic v ACE CC
2	ACE CC	-	ACE S	předávání číslic, žádost o analýzu	Příjem číslic v ACE S
2	ACE S	-	ACE CC	výsledek analýzy - místní spojení	ACE S přijímá celou volbu, zjistí kategorii B
2	ACE S	-	ACE CC	kategorie volaného	ACE CC posoudí, zda je spojení možné
c) Sestavení spojení, vyzvánění účastníka B
1	ACE CC	-	TCE A	kategorie volaného, výzva k sestavení spojovací cesty	TCE A sestavuje simplexní cestu k TCE B
2	TCE A	-	TCE B	identifikační údaje účastníka A, výzva k sestavení spojovací cesty	TCE B sestavuje simplexní cestu k TCE A
3	TCE B	-	ACE CC	účastník B obsazen,identifikační údaje účastníka A	TCE B zahájí vyzvánění a vysílání kontrolního vyzváněcího tónu
4	ACE B	-	ACE A	účastník B obsazen, zahájeno vyzvánění	v ACE CC A i B zaznamenáno obsazení účastníka B

d) Odpojení přijímače frekvenční volby
1	ACE CC	-	TCE A	přijata celá volba, odpojit přijímač volby, zrušit spojení TCE-TCE A	ACE CC přijala poslední číslici volby
2	TCE	-	TCE A	zrušení spojení
2	TCE A	-	TCE	potvrzení předchozí zprávy	TCE zruší spojení do TCE A, TCE A zruší spojení do TCE
3	TCE B	-	ACE S	zpráva o uvolnění přijímače tónové volby	ACE S označí volný přijímač tónové volby
4	TCE	-	ACE CC	ukončení uvolnění přijímače tónové volby
e) Přihlášení volaného účastníka B, hovor
1	TCE B	-	TCE A	přihlášení účastníka B (po hovorové cestě)	TCE odpojí vyzváněcí a kontrolní vyzváněcí tón
2	TCE B	-	ACE CC	přihlášení účastníka B
3	ACE B	-	ACE A	přihlášení účastníka B
Závěr volajícího účastníka
1	TCE A	-	ACE CC	závěr účastníka A	TCE A detekuje závěr
1	ACE CC	-	TCE A	potvrzení předchozí zprávy
2	TCE A	-	TCE B	identifikace ACA CC A a účastníka A
3	TCE B	-	ACE CC	identifikace ACA CC A a účastníka A
4	ACE B	-	ACE A	ukončení spojení
g) Rozpojení
1	ACE A	-	ACE B	povel k uvolnění účastníka B
2	ACE B	-	TCE B	povel k uvolnění účastníka B	TCE B uvolní účastníka B
1	ACE B	-	ACE A	povel k uvolnění účastníka A
3	ACE A	-	TCE A	povel k uvolnění účastníka A	TCE A uvolní účastníka A
4	TCE A	-	TCE B	povel ke zrušení zpětné spojovací cesty v DSN	TCE B zruší zpětnou cestu, TCE A zruší dopřednou cestu