TSSN - Szybki przewodnik
Świat przeszedł wiele zmian od czasu ewolucji człowieka. Na przykład wymiana informacji odbywała się początkowo w formie znaków i dźwięków. To przeniosło się do języka i formy pisma z zaawansowanymi wynalazkami. Komunikacja z jednego miejsca do drugiego, która wymagała zachowania dystansu między osobami, była przekazywana za pośrednictwem listów; wysyłane przez gołębie i między dwiema grupami przez uderzenia bębna lub semafory. Mężczyźni pokonywali duże odległości, aby przekazywać wiadomości.
Dzisiejszy świat to bardziej wiek komunikacji. Rozwój technik komunikacyjnych zwiększył szybkość, z jaką odbywa się transfer informacji. Ten rozwój nie był łatwym procesem. Na początku wynalezienia systemów komunikacyjnych najważniejszym z nich było wynalezienie i wykorzystanie telefonii. Sposób, w jaki systemy telefoniczne przekształciły się z podstawowego systemu w niezbędny wielofunkcyjny, przyjazny gadżet, pozostawia wszystkich zdumionych, wiedząc, jakie innowacje powstały przy użyciu skromnych zasobów dostępnych w tamtych czasach.
Telekomunikacja
Nazywa się to wymianą informacji między dwiema lub wieloma osobami Communication. Słowoteleto greckie słowo oznaczające odległość. W związku z tym,Telecommunication oznacza wymianę informacji między dwoma odległymi miejscami.
Telekomunikacja to przekazywanie informacji od podmiotu w jednym miejscu do podmiotu w innym miejscu, przy czym informacja może mieć postać danych, głosu lub symbolu. Podmiotami mogą być ludzie, komputery, telegrafy, telegrafy, telefony itd. W rozmowie telefonicznej osoba inicjująca połączenie nazywana jestCalling Subscriber a ten, do którego skierowane jest wezwanie, jest Called Subscriber. W innych przypadkach przesyłania informacji podmioty komunikujące się nazywane sąSource i Destinationodpowiednio.
W marcu 1876 roku Alexander Graham Bell wynalazł i zademonstrował swój zestaw telefoniczny oraz możliwość komunikacji głosowej na odległość. Zademonstrował komunikację punkt-punkt, w której abonent wywołujący wybiera odpowiednie łącze, aby nawiązać połączenie z wywoływanym abonentem. System ten wymaga również pewnego trybu Sygnalizacji, aby powiadomić abonenta wywoływanego o wywołaniu przychodzącym oraz sygnału wskazującego abonentowi wywołującemu, gdy wywoływany abonent jest zajęty innym połączeniem.
Potrzeba zmiany giełd
Połączenie punkt-punkt w celu nawiązania komunikacji wymaga połączenia aparatów telefonicznych za pomocą przewodów. Jeśli liczba aparatów telefonicznych lub obecnych abonentów jest niewielka, rodzaj połączenia będzie nieco skomplikowany. Jeśli jednak ta liczba jest wysoka lub umiarkowana, połączenia doprowadzą do bałaganu. Aby zrozumieć komplikację, rozważmy sieć 5 abonentów.
Poniższa ilustracja przedstawia połączenie typu punkt-punkt dla pięciu abonentów (aparatów telefonicznych):
W połączeniu punkt-punkt dla n bytów, których potrzebujemy n(n-1)/2spinki do mankietów. Wszystkie te linki tworzą sieć. Sieci z połączeniami typu punkt-punkt między wszystkimi jednostkami są nazywaneFully Connected Networks. Liczba łączy wymaganych w w pełni połączonej sieci staje się bardzo duża, nawet przy umiarkowanych wartościachn.
W związku z tym potrzebny jest system przełączania sieci pomiędzy tymi abonentami. Alexander Graham Bell zalecił przełączanie między abonentami przy użyciu biura przełączającego, które utrzymuje połączenia telefoniczne.
Systemy przełączające
Tego połączenia sieciowego nie można po prostu wykonać za pomocą zestawów telefonicznych i wiązki przewodów, ale do wykonania lub zerwania połączenia potrzebny jest dobry system. Ten system jest znany jakoSwitching System albo Switching Office albo Exchange. Wraz z wprowadzeniem systemu komutacyjnego abonenci zamiast łączyć się bezpośrednio ze sobą, są podłączani do centrali, a następnie do wybranego abonenta.
Poniższy rysunek pomoże ci zrozumieć system przełączania.
Wraz z wprowadzeniem systemów komutacyjnych zmniejszyła się potrzeba tradycyjnych połączeń między abonentami. Wszyscy subskrybenci musząhave a connection with the switching system, który tworzy lub przerywa połączenie, o które prosi abonent wywołujący. System przełączający, który jest również nazywanyTelephone Exchange, dba o nawiązywanie połączeń. Stąd całkowita liczba takich łączy jest równa liczbie abonentów podłączonych do systemu.
Sygnalizacja jest wymagana, aby system przełączający nawiązał lub zwolnił połączenie. Powinien również umożliwiać systemowi przełączającemu wykrywanie, czy wywoływany abonent jest zajęty, a jeśli tak, wskazywać to na wywoływanego abonenta. Funkcje wykonywane przez system przełączający przy nawiązywaniu i zwalnianiu połączeń są znane jakoControl Functions.
Wczesne systemy wymagały ręcznych operacji w celu nawiązania połączeń telefonicznych. Operator używany do odbierania połączenia od abonenta wywołującego, a następnie łączenia połączenia z abonentem wywoływanym. Później system został zautomatyzowany.
Model telefonu
Poniższy rysunek pomoże ci zrozumieć model telefonów na wczesnym etapie jego wynalezienia.
Kiedy widzisz telefon na powyższym rysunku, część dialera i mikrofon są podłączone do stacjonarnej drewnianej deski; a głośnik do słuchania był podłączony przez awire z boku. W górnej części telefonu są podłączone dwa dzwonki - dzwonki te dzwonią, gdy jest połączenie przychodzące. To jeden z wcześniejszych modeli telefonu.
Aparaty telefoniczne abonenta wywołującego i abonenta wywoływanego są połączone za pośrednictwem systemu komutacyjnego lub centrali telefonicznej w celu zestawienia żądanych połączeń.
W kolejnych rozdziałach szczegółowo poznamy system przełączający.
W tym rozdziale zrozumiemy, jak działają systemy przełączające. System przełączający można rozumieć jako zbiór elementów przełączających rozmieszczonych i sterowanych w taki sposób, aby utworzyć wspólną ścieżkę między dowolnymi dwoma odległymi punktami. Wprowadzenie systemów przełączających zmniejszyło złożoność okablowania i sprawiło, że telefonowanie było bezproblemowe.
Klasyfikacja systemów przełączania
We wczesnych stadiach systemów telekomunikacyjnych proces i etapy przełączania odgrywały ważną rolę w tworzeniu lub zrywaniu połączeń. Na początkowych etapach systemy przełączające były obsługiwane ręcznie. Systemy te zostały później zautomatyzowane. Poniższy schemat blokowy przedstawia klasyfikację systemów przełączających.
Obsługiwane były systemy przełączania na wczesnych etapach manually. Połączenia były wykonywane przez operatorów na centralach telefonicznych w celu nawiązania połączenia. Aby zminimalizować wady obsługi ręcznej, wprowadzono automatyczne systemy przełączania.
Plik Automatic systemy przełączające są klasyfikowane jako:
Electromechanical Switching Systems − Tutaj przełączniki mechaniczne są sterowane elektrycznie.
Electronic Switching Systems − Tutaj do celów przełączania używane są komponenty elektroniczne, takie jak diody, tranzystory i układy scalone.
Elektromechaniczne systemy przełączające
Elektromechaniczne systemy przełączające są połączeniem mechanicznych i elektrycznych typów przełączania. Zastosowano w nich obwody elektryczne i przekaźniki mechaniczne. Elektromechaniczne systemy przełączające są dalej klasyfikowane w następujący sposób.
Krok po kroku
Plik Step-by-step system przełączania jest również nazywany Strowgersystem przełączania według jego wynalazcy AB Strowger. Funkcje sterujące w systemie Strowger są wykonywane przez obwody związane z elementami przełączającymi w systemie.
Poprzeczka
Plik Crossbarsystemy przełączające mają przewodowe podsystemy sterowania, które wykorzystują przekaźniki i zatrzaski. Podsystemy te mają ograniczone możliwości i praktycznie niemożliwe jest ich modyfikowanie w celu zapewnienia dodatkowych funkcjonalności.
Elektroniczne systemy przełączania
Elektroniczne systemy przełączania są obsługiwane za pomocą procesora lub komputera, który kontroluje czasy przełączania. Instrukcje są programowane i przechowywane na procesorze lub komputerze sterującym operacjami. Ta metoda przechowywania programów na procesorze lub komputerze nosi nazwęStored Program Control (SPC)technologia. Nowe obiekty można dodać do plikuSPC system poprzez zmianę programu sterującego.
Schemat przełączania stosowany przez elektroniczne systemy przełączania może być również Space Division Switching or Time Division Switching.W przełączaniu z podziałem przestrzeni wyznaczana jest dedykowana ścieżka między wywołującym a wywoływanymi abonentami przez cały czas trwania połączenia. W przełączaniu z podziałem czasu próbkowane wartości sygnałów mowy są przesyłane w stałych odstępach czasu.
Przełączanie z podziałem czasu może być analogowe lub cyfrowe. W przypadku przełączania analogowego próbkowane poziomy napięcia są przesyłane bez zmian. Jednak w przypadku przełączania binarnego są one kodowane binarnie i przesyłane. Jeśli zakodowane wartości są przesyłane w tym samym przedziale czasu od wejścia do wyjścia, wówczas wywoływana jest technikaSpace Switching. Jeśli wartości są przechowywane i przesyłane do wyjścia w odstępach czasu, wywoływana jest technikaTime Switching. Cyfrowy przełącznik z podziałem czasu może być również zaprojektowany przy użyciu kombinacji technik przełączania przestrzeni i czasu.
Sieć telekomunikacyjna
Sieć telekomunikacyjna to grupa systemów, które nawiązują połączenie zdalne. Systemy komutacyjne są częścią sieci telekomunikacyjnej.
Rozdzielnie zapewniają połączenie między różnymi abonentami. Takie systemy komutacyjne mogą być grupowane w celu utworzenia sieci telekomunikacyjnej. Systemy przełączające są połączone liniami zwanymiTrunks. Wiersze, które biegną do siedziby subskrybenta, nazywane są Subscriber Lines.
Poniższy rysunek przedstawia sieć telekomunikacyjną.
Od wczesnych do późniejszych etapów XX wieku (1900-80), kiedy trzeba było wykonać połączenie na odległość, najpierw kierowano połączenie do operatora w najbliższej centrali, a następnie numer i lokalizację wywoływanego abonenta odnotowano. Tutaj zadaniem operatora było nawiązanie połączenia ze zdalną centralą telefoniczną, a następnie przywołanie abonenta wywołującego w celu ustanowienia połączenia. Ten system nawiązywania połączeń nazywa sięTrunk call system.
Na przykład osoba w Hyderabad może zarezerwować połączenie miejskie do Bombaju i czekać, aż operator oddzwoni, gdy operator ustanowi połączenie przez linie miejskie i systemy przełączające.
Podstawy systemu przełączającego
W tej sekcji poznamy różne komponenty i terminy używane w systemach przełączających.
Wloty i wyloty
Nazywa się zbiór obwodów wejściowych centrali Inlets a zestaw obwodów wyjściowych nazywa się Outlets. Podstawową funkcją systemu przełączającego jest ustanowienie ścieżki elektrycznej między daną parą wlot-wylot.
Zwykle, N wskazuje wloty, a wyloty są oznaczone M. Tak więc sieć przełączająca maN wloty i M zbytu.
Matryca przełączania
Sprzęt używany do ustanowienia połączenia między wlotami i wylotami nazywa się Switching Matrix albo Switching Network.Ta sieć komutacyjna to grupa połączeń powstałych w procesie łączenia wejść i wyjść. Tym samym różni się od wspomnianej powyżej sieci telekomunikacyjnej.
Rodzaje połączeń
Istnieją cztery typy połączeń, które można ustanowić w sieci telekomunikacyjnej. Połączenia są następujące -
- Lokalne połączenie telefoniczne między dwoma abonentami w systemie.
- Połączenie wychodzące pomiędzy abonentem a linią miejską wychodzącą.
- Połączenie przychodzące między łączem przychodzącym a lokalnym abonentem.
- Tranzytowe połączenie telefoniczne między przychodzącym a wychodzącym łączem miejskim.
Folded Network
Gdy liczba wlotów jest równa liczbie gniazd w sieci przełączającej, taka sieć nazywana jest Symmetric Network, co oznacza N = M. Sieć, w której gniazda są połączone z wejściami, nazywa sięFolded Network.
W sieci składanej liczba N wlotów, które wchodzą jako wyloty, jest ponownie składana z powrotem do wlotów. Niemniej jednak sieć przełączająca zapewnia połączenia z wejściami i wyjściami zgodnie z wymaganiami. Poniższy rysunek pomoże ci zrozumieć, jak działa sieć przełączająca.
Ponieważ jedno połączenie może być przypisane do jednej linii na raz, tylko N / 2 połączeń jest ustanawianych dla N wejść składanej sieci. Taką sieć można nazwać jakoNon-blocking network. W sieci nieblokującej, dopóki wywoływany abonent jest wolny, abonent wywołujący będzie mógł ustanowić połączenie z wywoływanym abonentem.
Na powyższym rysunku uwzględniono tylko 4 abonentów - gdzie linia 1 jest zajęta linią 2, a linia 3 jest zajęta linią 4. W czasie trwania połączenia nie było szansy na wykonanie kolejnego połączenia, a więc tylko zostało wykonane pojedyncze połączenie. Stąd dla wlotów N, tylko linie N / 2 są podłączone.
Czasami może się zdarzyć, że połączenia wlotowe i wylotowe są stale używane do wykonywania połączeń Transit tylko przez linie miejskie, ale nie wśród lokalnych abonentów. Połączenia wlotowe i wylotowe, jeśli są używane wInter-exchange transmissiontaki, że centrala nie obsługuje połączeń między lokalnymi abonentami, wtedy nazywana jest Giełdą Tranzytową. Tego rodzaju sieć przełączająca nosi nazwęNon-folded network. Jest to pokazane na poniższym rysunku -
Blokowanie sieci
Jeśli w sieci nie ma wolnych ścieżek przełączających, żądane połączenie zostanie odrzucone, o czym mówi się, że abonent jest blocked a sieć nazywa się siecią blokującą. Wblocking network, liczba jednoczesnych ścieżek przełączania jest mniejsza niż maksymalna liczba jednoczesnych rozmów, które mogą mieć miejsce. Prawdopodobieństwo, że użytkownik może zostać zablokowany, nazywa sięBlocking Probability. Dobry projekt powinien zapewniać niskie prawdopodobieństwo blokowania.
ruch drogowy
Iloczyn stawki za połączenia i średniego czasu utrzymywania jest definiowany jako natężenie ruchu. Ciągły okres sześćdziesięciu minut, podczas którego natężenie ruchu jest duże, to godzina zajętości. Gdy ruch przekracza limit, do którego został zaprojektowany system przełączający, abonent doświadcza blokowania.
Erlang
Ruch w sieci telekomunikacyjnej jest mierzony za pomocą uznanej na całym świecie jednostki natężenia ruchu, znanej jako Erlang(MI). Mówi się, że zasób przełączający przenosi jeden Erlang ruchu, jeśli jest stale zajęty przez dany okres obserwacji.
W tym rozdziale omówimy elementy systemu przełączającego. Chociaż istnieją różne rodzaje systemów przełączania, od ręcznych do automatycznych, kilka podstawowych elementów odgrywa kluczową rolę w funkcjonowaniu systemu przełączającego. Wraz z siecią przełączającą istnieją różne podsystemy, takie jak podsystem sterujący, system sygnalizacji, interfejsy magistrali i linii abonenckich, jednostki rozdzielcze, konsole operatorskie, obwody węzłowe, które są niezbędne do działania całego systemu przełączającego.
System przełączania
W tej sekcji zrozumiemy strukturę systemu przełączającego. Zrozumiemy również, jak działają w nim różne elementy. Poniższy schemat blokowy systemu przełączającego przedstawia podstawowe elementy systemu przełączającego.
Schemat pokazany powyżej zawiera różne bloki systemu przełączającego. Bloki omówiono poniżej.
Przełączanie sieci
Zapewnia ścieżki przełączania między wywoływanymi abonentami a wywołującymi abonentami.
Podsystem sterowania
Jest to krytyczna część systemu przełączającego, który aktywnie ustala ścieżki przełączania, identyfikując linie wlotowe i wylotowe oraz interpretując informacje sygnalizacyjne otrzymane na tych liniach.
Ten podsystem sterowania steruje nawiązywaniem i przerywaniem połączenia poprzez wykrywanie transferu sygnału na liniach. Podsystem sterujący wysyła informacje sygnalizacyjne do abonenta i innych central podłączonych do łączy wychodzących.
Sygnalizacja
Formaty sygnalizacji i wymagania dla abonenta, łączy i podsystemów znacznie się różnią. W związku z tym system przełączający zapewnia trzy różne formy sygnalizacji -
- Sygnalizacja pętli abonenckiej
- Sygnalizacja wymiany
- Sygnalizacja wymiany lub rejestrów
System przełączający składa się z elementów pełniących funkcje przełączające, sterujące i sygnalizacyjne.
Interfejs magistrali
W tym porcie są zakończone linie magistralne używane do połączeń między systemami przełączającymi. Interfejs magistrali to punkt, w którym linie miejskie są podłączone do systemu.
Interfejs linii abonenckiej
Linie abonenckie używane do połączeń między abonentami a systemami przełączającymi są zakończone na tym porcie. Interfejs linii abonenckiej to punkt, w którym linie abonentów są podłączane do systemu.
Line Scanning Unit
Moduł skanowania linii wykrywa i uzyskuje informacje sygnalizacyjne z odpowiednich linii. Informacje uzyskane z tych linii są przekazywane do podsystemu sterowania w celu identyfikacji wlotów i wylotów.
Jednostki dystrybucyjne
Jednostki dystrybucyjne służą do dystrybucji lub wysyłania informacji sygnalizacyjnych na odpowiednich liniach. Dystrybucja informacji przez linie miejskie odbywa się za pośrednictwem jednostek dystrybucyjnych.
Konsola operatora
Konsola operatora umożliwia interakcję z systemem przełączającym w celach konserwacyjnych i administracyjnych.
Interfejs obwodu serwisowego
Interfejs obwodu serwisowego zapewnia interakcję między obwodami do celów konserwacji i testowania.
Połączenia
Junctures to skrzyżowanie zapewniające składane połączenie dla lokalnych abonentów i obwodów usług. Jeżeli zarówno abonent wywoływany, jak i abonent wywołujący są lokalni, połączenie składane pomaga w nawiązaniu połączenia z połączeniem lokalnym, podczas gdy linie miejskie nie będą używane.
Bezpośredni i pośredni
Systemy przełączające są dwóch następujących typów -
- system przełączania bezpośredniego sterowania
- system przełączania sterowania pośredniego
System bezpośredniego przełączania sterowania
Systemy przełączające, w których podsystemy sterujące stanowią integralną część sieci, nazywane są systemami przełączania bezpośredniego sterowania. Na przykład system przełączający Strowger.
System przełączania pośredniego sterowania
System przełączający, w którym podsystem sterowania jest obecny poza siecią przełączającą, nazywany jest Indirect Control System przełączający lub Common Control System przełączający lub Register Controlsystem przełączania. Przykłady tego systemu obejmują system przełączania Crossbar, elektroniczny system przełączania lub metodę kontroli programów zapisanych w systemach przełączających.
W tym rozdziale omówimy, jak działa system przełączania Strowger. Pierwsze w historii automatyczne przełączanie telefonu zostało opracowane przez firmę Almon B. Strowger. Ponieważ operator ręcznej centrali telefonicznej była żoną swojego konkurenta i kierował całą działalność, Strowger pomyślał o opracowaniu systemu przełączającego, który nie wymaga operatora. Doprowadziło to do wynalezienia automatycznego systemu przełączania opracowanego przez Strowger.
Plik Strowger Switching system nazywany jest również systemem przełączania krok po kroku, ponieważ połączenia są ustanawiane w step-by-step sposób.
Automatyczny system przełączania
System ręcznego przełączania wymaga operatora, który po otrzymaniu żądania wykonuje połączenie. Tutaj operator jest jedyną osobą odpowiedzialną za nawiązywanie lub zwalnianie połączeń. W grę wchodzi prywatność rozmów oraz szczegóły dzwoniącego i dzwoniącego abonenta.
Przezwyciężając wady ręcznych systemów przełączania, automatyczne systemy przełączania mają następujące zalety -
Bariery językowe nie wpłyną na prośbę o połączenie.
Zachowany jest wyższy stopień prywatności.
Szybsze nawiązywanie i zwalnianie połączeń jest gotowe.
Ilość połączeń wykonywanych w danym okresie może zostać zwiększona.
Połączenia można wykonywać niezależnie od obciążenia systemu lub pory dnia.
Rzućmy teraz trochę światła na sposób wykonywania połączenia i wybierania numeru bez pomocy operatora.
Wybieranie
W przeciwieństwie do systemu ręcznego przełączania, automatyczny system przełączania wymaga formalnego planu numeracji lub schematu adresowania w celu identyfikacji abonentów. Plan numeracji polega na tym, że numer identyfikuje abonenta, jest szeroko stosowany niż schemat adresowania, w którym abonent jest identyfikowany za pomocą ciągów alfanumerycznych. Musi więc istnieć mechanizm przesyłania tożsamości wywoływanego abonenta do centrali.
Taki mechanizm powinien być obecny w aparacie telefonicznym, aby połączenie było realizowane automatycznie z żądanym abonentem. W tym celu dominują metodyPulse Dialing i Multi FrequencyWybieranie. Spośród nich wybieranie impulsowe jest najczęściej używaną formą wybierania do daty.
Wybieranie impulsowe
Jak sama nazwa wskazuje, cyfry używane do identyfikacji abonentów są reprezentowane przez ciąg impulsów. Liczba impulsów w ciągu jest równa wartości cyfry, którą reprezentuje, z wyjątkiem przypadku zera, które jest reprezentowane przez 10 impulsów. Kolejne cyfry w liczbie są reprezentowane przez szereg ciągów impulsów. Impulsy te mają równą liczbę przedziałów czasowych, a liczba wytwarzanych impulsów będzie zgodna z wybraną liczbą.
Dwa kolejne pociągi różnią się od siebie przerwą między nimi, zwaną Inter-digit gap.Impulsy są generowane poprzez naprzemienne przerywanie i zamykanie obwodu między abonentem a centralą. Przykładowy ciąg impulsów pokazano na poniższym rysunku.
Powyższy rysunek przedstawia pulsujący wzór. Częstotliwość tętna wynosi zwykle 10 impulsów na sekundę z 10 procentową tolerancją. Przerwa między cyframi, nazywana przerwą między cyframi, wynosi co najmniej 200 ms.
Wzorzec wybierania impulsów w ostatnich czasach wykorzystuje współczynnik wypełnienia (stosunek między szerokością impulsu a okresem czasu przebiegu) impulsu nominalnie wynoszący 33 procent i istnieje górna granica odstępu między cyframi.
Telefon z tarczą obrotową
W tej sekcji dowiemy się, czym jest telefon z tarczą obrotową i jak działa. Na początek omówimy wady, które występowały przed wynalezieniem telefonu z wybieraniem obrotowym.
Technika wybierania impulsowego polega na tworzeniu i przerywaniu pętli abonenta. Może to przeszkadzać i wpływać na działanie głośnika, mikrofonu i dzwonka znajdujących się w telefonie. Ponadto czasy wybierania nie powinny wpływać na taktowanie ciągu impulsów, ponieważ doprowadzi to do wybrania niewłaściwego numeru.
Telefon z wybieraniem obrotowym powstał, aby rozwiązać występujące wówczas problemy. Mikrofon i głośnik są połączone i umieszczone w zestawie słuchawkowym. Zestaw posiada nakładkę na palec, której ułożenie sprawia, że wybieranie jest odpowiednie. Poniższy rysunek pokazuje, jak wygląda tarcza obrotowa.
Pokrętło obsługuje się poprzez umieszczenie palca w otworze odpowiednim dla wybieranej cyfry. Teraz, obrysowując płytkę palcową w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara do pozycji zatrzymania palca i puszczając tarczę przez cofnięcie palca, tworzy wybierany numer. Płytka palcowa i powiązany mechanizm powracają teraz do pozycji spoczynkowej pod wpływem sprężyny. Tarcza jest gotowa na następny numer.
Impulsy wybierania są wytwarzane podczas ruchu powrotnego płytki palca, eliminując w ten sposób element ludzki w taktowaniu impulsów. Poniższy rysunek przedstawia otwory w tarczy i ogranicznik palców.
Telefon z obrotowym wybieraniem numerów wykorzystuje do realizacji wybierania impulsowego:
- Płytka palca i sprężyna
- Wał, przekładnia i koło zębate
- Mechanizm zapadkowo-zapadkowy
- Krzywka impulsowa i krzywka tłumiąca lub mechanizm spustowy
- Kontakt impulsowy
- Regulator odśrodkowy i przekładnia ślimakowa
- Obwody obejściowe nadajnika, odbiornika i dzwonka
Mechanizm wewnętrzny
Mechanizm krzywkowy lub mechanizm spustowy pomaga w wybieraniu. Ten mechanizm jest używany do obsługi styku impulsowego. Rozważmy działanie telefonu z tarczą obrotową za pomocą mechanizmu krzywkowego. Poniższy rysunek pomoże ci zrozumieć wewnętrzny mechanizm.
Krzywka tłumiąca pomaga w utrzymaniu krzywki impulsowej z dala od styków impulsowych. Gdy tarcza obrotowa znajduje się w pozycji spoczynkowej, styki impulsowe są oddalone od krzywki impulsowej. Po wybraniu numeru, poprzez umieszczenie palca w otworze wybierania, co oznacza, że tarcza jest przesunięta z jej pozycji, wówczas styki Impulsowe zbliżają się do krzywki Impulsing. Ten obrót płytki palcowej powoduje obrót wału głównego.
Gdy tarcza jest obracana w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, zapadka ślizga się po zapadce podczas tego ruchu w prawo. Grzechotka, koło zębate, koło zębate i regulator są nieruchome podczas ruchu tarczy w prawo. Kiedy tarcza powraca, zapadka zazębia się i obraca zapadkę.
Całe koło zębate, koło zębate, regulator obrotów, a jednorodność prędkości obrotowej jest utrzymywana przez regulator. Krzywka impulsowa, która jest przymocowana do wału zębnika, teraz pęka i tworzy styki impulsowe, które z kolei powodują impulsy w obwodzie. Kształt krzywki impulsowej jest taki, że okresy przerwy i załączenia są w stosunku 2: 1. Gdy tarcza zbliża się do położenia spoczynkowego, krzywka tłumiąca ponownie odsuwa styki impulsowe od krzywki impulsowej. Ta czynność polegająca na powrocie do pozycji spoczynkowej i oczekiwaniu na wybranie drugiego numeru tworzy lukę zwaną przerwą między cyframi, której czas jest niezależny od pauzy, która może wystąpić między dwiema kolejnymi cyframi, ze względu na nawyk wybierania numeru przez człowieka. . Ta luka jest również zapewniona przed wybraniem pierwszej cyfry poprzez niewielką zmianę w konstrukcji krzywki tłumiącej.
Impuls generowany przez ten mechanizm jest następnie przesyłany do systemów komutacyjnych, w których zestawiane jest połączenie z wybieranym numerem. Procedura przełączania systemów została omówiona w kolejnym rozdziale. W międzyczasie przyjrzyjmy się dźwiękom sygnalizacyjnym, które służą do wskazania stanu abonentów.
Sygnały dźwiękowe
W tej sekcji zrozumiemy, czym są dźwięki sygnalizacyjne i jak one działają. W związku z wymianą centrali ręcznych, operator, który wcześniej informował abonentów wywołujących o sytuacji abonentów wywoływanych, musiał zostać zastąpiony różnymi tonami wskazującymi na różne sytuacje.
Rozważ następujące pięć funkcji sygnalizacyjnych związanych z abonentem, które ma wykonać operator:
Odpowiedz abonentowi wywołującemu, że system jest gotowy do odebrania identyfikacji abonenta wywoływanego.
Poinformuj abonenta wywołującego, że połączenie jest nawiązywane.
Zadzwoń dzwonkiem wezwanej strony.
Poinformuj abonenta wywołującego, jeśli abonent wywoływany jest zajęty.
Poinformuj abonenta wywołującego, jeśli z jakiegoś powodu linia wywoływana jest nieosiągalna.
Funkcja 2 nie jest sygnalizowana w układzie przełączającym Strowger. Funkcję sygnalizacyjną 1 spełnia wysłanie sygnału wybierania do abonenta wywołującego.
Sygnał wybierania
Ton wybierania jest dźwiękiem sygnalizującym gotowość centrali do przyjęcia wybieranych cyfr od abonenta. Numer należy wybierać tylko wtedy, gdy słychać ten sygnał. W przeciwnym razie cyfry wybrane przed tym sygnałem nie będą uwzględniane. Doprowadzi to do wybrania niewłaściwego numeru.
Sygnał wybierania to generalnie ciągły ton 33 Hz lub 50 Hz lub 400 Hz, jak pokazano poniżej.
Dzwonek
Po wybraniu numeru abonenta wywoływanego, po uzyskaniu linii abonenta wywoływanego, centrala sterująca wysyła prąd dzwonienia do aparatu telefonicznego abonenta wywoływanego, co jest znanym wzorcem podwójnego dzwonienia.
Jednocześnie urządzenie sterujące wysyła sygnał dzwonienia do abonenta wywołującego, który ma wzór podobny do prądu dzwonienia. Wzór podwójnego pierścienia dwóch pierścieni jest oddzielony przerwą czasową 0,2 s, a dwa wzory podwójnego pierścienia odstępem 2 s, jak pokazano na poniższym rysunku.
Sygnał zajętości
Po wybraniu żądanego numeru, jeżeli wywoływany abonent lub linie na centrali nie mogą wykonać połączenia, dzwoniącemu abonentowi wysyłany jest sygnał zajętości wskazujący, że linie lub abonent jest zajęty; nazywa się to tonem zajętości.
Busty ton sygnału 400 Hz z okresem ciszy pomiędzy. Czasy trwania serii i ciszy mają tę samą wartość 0,75 s lub 0,75 s.
Numer nieosiągalny ton
Jeżeli abonent wywoływany jest niesprawny lub rozłączony lub błąd w wybieraniu prowadzi do wybrania wolnej linii, sytuacja taka sygnalizowana jest ciągłym sygnałem 400 Hz, nazywanym tonem numer nieosiągalny. Poniższa ilustracja przedstawia ciągły sygnał 400 Hz.
Dźwięk przekierowania lub dzwonienia w toku
Gdy połączenie abonenckie jest kierowane przez wiele różnych typów central, słyszy się różne tony trwającego połączenia, gdy połączenie przechodzi przez różne centrale. Taki sygnał jest nieciągłym wzorem 400 Hz lub 800 Hz. Ten sygnał ma różne wzorce w różnych systemach.
W systemach elektromechanicznych jest to zwykle 800 Hz ze współczynnikiem wypełnienia 50% i okresem włączenia / wyłączenia 0,5 s.
W analogowych centralach elektronicznych jest to wzorzec 400 Hz z okresem 0,5s ON i 2,5s OFF.
W centralach cyfrowych jest to sygnał 400 Hz z okresami załączania / wyłączania 0,1 s.
Sygnał sygnału przekierowania lub tonu połączenia w toku jest przedstawiony poniżej.
Aby przezwyciężyć problem rozpoznawania różnicy w tych tonach dla tych, którzy nie są obeznani z sygnalizacją telefoniczną i rzadko dzwonią, wprowadzono później komunikaty głosowe.
W tym rozdziale omówimy mechanizmy przełączania w telekomunikacyjnych systemach przełączających i sieciach.
W poprzednich rozdziałach omówiliśmy mechanizm w zestawie telefonicznym. Zobaczmy teraz, co się stanie, gdy ten aparat telefoniczny wyśle sygnał do systemu przełączającego. System przełączający na centrali powinien mieć możliwość automatycznego podłączenia linii do wywoływanego abonenta. W systemie przełączającym Strowger istnieją dwa typy selektorów; te selektory tworzą bloki konstrukcyjne dla systemów przełączających.
- Uni-selector
- Selektor dwóch ruchów
Oba te selektory są zbudowane przy użyciu elektromechanicznych przełączników obrotowych. Selektor Uni-selector ma pojedynczy biegun selektora i wiele rzutów, aby dotrzeć do banku kontaktów dla każdego wybieranego numeru. Selektor z dwoma ruchami ma dwa przełączniki obrotowe do pionowego i poziomego ruchu krokowego, aby dotrzeć do banku styków.
Przełączanie jednym selektorem
Mechanizm przełączający Uni-selector składa się z elektromagnesu, zwory ze sprężynami, zapadki, koła zapadkowego z zamocowaną wycieraczką i zapadki. Wycieraczka porusza się po stykach banku w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Ponieważ wycieraczka porusza się w jednym kierunku, proces ten nazywa się przełączaniem jednokierunkowym. Styki, na które przesuwa się wycieraczka, nazywane są stykami bankowymi, ponieważ wiele styków jest umieszczonych w tym kształcie łuku.
Poniższy rysunek przedstawia mechanizm napędowy układu przełączającego Uni-selector Strowger.
Kiedy napięcie wejściowe zasila elektromagnes, zwora jest ciągnięta w dół w kierunku magnesu. Teraz, gdy zwora zostaje przyciągnięta do elektromagnesu, zapadka opada o jedną pozycję w dół w stosunku do poprzedniej w kole zapadkowym. Zapadka zapobiega ruchowi koła zapadkowego.
Po odłączeniu zasilania elektromagnesu zwora zostaje zwolniona i ta czynność przesuwa zapadkę do góry, co powoduje dalsze przesunięcie koła zapadkowego do jednej pozycji powyżej. W związku z tym wycieraczka przesuwa się o jedną pozycję poniżej lub w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, aby nawiązać kontakt. Jeśli elektromagnes jest pięciokrotnie zasilany i wyłączany pod napięciem, po przyłożeniu pięciu impulsów, wycieraczka przesuwa się o pięć styków. Zazwyczaj trzy zestawy (lub więcej) wycieraczek są przypisane do banków Uni-selector, po jednym dla każdego banku. Zestawy są sztywno zamocowane do zespołu wycieraczki, który porusza się, gdy obraca się koło zapadkowe. Sprężyna przerywacza zwalnia magnes i umożliwia mu wykonanie kolejnego kroku.
Poniższy rysunek przedstawia praktyczny system przełączania Uni-selector Strowger.
Omawiany tutaj typ mechanizmu przełączania jest znany jako reverse drive typeponieważ tutaj koło zapadkowe porusza się, gdy zwora powraca do pozycji spoczynkowej. Jeśli jest tak ustawione, że koło porusza się podczas ruchu do przodu twornika, jest znane jakoforward drive type. Mechanizm z napędem wstecznym jest powszechny w selektorach jednokierunkowych, a mechanizm z napędem do przodu w selektorach dwuczęściowych.
Tam jest interrupter contactzwiązane z selektorem Uni, który jest normalnie zamknięty. Gdy twornik jest zasilany, styk przerywacza otwiera się i umożliwia ruch twornika, co pomaga twornikowi wrócić do położenia spoczynkowego po przerwaniu obwodu zasilającego twornik.
Selektory z dwoma ruchami
W przeciwieństwie do selektora Uni-selector, ruch w tych selektorach jest dwukierunkowy, pionowy i poziomy. Ruch w górę jest wykonywany w kierunku pionowym i poziomym; w ruchu pionowym nie ma kontaktów. Jednak styki bankowe są wykonywane w ruchu poziomym. Jeżeli wybierak z dwoma ruchami ma 10 poziomów, z których każdy ma 10 styków, wówczas dostępnych jest 100 styków dzięki pionowemu i poziomemu ruchowi układu przełączania dwupozycyjnego przełącznika.
Poniższy rysunek przedstawia wewnętrzną strukturę selektorów przełączających z dwoma ruchami.
Po wybraniu pierwszej cyfry impulsy pobudzają i wyłączają napięcie magnesu pionowego zgodnie z wybraną liczbą, za pomocą mechanizmu zapadkowego i zapadkowego. Nazywa się toVertical Stepping.
Po wybraniu drugiej cyfry impulsy wybierania są kierowane do magnesu poziomego, za pomocą przekaźnika, w którym impulsy zasilają i odłączają napięcie magnesu poziomego zgodnie z wybraną liczbą, za pomocą mechanizmu zapadkowego i zapadkowego. To się nazywaHorizontal Stepping.
Zwykle jest 11 pozycji pionowych i 11 styków poziomych w każdej pozycji pionowej. Najniższa pozycja pionowa i pierwszy kontakt poziomy na każdym poziomie pionowym tohome positions,a pozostałe to rzeczywiste pozycje przełączania. W ten sposób wycieraczka w wybieraku dwukierunkowym ma dostęp do 100 styków przełączających. Poniższy rysunek przedstawia praktyczny przełącznik przełączający z dwoma ruchami.
W ten sposób zespół wycieraczki nawiązuje połączenie; po zakończeniu którego wraca do pozycji wyjściowej. W tym celu magnes obrotowy jest napędzany prądem, dzięki czemu zespół wycieraczek przesuwa się przez pozostałe styki poziomicy. Sprężyna przywracająca zmusza zespół wycieraczki do pionowego opuszczenia, a następnie powrotu w poziomie do pozycji wyjściowej.
Przełączanie krok po kroku
System przełączania krok po kroku jest bardzo popularnym i szeroko stosowanym systemem przełączającym, który może być zbudowany przy użyciu selektorów typu Uni lub selektorów dwuczęściowych lub kombinacji obu. Wycieraczka obecna w tym przełączaniu przesuwa się do przodu o jeden kontakt, a następnie przesuwa się do przodu zgodnie z liczbą wybieranych impulsów lub zgodnie z warunkami sygnalizacji i stąd nazwa,step-by-step przełączanie jest podane.
Przełączanie krok po kroku jest również nazywane Direct controlsystem, ponieważ odpowiednie tony sygnalizacyjne są wysyłane do abonenta przez elementy przełączające lub selektory na odpowiednich etapach przełączania. Ten system ma trzy główne etapy konfiguracji. Poniższy rysunek przedstawia różne etapy.
Zobaczmy teraz, jak działają te bloki.
Selector Hunters
Gdy tylko abonent wywołujący przygotuje się do wybrania numeru, poprzez podniesienie słuchawki z telefonu, rozlegnie się sygnał wybierania. Dowiedzieliśmy się już, że numer nie jest akceptowany, dopóki nie słychać sygnału wybierania. Ale aby uzyskać ten sygnał wybierania, linia musi być ustanowiona, gdy słuchawka jest podniesiona. PlikSelector Hunter obwodu, ustanawia linię do wykonania połączenia natychmiast, gdy abonent wywołujący podnosi słuchawkę, aby wykonać połączenie.
Poszukiwacze selektorów polują na wybranie części matrycy przełączającej. Zwykle 24-gniazdowe selektory Uni są używane jako łowcy selektorów. i tak można to nazwać jakoSubscriber Uni-selectorschemat, ponieważ dla każdego abonenta w systemie jest dedykowany Uni-selector. Można je również zbudować za pomocą selektorów z dwoma ruchami.
Mechanizm łowcy wybieraka można również zastąpić mechanizmem szukacza żyłki, gdzie występuje niewielka różnica między nimi w konstrukcji. Tutaj omówimy mechanizm łowcy selektorów. Poniższy rysunek daje wyobrażenie o jego konstrukcji.
Gdy abonent wywołujący podnosi słuchawkę, aby wykonać połączenie, łowca wybieraków aktywuje mechanizm przerywacza, który podnosi wycieraczkę do momentu znalezienia wolnego selektora pierwszej grupy na wylocie. W tym momencie jeden z kontaktów bankowych łowcy selektorów wyczuwa, czy selektor pierwszej grupy jest wolny, czy zajęty. Po wykryciu wolnego pierwszego selektora przerywacz jest wyłączany i nawiązywane jest połączenie, przy czym pierwszy selektor wysyła sygnał dialera do wywołującego abonenta.
Metoda wyszukiwania linii jest stosowana, gdy ruch jest mały, a wymiana jest niewielka, podczas gdy opisany powyżej mechanizm łowcy selektorów jest używany w przypadku dużych central o dużym natężeniu ruchu i jest to podejście opłacalne.
Etap wyboru grupy
Na etapie selektora grup znajduje się główna sieć komutacyjna. Abonent wywołujący wybiera numer po usłyszeniu sygnału zgłoszenia. Pierwszy wybrany numer aktywuje pierwszy wybierak. Mówiąc dokładniej, selektor grup składa się z określonych etapów selektora. Kiedyś mieliśmy 5 numerów jako numer identyfikacyjny połączenia lądowego. Stąd istniały trzy etapy selektora.
Aby wybrać pierwszy numer, obraca się tablicę rejestracyjną, umieszczając palec w szczelinie wskazanej zgodnie z numerem abonenta. Po wyjęciu palca tablica rejestracyjna zostaje obrócona z powrotem do poprzedniego położenia, co powoduje wysłanie impulsów wybierania do pierwszego wybieraka. Następnie pierwszy selektor przesuwa się odpowiednio, aby umieścić kontakt.
Gdy abonent rozpoczyna wybieranie numeru, generowany do tego czasu ton wybierania zanika i ciąg impulsów zostaje odebrany zgodnie z wybieranym numerem. Zespół wycieraczki pierwszego wybieraka przesuwa się następnie pionowo do góry, zgodnie z wybranym numerem. Wycieraczki poruszają się następnie w płaszczyźnie poziomej w poprzek styków, aż napotkają styk, do którego podłączony jest wolny wybierak drugiej grupy. To poziome stopniowanie jest zakończone w odstępie między cyframi wynoszącym około 240 ms. Stamtąd pierwszy selektor grupy łączy ścieżkę elektryczną z dostępnym drugim selektorem grupy.
Podobnie, każdy selektor grupowy łączy ścieżkę zgodnie z wybranym numerem, a następnie rozszerza połączenie do następnego selektora aż do selektora końcowego. Nieco inaczej wygląda działanie selektora końcowego. Jak omówiono powyżej, obecne są trzy selektory, a czwarta i piąta liczba są połączone z macierzą przez selektor końcowy.
Final Selector
Ostatnie dwie cyfry są przetwarzane przez ostatni selektor. Selektor ten porusza się pionowo zgodnie z czwartą wybraną cyfrą, a następnie przesuwa się poziomo zgodnie z ostatnią cyfrą, ponieważ nie ma dalszych cyfr, aby podłączyć go do innego złącza. Ostatnia wybrana cyfra ustanawia połączenie elektryczne z wywoływanym abonentem.
Ponieważ selektor końcowy reaguje zarówno na cyfry w kierunku pionowym, jak i poziomym, w przeciwieństwie do selektorów grupowych, ten selektor końcowy jest również nazywany Numerical Selector. Jeżeli wywoływany abonent jest wolny, co wynika z sygnału na odpowiednim styku banku, selektor końcowy wysyła prąd dzwonienia do wywoływanego abonenta i ton dzwonka do abonenta wywołującego.
Gdy wywoływany abonent podnosi słuchawkę, prąd dzwonienia i dostarczany do tego momentu ton dzwonka są odcięte, a obwody liczenia połączeń są włączane przez obwody sterujące związane z selektorami końcowymi. W przeciwnym razie, jeżeli wywoływany abonent jest zajęty na innej linii, wówczas selektor końcowy wysyła sygnał zajętości do abonenta wywołującego. Na dowolnym etapie przełączania, jeśli na kolejnym etapie nie ma wolnego selektora, do abonenta wywołującego zwracany jest sygnał zajętości.
Magnesy i połączenia mechaniczne używane do obracania wałów w pionie i poziomie podczas podłączania wywołania, zwolnią magnes (ogólnie nazywany magnesem zwalniającym), a twornik zwolni wałek po zakończeniu połączenia.
W tym rozdziale omówimy sposób działania podsystemu wspólnego sterowania w telekomunikacyjnych systemach przełączających i sieciach.
W celu nawiązywania połączeń między różnymi centralami, co może dalej prowadzić do połączeń międzymiastowych, opracowano system przełączania Crossbar, a pierwszy patent przyznano w 1915 r. Jednak AT&T opracowała pierwszy system przełączania Crossbar w 1938 r. Przełączanie Crossbar system wprowadził Common Control Subsystem w swoim systemie przełączania.
Aby to zrozumieć, przyjrzyjmy się problemowi stworzonemu przez sieć wielu giełd systemu Strowger.
Sieć wielu giełd
Gdy trzeba skontaktować się z abonentem należącym do określonej sieci, można skontaktować się z tą centralą na kilka sposobów; również nie ma jednej, ale jakiekolwiek wymiany są obecne na trasie.
W sieci z wieloma centralami trasy używane do nawiązania połączenia z określonym abonentem różnią się od czasu do czasu. W centrali Strowger po sieci Multi-Exchange, abonent musi być bardziej zainteresowany routingiem. Abonent powinien mieć dane o wszystkich numerach central znajdujących się na trasie. Mogą wystąpić sytuacje, w których abonent może zostać poproszony o ustanowienie połączenia na innych trasach; czasami staje się to kłopotliwe.
Poniższy rysunek przedstawia przykład topologii sieci z wieloma centralami.
Poziom jest zarezerwowany w każdej centrali Strowger, w której połączenia wychodzące są połączone z sąsiednimi centralami. Kontakty z tymi centralami są realizowane zgodnie z wybranymi numerami centrali podczas wykonywania połączeń.
Stąd wady implementacji sieci Multi-Exchange w przełączaniu to -
Numer identyfikacyjny abonenta zmienia się w zależności od trasy połączenia.
Użytkownik musi mieć wiedzę o topologii sieci i liczbie central w niej obecnych.
Liczba i wielkość wywoływanego abonenta różni się w zależności od centrali, z której pochodzi połączenie.
Aby przezwyciężyć te problemy, wprowadzono wspólny podsystem sterowania.
Wspólny podsystem sterowania
Aby uniknąć komplikacji i ułatwić abonentowi wykonanie połączenia, w systemie Common Control Sub zaimplementowano dwie główne idee. Pomysły są wymienione poniżej -
Przekierowanie połączenia powinno być wykonane przez centralę, ale nie przez wybierane numery.
Abonentowi należy nadać unikalny numer identyfikacyjny. Numer UIN zawiera numer centrali abonenta oraz numer wskazujący linię abonenta.
Abonentowi należy nadać unikalny numer identyfikacyjny. Numer UIN zawiera numer centrali abonenta oraz numer wskazujący linię abonenta.
Identyfikator giełdy + identyfikator linii abonenta
Jest to kombinacja kodu STD (Subscriber Trunk Dialing) i numeru abonenta; traktuj to jako fizyczny adres liniowy. Każdy użytkownik ma przypisany numer logiczny, niezależnie od numeru linii fizycznej. Mechanizm translacji adresów tłumaczy adres logiczny na rzeczywisty adres fizyczny w celu ustanowienia połączenia. Przetwarzanie połączenia odbywa się niezależnie od sieci komutacyjnej.
We wspólnym podsystemie sterowania zastosowano system dyrektora. Gdy tylko przetłumaczone cyfry zostaną przesłane, dyrektor może przetworzyć kolejne połączenie i nie jest zaangażowany w utrzymywanie obwodu dla konwersacji.
Poniższy rysunek przedstawia schemat wspólnego podsystemu sterowania, który zawiera podsystem przetwarzania połączeń, obwody ładowania, sterowanie pracą, sterowanie konserwacją i monitor zdarzeń.
Powyższy schemat blokowy jest prostym wskazaniem wspólnego systemu przełączania sterowania. Funkcje sterujące w systemie przełączającym można podzielić na następujące kategorie.
Monitorowanie zdarzeń
Sekcja Monitorowania Zdarzeń Podsystemu Sterowania monitoruje zdarzenia zachodzące poza centralą w jednostkach liniowych, węzłach magistrali i sygnalizacji między centralami oraz jednostkach nadawczo-odbiorczych. Wydarzenia w line unitssą - wezwanie do rozmowy i zwolnienie wezwania. Sterowanie przekaźnikami w celu nawiązania połączenia z wymaganą linią jest zdarzeniem wjunctures. Istnieje kontrola przekaźników między centralami w celu podłączenia, a także sygnalizacji wymaganych tonów zarówno do obwodów nadawcy, jak i odbiornika nainter exchange. To monitorowanie zdarzeń może być rozpowszechniane.
Przetwarzanie połączeń
Jednostki przetwarzania połączeń zawierają odbiornik cyfr i rejestr pamięci, które odbierają i przechowują numer wybierania od strony dzwoniącej. Jednostki zawierają również początkowych i końcowych tłumaczy. PlikInitial translator jest Office Code translatorktóry określa trasę połączenia przez sieć lub metodę lub stawkę opłat. PlikFinal translator jest Subscriber Code translatorktóra określa jednostkę linii, do której należy dołączyć wywołanie oraz kategorię linii wywoływanej. Nadawca Rejestru przesyła cyfrę trasy i wybraną cyfrę z wykorzystaniem odpowiedniej sygnalizacji, w zależności od wymagań centrali docelowej.
Ładowanie
Jest to związane z opłatami pobieranymi za wykonywane połączenia. Zależy to od rodzaju abonenta i usługi abonenta. Na przykład niektóre usługi, takie jak linie alarmowe lub naprawy usterek, są bezpłatne; kilka usług komercyjnych może również oferować usługi bezpłatne.
Obsługa i konserwacja
Sterowanie i obsługa sieci przełączającej za pomocą dwóch głównych technik znanych jako mapowanie w pamięci i mapowanie w sieci.
Mapa w pamięci
Ścieżka w tej technice jest określana przez oznaczenie elementów przełączających na różnych etapach zgodnie z zestawem danych binarnych określających ścieżkę, podczas gdy jednostka sterująca dostarcza dane. Na tym etapie wydawane jest polecenie rzeczywistego połączenia ścieżki. Ta technika mapowania w pamięci jest obecna w sterowaniu programami przechowywanymi.
Mapa w sieci
W tej technice wyszukiwanie ścieżki może odbywać się na poziomie wspólnej jednostki sterującej, gdzie zaznacza wlot i wylot do podłączenia, a rzeczywistą ścieżkę określa sieć przełączająca. Ta technika mapowania w sieci jest powszechna w wymianach Crossbar używających znaczników do sterowania.
Administracja i utrzymanie systemu komutacyjnego obejmuje takie czynności, jak oddanie do użytku nowych łączy abonenckich i łączy abonenckich, modyfikacja uprawnień do usług abonenckich oraz zmiana planów routingu w oparciu o stan sieci, które są wykonywane przy koordynacji systemów sterowania. Personel konserwacyjny wykonuje czynności konserwacyjne, takie jak nadzór nad prawidłowym funkcjonowaniem, przeprowadzanie testów i dokonywanie pomiarów dla różnych parametrów linii.
W tym rozdziale nauczymy się technologii wybierania tonowego. Kiedy mówimy o rozwoju technologicznym aparatu telefonicznego, w początkowej fazie używano pokrętła. Wolniejsze wybieranie było jedną z głównych wad związanych z pokrętłem obrotowym. Wybieranie 7-cyfrowego numeru na pokrętle zajęło 12 sekund. Elementy przełączające krok po kroku systemu przełączającego Strowger nie mogą reagować na częstotliwości wyższe niż 10-12 impulsów na sekundę.
Wykorzystuje technologię DTMF, przed którą pulse dialingzastosowano technikę. W technice wybierania impulsowego, która jest również nazywana aLoop disconnecttechnika, powtarzane podłączanie i odłączanie linii jest wykonywane, jak kliknięcia przełącznika; jest to interpretowane przez centralę jako wybrany numer, w zależności od liczby kliknięć.
Potrzeba Touch-tone
Wraz z wprowadzeniem podsystemów Common Control do central komutacyjnych pojawiła się możliwość uzyskania wyższych częstotliwości wybierania. Stąd nowy system o nazwieTouch-tone dialingzostał opracowany w Telefonii w celu zastąpienia tarczy obrotowej; uznano, że przyniesie to korzyści klientowi dzięki większej szybkości. To również usunęło wady ograniczonego użytkowania i ograniczonej zdolności sygnalizacyjnej wraz z niższą prędkością.
Wybieranie impulsowe ogranicza się do sygnalizacji między centralą a abonentem, ale nie między dwoma abonentami, co nazywa się sygnalizacją typu „od końca do końca”. End-to-End signaling jest pożądaną cechą i jest możliwa tylko wtedy, gdy sygnalizacja odbywa się w paśmie częstotliwości głosu, tak że informacje sygnalizacyjne mogą być przesyłane do dowolnego punktu w sieci telefonicznej, do którego można przesłać głos.
Stąd zamiast niedogodności związanej z używaniem pokrętła, wprowadzono telefon z wybieraniem tonowym. Rozwój telefonu z wybieraniem tonowym nastąpił około 1950 roku. Jednak jego użycie zaczęło się około 1964 roku. Poniższy rysunek przedstawia praktyczny telefon z wybieraniem tonowym.
Powyższy rysunek pomoże ci zrozumieć, że pokrętło zostało zastąpione klawiaturą przyciskową, gdzie przyciski, jeśli zostaną dotknięte w celu „naciśnięcia” przycisku, będą generować częstotliwości związane z wybieranym numerem. Bezproblemowa rotacja została zastąpiona, a funkcja ponownego wybierania numeru została dodana do tej klawiatury przyciskowej, w której wybierany numer jest przechowywany do momentu wybrania innego numeru. Ułatwiło to proces ponownego wybierania 7-cyfrowego numeru.
Jak działa telefon z wybieraniem tonowym?
Naciśnięcie przycisku na telefonie z wybieraniem tonowym wskazuje numer wybierany przy użyciu określonych częstotliwości. “Touching” lub lekkie naciśnięcie cyfry generuje „ton” będący połączeniem dwóch częstotliwości, jednej z dolnego pasma, a drugiej z górnego.
Na przykład naciśnięcie przycisku 9 powoduje wytworzenie dwóch częstotliwości, takich jak 852 Hz niższa częstotliwość i 1477 Hz wyższa częstotliwość. Konstrukcja wybierania tonowego wytwarzającego dwie częstotliwości jest pokazana poniżej.
Wybieranie numeru DTMF (dwutonowe wieloczęstotliwościowe) można wykonać techniką wybierania tonowego, jak pokazano powyżej. Ponieważ dwie częstotliwości, z których jedna jest wyższa, a druga niższa, są przesyłane w tym samym czasie w technice wybierania tonowego, nazywa się toDual-tone Multi Frequency (DTMF)wybieranie numeru. Dwa generowane sygnały są przez 100 ms, które są wybierane przez naciśnięcie klawisza z matrycy, jak pokazano powyżej. Każdy klucz ma unikalne odniesienie przez wybranie jednej z czterech niższych częstotliwości pasma skojarzonych z rzędami macierzy, w połączeniu z wybraniem jednej z trzech wyższych częstotliwości pasma skojarzonych z kolumną macierzy.
Uwagi projektowe
Rozważania projektowe są
- Wybór kodu
- Separacja pasma
- Wybór częstotliwości
- Wybór poziomów mocy
- Czas trwania sygnalizacji
Plik choice of code dla sygnalizacji tonowej powinna być taka, aby naśladowanie sygnałów kodowych przez muzykę i mowę musiało być trudne.
Rozważ następujące powody oddzielenia band dwóch częstotliwości -
W odbiorniku stosuje się filtrowanie pasmowe do oddzielenia grup częstotliwości; pomaga to w prostym określeniu określonych częstotliwości.
Łatwa regulacja amplitudy oddzielnie dla każdej składowej częstotliwości.
Ograniczniki mogą być używane do ochrony działania każdej częstotliwości oddzielnie.
Zmniejsza się prawdopodobieństwo fałszywej odpowiedzi.
Charakterystyki tłumienia i zniekształceń opóźniających obwodów sieci telefonicznej określają choice of frequencies. Pożądana jest płaska odpowiedź amplitudowa z bardzo niskim tłumieniem i jednolita odpowiedź opóźniająca z niską względną wartością opóźnienia. Chociaż konstrukcja jest wystarczająco wysoka, aby zapewnić niezawodność, plikchoice of power levelsnależy zaplanować zgodnie z charakterystyką tłumienia kanału. Pliksignal duration chociaż nieefektywne, jest dłuższe i pomocne w zwalczaniu rozmów.
Mechanizm wewnętrzny
Wewnętrzny mechanizm odbiornika tonowego można wyjaśnić prostym schematem blokowym, który zawiera filtr separacji pasma (BSF), ograniczniki (L), obwody selektora (S) i detektory (D), które generują częstotliwość dolnego pasma (LBF) sygnały i sygnały o wysokiej częstotliwości (HBF), jak pokazano poniżej.
Filtr separacji pasm obecny w odbiorniku służy do oddzielania grup częstotliwości. Pomaga to oddzielnie określić konkretne częstotliwości. Ponadto filtr reguluje również amplitudy każdego komponentu. Następnie sygnał dociera do ogranicznika, który ma na wejściu dwie częstotliwości. Pozwala na przepuszczanie dominującego sygnału z pominięciem słabego sygnału. Jeśli oba sygnały mają tę samą siłę, sygnał wyjściowy ogranicznika znajduje się znacznie poniżej pełnej mocy wyjściowej i żaden z sygnałów nie dominuje.
Selektory obecne w obwodzie są zaprojektowane tak, aby rozpoznawać sygnał, gdy mieści się on w określonym wąskim paśmie przenoszenia i ma amplitudę w zakresie 2,5 dB pełnej mocy wyjściowej ogranicznika. Oba obwody ogranicznika i selektora są wydajne w rozpoznawaniu różnicy międzytouch-tone i voice signal, aby uniknąć rozmowy. W celu dalszej poprawy czasami zamiast filtrów z separacją pasm stosuje się filtry eliminacji pasma, ponieważ umożliwiają one przechodzenie przez filtry szerokiego spektrum mowy. Sygnały o wysokiej i niskiej częstotliwości docierają na wyjście oddzielnie przez wyjścia detektora.
W tym rozdziale omówimy koncepcję przełączania poprzecznego. Wymiany Crossbar zostały opracowane w latach czterdziestych XX wieku. Osiągają pełny dostęp i możliwości nieblokowania dzięki przełącznikom Crossbar i typowemu sprzętowi sterującemu używanemu w wymianach Crossbar. Aktywne elementy o nazwieCrosspointssą umieszczane między liniami wejściowymi i wyjściowymi. W powszechnych systemach przełączania sterowania oddzielenie operacji przełączania i sterowania umożliwia wykorzystanie sieci przełączających przez grupę wspólnych przełączników sterujących w celu ustanowienia wielu połączeń jednocześnie na zasadzie współdzielenia.
Cechy przełączników poprzecznych
W tej sekcji omówimy różne funkcje przełączników poprzecznych. Funkcje opisano w skrócie poniżej -
Podczas obsługi połączenia wspólny system sterowania pomaga w współdzieleniu zasobów.
Specyficzne funkcje tras przetwarzania połączeń są połączone na stałe z powodu komputerów logicznych Wire.
Elastyczny projekt systemu pomaga w doborze odpowiedniego przełożenia dla konkretnego przełącznika.
Mniejsza liczba ruchomych części ułatwia konserwację systemów przełączania Crossbar.
System przełączający Crossbar wykorzystuje wspólne sieci sterujące, które umożliwiają sieci przełączającej monitorowanie zdarzeń, przetwarzanie połączeń, ładowanie, obsługę i konserwację, jak omówiono wcześniej. Wspólna kontrola zapewnia również jednolitą numerację abonentów w obszarze wielu central, takich jak duże miasta, oraz kierowanie połączeń z jednej centrali do drugiej przy użyciu tych samych central pośrednich. Ta metoda pomaga uniknąć niedogodności związanych z metodą przełączania krok po kroku dzięki unikalnemu procesowi odbierania i przechowywania całego numeru w celu nawiązania połączenia.
Matryca przełączania poprzeczek
Układ poprzeczek to macierz, którą tworzą zestawy styków MXN ułożone jako pionowe i poziome pręty z punktami styku, w których się stykają. Potrzebują prawie M + N aktywatorów, aby wybrać jeden z kontaktów. Na poniższym rysunku przedstawiono układ macierzy poprzeczek.
Macierz Crossbar zawiera szereg poziomych i pionowych przewodów pokazanych ciągłymi liniami na poniższym rysunku, które są połączone z początkowo oddzielonymi punktami styku przełączników. Poziome i pionowe paski pokazane liniami przerywanymi na powyższym rysunku są mechanicznie połączone z tymi punktami styku i przymocowane do elektromagnesów.
Crosspoints umieszczone pomiędzy liniami wejściowymi i wyjściowymi posiadają elektromagnesy, które po zasileniu zamykają styk przecięcia dwóch szyn. To sprawia, że dwa paski zbliżają się i trzymają. Poniższy rysunek pomoże ci zrozumieć kontakt wykonany w punktach krzyżowych.
Po zasileniu elektromagnesy ciągną małe płytki magnetyczne obecne na prętach. Elektromagnes sterujący kolumny ciągnie magnes na dolnym pręcie, podczas gdy elektromagnes sterujący rzędem ciągnie magnes na pręcie górnym. Aby uniknąć przechwytywania różnych punktów krzyżowych w tym samym obwodzie, postępuje się zgodnie z procedurą ustanawiania połączenia. Zgodnie z tą procedurą, pozioma lub pionowa listwa może być zasilana najpierw w celu nawiązania kontaktu. Jednak aby zerwać styk, pozioma listwa jest najpierw odłączana od zasilania; następuje wyłączenie pionowego paska.
Ponieważ wszystkie stacje mogą być połączone wszystkimi możliwymi połączeniami, o ile wywoływana strona jest wolna, to przełączanie poprzeczne nazywa się Non-Blocking Crossbar configuration, co wymaga elementów przełączających N2 dla N abonentów. Zatem punkty krzyżowe będą znacznie większe niż subskrybenci. Na przykład 100 subskrybentów będzie wymagać 10 000 punktów krzyżowych. Oznacza to, że tę technikę można zastosować do grupy mającej niewielką liczbę abonentów.
Istnieje zewnętrzny przełącznik o nazwie Marker;może to sterować wieloma przełącznikami i obsługiwać wiele rejestrów. Przełącznik decyduje o działaniu magnesów, takich jak magnes wybierający i magnes mostkowy, które powinny być zasilane i odłączane, aby odpowiednio podłączyć i zwolnić abonenta.
Diagonalna macierz krzyżowa
W matrycy jako 1, 2, 3, 4 wskazują linie wejściowe, a 1 ', 2', 3 ', 4' oznaczają linie wyjściowe tych samych abonentów, jeśli ma być nawiązane połączenie między pierwszym a drugim abonentem, wtedy można połączyć 1 i 2 'lub 2 i 1' za pomocą Crosspoints. W ten sam sposób, gdy trzeba nawiązać połączenie między 3 a 4, wtedy 3-4 'Crosspoint lub 4-3' Crosspoint mogą wykonać pracę. Poniższy rysunek pomoże ci zrozumieć, jak to działa.
Teraz przekątne części są punktami krzyżowymi łączącymi się ponownie z tym samym abonentem. Linia, która jest już podłączona do terminala, nie wymaga ponownego podłączania jej do tego samego terminala. W związku z tym punkty ukośne również nie są konieczne.
Rozumie się więc, że dla liczby N abonentów, jeśli uwzględni się również punkty ukośne, całkowita liczba punktów krzyżowych wyniesie,
$$\frac{N\left ( N+1 \right )}{2}$$
Dla N liczby abonentów, jeśli punkty przekątne są not pod uwagę, to całkowita liczba punktów krzyżowych wyniesie,
$$\frac{N\left ( N-1 \right )}{2}$$
Wraz ze wzrostem liczby węzłów N, punkty krzyżowe zwiększają się proporcjonalnie do N2. Punkty krzyżowe zawsze będą liniowe. Dlatego też, ponieważ można rozważyć albo dolną część, albo górną część przekątnych punktów macierzy, cała macierz z uwzględnieniem dolnej części będzie teraz wyglądać tak, jak pokazano na poniższym rysunku.
Nazywa się to Diagonal Crosspoint Matrix. Macierz ma format trójkątny i można ją nazwać Triangular Matrix albo Two-way Matrix. Przekątna Crosspoint
Matryca jest w pełni połączona. Gdy trzeci abonent inicjuje połączenie, do czwartego abonenta, wówczas najpierw inicjowany jest poziomy pasek trzeciego abonenta, a następnie zasilany jest pionowy pasek czwartego abonenta. Macierz przekątnej Crosspoint jest konfiguracją nieblokującą. Główną wadą tego systemu jest to, że awaria pojedynczego przełącznika uniemożliwi dostęp do niektórych abonentów.
Przełącznik Crosspoint jest abstrakcją każdego przełącznika, takiego jak przełącznik czasu lub przestrzeni. Jeśli w macierzy przełączników NXN można jednocześnie wykonać N połączeń, nazywa się toNon-blocking Switch. Jeśli liczba wykonanych połączeń jest mniejsza niż N w niektórych lub wszystkich przypadkach, nazywa się toBlockingprzełącznik. Te przełączniki blokujące są obsługiwane za pomocą wielu przełączników i takie sieci są wywoływaneLine frames.
W tym rozdziale omówimy, jak działa konfiguracja przełącznika Crossbar. Konfiguracje przełączników Crossbar są konfiguracjami nieblokującymi, które mają elementy przełączające N2 dla N abonentów i mogą prowadzić N / 2 jednoczesnych rozmów. Użycie Crosspoint zależy od abonenta wywołującego.
Jest to zmodyfikowany schemat nieblokujący z macierzą diagonalnego punktu krzyżowego, jak omówiono powyżej, z N (N-1) / 2 elementami. Liczba elementów jest taka sama, jak w przypadku w pełni połączonej sieci. Połączenie w tej metodzie jest ustanawiane przez zasilenie najpierw pręta poziomego, a następnie pręta pionowego. Jednak ten schemat nieblokujący ma kilka wad, takich jak -
- Wymagana jest duża liczba elementów przełączających.
- W praktyce jest to trudne do zrealizowania.
- Nie jest to opłacalny proces.
Aby przezwyciężyć te wady, wprowadzono blokujące przełączanie Crossbar.
Blokowanie przełączników poprzecznych
Głównym celem blokowania przełączników Crossbar jest zmniejszenie liczby przełączników krzyżowych. Istnieją przełączniki jednostopniowe i wielostopniowe. Liczbę przełączników Crosspoint można zmniejszyć za pomocą dwóch różnych metod. W pierwszej metodzie dwóch subskrybentów dzieli jeden pionowy pasek. Dzięki temu liczba słupków zostanie zmniejszona, ale liczba przełączników krzyżowych pozostanie taka sama. Druga metoda polega na tym, że wszyscy subskrybenci współdzielą kilka pionowych pasków. Dzięki temu zmniejsza się liczba pasków i przełączników krzyżowych.
Metoda 1
Ta metoda zawiera 2NK przełączniki, gdzie N to liczba subskrybentów i Kto liczba jednoczesnych połączeń. W celu nawiązania połączenia działają cztery paski. Jeśli trzeba ustanowić połączenie między A i B, wówczas pozioma szyna A jest zasilana najpierw, a następnie jedna z wolnych pionowych szyn, powiedzmy, że P jest zasilana. Teraz punkt dostępowy Crosspoint jest zablokowany. Jeśli pozioma belka B jest teraz zasilana, BP nie zostanie zablokowany, ponieważ P pionowy jest zasilany przed zasileniem B. Aby połączyć A i B, potrzebujemy kolejnej pionowej poprzeczki, która powinna elektrycznie odpowiadać pionowej belce P, czyli P ', jak pokazano na poniższym rysunku. Kiedy to P 'jest zasilane po B, Crosspoint BP' jest zatrzaśnięte i zostaje ustanowione połączenie między A i B.
Połączenia są takie, jak pokazano na poniższym rysunku.
Dlatego kroki związane z ustanowieniem połączenia następują w kolejności -
- Wzmocnij poziomy pasek A
- Wolny pionowy pasek zasilający P.
- Odłącz poziomą szynę A
- Wzmocnij poziomy pasek B
- Pobudza swobodny pionowy pasek P '(powiązany z P)
Odłącz poziomą belkę B
Metoda 2
Ta metoda zawiera NK przełączniki, gdzie N to liczba subskrybentów i Kto liczba jednoczesnych połączeń. Tutaj działają trzy paski, aby nawiązać połączenie. Jeśli konieczne jest ustanowienie połączenia między A i B, wówczas najpierw zasilane są poziome pręty A i B, a następnie jeden z wolnych pionowych słupków mówi, że P jest zasilany. Teraz połączenie jest ustanawiane za pomocą tylko jednego pionowego pręta P zamiast dwóch. Poziome słupki A i B są teraz odłączone od zasilania.
Połączenia są takie, jak pokazano na poniższym rysunku.
W związku z tym ustanowienie połączenia następuje zgodnie z sekwencją -
- Zasil poziome paski A i B
- Wolny pionowy pasek zasilający P.
- Odłącz napięcie od poziomych szyn A i B
Obsługa linii transferowej
W tej sekcji omówimy, jak działa obsługa linii transferowej. Oba omówione powyżej, blokujące i nieblokujące przełączniki typu Crossbar mogą obsługiwać linie przesyłowe. Odbywa się to poprzez wprowadzenie dodatkowych pionowych poprzeczek i przełączników krzyżowych.
Istnieją dwie metody wprowadzania dodatkowych pionowych poprzeczek i przełączników krzyżowych
- Wewnętrzne nieblokowanie i zewnętrzne blokowanie
- Blokowanie zarówno lokalnych, jak i zewnętrznych
Metoda wewnętrznego nieblokowania i blokowania zewnętrznego jest pokazana na poniższym rysunku.
Przełącznik pokazany jako wewnętrzny nieblokujący ma dwie linie przesyłowe. Liczba przełączników Crosspoint w tym przypadku wynosiN(N+L), gdzie N to liczba abonentów, L to liczba linii przesyłowych.
Sposób blokowania zarówno lokalnego, jak i zewnętrznego jest przedstawiony na poniższym rysunku.
Przełącznik pokazany na powyższym rysunku blokuje zarówno wewnętrznie, jak i zewnętrznie dwoma jednoczesnymi połączeniami wewnętrznymi i dwoma jednoczesnymi połączeniami zewnętrznymi. Liczba przełączników Crosspoint w tym przypadku wynosi N(2K+L), gdzie N to liczba abonentów, L to liczba linii transferowych, a K to liczba jednoczesnych połączeń, które mogą być obsługiwane lokalnie.
W tym rozdziale omówimy technologię Crosspoint w telekomunikacyjnych systemach przełączających i sieciach.
System Crossbar składa się głównie z przełączników Crosspoint, co zwiększa koszt systemu. Koszt systemu Crossbar rośnie wprost proporcjonalnie do liczby punktów krzyżowych.
Wyzwania dla technologii Crosspoint
W tej sekcji omówimy wyzwania związane z technologią Crosspoint. Wyzwania opisano poniżej -
- Zmniejszenie rozmiaru punktu krzyżowego
- Zmniejszenie kosztów Crosspointa
- Improwizacja czasu przełączania
W procesie znajdowania rozwiązań dla istniejących wyzwań technologia Crosspoint ewoluowała. Technologia Crosspoint to połączenie dwóch pokrewnych technologii. Technologie są -
- Electromechanical
- Electronic
Schemat blokowy podany poniżej przedstawia różne kategorie technologii Crosspoint -
W kolejnych sekcjach omówimy więcej na temat powiązanych technologii
Technologia elektromechanicznych punktów krzyżowych
Elektromechaniczne przełączniki krzyżowe, które są w stanie nawiązywać i przerywać styki w czasie 1-10 ms przez kilka milionów razy bez żadnego zużycia, są szeroko stosowane do dziś. Dwa szeroko stosowane typy przełączników toMini switches i Reed relay.
Mini przełączniki
Te przełączniki są wykonane z metalu szlachetnego, takiego jak pallad, który zapewnia cichszą pracę styków, a ich rozwidlona konstrukcja i wysoka odporność na korozję zapewnia długotrwałą konstrukcję. Te mechanicznie zatrzaskiwane przełączniki wykorzystują do tego celu nacięcia w kształcie litery „V” i są wysoce niezawodne w systemach przełączania typu Crossbar.
Te przełączniki zamontowane na poprzeczkach poruszają się poziomo i pionowo, aby nawiązać i zwolnić styki z czasem przełączania 8-10 ms.
Przełączniki kontaktronowe
W celu ograniczenia stosowania przełączników mechanicznych i dalszego wydłużenia żywotności przełączników wprowadzono kontaktrony. Przełączniki te składają się z styków materiału magnetycznego zamkniętych w szklanej rurce; chroni to styki przed zanieczyszczeniem. Poniższy rysunek przedstawia konstrukcję przełącznika kontaktronowego.
Przełącznik kontaktronowy może być blokowany elektrycznie lub mechanicznie; zawiera styki bardzo blisko siebie i ma przemieszczenie 0,2 mm, co daje dużą prędkość przełączania 1 ms. Konstrukcja tego przekaźnika jest taka, że szklana rurka jest otoczona parą cewek, a gdy prąd przepływa jednocześnie przez obie cewki, powstaje pole. Prowadzi to dalej do wspólnego przemieszczania się styków kontaktronowych. Dopóki jest włączony, połączenie elektryczne jest zatrzaśnięte, a prąd przepływa przez cewkę.
W przypadku zatrzasku magnetycznego histereza materiału magnetycznego decyduje o wydajności. Wymagane elementy biegunów magnetycznych mogą być umieszczone na zewnątrz szkła lub styki mogą działać jako bieguny, wybierając odpowiedni materiał ferromagnetyczny. Kontaktron nazywa sięremreed ze względu na pozostałą właściwość nakładek stykowych. Magnetyzm szczątkowy pozwala na zachowanie styków w stanie nienaruszonym nawet po wycofaniu prądów, a zatem do otwarcia styków należy zastosować prąd rozmagnesowania.
Te przekaźniki kontaktronowe są umieszczane w każdym punkcie krzyżowym w celu skonstruowania macierzy punktu krzyżowego. Wybór punktu krzyżowego uzyskuje się poprzez połączenie jednego z uzwojeń cewki każdego przekaźnika szeregowo z jego pionowym sąsiadem, a drugiego uzwojenia szeregowo z jego poziomym sąsiadem. Kontaktron jest wzbudzany, gdy wymagany punkt krzyżowy zostanie wybrany przez jednoczesne pulsowanie odpowiednich pionowych i poziomych kresek.
Organizacja Crossbar Exchange
Organizacja wymiany Crossbar składa się z trzech podstawowych elementów składowych, takich jak ramki łącza, znaczniki kontrolne i rejestry. Ramki łączy zawierają główne i dodatkowe stopnie z poprzeczkami połączonymi łączami między nimi. Ten dwustopniowy układ z łącznikami skutkuje zwiększeniem liczby wylotów dla danej liczby wlotów. Jeśli liczba gniazd jest duża, selektywność jest również wyższa.
Organizacja wymiany Crossbar składa się z trzech podstawowych elementów składowych, takich jak ramki łącza, znaczniki kontrolne i rejestry. Ramki łączy zawierają główne i dodatkowe stopnie z poprzeczkami połączonymi łączami między nimi. Ten dwustopniowy układ z łącznikami skutkuje zwiększeniem liczby wylotów dla danej liczby wlotów. Jeśli liczba gniazd jest duża, selektywność jest również wyższa.
Dwie główne sekcje organizacji Crossbar Exchange to
Jednostka liniowa
Ramki łączy liniowych wraz ze skojarzonymi znacznikami i rejestrami można określić jako Line Unit. Jednostki liniowe to jednostki dwukierunkowe, które pomagają w nawiązywaniu i kończeniu połączeń. Ze względu na swoje możliwości dwukierunkowe, sekcja drugorzędna w ramce łącza linii nazywana jest sekcją terminala. Linie abonenckie są zakończone na wyjściach ram sekcji zacisków.
Jednostka grupowa
Ramkę łącza magistrali wraz z powiązanymi obwodami można określić jako Group Unit.Ramka łącza dalekosiężnego może być podzielona na dwie lub trzy ramki łącza, takie jak ramka łącza lokalnego biura i ramka łącza przychodzącego itp. Jednostka grupowa jest urządzeniem jednokierunkowym, które odbiera wywołania z jednostki liniowej lub z odległych central. Jest w stanie obsługiwać połączenia lokalne, wychodzące, przychodzące, zakańczające i tranzytowe.
Przetwarzanie połączeń
Poniższy rysunek przedstawia uproszczoną organizację wymiany poprzeczek.
Przetwarzanie połączenia w wymianie Crossbar odbywa się w trzech etapach, nazwanych jako Wybór wstępny, Wybór grupy i Wybór linii.
Preselekcja
Znacznik początkowy dokonuje wstępnej selekcji. Gdy abonent wywołujący podnosi słuchawkę, słychać sygnał wybierania. Rejestr wysyła ten ton. Nazywa się ten etap, który obejmuje od podniesienia słuchawki do wysłania wybranego sygnałuPre-Selection.
Wybór grupy
Po usłyszeniu sygnału wybierania numer można wybrać. Połączenie jest przełączane w wybranym przez siebie kierunku, zgodnie z kodem podanym przez tłumacza. Ten etap wybierania żądanej grupy do wykonania połączenia jest wywoływanyGroup Selection.
Wybór linii
Po wybraniu numeru abonent wywołujący jest łączony z abonentem wywoływanym za pomocą znacznika zakończenia. Linia abonenta wywoływanego jest kontrolowana przez znacznik zakończenia, który również ustawia dzwonienie na linii. Ten etap wyboru linii żądanego abonenta można nazwać jakoLine Selection.
Dzięki tym trzem sekcjom połączenie może być połączone i przetworzone w wymianie Crossbar
W tym rozdziale omówimy prace związane ze sterowaniem zaprogramowanymi programami w telekomunikacyjnych systemach przełączających i sieciach. W celu zwiększenia sprawności i szybkości sterowania i sygnalizacji w przełączaniu wprowadzono zastosowanie elektroniki. PlikStored Program Control, w skrócie SPCto koncepcja elektroniki, która wywołała przemianę w telekomunikacji. Umożliwia takie funkcje, jak wybieranie skrócone, przekazywanie połączeń, połączenie oczekujące, itp. Koncepcja kontroli programu zapisanego w pamięci polega na tym, że program lub zestaw instrukcji do komputera są przechowywane w jego pamięci, a instrukcje są wykonywane automatycznie, jedna po drugiej przez procesor. .
Ponieważ funkcje sterowania wymianą są realizowane przez programy przechowywane w pamięci komputera, nazywa się to Stored Program Control (SPC). Poniższy rysunek przedstawia podstawową strukturę sterowania centrali telefonicznej SPC.
Procesory używane przez SPC są projektowane w oparciu o wymagania giełdy. Procesory są zduplikowane; a użycie więcej niż jednego procesora zapewnia niezawodność procesu. Do obsługi systemu przełączającego używany jest oddzielny procesor.
Istnieją dwa rodzaje SPC -
- Scentralizowane SPC
- Rozproszone SPC
Scentralizowane SPC
Poprzednia wersja scentralizowanego SPC wykorzystywała jeden główny procesor do wykonywania funkcji wymiany. Podwójny procesor zastąpił pojedynczy procesor główny na późniejszym etapie rozwoju. Dzięki temu proces był bardziej niezawodny. Poniższy rysunek przedstawia organizację typowego scentralizowanego SPC.
Architektura dwuprocesorowa może być skonfigurowana do działania w trzech trybach, takich jak -
- Tryb czuwania
- Synchroniczny tryb dupleksu
- Tryb udostępniania obciążenia
Tryb czuwania
Jak sama nazwa wskazuje, w dwóch obecnych procesorach jeden jest aktywny, a drugi znajduje się w trybie gotowości. Procesor w stanie gotowości jest używany jako zapasowy, na wypadek awarii aktywnego. Ten tryb wymiany wykorzystuje dodatkową pamięć wspólną dla obu procesorów. Aktywny procesor okresowo kopiuje stan systemu i zapisuje w pamięci pomocniczej osi, ale procesory nie są bezpośrednio połączone. Programy i instrukcje związane z funkcjami kontrolnymi, programami rutynowymi i innymi wymaganymi informacjami są przechowywane w pamięci dodatkowej.
Synchroniczny tryb dupleksu
W trybie Synchronous Duplex dwa procesory są połączone i działają synchronicznie. Podłączone są dwa procesory P1 i P2 i używane są oddzielne pamięci, takie jak M1 i M2. Te procesory są sprzężone w celu wymiany przechowywanych danych. Pomiędzy tymi dwoma procesorami używany jest komparator. Komparator pomaga w porównywaniu wyników.
Podczas normalnej pracy oba procesory działają indywidualnie, odbierając wszystkie informacje z wymiany, a także powiązane dane z ich pamięci. Jednak tylko jeden procesor kontroluje wymianę; druga pozostaje w synchronizacji z poprzednią. Komparator, który porównuje wyniki obu procesorów, identyfikuje, czy wystąpił jakikolwiek błąd, a następnie uszkodzony procesor spośród nich jest identyfikowany poprzez ich indywidualną obsługę. Uszkodzony procesor jest uruchamiany dopiero po usunięciu usterki, a drugi procesor działa w międzyczasie.
Tryb udostępniania obciążenia
W trybie współdzielenia obciążenia zadanie jest współdzielone między dwoma procesorami. W tym trybie zamiast komparatora używane jest urządzenie wykluczające (ED). Procesory wzywają ED do współdzielenia zasobów, tak aby oba procesory nie szukały tego samego zasobu w tym samym czasie.
W tym trybie oba procesory są jednocześnie aktywne. Te procesory współdzielą zasoby wymiany i ładują. W przypadku awarii jednego z procesorów, drugi przejmuje całe obciążenie centrali za pomocą ED. W normalnych warunkach każdy procesor obsługuje połowę wywołań w sposób statystyczny. Operator wymiany może jednak zmieniać obciążenie procesora w celach konserwacyjnych.
Rozproszone SPC
W przeciwieństwie do przełączników elektromechanicznych i scentralizowanego SPC, wprowadzenie rozproszonego SPC umożliwiło świadczenie szerokiej gamy usług. Ten SPC ma oddzielne małe procesory zwaneRegional Processorsktóre zajmują się różnymi pracami, a nie tylko jednym lub dwoma procesorami pracującymi nad całością, jak w systemie scentralizowanym. Jednak gdy ci regionalni przetwórcy są zobowiązani do wykonywania złożonych zadań, scentralizowany SPC pomaga, kierując nimi.
Distributed SPC ma większą dostępność i niezawodność niż scentralizowane SPC, ponieważ całe funkcje sterowania wymianą mogą być rozłożone poziomo lub pionowo na potrzeby przetwarzania rozproszonego. Takie rozproszone sterowanie, w którym sprzęt przełączający jest podzielony na części, z których każda ma własny procesor, pokazano na poniższym rysunku.
Środowisko wymiany w rozkładzie pionowym jest podzielone na kilka bloków, a każdy blok jest przypisany do procesora, który wykonuje wszystkie funkcje sterujące związane z określonym blokiem sprzętowym, podczas gdy każdy procesor w rozkładzie poziomym wykonuje jedną lub kilka funkcji sterowania wymianą.
W tym rozdziale poznamy architekturę oprogramowania telekomunikacyjnych systemów przełączających i sieci.
Oprogramowanie systemów SPC można podzielić na dwie kategorie w celu lepszego zrozumienia - System Software i Application Software. Architektura oprogramowania dotyczy systemowego środowiska oprogramowania SPC, w tym procesorów językowych. Wiele funkcji wraz z przetwarzaniem połączeń stanowi część systemu operacyjnego, w którym wykonywane są operacje i funkcje zarządzania.
Przetwarzanie wywołań jest główną funkcją przetwarzania, która jest zorientowana na zdarzenia. Zdarzenie występujące na linii abonenta lub linii miejskiej wyzwala przetwarzanie połączenia. Konfiguracja połączenia nie jest wykonywana w jednej ciągłej sekwencji przetwarzania w centrali. Cały ten proces jest spójny z wieloma podstawowymi procesami, które trwają od kilkudziesięciu do setek milisekund, a wiele połączeń jest przetwarzanych jednocześnie, a każde połączenie jest obsługiwane przez oddzielnyProcess. Proces to aktywna jednostka, która jestprogram in execution, czasami nawet określany jako task.
Proces w środowisku wieloprogramowym
W tej sekcji zobaczymy, czym jest proces w środowisku wieloprogramowym. Proces w środowisku wieloprogramowym może być jednym z następujących:
- Running
- Ready
- Blocked
Stan procesu jest określany przez jego bieżącą aktywność i proces, który wykonuje, oraz przejścia, którym podlega jego stan.
Mówi się, że jest to proces running, jeśli instrukcja jest aktualnie wykonywana przez procesor.
Mówi się, że jest to proces ready jeśli kolejna instrukcja uruchomienia procesu oczekuje lub ma instrukcję, której przekroczono limit czasu.
Mówi się, że jest to proces blocked, jeśli czeka na wystąpienie jakiegoś zdarzenia, zanim będzie można kontynuować.
Poniższy rysunek przedstawia proces, który pokazuje przejście między uruchomionym, gotowym i zablokowanym.
Podczas gdy niektóre procesy są w stanie działania, niektóre będą w stanie gotowości, a inne będą zablokowane. Procesy na gotowej liście będą zgodne z priorytetami. Zablokowane procesy są nieuporządkowane i odblokowują się w kolejności, w jakiej zdarzenia oczekują na wystąpienie. Jeśli proces nie jest wykonywany i czeka na inną instrukcję lub zasób, czas procesora jest oszczędzany przez wypychanie takiego procesu na listę gotowości i zostanie odblokowany, gdy jego priorytet będzie wysoki.
Blok kontroli procesu
Blok sterowania procesami reprezentuje każdy proces w systemie operacyjnym. PCB to struktura danych zawierająca następujące informacje o procesie.
Bieżący stan procesu
Priorytety procesów, które są w stanie gotowości
Parametry planowania procesora
Zapisuje zawartość procesora, gdy proces zostaje przerwany
Alokacja pamięci dla procesu
Szczegóły procesu, takie jak jego numer, użycie procesora itp. Są obecne
Stan zdarzeń i zasobów we / wy powiązanych z procesem
PCB ma wszystkie informacje o procesach do wykonania w następnej kolejności, gdy otrzyma procesor. Rejestry procesora zawierają plikProgram Status Word (PSW), który zawiera adres następnej instrukcji do wykonania, typy przerwań włączonych lub wyłączonych obecnie itp.
Podczas gdy procesor wykonuje jakiś proces, proces ten musi zostać przełączony, gdy aktualnie działający proces zostanie zablokowany lub wystąpi zdarzenie lub przerwanie, które wyzwala proces o wysokim priorytecie. Taka sytuacja nazywa sięProcess Switching, który jest również znany jako Context Switching. Taki mechanizm priorytetu przerwań został opisany na poniższym rysunku.
Jeśli proces Askanuje określoną linię abonencką i stwierdza, że jest wolna, a następnie proces nawiązuje połączenie z tym abonentem. Jednakże, jeśli inny proces B zastrzega sobie priorytet i ustanawia połączenie z tym samym abonentem w tym samym czasie, wówczas oba procesy muszą wykonać połączenie z tym samym abonentem w tym samym czasie, co nie jest sugerowane. Podobny problem może wystąpić również w przypadku innych udostępnionych tabel i plików.
Informacje o zasobach giełdy (pnie, rejestry itp.) I ich aktualnym wykorzystaniu są przechowywane w postaci tabel. Te tabele, gdy są potrzebne, są współużytkowane przez różne procesy. Problem występuje, gdy dwa lub więcej procesów wybiera tę samą tabelę w tym samym czasie. Ten problem można rozwiązać, przyznając dostęp do każdego procesu we wspólnej tabeli.
Udostępnianie zasobów
Za każdym razem, gdy proces korzysta ze wspólnej tabeli lub dowolnego udostępnionego zasobu, wszystkie inne procesy, które tego potrzebują, muszą czekać. Gdy uruchomiony proces zakończy korzystanie z zasobu, zostanie on przydzielony do pierwszego gotowego procesu o priorytecie, który będzie nadal czekał. Ten proces korzystania ze współdzielonych zasobów nosi nazwęMutual Exclusion. Mówi się, że proces, który uzyskuje dostęp do współdzielonego zasobu, znajduje się w jegoCritical Section lub Critical Region. Wzajemne wykluczenie oznacza, że tylko jeden proces może znajdować się w regionie krytycznym w dowolnej instancji dla danego współdzielonego zasobu. Kodowanie procesu w sekcji krytycznej jest wykonywane bardzo dokładnie, aby nie było nieskończonych pętli. Pomaga to w nie blokowaniu procesu. Wykonana praca jest dokładniejsza i wydajniejsza. Pomaga to innym oczekującym procesom.
Jeśli dwa procesy w semaforze muszą współużytkować wspólny zasób, jest on przez nie współdzielony w określonych odstępach czasu. Podczas gdy jeden korzysta z zasobu, drugi czeka. Teraz, czekając, aby zsynchronizować się z drugim, czyta zadanie, które było do tej pory napisane. Oznacza to, że stan tego procesu powinien być różny od zera i powinien być zwiększany, co w przeciwnym razie zostałoby wysłane na listę zablokowanych. Procesy znajdujące się na liście zablokowanych są ułożone jeden na drugim i mogą korzystać z zasobu zgodnie z priorytetem.
Poniższy rysunek pokazuje, jak działa ten proces -
Jeśli dwa lub więcej procesów w semaforze czeka w nieskończoność na zasób i nie otrzymuje zera, aby powrócić do stanu blokowego, podczas gdy inne procesy czekają w stanie zablokowanym na użycie tego samego zasobu, podczas gdy żaden nie może użyć zasobu, ale czeka, takie stan nazywa się Deadlock State.
Techniki zostały opracowane w celu zapobiegania zakleszczeniom, unikania, wykrywania i odtwarzania. Dlatego obejmują one najważniejsze cechy systemu operacyjnego do przełączania procesorów.
Produkcja oprogramowania
Produkcja oprogramowania SPC jest ważna ze względu na złożoność i rozmiar oprogramowania, a także jego długą żywotność i niezawodność, dostępność i przenośność.
Produkcja oprogramowania to ta gałąź inżynierii oprogramowania, która zajmuje się problemami napotykanymi podczas produkcji i konserwacji oprogramowania na dużą skalę dla złożonych systemów. Praktyka inżynierii oprogramowania jest podzielona na cztery etapy. Te etapy składają się na produkcję systemów oprogramowania.
- Specyfikacje funkcjonalne
- Formalny opis i szczegółowe specyfikacje
- Kodowanie i weryfikacja
- Testowanie i debugowanie
Oprogramowanie użytkowe systemu przełączającego można podzielić na oprogramowanie do przetwarzania połączeń, oprogramowanie administracyjne i oprogramowanie do konserwacji; pakiety oprogramowania aplikacji systemu przełączającego wykorzystują organizację modułową.
Wraz z wprowadzeniem Stored Program Control, szereg nowych lub ulepszonych usług może zostać udostępnionych subskrybentom. Wiele rodzajów usług rozszerzonych, takich jak wybieranie skrócone, nagrane połączenia telefoniczne lub brak wybierania numeru, oddzwanianie za darmo, przekazywanie połączeń, odpowiedź operatora, zapis numeru dzwoniącego, połączenie oczekujące, wstrzymanie konsultacji, połączenia konferencyjne, automatyczny alarm, blokada STD, złośliwe połączenie śledzenie itp. są wprowadzane wraz z tymi zmianami w telefonii.
Sieci wieloetapowe
Sieci wielostopniowe to sieci zbudowane w celu zapewnienia połączeń między większą liczbą abonentów skuteczniej niż systemy przełączające Crossbar.
Omówione wcześniej sieci przełączające Crossbar mają pewne ograniczenia, które opisano poniżej -
Liczba punktów krzyżowych będzie kwadratem liczby podłączonych stacji i dlatego jest to kosztowne w przypadku dużego przełącznika.
Awaria Crosspoint uniemożliwia połączenie z tymi dwoma abonentami, pomiędzy którymi jest połączony Crosspoint.
Nawet jeśli wszystkie podłączone urządzenia są aktywne, tylko kilka punktów krzyżowych jest używanych
Aby znaleźć rozwiązanie pozwalające na dotowanie tych niedogodności, zbudowano wielostopniowe przełączniki podziału przestrzeni. Dzieląc przełącznik Crossbar na mniejsze jednostki i łącząc je, można zbudować przełączniki wielostopniowe z mniejszą liczbą punktów krzyżowych. Poniższy rysunek przedstawia przykład przełącznika wielostopniowego.
Przełącznik wielostopniowy, taki jak powyższy, wymaga mniejszej liczby punktów krzyżowych niż w przypadku przełączania Crossbar. Zgodnie z powyższym przykładem, dla 8 (wejście) i 8 (wyjście) różnych abonentów (zarówno abonentów wywoływanych, jak i wywołujących), punkty krzyżowe potrzebne w normalnej sieci Crossbar będą ich kwadratowe, czyli 64. Jednak w wielostopniowa sieć Crossbar, wystarczy 40 punktów krzyżowych. Jest to pokazane na powyższym schemacie. W dużym, wielostopniowym przełączniku Crossbar redukcja jest bardziej znacząca.
Zalety sieci wielostopniowej
Zalety sieci wielostopniowej są następujące -
- Liczba poprzeczek jest zmniejszona.
- Liczba ścieżek połączenia może być większa.
Wady sieci wielostopniowej
Wady sieci wielostopniowej są następujące -
Może to spowodować przełączniki wielostopniowe Blocking.
Liczba lub rozmiar przełączników pośrednich, jeśli zostanie zwiększona, może rozwiązać ten problem, ale wraz z tym wzrasta koszt.
Bloking
Blokowanie zmniejsza liczbę punktów krzyżowych. Poniższy diagram pomoże Ci lepiej zrozumieć blokowanie.
Na powyższym rysunku, gdzie są 4 wejścia i 2 wyjścia, Abonent 1 był podłączony do Linii 3, a Abonent 2 do Linii 4. Czerwone linie oznaczają połączenia. Jednak przyjdzie więcej próśb; żądanie połączenia od abonenta 3 i abonenta 4, jeśli zostało wykonane, nie może zostać przetworzone, ponieważ połączenie nie może zostać nawiązane.
Abonenci powyższego bloku również (jak pokazano na powyższym schemacie) napotykają ten sam problem. Jednocześnie można podłączyć tylko dwa bloki; nie można podłączyć więcej niż dwóch lub wszystkich wejść (zależy to od liczby obecnych wyjść). W związku z tym nie można nawiązać wielu połączeń jednocześnie, co jest rozumiane jako blokowanie połączeń.
W tym rozdziale omówimy techniki przełączania w telekomunikacyjnych systemach przełączających i sieciach.
W dużych sieciach może istnieć więcej niż jedna ścieżka do przesyłania danych od nadawcy do odbiorcy. Wybór ścieżki, którą dane muszą usunąć z dostępnych opcji, można rozumieć jakoSwitching. Informacje mogą być przełączane podczas przesyłania między różnymi kanałami komunikacyjnymi.
Istnieją trzy typowe techniki przełączania dostępne dla ruchu cyfrowego. Oni są -
- Przełączanie obwodów
- Przełączanie wiadomości
- Przełączanie pakietów
Zobaczmy teraz, jak działają te techniki.
Przełączanie obwodów
W przełączaniu obwodów dwa węzły komunikują się ze sobą za pośrednictwem dedykowanej ścieżki komunikacyjnej. W tym celu zostaje utworzony obwód do przesyłania danych. Obwody te mogą być stałe lub tymczasowe. Aplikacje korzystające z przełączania obwodów mogą wymagać przejścia przez trzy fazy. Poszczególne fazy to -
- Utworzenie obwodu
- Przenoszenie danych
- Rozłączanie obwodu
Poniższy rysunek przedstawia schemat przełączania obwodów.
Przełączanie obwodów zostało zaprojektowane do zastosowań głosowych. Telefon jest najlepszym przykładem komutacji obwodów. Zanim użytkownik będzie mógł wykonać połączenie, przez sieć ustanawia się wirtualną ścieżkę pomiędzy wywoływanym abonentem a dzwoniącym abonentem.
Wady przełączania obwodów to:
- Czas oczekiwania trwa długo i nie ma transferu danych.
- Każde połączenie ma dedykowaną ścieżkę, a to kosztuje.
- Gdy podłączone systemy nie używają kanału, pozostaje on w stanie bezczynności.
Wzorzec obwodu jest tworzony po ustanowieniu połączenia przy użyciu dedykowanej ścieżki, która jest przeznaczona do przesyłania danych, w przełączaniu obwodu. System telefoniczny jest typowym przykładem techniki komutacji obwodów.
Przełączanie wiadomości
Przy przełączaniu komunikatów cała wiadomość jest traktowana jako jednostka danych. Dane są przesyłane w całym obwodzie. Przełącznik pracujący nad przełączaniem wiadomości najpierw odbiera całą wiadomość i buforuje ją, dopóki nie będą dostępne zasoby do przesłania jej do następnego przeskoku. Jeśli w następnym przeskoku nie ma wystarczających zasobów, aby pomieścić wiadomość o dużym rozmiarze, wiadomość jest przechowywana, a przełącznik czeka.
Poniższy rysunek przedstawia schemat przełączania wiadomości.
W tej technice dane są przechowywane i przekazywane. Ta technika jest również nazywanaStore-and-Forwardtechnika. Ta technika została uznana za substytut przełączania obwodów. Ale opóźnienie transmisji, które nastąpiło po zakończeniu opóźnienia transmisji wiadomości, dodało się do opóźnienia propagacji i spowolniło cały proces.
Przełączanie wiadomości ma następujące wady -
Każdy przełącznik na ścieżce tranzytu wymaga wystarczającej ilości pamięci, aby pomieścić całą wiadomość.
Ze względu na oczekiwanie na udostępnienie zasobów przełączanie wiadomości jest bardzo powolne.
Przełączanie wiadomości nie było rozwiązaniem dla mediów strumieniowych i aplikacji czasu rzeczywistego.
Pakiety danych są akceptowane nawet wtedy, gdy sieć jest zajęta; spowalnia to dostawę. Dlatego nie jest to zalecane w przypadku aplikacji czasu rzeczywistego, takich jak głos i wideo.
Przełączanie pakietów
Technika przełączania pakietów wywodzi się z przełączania wiadomości, w którym wiadomość jest dzielona na mniejsze fragmenty tzw Packets. Nagłówek każdego pakietu zawiera informacje o przełączaniu, które są następnie przesyłane niezależnie. Nagłówek zawiera szczegóły, takie jak informacje o adresie węzła źródłowego, docelowego i pośredniego. Pośredniczące urządzenia sieciowe mogą przechowywać pakiety o niewielkich rozmiarach i nie zajmują wielu zasobów ani na ścieżce nośnej, ani w wewnętrznej pamięci przełączników.
Indywidualny routing pakietów jest wykonywany, gdy cały zestaw pakietów nie musi być wysyłany tą samą trasą. Ponieważ dane są dzielone, przepustowość jest zmniejszana. To przełączanie służy do wykonywania konwersji szybkości transmisji danych.
Poniższy rysunek przedstawia schemat przełączania pakietów.
Poniższy rysunek przedstawia schemat przełączania pakietów.
Wydajność linii przełączania pakietów można zwiększyć poprzez multipleksowanie pakietów z wielu aplikacji przez nośną. Internet, który korzysta z tego przełączania pakietów, umożliwia użytkownikowi rozróżnianie strumieni danych na podstawie priorytetów. W zależności od listy priorytetów pakiety te są przesyłane dalej po przechowywaniu w celu zapewnienia jakości usług.
Udowodniono, że technika przełączania pakietów jest skuteczną techniką i jest szeroko stosowana zarówno w transmisji głosu, jak i danych. Zasoby transmisji są przydzielane przy użyciu różnych technik, takich jak multipleksowanie statystyczne lub przydzielanie dynamicznej przepustowości.
Multipleksowanie statystyczne
Multipleksowanie statystyczne to technika współdzielenia łącza komunikacyjnego, która jest wykorzystywana w przełączaniu pakietów. Łączenie współdzielone jest zmienne w multipleksowaniu statystycznym, podczas gdy jest ustalone w TDM lub FDM. Jest to strategiczna aplikacja do maksymalnego wykorzystania przepustowości. Może to również zwiększyć wydajność sieci.
Przydzielając szerokość pasma dla kanałów z prawidłowymi pakietami danych, technika multipleksowania statystycznego łączy ruch wejściowy w celu maksymalizacji wydajności kanału. Każdy strumień jest dzielony na pakiety i dostarczany na zasadzie kto pierwszy, ten lepszy. Zwiększenie poziomów priorytetów pozwala na przydzielenie większej przepustowości. Szczeliny czasowe są uważane, aby nie zostały zmarnowane w multipleksowaniu statystycznym, podczas gdy są one zmarnowane w multipleksowaniu z podziałem czasu.
Ruch sieciowy
Jak sama nazwa wskazuje, ruch sieciowy to po prostu dane, które przemieszczają się w sieci w określonym czasie. Transmisja danych odbywa się w postaci pakietów, gdzie za obciążenie uważa się liczbę pakietów przesłanych w jednostce czasu. Sterowanie ruchem w sieci obejmuje zarządzanie, ustalanie priorytetów, sterowanie lub redukowanie ruchu sieciowego. Wielkość i rodzaj ruchu w sieci można również zmierzyć za pomocą kilku technik. Ruch sieciowy musi być monitorowany, ponieważ pomaga to w zabezpieczeniu sieci; wysoka prędkość transmisji danych może spowodować uszkodzenie sieci.
Miara całkowitej pracy wykonanej przez zasób lub obiekt w okresie (zwykle 24 godziny) jest rozumiana jako Traffic Volumei jest mierzony w godzinach Erlang. Natężenie ruchu definiuje się jako iloczyn średniego natężenia ruchu i okresu
$$Traffic \:\: volume = Traffic \: Intensity \times Time\: period$$
Przekrwienie
Mówi się, że zator w sieci miał miejsce, gdy obciążenie sieci jest większe niż przepustowość sieci. Gdy rozmiar bufora węzła przekracza otrzymane dane, ruch będzie duży. To dalej prowadzi do zatorów. Ilość danych przenoszonych z jednego węzła do drugiego można nazwać jakoThroughput.
Poniższy rysunek przedstawia zatory.
Na powyższym rysunku, gdy pakiety danych docierają do węzła od nadawców A, B i C, węzeł nie może przesyłać danych do odbiornika z większą szybkością. Występuje opóźnienie transmisji lub może nastąpić utrata danych z powodu dużego przeciążenia.
Gdy do portu w sieci z komutacją pakietów dociera zbyt wiele pakietów, wydajność spada i taka sytuacja jest nazywana Congestion. Dane czekają w kolejce na transmisję. Gdy poziom wykorzystania linii kolejki przekracza 80%, mówi się, że jest ona przepełniona. Techniki kontroli zatorów pomagają w kontrolowaniu zatorów. Poniższy wykres, narysowany między przepustowością a wysyłaniem pakietów, przedstawia różnicę między transmisją kontrolowaną przez przeciążenie a transmisją niekontrolowaną.
Techniki stosowane do kontroli zatorów są dwojakiego rodzaju - w pętli otwartej i pętli zamkniętej. Pętle różnią się protokołami, które wydają.
Otwarta pętla
Mechanizm kontroli przeciążenia w otwartej pętli generuje protokoły do avoid congestion. Te protokoły są wysyłane do source i destination..
Pętla zamknięta
Mechanizm kontroli przeciążenia w zamkniętej pętli generuje protokoły, które pozwalają systemowi wejść w stan przeciążenia, a następnie detect i removezatory. Plikexplicit i implicit w działaniu mechanizmu pomagają metody sprzężenia zwrotnego.
W tym rozdziale omówimy techniki przełączania w telekomunikacyjnych systemach przełączających i sieciach.
W dużych sieciach może istnieć więcej niż jedna ścieżka do przesyłania danych od nadawcy do odbiorcy. Wybór ścieżki, którą dane muszą usunąć z dostępnych opcji, można rozumieć jakoSwitching. Informacje mogą być przełączane podczas przesyłania między różnymi kanałami komunikacyjnymi.
Istnieją trzy typowe techniki przełączania dostępne dla ruchu cyfrowego. Oni są -
- Przełączanie obwodów
- Przełączanie wiadomości
- Przełączanie pakietów
Zobaczmy teraz, jak działają te techniki.
Przełączanie obwodów
W przełączaniu obwodów dwa węzły komunikują się ze sobą za pośrednictwem dedykowanej ścieżki komunikacyjnej. W tym celu zostaje utworzony obwód do przesyłania danych. Obwody te mogą być stałe lub tymczasowe. Aplikacje korzystające z przełączania obwodów mogą wymagać przejścia przez trzy fazy. Poszczególne fazy to -
- Utworzenie obwodu
- Przenoszenie danych
- Rozłączanie obwodu
Poniższy rysunek przedstawia schemat przełączania obwodów.
Przełączanie obwodów zostało zaprojektowane do zastosowań głosowych. Telefon jest najlepszym przykładem komutacji obwodów. Zanim użytkownik będzie mógł wykonać połączenie, przez sieć ustanawia się wirtualną ścieżkę pomiędzy wywoływanym abonentem a dzwoniącym abonentem.
Wady przełączania obwodów to:
- Czas oczekiwania trwa długo i nie ma transferu danych.
- Każde połączenie ma dedykowaną ścieżkę, a to kosztuje.
- Gdy podłączone systemy nie używają kanału, pozostaje on w stanie bezczynności.
Wzorzec obwodu jest tworzony po ustanowieniu połączenia przy użyciu dedykowanej ścieżki, która jest przeznaczona do przesyłania danych, w przełączaniu obwodu. System telefoniczny jest typowym przykładem techniki komutacji obwodów.
Przełączanie wiadomości
Przy przełączaniu komunikatów cała wiadomość jest traktowana jako jednostka danych. Dane są przesyłane w całym obwodzie. Przełącznik pracujący nad przełączaniem wiadomości najpierw odbiera całą wiadomość i buforuje ją, dopóki nie będą dostępne zasoby do przesłania jej do następnego przeskoku. Jeśli w następnym przeskoku nie ma wystarczających zasobów, aby pomieścić wiadomość o dużym rozmiarze, wiadomość jest przechowywana, a przełącznik czeka.
Poniższy rysunek przedstawia schemat przełączania wiadomości.
W tej technice dane są przechowywane i przekazywane. Ta technika jest również nazywanaStore-and-Forwardtechnika. Ta technika została uznana za substytut przełączania obwodów. Ale opóźnienie transmisji, które nastąpiło po zakończeniu opóźnienia transmisji wiadomości, dodało się do opóźnienia propagacji i spowolniło cały proces.
Przełączanie wiadomości ma następujące wady -
Każdy przełącznik na ścieżce tranzytu wymaga wystarczającej ilości pamięci, aby pomieścić całą wiadomość.
Ze względu na oczekiwanie na udostępnienie zasobów przełączanie wiadomości jest bardzo powolne.
Przełączanie wiadomości nie było rozwiązaniem dla mediów strumieniowych i aplikacji czasu rzeczywistego.
Pakiety danych są akceptowane nawet wtedy, gdy sieć jest zajęta; spowalnia to dostawę. Dlatego nie jest to zalecane w przypadku aplikacji czasu rzeczywistego, takich jak głos i wideo.
Przełączanie pakietów
Technika przełączania pakietów wywodzi się z przełączania wiadomości, w którym wiadomość jest dzielona na mniejsze fragmenty tzw Packets. Nagłówek każdego pakietu zawiera informacje o przełączaniu, które są następnie przesyłane niezależnie. Nagłówek zawiera szczegóły, takie jak informacje o adresie węzła źródłowego, docelowego i pośredniego. Pośredniczące urządzenia sieciowe mogą przechowywać pakiety o niewielkich rozmiarach i nie zajmują wielu zasobów ani na ścieżce nośnej, ani w wewnętrznej pamięci przełączników.
Indywidualny routing pakietów jest wykonywany, gdy cały zestaw pakietów nie musi być wysyłany tą samą trasą. Ponieważ dane są dzielone, przepustowość jest zmniejszana. To przełączanie służy do wykonywania konwersji szybkości transmisji danych.
Poniższy rysunek przedstawia schemat przełączania pakietów.
Poniższy rysunek przedstawia schemat przełączania pakietów.
Wydajność linii przełączania pakietów można zwiększyć poprzez multipleksowanie pakietów z wielu aplikacji przez nośną. Internet, który korzysta z tego przełączania pakietów, umożliwia użytkownikowi rozróżnianie strumieni danych na podstawie priorytetów. W zależności od listy priorytetów pakiety te są przesyłane dalej po przechowywaniu w celu zapewnienia jakości usług.
Udowodniono, że technika przełączania pakietów jest skuteczną techniką i jest szeroko stosowana zarówno w transmisji głosu, jak i danych. Zasoby transmisji są przydzielane przy użyciu różnych technik, takich jak multipleksowanie statystyczne lub przydzielanie dynamicznej przepustowości.
Multipleksowanie statystyczne
Multipleksowanie statystyczne to technika współdzielenia łącza komunikacyjnego, która jest wykorzystywana w przełączaniu pakietów. Łączenie współdzielone jest zmienne w multipleksowaniu statystycznym, podczas gdy jest ustalone w TDM lub FDM. Jest to strategiczna aplikacja do maksymalnego wykorzystania przepustowości. Może to również zwiększyć wydajność sieci.
Przydzielając szerokość pasma dla kanałów z prawidłowymi pakietami danych, technika multipleksowania statystycznego łączy ruch wejściowy w celu maksymalizacji wydajności kanału. Każdy strumień jest dzielony na pakiety i dostarczany na zasadzie kto pierwszy, ten lepszy. Zwiększenie poziomów priorytetów pozwala na przydzielenie większej przepustowości. Szczeliny czasowe są uważane, aby nie zostały zmarnowane w multipleksowaniu statystycznym, podczas gdy są one zmarnowane w multipleksowaniu z podziałem czasu.
Ruch sieciowy
Jak sama nazwa wskazuje, ruch sieciowy to po prostu dane, które przemieszczają się w sieci w określonym czasie. Transmisja danych odbywa się w postaci pakietów, gdzie za obciążenie uważa się liczbę pakietów przesłanych w jednostce czasu. Sterowanie ruchem w sieci obejmuje zarządzanie, ustalanie priorytetów, sterowanie lub redukowanie ruchu sieciowego. Wielkość i rodzaj ruchu w sieci można również zmierzyć za pomocą kilku technik. Ruch sieciowy musi być monitorowany, ponieważ pomaga to w zabezpieczeniu sieci; wysoka prędkość transmisji danych może spowodować uszkodzenie sieci.
Miara całkowitej pracy wykonanej przez zasób lub obiekt w okresie (zwykle 24 godziny) jest rozumiana jako Traffic Volumei jest mierzony w godzinach Erlang. Natężenie ruchu definiuje się jako iloczyn średniego natężenia ruchu i okresu
$$Traffic \:\: volume = Traffic \: Intensity \times Time\: period$$
Przekrwienie
Mówi się, że zator w sieci miał miejsce, gdy obciążenie sieci jest większe niż przepustowość sieci. Gdy rozmiar bufora węzła przekracza otrzymane dane, ruch będzie duży. To dalej prowadzi do zatorów. Ilość danych przenoszonych z jednego węzła do drugiego można nazwać jakoThroughput.
Poniższy rysunek przedstawia zatory.
Na powyższym rysunku, gdy pakiety danych docierają do węzła od nadawców A, B i C, węzeł nie może przesyłać danych do odbiornika z większą szybkością. Występuje opóźnienie transmisji lub może nastąpić utrata danych z powodu dużego przeciążenia.
Gdy do portu w sieci z komutacją pakietów dociera zbyt wiele pakietów, wydajność spada i taka sytuacja jest nazywana Congestion. Dane czekają w kolejce na transmisję. Gdy poziom wykorzystania linii kolejki przekracza 80%, mówi się, że jest ona przepełniona. Techniki kontroli zatorów pomagają w kontrolowaniu zatorów. Poniższy wykres, narysowany między przepustowością a wysyłaniem pakietów, przedstawia różnicę między transmisją kontrolowaną przez przeciążenie a transmisją niekontrolowaną.
Techniki stosowane do kontroli zatorów są dwojakiego rodzaju - w pętli otwartej i pętli zamkniętej. Pętle różnią się protokołami, które wydają.
Otwarta pętla
Mechanizm kontroli przeciążenia w otwartej pętli generuje protokoły do avoid congestion. Te protokoły są wysyłane do source i destination..
Pętla zamknięta
Mechanizm kontroli przeciążenia w zamkniętej pętli generuje protokoły, które pozwalają systemowi wejść w stan przeciążenia, a następnie detect i removezatory. Plikexplicit i implicit w działaniu mechanizmu pomagają metody sprzężenia zwrotnego.
W tym rozdziale dowiemy się o publicznej komutowanej sieci telefonicznej (PSTN). Ta niezwykła sieć telekomunikacyjna zaliczana jest do osiągnięć w dziedzinie postępu technicznego. Jednak pojawia się kilka problemów, kiedy dochodzimy do tych sieci. Omówimy te problemy w kolejnych sekcjach.
PSTN
Publiczna komutowana sieć telefoniczna jest rozumiana jako zespół światowych sieci telefonicznych z komutacją obwodów, używanych do świadczenia publicznej telekomunikacji. Sieci PSTN nazywane są POTS (Plain Old Telephone Systems). Sieci te są obsługiwane na poziomie regionalnym, lokalnym, krajowym i międzynarodowym przy użyciu linii telefonicznych, kabli światłowodowych, mikrofalowych łączy transmisyjnych lub łączności komórkowej.
PSTN składa się z przełączników w scentralizowanych punktach sieci, które działają jako węzły do komunikacji między dowolnym punktem a dowolnym innym punktem w sieci. Wszystkie rodzaje technik przełączania omówione wcześniej, takie jak przełączanie obwodów, przełączanie pakietów i przełączanie komunikatów, są różnymi trybami korzystania z sieci PSTN.
Systemy pętli abonenckich
W ogólnej sieci telefonicznej każdy abonent ma dwie dedykowane linie łączące się z najbliższą centralą, zwaną Loop linestego abonenta. Nazywa się układanie linii do pomieszczeń abonenta z kantoruCabling. Ponieważ trudno jest poprowadzić kable z lokali każdego abonenta do centrali, stosowane są duże kable, którymi doprowadzane są przewody odgałęźne (linie abonenckie) do punktu dystrybucji.
Przewody odgałęźne są połączone z parami przewodów w punkcie dystrybucji, w kablach. Takie kable dystrybucyjne z pobliskiego obszaru geograficznego są podłączane w tym samym punkcie zasilającym, w którym są podłączone do odgałęzionych kabli zasilających, które z kolei są podłączone do głównego kabla zasilającego. Cały ten proces można zrozumieć za pomocą poniższego rysunku
Pary kabli abonenckich z centrali będą również zakończone w MDF przez główne kable zasilające, które przenoszą dużą liczbę par przewodów. Te pary abonentów i pary wymiany są połączone ze sobą w MDF za pomocą zworek, co sprawia, że MDF zapewnia elastyczny mechanizm ponownego przydzielania par kabli i numerów abonentów. Oznacza to, że abonentowi, który przenosi się do innej lokalizacji, choć znajduje się w tym samym obszarze wymiany, można zezwolić na używanie tego samego numeru za pomocą odpowiedniej zworki, podczas gdy jego stare przewody odgałęźne mogą być używane przez innego abonenta z nowym numerem.
Hierarchia przełączania i routing
Kolejnym ważnym systemem w tym przypadku jest hierarchia przełączania i trasowanie linii telefonicznych. Łączność połączeń między różnymi obszarami o różnych centralach odbywa się za pomocątrunk linesmiędzy giełdami. Grupa linii miejskich, które są używane do łączenia różnych central, nazywa sięTrunk Groups.
W procesie łączenia centrali istnieją trzy podstawowe topologie, takie jak
- Topologia siatki
- Topologia gwiazdy
- Hierarchical
Topologia siatki
Topologia siatki, jak sama nazwa wskazuje, to w pełni połączona sieć. Liczba grup magistrali w sieci kratowej jest proporcjonalna do kwadratu połączonych centrali. Stąd te topologie siatki są szeroko stosowane w obszarach metropolitalnych, w których występuje duży ruch.
Poniższy rysunek przedstawia wygląd topologii siatki.
Topologia gwiazdy
Topologia gwiazdy jest połączona w kształcie gwiazdy, która wykorzystuje pośrednią wymianę zwaną a tandem exchangeprzez które komunikują się wszystkie inne giełdy. Poniższy rysunek przedstawia model sieci gwiazdowej. Sieć gwiazdowa jest używana, gdy poziomy ruchu są stosunkowo niskie. Wiele sieci gwiazdowych może być używanych poprzez wzajemne połączenia poprzez dodatkową wymianę tandemową, co prowadzi do dwupoziomowej sieci gwiazdowej, jak pokazano na poniższym rysunku.
Hierarchiczne
Topologia hierarchiczna służy do obsługi dużego ruchu przy minimalnej liczbie grup łączy. Ruch przepływa przezFinal routektóry jest najwyższym poziomem hierarchii. Jeżeli natężenie ruchu między jakąkolwiek parą central jest duże, można ustanowić między nimi bezpośrednie trasy magistrali, jak zaznaczono liniami przerywanymi na poniższym rysunku. Te bezpośrednie trasy magistrali toHigh Usage routes. Wszędzie tam, gdzie istnieją te trasy o dużym natężeniu ruchu, przepływa przez nie ruch. Tutaj przepełniony ruch jest kierowany wzdłuż ścieżki hierarchicznej. Z końcowej trasy nie jest dozwolony ruch przelewowy.
Aby zdecydować o routingu dla określonego połączenia, stosuje się trzy następujące metody:
- Routing w całości
- Routing na własnej wymianie
- Routing sterowany komputerowo
Plan transmisji
Przesyłanie sygnałów przez kable powinno być wysokiej jakości, aby zapewnić lepszą komunikację. Połączenia transmisyjne między obwodami krajowymi i międzynarodowymi powinny być lepiej połączone w tandemie w celu nawiązywania połączeń.
Aby zapewnić wysokie standardy jakości, CCITT przedstawił następujące wytyczne -
Maksymalna liczba obwodów używanych w połączeniu międzynarodowym wynosi 12.
Nie więcej niż cztery obwody międzynarodowe mogą być używane równolegle między początkowymi i końcowymi międzynarodowymi centrami przełączającymi.
W wyjątkowych przypadkach i przy małej liczbie wywołań całkowita liczba obwodów może wynosić 14, ale nawet w tym przypadku obwody międzynarodowe są ograniczone do maksymalnie czterech.
Wraz z ograniczeniem liczby wymaganych obwodów, należy również zminimalizować straty, takie jak utrata linii lub przewodów oraz utrata przełącznika lub styku. Aspekty te mieszczą się w budżecie strat transmisyjnych, który obejmuje takie czynniki, jak utrzymywanie poziomów echa w granicach i kontrolowanie śpiewu.
Ze względu na duże odległości obwody wymagają wzmacniaczy i repeaterów w odpowiednich odstępach czasu w celu wzmocnienia sygnałów. Na interfejsach linii abonenckiej występuje niezgodność; Powoduje to odbicie części przychodzącego sygnału do obwodu wyjściowego, który wraca do głośnika jakoEcho. Obwody tłumiące lub eliminujące echo służą do minimalizowania efektu echa. Tłumienie sygnału i echo są głównymi stratami w liniach przesyłowych, obok strat na stykach i przewodach.
Systemy transmisji
Istnieją różne typy systemów transmisji, takie jak systemy radiowe, systemy kabli koncentrycznych i systemy światłowodowe. Wraz ze wzrostem odległości transmisji zmienia się również sposób transmisji.
Transmisja sygnału przeszła od transmisji przewodowej do bezprzewodowej. Systemy radiowe zapewniają transmisję bezprzewodową, systemy kabli koncentrycznych umożliwiają przesyłanie sygnału przewodem, a systemy światłowodowe zapewniają komunikację za pomocą światłowodów.
W zależności od mechanizmu propagacji sygnału, komunikacja radiowa ma cztery rodzaje komunikacji, takie jak:
- Skywave lub komunikacja jonosferyczna
- Komunikacja mikrofalowa w linii wzroku (LOS) ograniczona horyzontem
- Komunikacja w troposferycznym rozproszeniu
- Komunikacja satelitarna
Plan numeracji
Na wczesnych etapach rozwoju schemat numeracji ograniczał się do małej pojedynczej giełdy, która łączyła się z innymi centralami, identyfikując je z nazwami miast, w których się znajdowały. Ale wraz ze wzrostem liczby abonentów wprowadzono wiele giełd.
Dużą centralę, która obsługuje główne centrum biznesowe miasta, można nazwać Main Exchange a mniejsze giełdy obsługujące różne miejscowości nazywane są Satellite Exchanges. Obszar zawierający całą sieć centrali głównej i satelitów jest znany jakoMulti-exchange area. Do określenia lokalizacji centrali abonenta wywoływanego potrzebny był wspólny schemat numeracji, zwłaszcza gdy połączenie odbywa się z lokalizacji poza obszarem wielu central.
Wspólny schemat numeracji nazywa się Linked Numbering Scheme, gdzie wszystkie giełdy w mieście były zbiorczo identyfikowane za pomocą nazwy miasta. Wraz z wprowadzeniemSubscriber Trunk Dialing (STD) lub Direct Distance Dialing(DDD) w przypadku komunikacji międzymiastowej i międzymiastowej na duże odległości obszarom z wieloma wymianami przydzielono również niepowtarzalny numer identyfikacyjny. Aby umożliwić komunikację na bardzo duże odległości, międzynarodowe wybieranie numeru nazywa sięInternational Subscriber Dialing (ISD), gdzie powstał międzynarodowy plan numeracji i krajowy plan numeracji.
Rodzaje planów numeracji
W tej sekcji omówimy plany numeracji sieci telefonicznych. Plany opisano w skrócie poniżej -
Otwórz plan numeracji
Nazywa się to również Non-Uniform Numbering Plan i pozwala na duże zróżnicowanie liczby cyfr, które mają być użyte do identyfikacji abonenta w obszarze wielu wymian lub w kraju.
Plan numeracji półotwartej
Ten plan zezwala na różnice długości liczb o prawie jedną lub dwie cyfry. Półotwarty plan numeracji jest powszechnie używany w krajach takich jak Indie, Szwecja, Szwajcaria i Wielka Brytania.
Zamknięty plan numeracji
Nazywa się to również Uniform Numbering Plangdzie liczba cyfr w numerze abonenta jest stała. Jest to używane w kilku krajach, takich jak Francja, Belgia, Kanada, Hawaje oraz w kilku częściach USA.
Międzynarodowy plan numeracji lub światowy plan numeracji został zdefiniowany przez CCITT. Dla celów numeracji świat jest podzielony na strefy. Poniższy rysunek przedstawia strukturę numeru telefonu.
Numer krajowy składa się z trzech części. Części opisano poniżej -
Numer kierunkowy lub numer kierunkowy
Ten kod identyfikuje określony obszar numeracyjny lub obszar wielu wymian wywoływanego abonenta. To za pomocą tego kodu wyznaczane jest trasowanie połączenia miejskiego i pobierane za nie.
Kod wymiany
Ten kod identyfikuje konkretną wymianę w obszarze numeracji. Określa routing dla przychodzącego połączenia miejskiego z innego obszaru numeracyjnego lub dla połączenia pochodzącego z jednej centrali i skierowanego do innej w tym samym obszarze numeracyjnym.
Numer linii abonenta
Służy do wyboru wywoływanej linii abonenckiej na centrali końcowej. Kombinacja kodu wymiany i numeru linii abonenta jest nazywana w terminologii CCITT numerem linii abonenckiej.
Plan ładowania
Opłaty za połączenia naliczane są zgodnie z rozliczeniem przez instrument pomiarowy podłączony do każdej linii abonenckiej lub zgodnie z rejestrem liczników, który jest przypisany do każdego abonenta w przypadku central elektronicznych. ZAmeter zlicza liczbę jednostek ładujących, a liczba ta jest zwiększana przez wysłanie pulsedo licznika. Za liczbę jednostek, które odczytuje licznik, podnosi się rachunek poprzez przypisanie stawki jednostce rozliczeniowej.
Poszczególne połączenia mogą być naliczane na podstawie następujących kategorii.
- Czas niezależnego ładowania
- Ładowanie zależne od czasu trwania
Opłaty za połączenia lokalne w obrębie obszaru numeracyjnego są zwykle naliczane na podstawie niezależnej długości trwania. Dla ładowania zależnego od czasu trwania licznik zaczyna narastać, gdy wywoływany abonent odbierze telefon. W zależności od liczby wymian zaangażowanych w zestawienie połączenia, do licznika ładowania wysyłany jest więcej niż jeden impuls, który jest nazywanyMulti-Metering. Częstotliwość pulsu pomiarowego rośnie na minutę wraz z odległością między wywoływanymi a dzwoniącymi abonentami.
Techniki sygnalizacyjne umożliwiają działanie obwodu jako całości poprzez wzajemne połączenie wszystkich rodzajów systemów przełączających. W sieci telekomunikacyjnej występują trzy formy sygnalizacji.
- Sygnalizacja pętli abonenckiej
- Sygnalizacja wymiany lub rejestrów
- Sygnalizacja między wymianami lub między rejestrami
Plik subscriber loopsygnalizacja zależy od typu używanego aparatu telefonicznego. Plikintra exchangeSygnalizacja odnosi się do wewnętrznej części systemu przełączającego, która jest silnie zależna od typu i konstrukcji systemu przełączającego, która różni się w zależności od modelu. Plikinter-exchangesygnalizacja odbywa się między giełdami. Pomaga to w wymianie cyfr adresu, które przechodzą z wymiany do wymiany na zasadzie łącze po łączu. Sygnalizacja obejmująca całą sieć, która obejmuje sygnalizację od końca do końca między wymianą początkową a wymianą końcową, nazywana jestLine signaling.
Dwa główne typy technik sygnalizacji to:
Sygnalizacja w kanale
Sygnalizacja w kanale jest również znana jako Per Trunk Signaling. Wykorzystuje ten sam kanał, który przenosi głos lub dane użytkownika do przekazywania sygnałów sterujących związanych z tym wywołaniem lub połączeniem. Do sygnalizacji w kanale nie są potrzebne żadne dodatkowe urządzenia transmisyjne.
Sygnalizacja w kanale wspólnym
Sygnalizacja wspólnego kanału wykorzystuje oddzielny wspólny kanał do przekazywania sygnałów sterujących dla grupy łączy lub ścieżek informacyjnych. Ta sygnalizacja nie wykorzystuje mowy ani ścieżki danych do sygnalizacji.
Omówimy szczegółowo techniki sygnalizacji w naszych kolejnych sekcjach.
Rodzaje technik sygnalizacyjnych
Jak omówiono powyżej, techniki sygnalizacji są podzielone na dwie, sygnalizację w kanale i sygnalizację w kanale wspólnym. Jednak są one dalej podzielone na kilka typów w zależności od częstotliwości i stosowanych technik częstotliwości.
Podział jest taki, jak pokazano na poniższym rysunku -
Sygnalizacja w kanale
Ten rodzaj sygnalizacji służy do przenoszenia głosu lub danych oraz przekazywania sygnałów kontrolnych związanych z połączeniem lub połączeniem. Istnieją różne typy sygnalizacji w kanale, jak widać na powyższym rysunku. Sygnalizacja DC jest prosta, tania i niezawodna nawet w przypadku niewzmacnianych obwodów audio. Jednak w przypadku wzmacnianych obwodów audio można zastosować sygnalizację AC o niskiej częstotliwości.
Sygnalizacja częstotliwości głosu jest używana, gdy używane są systemy transmisji FDM (zwielokrotnianie z podziałem częstotliwości), ponieważ nie można zapewnić sygnalizacji o niskiej częstotliwości i sygnalizacji DC. Może to być sygnalizacja częstotliwości głosuIn-band lub Out-band.
Sygnalizacja w paśmie
Częstotliwość głosu w paśmie wykorzystuje to samo pasmo częstotliwości co głos, czyli 300-3400 Hz, które należy zabezpieczyć przed fałszywym użyciem mowy. Jedna taka chwila miała miejsce, gdy kobiecy głos, który generował ton przy około 2600 Hz trwający przez 100 ms, został wykryty jako sygnał rozłączenia linii, z powodu którego jej połączenia były często rozłączane w trakcie rozmowy. Takie problemy wykluczały sygnalizację w paśmie podczas fazy mowy.
Zalety sygnalizacji w paśmie:
Sygnały sterujące mogą być wysyłane do każdej części, do której dociera sygnał mowy.
Sygnały sterujące będą niezależne od systemów transmisji, ponieważ są przenoszone wraz z sygnałami mowy.
Procesy konwersji analogowo-cyfrowej i cyfrowo-analogowej nie mają na nie wpływu.
Sygnalizacja poza pasmem
Sygnalizacja poza pasmem wykorzystuje częstotliwości, które są powyżej pasma głosu, ale poniżej górnej granicy 4000 Hz nominalnego odstępu między kanałami głosowymi. Sygnalizacja odbywa się przez cały czas trwania rozmowy, dzięki czemu możliwy jest ciągły nadzór nad rozmową. Do obsługi niezwykle wąskiego pasma tej sygnalizacji potrzebne są dodatkowe obwody, przez co jest ona rzadko używana. Obie te techniki sygnalizacji głosowej w paśmie i poza pasmem mają ograniczoną zdolność przesyłania informacji. Aby zapewnić ulepszone funkcje, stosowana jest sygnalizacja w kanale wspólnym.
Sygnalizacja w kanale wspólnym
Sygnalizacja wspólnego kanału wykorzystuje oddzielny wspólny kanał do przekazywania sygnałów sterujących dla grupy łączy lub ścieżek informacyjnych, ponieważ nie wykorzystuje mowy ani ścieżki danych do sygnalizacji. Sygnalizacja wspólnego kanału składa się z dwóch typów węzłów, takich jakSignaling Transfer Points (STP) i Signaling Points (SP).
Punkt sygnalizacyjny jest w stanie obsługiwać komunikaty sterujące kierowane bezpośrednio do niego, ale nie może kierować komunikatów. Punkt przesyłu sygnalizacji jest zdolny do kierowania wiadomości i może pełnić funkcje SP.
Ta wspólna sygnalizacja kanałowa jest realizowana w dwóch trybach -
- Tryb skojarzony z kanałem
- Tryb niezwiązany z kanałem
Tryb powiązany z kanałem
W trybie związanym z kanałem kanał ściśle śledzi grupy łączy na całej długości połączenia. Tutaj sygnalizacja odbywa się na oddzielnym kanale; ścieżka sygnalizacyjna przechodzi przez ten sam zestaw przełączników, podobnie jak ścieżka mowy.
Poniższy rysunek przedstawia skojarzony tryb pracy w sygnalizacji w kanale wspólnym
Ścieżki sygnalizacyjne dla ścieżek mowy AB, ACB i BD to odpowiednio AB, ACB i BD. Zalety tej sygnalizacji to -
Wdrożenie jest ekonomiczne
Przypisanie grup łączy jest proste
Tryb niezwiązany z kanałem
W trybie niezasocjowanym kanału nie ma bliskiego lub prostego przypisania kanałów sterowania do grup łączy. Podąża inną ścieżką niż ścieżka sygnału mowy, jak pokazano na poniższym rysunku.
Ścieżkami sygnalizacyjnymi dla ścieżek mowy AB i BC są odpowiednio ACDB i BDC. Topologie sieci są różne w przypadku sieci sygnalizacyjnych i głosowych. Chociaż schemat ten zapewnia elastyczność, ponieważ nie ma centrum przełączającego, jest on nieco złożony, ponieważ komunikaty sygnałowe mogą być przesyłane między dwoma końcowymi systemami przełączającymi za pośrednictwem dowolnej dostępnej ścieżki we wspólnej sieci sygnalizacyjnej kanału zgodnie z jej własnymi zasadami trasowania.
Prywatna centrala telefoniczna (PBX)
Private Branch Exchangelub PBX można rozumieć jako lokalną centralę w biurze lub budynku, w celu komunikacji wewnątrz siebie. Jak sama nazwa wskazuje, jest to centrala prywatna, która jest odgałęzieniem do centrali głównej, podobnie jak pętla lokalna połączona z pętlą główną jako gałąź.
Private Branch Exchange to system telefoniczny w obszarze lokalnym, który przełącza połączenia między tymi użytkownikami na liniach lokalnych, jednocześnie umożliwiając wszystkim użytkownikom współdzielenie określonej liczby zewnętrznych linii telefonicznych. Głównym celem centrali PBX jest oszczędność kosztów potrzebnych na połączenie każdego użytkownika z kantorem.
Poniższy rysunek przedstawia model centrali PBX.
Powyższy rysunek przedstawia wczesny model systemu PBX. Centrala PBX jest zwykle obsługiwana i stanowi własność lokalnego biura, w którym użytkownicy są połączeni za jej pośrednictwem na tym ograniczonym obszarze.
Części PBX obejmują -
Łącze telefoniczne zawierające wiele linii telefonicznych zakończonych w centrali PBX.
Komputer obsługujący połączenia przychodzące i wychodzące centrali PBX oraz przełączanie między różnymi połączeniami w pętli lokalnej.
Sieć linii w centrali.
Konsola operatora, która jest opcjonalna.
Mając to wszystko wraz z wyposażeniem PBX, powstaje centrala lokalna. Centrale PBX działały wcześniej w technologii analogowej. Jednak te giełdy działają w technologii cyfrowej. Sygnały cyfrowe są konwertowane na analogowe dla połączeń zewnętrznych w pętli lokalnej przy użyciu zwykłych starych usług telefonicznych (POTS).
W tym rozdziale dowiemy się o sieci cyfrowej z integracją usług. Wcześniej transmisja danych i głosu była możliwa zarówno za pośrednictwem zwykłych POTS, zwykłych starych systemów telefonicznych. Wraz z pojawieniem się Internetu nastąpił również postęp w telekomunikacji. Jednak wysyłanie i odbieranie danych wraz z głosem nie było łatwym zadaniem. Można było skorzystać z internetu lub telefonu. Wynalezienie ISDN pomogło złagodzić ten problem.
Proces łączenia komputera domowego z dostawcą usług internetowych wymagał kiedyś wiele wysiłku. Użycie modułu modulator-demodulator, zwanego po prostu MODEM, było niezbędne do ustanowienia połączenia. Poniższy rysunek pokazuje, jak model działał w przeszłości.
Powyższy rysunek pokazuje, że sygnały cyfrowe muszą być konwertowane na sygnały analogowe i analogowe na cyfrowe za pomocą modemu na całej ścieżce. Co się stanie, jeśli informacje cyfrowe na jednym końcu dotrą do drugiego w tym samym trybie, bez tych wszystkich połączeń? To właśnie ta podstawowa idea doprowadziła do rozwojuISDN.
Ponieważ system musi używać kabla telefonicznego przez centralę telefoniczną do korzystania z Internetu, używanie telefonu do połączeń głosowych było niedozwolone. Wprowadzenie ISDN rozwiązało ten problem, umożliwiając jednoczesną transmisję głosu i danych. Ma wiele zaawansowanych funkcji w porównaniu z tradycyjną publiczną komutowaną siecią telefoniczną PSTN.
ISDN
ISDN został po raz pierwszy zdefiniowany w czerwonej księdze CCITT w 1988 roku Integrated Services of Digital Networkingw skrócie ISDN to infrastruktura oparta na sieci telefonicznej, która umożliwia jednoczesną transmisję głosu i danych z dużą prędkością i większą wydajnością. Jest to system sieci telefonicznej z komutacją obwodów, który zapewnia również dostęp do sieci z komutacją pakietów.
Poniżej przedstawiono model praktycznej sieci ISDN.
ISDN obsługuje różnorodne usługi. Kilka z nich jest wymienionych poniżej -
- Połączenia głosowe
- Facsimile
- Videotext
- Teletext
- Poczta elektroniczna
- Dostęp do bazy danych
- Transmisja danych i głos
- Połączenie z Internetem
- Elektroniczny transfer środków
- Wymiana obrazu i grafiki
- Przechowywanie i przesyłanie dokumentów
- Konferencje audio i wideo
- Automatyczne usługi alarmowe dla straży pożarnej, policji, służby zdrowia itp.
Rodzaje ISDN
Wśród typów kilku obecnych interfejsów niektóre z nich zawierają kanały, takie jak B-Channelslub kanały nośne, które są używane do jednoczesnego przesyłania głosu i danych; theD- Channels lub Kanały Delta, które są używane do celów sygnalizacyjnych w celu nawiązania komunikacji.
ISDN ma kilka rodzajów interfejsów dostępu, takich jak:
- Interfejs stawki podstawowej (BRI)
- Podstawowy interfejs szybkości (PRI)
- Wąskopasmowy ISDN
- Szerokopasmowy ISDN
Interfejs stawki podstawowej (BRI)
Basic Rate Interface lub Basic Rate Access, zwane po prostu ISDN BRI Connectionwykorzystuje istniejącą infrastrukturę telefoniczną. Konfiguracja BRI zapewniatwo data lub kanały na okaziciela w 64 Kbits/sec prędkość i jeden kanał sterowania lub delta o 16 Kbits/sec. To jest standardowa stawka.
Interfejs ISDN BRI jest powszechnie używany przez mniejsze organizacje lub użytkowników domowych lub w ramach grupy lokalnej, ograniczając mniejszy obszar.
Podstawowy interfejs szybkości (PRI)
Interfejs Primary Rate Interface lub Primary Rate Access, zwany po prostu połączeniem ISDN PRI, jest używany przez przedsiębiorstwa i biura. Konfiguracja PRI jest oparta na T-carrier lub T1 w USA, Kanadzie i Japonii, w skład której wchodzą 23 datalub kanały nośne i jeden kanał sterujący lub kanał delta, o szybkości 64 kb / s dla szerokości pasma 1,544 M bitów / s. Konfiguracja PRI jest oparta na E-nośniku lub E1 w Europie, Australii i kilku krajach azjatyckich, w tym30 data lub kanały na okaziciela i two-control lub kanał delta o szybkości 64 kb / s dla przepustowości 2,048 M bitów / s.
Interfejs ISDN BRI jest używany przez większe organizacje i przedsiębiorstwa oraz przez dostawców usług internetowych.
Wąskopasmowy ISDN
Sieć cyfrowa z integracją usług wąskopasmowych nosi nazwę N-ISDN. Można to rozumieć jako telekomunikację, która przenosi informacje głosowe w wąskim paśmie częstotliwości. W rzeczywistości jest to próba digitalizacji analogowych informacji głosowych. Wykorzystuje przełączanie obwodów 64 kb / s.
Wąskopasmowa sieć ISDN jest zaimplementowana do przesyłania danych głosowych, które wykorzystują mniejszą szerokość pasma, na ograniczonej liczbie częstotliwości.
Szerokopasmowy ISDN
Szerokopasmowa sieć cyfrowa z integracją usług nosi nazwę B-ISDN. To integruje cyfrowe usługi sieciowe i zapewnia transmisję cyfrową przez zwykłe przewody telefoniczne, a także przez inne media. CCITT zdefiniował to jako „Kwalifikowanie usługi lub systemu wymagającego kanałów transmisyjnych zdolnych do obsługi szybkości wyższych niż stawki podstawowe”.
Szybkość łącza szerokopasmowego ISDN wynosi od około 2 MB / s do 1 GB / s, a transmisja jest związana z ATM, tj. W trybie transferu asynchronicznego. Komunikacja szerokopasmowa ISDN jest zwykle realizowana za pomocą kabli światłowodowych.
Ponieważ prędkość jest większa niż 1,544 Mb / s, wywoływana jest komunikacja oparta na tej prędkości Broadband Communications. Usługi szerokopasmowe zapewniają ciągły przepływ informacji, które są dystrybuowane z centralnego źródła do nieograniczonej liczby uprawnionych odbiorców podłączonych do sieci. Chociaż użytkownik ma dostęp do tego przepływu informacji, nie może go kontrolować.
Zalety ISDN
ISDN to infrastruktura oparta na sieci telefonicznej, która umożliwia jednoczesną transmisję głosu i danych. ISDN ma wiele zalet, takich jak:
- Ponieważ usługi są cyfrowe, ryzyko błędów jest mniejsze.
- Połączenie jest szybsze.
- Przepustowość jest wyższa.
- Głos, dane i wideo - wszystko to może być przesyłane pojedynczą linią ISDN.
Wady ISDN
Wadą ISDN jest to, że wymaga wyspecjalizowanych usług cyfrowych i jest droższe.
Jednak pojawienie się ISDN przyniosło wielki postęp w komunikacji. Wiele przekładni z większą prędkością uzyskuje się z wyższym poziomem dokładności.