ЦСН - Краткое руководство

Со времени эволюции человека мир претерпел множество изменений. Например, обмен информацией изначально осуществлялся в виде знаков и звуков. Это перешло к языковой и письменной форме с передовыми изобретениями. Сообщение из одного места в другое, требующее дистанции между людьми, осуществлялось посредством писем; отправляется голубями и между двумя группами посредством барабанных ударов или семафоров. Раньше мужчины путешествовали на большие расстояния, чтобы передать сообщения.

Сегодняшний мир - это скорее эпоха общения. Развитие коммуникационных технологий увеличило скорость, с которой происходит передача информации. Это развитие было непростым процессом. В начале изобретения систем связи наиболее важным было изобретение и использование телефонии. То, как сегодня телефонные системы превратились из базовой системы в незаменимое многоцелевое удобное устройство, удивляет всех без исключения, узнав об инновациях, сделанных из скудных ресурсов, доступных в те дни.

Телекоммуникации

Обмен информацией между двумя или многими людьми называется Communication. Словоteleэто греческое слово, означающее расстояние. Следовательно,Telecommunication означает обмен информацией между двумя удаленными местами.

Телекоммуникации представляют собой передачу информации от объекта в одном месте к объекту в другом месте, тогда как информация может быть в форме данных, голоса или символа. Сущностями могут быть люди, компьютеры, факсимильные аппараты, телеграфные аппараты, телефоны и т. Д. В телефонном разговоре тот, кто инициирует звонок, называетсяCalling Subscriber и тот, кому предназначено призвание, является Called Subscriber. В других случаях передачи информации связывающиеся объекты известны какSource и Destinationсоответственно.

В марте 1876 года Александр Грэм Белл изобрел и продемонстрировал свой телефонный аппарат и возможность междугородной голосовой связи. Он продемонстрировал двухточечную связь, при которой вызывающий абонент выбирает соответствующий канал для установления соединения с вызываемым абонентом. Эта система также требует некоторого режима сигнализации для предупреждения вызываемого абонента о входящем вызове и сигнала для указания вызывающего абонента, когда вызываемый абонент занят другим вызовом.

Необходимость переключения бирж

Двухточечное соединение для установления связи требует, чтобы телефонные аппараты были соединены с помощью проводов. Если количество телефонных аппаратов или количество присутствующих абонентов невелико, тип подключения будет немного сложным. Однако, если это число велико или умеренно, соединения приведут к беспорядку. Чтобы понять сложность, давайте рассмотрим сеть из 5 абонентов.

На следующем рисунке показано соединение точка-точка для пяти абонентов (телефонных аппаратов):

В двухточечном соединении для n сущности, нам нужны n(n-1)/2ссылки. Все эти ссылки образуют сеть. Сети со связями точка-точка между всеми объектами известны какFully Connected Networks. Количество каналов, необходимых в полностью подключенной сети, становится очень большим даже при умеренных значенияхn.

Следовательно, между этими абонентами необходима система переключения сетей. Александр Грэм Белл рекомендовал переключение между абонентами с помощью коммутационной станции, поддерживающей телефонные соединения.

Системы коммутации

Это сетевое соединение не может быть просто выполнено с помощью телефонных аппаратов и связки проводов, но для создания или разрыва соединения требуется хорошая система. Эта система известна какSwitching System или Switching Office или Exchange. С введением системы коммутации абоненты вместо того, чтобы подключаться напрямую друг к другу, подключаются к коммутационной станции, а затем к требуемому абоненту.

Следующий рисунок поможет вам понять систему переключения.

С внедрением систем коммутации потребность в традиционных соединениях между абонентами уменьшилась. Всем подписчикам необходимоhave a connection with the switching system, который устанавливает или разрывает любое соединение, запрошенное вызывающим абонентом. Система коммутации, которую еще называютTelephone Exchange, заботится об установлении вызовов. Следовательно, общее количество таких ссылок равно количеству подписчиков, подключенных к системе.

Сигнализация требуется системе коммутации для установления или разрыва соединения. Это также должно позволить системе коммутации определять, занят ли вызываемый абонент, и, если да, то указывать это вызываемому абоненту. Функции, выполняемые системой коммутации при установлении и разъединении соединений, известны какControl Functions.

Ранние системы требовали ручных операций для установления телефонных звонков. Оператор, который принимал вызов от вызывающего абонента, а затем соединял вызов с вызываемым абонентом. Позже система была автоматизирована.

Модель телефона

Следующий рисунок поможет вам понять модель телефона на ранней стадии ее изобретения.

Когда вы видите телефон на приведенном выше рисунке, часть набора номера и микрофон соединены с неподвижной деревянной доской; и динамик, чтобы слушать, был подключен проводом сбоку. В верхней части телефона подключены два звонка - звонки звонят при входящем звонке. Это одна из первых моделей телефона.

Телефонные аппараты вызывающего абонента и вызываемого абонента подключаются через систему коммутации или телефонную станцию ​​для установления запрошенных вызовов.

В следующих разделах мы подробно узнаем о системе коммутации.

В этой главе мы поймем, как работают системы коммутации. Систему переключения можно понимать как совокупность переключающих элементов, расположенных и управляемых таким образом, чтобы установить общий путь между любыми двумя удаленными точками. Внедрение систем коммутации снизило сложность электромонтажа и упростило телефонную связь.

Классификация систем коммутации

На ранних этапах развития телекоммуникационных систем процесс и этапы переключения играли важную роль в установлении или разрыве соединений. На начальных этапах системы переключения управлялись вручную. Позднее эти системы были автоматизированы. На следующей блок-схеме показано, как были классифицированы системы коммутации.

Системы коммутации на ранних этапах эксплуатировались manually. Подключения производились операторами на телефонных станциях для установления связи. Чтобы свести к минимуму недостатки ручного управления, были внедрены системы автоматического переключения.

В Automatic Системы коммутации подразделяются на следующие:

• Electromechanical Switching Systems − Здесь механические переключатели имеют электрическое управление.

• Electronic Switching Systems − Здесь для переключения используются электронные компоненты, такие как диоды, транзисторы и ИС.

Электромеханические коммутационные системы

Электромеханические коммутационные системы представляют собой комбинацию механического и электрического типов коммутации. В них развернуты электрические цепи и механические реле. Электромеханические коммутационные системы подразделяются на следующие.

Шаг за шагом

В Step-by-step систему коммутации также называют Strowgerсистема коммутации в честь ее изобретателя А.Б. Строуджера. Функции управления в системе Строуджера выполняются цепями, связанными с переключающими элементами в системе.

Перекладина

В CrossbarВ коммутационных системах предусмотрены жестко смонтированные подсистемы управления, в которых используются реле и защелки. Эти подсистемы имеют ограниченные возможности, и их практически невозможно изменить для обеспечения дополнительных функций.

Электронные коммутационные системы

Системы электронной коммутации управляются с помощью процессора или компьютера, которые контролируют время переключения. Инструкции программируются и хранятся в процессоре или компьютере, который управляет операциями. Такой способ хранения программ на процессоре или компьютере называетсяStored Program Control (SPC)технологии. Новые объекты могут быть добавлены вSPC систему, изменив управляющую программу.

Схема переключения, используемая в электронных системах переключения, может быть либо Space Division Switching or Time Division Switching.При коммутации с пространственным разделением каналов между вызывающим и вызываемым абонентами устанавливается выделенный путь на протяжении всего вызова. При переключении с временным разделением дискретные значения речевых сигналов передаются через фиксированные интервалы.

Переключение с временным разделением может быть аналоговым или цифровым. При аналоговом переключении дискретизированные уровни напряжения передаются как есть. Однако при двоичной коммутации они двоично кодируются и передаются. Если кодированные значения передаются в течение одного и того же временного интервала от входа к выходу, метод называетсяSpace Switching. Если значения сохраняются и передаются на выход через временной интервал, метод называетсяTime Switching. Цифровой переключатель с временным разделением может также быть разработан с использованием комбинации методов пространственного и временного переключения.

Телекоммуникационная сеть

Телекоммуникационная сеть - это группа систем, которая устанавливает удаленный вызов. Коммутационные системы являются частью телекоммуникационной сети.

Коммутационные станции обеспечивают связь между разными абонентами. Такие коммутационные системы могут быть сгруппированы в телекоммуникационную сеть. Коммутационные системы подключаются с помощью линий, называемыхTrunks. Линии, идущие к помещениям Абонента, называются Subscriber Lines.

На следующем рисунке показана телекоммуникационная сеть.

С начала и до конца ХХ века (1900-80 гг.), Когда человеку необходимо было совершить удаленный вызов, звонок сначала перенаправлялся оператору в ближайшем коммутационном центре, а затем номер и местоположение вызываемого абонента. был записан. Здесь задача оператора заключалась в том, чтобы установить вызов в удаленный центр коммутации, а затем вызвать вызывающего абонента для установления соединения. Эта система звонков получила названиеTrunk call система.

Например, человек в Хайдарабаде может заказать звонок по соединительной линии в Мумбаи и дождаться, пока оператор перезвонит, когда оператор установит соединение через соединительные линии и системы коммутации.

Основы системы коммутации

В этом разделе мы узнаем о различных компонентах и ​​терминах, используемых в системах коммутации.

Входы и выходы

Набор входных цепей обмена называется Inlets а набор выходных цепей называется Outlets. Основная функция системы переключения - установить электрический путь между данной парой вход-выход.

Как правило, N указывает, что входы и выходы обозначены M. Итак, коммутационная сеть имеетN входы и M магазины.

Матрица переключения

Оборудование, используемое для установления соединения между входами и выходами, называется Switching Matrix или Switching Network.Эта коммутационная сеть представляет собой группу соединений, образующихся в процессе соединения вводов и выводов. Следовательно, она отличается от упомянутой выше телекоммуникационной сети.

Типы подключений

В телекоммуникационной сети можно установить четыре типа соединений. Подключения следующие -

• Локальное соединение между двумя абонентами в системе.
• Соединение исходящего вызова между абонентом и исходящей магистралью.
• Входящее соединение между входящей транковой линией и местным абонентом.
• Транзитное соединение вызова между входящей и исходящей магистралью.

Сложенная сеть

Когда количество входов равно количеству выходов для коммутационной сети, такая сеть называется Symmetric Network, что означает N = M. Сеть, в которой выходы соединены с входами, называетсяFolded Network.

В складчатой ​​сети количество N входов, которые идут как выходы, снова загибаются обратно к входам. Тем не менее, коммутационная сеть обеспечивает подключения к входам и выходам в соответствии с требованиями. Следующий рисунок поможет вам понять, как работает коммутационная сеть.

Поскольку одно соединение может быть присвоено одной линии за раз, только N / 2 соединений устанавливаются для N входов разветвленной сети. Такую сеть можно назватьNon-blocking network. В неблокирующей сети, пока вызываемый абонент свободен, вызывающий абонент сможет установить соединение с вызываемым абонентом.

На приведенном выше рисунке учитывались только 4 абонента - где линия 1 занята линией 2, а линия 3 занята линией 4. Пока выполняется вызов, раньше не было возможности сделать еще один вызов, и, следовательно, только один одно подключение было выполнено. Следовательно, для N входов подключены только N / 2 линии.

Иногда может случиться так, что входные и выходные соединения постоянно используются для выполнения транзитных вызовов только по магистральным линиям, но не для местных абонентов. Впускные и выпускные соединения, если они используются вInter-exchange transmissionтакая, что биржа не поддерживает соединение между местными абонентами, тогда она называется транзитной биржей. Коммутационная сеть такого типа называетсяNon-folded network. Это показано на следующем рисунке -

Блокировка сети

Если в сети нет свободных путей коммутации, запрошенный вызов будет отклонен, при этом абонент называется blocked и сеть называется блокирующей сетью. Вblocking network, количество одновременных путей переключения меньше, чем максимальное количество одновременных разговоров, которые могут иметь место. Вероятность того, что пользователя могут заблокировать, называетсяBlocking Probability. Хороший дизайн должен гарантировать низкую вероятность блокировки.

Движение

Произведение скорости вызова и среднего времени удержания определяется как интенсивность трафика. Непрерывный шестидесяти минутный период, в течение которого интенсивность движения высока, называется Часом наибольшей нагрузки. Когда трафик превышает предел, на который рассчитана система коммутации, у абонента возникает блокировка.

Erlang

Трафик в телекоммуникационной сети измеряется международно принятой единицей интенсивности трафика, известной как Erlang(E). Говорят, что коммутационный ресурс переносит один эрланг трафика, если он постоянно занят в течение заданного периода наблюдения.

В этой главе мы обсудим элементы системы коммутации. Хотя существуют разные виды систем переключения от ручного к автоматическому, несколько основных элементов играют важную роль для функционирования системы переключения. Наряду с коммутационной сетью существуют различные подсистемы, такие как подсистема управления, система сигнализации, интерфейсы магистральных и абонентских линий, распределительные устройства, пульт оператора, соединительные цепи, необходимые для работы всей коммутационной системы.

Система переключения

В этом разделе мы разберемся со структурой системы коммутации. Мы также поймем, как в нем работают разные элементы. На блок-схеме системы коммутации, приведенной ниже, показаны основные элементы системы коммутации.

На схеме выше представлены различные блоки системы коммутации. Блоки обсуждаются ниже.

Коммутация сети

Он обеспечивает пути переключения между вызываемыми абонентами и вызывающими абонентами.

Подсистема управления

Это критическая часть системы коммутации, которая активно устанавливает пути коммутации, идентифицируя входные и выходные линии и интерпретируя сигнальную информацию, полученную по этим линиям.

Эта подсистема управления контролирует создание и разрыв соединения, отслеживая передачу сигнала по линиям. Подсистема управления отправляет сигнальную информацию абоненту и другим коммутаторам, подключенным к исходящим соединительным линиям.

Сигнализация

Форматы сигнализации и требования к абоненту, соединительным линиям и подсистемам существенно различаются. Соответственно, система коммутации обеспечивает три различных формы сигнализации:

• Сигнализация абонентского шлейфа
• Межобменная сигнализация
• Внутриобменная или регистровая сигнализация

Система коммутации состоит из элементов, которые выполняют функции коммутации, управления и сигнализации.

Магистральный интерфейс

Магистральные линии, используемые для соединений между системами коммутации, оканчиваются на этом порте. Магистральный интерфейс - это точка, в которой магистральные линии подключаются к системе.

Интерфейс абонентской линии

Абонентские линии, используемые для соединений между абонентами и системами коммутации, оканчиваются на этом порте. Интерфейс абонентской линии - это точка, где линии от абонентов подключаются к системе.

Блок линейного сканирования

Блок строчной развертки определяет и получает сигнальную информацию от соответствующих строк. Информация, полученная из этих линий, передается в подсистему управления для идентификации входов и выходов.

Дистрибьюторские подразделения

Распределительные устройства используются для распределения или отправки сигнальной информации по соответствующим линиям. Распространение информации по магистральным линиям осуществляется через распределительные устройства.

Консоль оператора

Пульт оператора позволяет взаимодействовать с системой коммутации в целях обслуживания и администрирования.

Интерфейс служебной цепи

Интерфейс служебной цепи обеспечивает взаимодействие между цепями в целях обслуживания и тестирования.

Узлы

Узлы - это узел, который обеспечивает сложное соединение для локальных абонентов и служебных цепей. Если вызываемый абонент и вызывающий абонент оба являются местными, тогда сложенное соединение помогает установить соединение с местным вызовом, тогда как магистральные линии не будут использоваться.

Прямой и косвенный

Системы коммутации бывают следующих двух типов -

• система переключения прямого управления
• система переключения косвенного управления

Система прямого управления переключением

Системы коммутации, в которых подсистемы управления образуют неотъемлемую часть сети, называются системами коммутации с прямым управлением. Например, система переключения Строуджера.

Система косвенного управления переключением

Система коммутации, в которой подсистема управления находится вне коммутационной сети, называется Indirect Control Система переключения или Common Control Система переключения или Register Controlсистема коммутации. Примеры этой системы включают систему коммутации Crossbar, электронную систему коммутации или метод управления сохраненной программой систем коммутации.

В этой главе мы обсудим, как работает система переключения Строуджера. Первая автоматическая телефонная коммутация была разработана Алмоном Б. Строуджером. Поскольку оператором телефонной станции Manual была жена его конкурента и она отвлекала весь бизнес, Строуджер задумал разработать систему коммутации, для которой не нужен оператор. Это привело к изобретению системы автоматического переключения, разработанной Строуджером.

В Strowger Switching system также называется пошаговой системой переключения, так как соединения устанавливаются в step-by-step манера.

Система автоматического переключения

Система ручного переключения требует оператора, который после получения запроса выполняет звонок. Здесь оператор является единственным ответственным за установление или разъединение соединений. На карту поставлены конфиденциальность звонков и детали вызываемых и вызывающих абонентов.

Преодолевая недостатки систем ручного переключения, системы автоматического переключения обладают следующими преимуществами:

• Языковые барьеры не повлияют на запрос подключения.

• Сохраняется более высокая степень конфиденциальности.

• Осуществляется более быстрое установление и отмена вызовов.

• Количество звонков, сделанных за определенный период, может быть увеличено.

• Звонки можно совершать независимо от загрузки системы и времени суток.

Давайте теперь пролим свет на то, как осуществляется вызов и как набор номера осуществляется без помощи оператора.

Набор номера

В отличие от системы ручной коммутации, система автоматической коммутации требует формального плана нумерации или схемы адресации для идентификации абонентов. План нумерации - это когда номер идентифицирует абонента, он более широко используется, чем схема адресации, в которой абонент идентифицируется буквенно-цифровыми строками. Таким образом, необходим механизм для передачи идентификатора вызываемого абонента на АТС.

Этот механизм должен присутствовать в телефонном аппарате, чтобы звонок автоматически соединялся с нужным абонентом. Для этого используются следующие методы:Pulse Dialing и Multi FrequencyНабор номера. Из них импульсный набор номера является наиболее часто используемой формой набора номера до даты.

Импульсный набор

Как следует из названия, цифры, которые используются для идентификации абонентов, представлены последовательностью импульсов. Количество импульсов в последовательности равно числовому значению, которое она представляет, за исключением случая нуля, который представлен 10 импульсами. Последовательные цифры в номере представлены серией импульсных последовательностей. Эти импульсы имеют равное количество временных интервалов, и количество генерируемых импульсов будет соответствовать набранному номеру.

Два последовательных поезда отличаются друг от друга паузой между ними, известной как Inter-digit gap.Импульсы генерируются попеременным разрывом и замыканием цепи между абонентом и станцией. Пример импульсной последовательности показан на следующем рисунке.

На рисунке выше показан пульсирующий рисунок. Частота импульсов обычно составляет 10 импульсов в секунду с допуском 10 процентов. Разрыв между цифрами, который называется межцифровым интервалом, составляет не менее 200 мс.

В схеме импульсного набора в последнее время используется коэффициент заполнения (соотношение между шириной импульса и периодом времени формы сигнала), равным 33 процентам номинально, и существует верхний предел для промежутка между цифрами.

Телефон с дисковым набором номера

В этом разделе мы узнаем, что такое телефон с дисковым набором номера и как он работает. Для начала мы обсудим недостатки, которые были распространены до изобретения телефона с дисковым набором номера.

При импульсном наборе номера происходит замыкание и разрыв абонентских шлейфов. Это может нарушить и повлиять на работу динамика, микрофона и звонка в телефоне. Кроме того, время набора не должно влиять на синхронизацию последовательности импульсов, поскольку это приведет к набору неправильного номера.

Телефон с дисковым набором номера появился, чтобы решить проблемы, существовавшие тогда. Микрофон и громкоговоритель объединены и помещены в комплект приемника. В наборе есть пальчиковая пластина, расположение которой позволяет удобно установить время. На рисунке ниже показано, как выглядит поворотный циферблат.

Для управления циферблатом поместите палец в отверстие, соответствующее набираемой цифре. Теперь, повернув пластину пальца по часовой стрелке в положение остановки пальца и отпустив циферблат, убрав палец, набирается номер. Теперь палец и связанный с ним механизм возвращаются в исходное положение под действием пружины. Набор готов к следующему номеру.

Импульсы набора генерируются во время обратного хода пластины для пальцев, что исключает человеческий фактор при отсчете импульсов. На следующем рисунке показаны отверстия шкалы и упор для пальца.

Телефон с дисковым набором номера использует следующее для реализации импульсного набора:

• Палец и пружина
• Вал, шестерня и шестерня
• Собачка и храповой механизм
• Импульсный кулачок и глушитель или спусковой механизм
• Импульсный контакт
• Центробежный регулятор и червячная передача
• Цепи обхода передатчика, приемника и звонка

Внутренний механизм

Кулачковый механизм или спусковой механизм помогает при наборе номера. Этот механизм используется для управления импульсным контактом. Рассмотрим работу дискового телефона с помощью кулачкового механизма. Следующий рисунок поможет вам понять внутренний механизм.

Глушитель помогает удерживать импульсный кулачок подальше от импульсных контактов. Когда поворотный переключатель находится в положении покоя, импульсные контакты находятся далеко от импульсного кулачка. Когда набирается номер, помещая палец в отверстие циферблата, что означает, что циферблат смещается из своего положения, тогда импульсные контакты приближаются к импульсному кулачку. Это вращение пальцевой пластины вызывает вращение главного вала.

Поскольку диск вращается по часовой стрелке, собачка скользит по храповику во время этого вращения по часовой стрелке. Храповик, шестерня, шестерня и регулятор неподвижны во время движения шкалы по часовой стрелке. Когда циферблат возвращается, собачка входит в зацепление и вращает храповик.

Вся шестерня, ведущая шестерня, регулятор вращаются, и регулятор поддерживает равномерность скорости вращения. Импульсный кулачок, прикрепленный к валу шестерни, теперь размыкается и замыкает импульсные контакты, которые, в свою очередь, вызывают импульсы в цепи. Форма импульсного кулачка такова, что периоды отключения и включения находятся в соотношении 2: 1. Когда циферблат приближается к положению покоя, ограничительный кулачок снова перемещает импульсные контакты от импульсного кулачка. Это действие возврата в исходное положение и ожидания набора другого номера создает промежуток, называемый межцифровым интервалом, время которого не зависит от паузы, которая может возникнуть между двумя последовательными цифрами из-за привычки набора номера человеком. . Этот промежуток также предусмотрен перед набором первой цифры за счет небольшого изменения конструкции глушителя.

Импульс, генерируемый этим механизмом, затем передается в системы коммутации, где устанавливается соединение с набранным номером. Процедура переключения систем обсуждается в следующей главе. А пока давайте иметь представление о сигнальных тонах, которые используются для обозначения состояния абонентов.

Сигнальные тоны

В этом разделе мы поймем, что такое звуковые сигналы и как они работают. По мере замены ручных обменов оператор, который раньше сообщал вызывающим абонентам о положении вызываемых абонентов, нуждался в замене другими тональными сигналами, указывающими на разные ситуации.

Рассмотрим следующие пять функций сигнализации, связанных с абонентами, которые должны выполняться оператором:

• Ответьте вызывающему абоненту, что система готова принять идентификацию вызываемой стороны.

• Сообщите вызывающему абоненту, что звонок устанавливается.

• Позвоните в звонок вызываемого абонента.

• Сообщите вызывающему абоненту, если вызываемый абонент занят.

• Сообщите вызывающему абоненту, если линия вызываемого абонента по какой-либо причине недоступна.

Функция 2 не сигнализируется в системе переключения Строуджера. Функция сигнализации 1 выполняется путем отправки тонального сигнала готовности вызывающему абоненту.

Гудок

Гудок ответа станции - это тональный сигнал, который указывает на то, что АТС готов принять набранные цифры от абонента. Номер следует набирать только тогда, когда слышен этот сигнал. В противном случае цифры, набранные до этого сигнала, не будут учитываться. Это приведет к набору неправильного номера.

Тональный сигнал ответа станции обычно представляет собой непрерывный тональный сигнал 33 Гц, 50 или 400 Гц, как показано ниже.

Рингтон

После набора номера вызываемого абонента, когда линия вызываемого абонента получена, оборудование управления АТС отправляет ток вызывного сигнала на телефонный аппарат вызываемого абонента, что представляет собой знакомую схему двойного звонка.

Одновременно управляющее оборудование отправляет звонящему абоненту тональный сигнал вызова, который имеет структуру, аналогичную схеме вызывного тока. Схема с двумя кольцами и двойным кольцом разделена промежутком времени 0,2 с, а две схемы с двумя кольцами - промежутком в 2 с, как показано на рисунке ниже.

Сигнал занятости

После набора необходимого номера, если вызываемый абонент или линии на АТС не свободны для выполнения вызова, вызывающему абоненту отправляется тональный сигнал «занято», указывающий, что линии или абонент заняты; это называется тональным сигналом «занято».

Пышный тон сигнала 400 Гц с периодом молчания между ними. Длительность пакета и паузы имеет одинаковое значение 0,75 с или 0,75 с.

Номер недоступен тональный сигнал

Если вызываемая сторона не в порядке или отключена, или если ошибка при наборе номера приводит к выбору резервной линии, такая ситуация указывается с помощью непрерывного сигнала 400 Гц, называемого тональным сигналом о недоступности номера. На следующем рисунке показан непрерывный сигнал 400 Гц.

Тональный сигнал маршрутизации или тональный сигнал незавершенного вызова

Когда абонентский вызов маршрутизируется через несколько различных типов коммутаторов, каждый слышит разные тональные сигналы незавершенного вызова по мере прохождения вызова через разные коммутаторы. Такой сигнал представляет собой прерывистый шаблон с частотой 400 Гц или 800 Гц. Этот сигнал имеет разные образцы в разных системах.

• В электромеханических системах это обычно 800 Гц с 50-процентной продолжительностью включения и периодом включения / выключения 0,5 с.

• В аналоговых электронных коммутаторах это шаблон 400 Гц с периодом включения 0,5 с и периодом выключения 2,5 с.

• В цифровых АТС это сигнал 400 Гц с периодами включения / выключения 0,1 с.

Сигнал для тонального сигнала маршрутизации или тонального сигнала текущего вызова показан ниже.

Чтобы преодолеть проблему распознавания разницы в этих тонах для тех, кто не знаком с телефонной сигнализацией, и для тех, кто редко звонит, позже были введены голосовые записанные сообщения.

В этой главе мы обсудим механизмы коммутации в телекоммуникационных коммутационных системах и сетях.

В предыдущих главах мы обсуждали механизм в телефонном аппарате. Давайте теперь посмотрим, что происходит, когда этот телефонный аппарат посылает сигнал в систему коммутации. Система коммутации на АТС должна иметь возможность автоматически подключать линию к вызываемому абоненту. В системе переключения Strowger есть два типа селекторов; эти селекторы образуют строительные блоки для систем переключения.

• Uni-selector
• Селектор с двумя движениями

Оба этих селектора сконструированы с использованием электромеханических поворотных переключателей. Селектор Uni-selector имеет один полюс переключателя и несколько перемещений для доступа к группе контактов для каждого набранного номера. Двухходовой селектор имеет два поворотных переключателя для вертикального и горизонтального пошагового движения, чтобы добраться до группы контактов.

Универсальный селектор переключения

Механизм переключения Uni-selector состоит из электромагнита, якоря с пружинами, собачки, храпового колеса с прикрепленным дворником и фиксатора. Стеклоочиститель перемещается по контактам банка по часовой стрелке. Поскольку стеклоочиститель перемещается в одном направлении, этот процесс называется переключением Uni-selector. Контакты, на которые перемещается стеклоочиститель, называются контактами банка, так как несколько контактов расположены в форме дуги.

На следующем рисунке показан приводной механизм системы переключения Uni-selector Strowger.

Когда входное напряжение возбуждает электромагнит, якорь опускается к магниту. Теперь, когда якорь притягивается к электромагниту, собачка опускается на одну позицию ниже предыдущей в храповом колесе. Фиксатор предотвращает движение храпового колеса.

Как только электромагнит обесточивается, якорь освобождается, и это действие перемещает собачку вверх, что дополнительно перемещает храповое колесо на одно положение выше. Следовательно, стеклоочиститель перемещается на одну позицию ниже или по часовой стрелке, чтобы установить контакт. Если на электромагнит подается и обесточивается пять раз, подачей пяти импульсов стеклоочиститель перемещается на пять контактов. Обычно с банками Uni-selector размещаются три набора (или более) дворников, по одному на каждый банк. Наборы жестко закреплены на очистителе, который перемещается при каждом вращении храпового колеса. Пружина прерывателя освобождает магнит и позволяет ему сделать следующий шаг.

На следующем рисунке показана практическая система переключения Uni-selector Strowger.

Тип механизма переключения, обсуждаемый здесь, известен как reverse drive typeпотому что здесь храповое колесо движется, когда якорь возвращается в исходное положение. Если он устроен так, что колесо движется во время поступательного движения якоря, он известен какforward drive type. Механизм реверсивного привода преобладает в универсальных селекторах, а механизм переднего хода - в двухходовых селекторах.

Существует interrupter contactсвязан с Uni-селектором, который обычно закрыт. Когда якорь находится под напряжением, контакт прерывателя размыкается и разрешает движение якоря, что помогает якорю вернуться в исходное положение после разрыва цепи возбуждения якоря.

Селекторы с двумя движениями

В отличие от Uni-selector, в этих селекторах движение двухстороннее, вертикальное и горизонтальное. Движение вверх осуществляется в вертикальном и горизонтальном направлениях; при вертикальном перемещении нет никаких контактов. Однако банковские контакты производятся в горизонтальном движении. Если двухпозиционный селектор имеет 10 уровней, каждый из которых имеет 10 контактов, то 100 контактов доступны посредством вертикального и горизонтального движения системы переключения двухходового переключателя.

На следующем рисунке показана внутренняя конструкция двухходовых переключателей.

• Когда набирается первая цифра, импульсы включают и отключают вертикальный магнит в соответствии с набранным номером с помощью храпового механизма и собачки. Это называетсяVertical Stepping.

• Когда набирается вторая цифра, импульсы набора передаются на горизонтальный магнит с помощью реле, где импульсы включают и выключают горизонтальный магнит в соответствии с набранным номером с помощью храпового механизма и собачьего механизма. Это называетсяHorizontal Stepping.

Обычно в каждом вертикальном положении имеется 11 вертикальных положений и 11 горизонтальных контактов. Самая низкая вертикальная позиция и первый горизонтальный контакт на каждом вертикальном уровне:home positions,а остальные - фактические положения переключения. Таким образом, дворник в двухходовом селекторе имеет доступ к 100 переключающим контактам. На следующем рисунке показан практичный двухпозиционный переключатель.

Таким образом, узел стеклоочистителя устанавливает вызов; после завершения которого он возвращается в исходное положение. Для этого вращающийся магнит приводится в действие током, и, таким образом, узел стеклоочистителя перемещается через оставшиеся контакты уровня. Возвратная пружина заставляет узел стеклоочистителя опускаться вертикально, а затем возвращаться горизонтально в исходное положение.

Пошаговое переключение

Пошаговая система переключения - очень популярная и широко используемая система переключения, которая может быть построена с использованием универсальных селекторов или двухпозиционных переключателей или их комбинации. Стеклоочиститель, присутствующий в этом переключении, продвигается вперед на один контакт, а затем перемещается вперед в соответствии с количеством набранных импульсов или в соответствии с условиями сигнализации и, следовательно, названием,step-by-step переключение дано.

Пошаговое переключение также называют Direct controlсистема, поскольку соответствующие тональные сигналы отправляются абоненту переключающими элементами или селекторами на соответствующих этапах переключения. Эта система имеет три основных этапа настройки. На следующем рисунке показаны различные этапы.

Давайте теперь посмотрим, как работают эти блоки.

Селектор Охотники

Как только вызывающий абонент готов набрать номер, сняв трубку с телефона, раздается гудок. Мы уже узнали, что номер не принимается, если не слышен гудок. Но чтобы получить этот гудок, необходимо установить линию, когда трубка поднята. ВSelector Hunter цепи, устанавливает линию для выполнения вызова сразу после того, как вызывающий абонент поднимает трубку, чтобы позвонить.

Охотники за селекторами ищут часть коммутационной матрицы. Обычно юни-селекторы с 24 выходами используются в качестве охотников за селекторами. и поэтому это можно назватьSubscriber Uni-selectorсхема, так как в системе есть выделенный Uni-селектор для каждого абонента. Их также можно построить с помощью селекторов с двумя движениями.

Механизм охотника за селектором также можно заменить механизмом линейного искателя, который имеет небольшую разницу в конструкции. Здесь мы обсудим механизм охотника за селектором. Рисунок ниже дает представление о его конструкции.

Когда вызывающий абонент поднимает трубку, чтобы позвонить, охотник за селектором активирует механизм прерывания, который активизирует стеклоочиститель до тех пор, пока на выходе не будет обнаружен свободный селектор первой группы. В этот момент один из контактов банка охотника за селектором определяет, свободен ли первый селектор группы. Как только обнаружен свободный первый селектор, прерыватель отключается и устанавливается соединение, при этом первый селектор отправляет тональный сигнал номеронабирателя вызывающему абоненту.

Подход линейного поиска используется там, где трафик низкий, а коммутатор небольшой, тогда как описанный выше механизм поиска селектора используется для крупных коммутаторов с интенсивным трафиком, и этот подход экономически эффективен.

Этап группового выбора

Этап Group Selector имеет главную коммутационную сеть. Вызывающий абонент набирает номер после того, как услышит гудок. При наборе первого номера активируется первый селектор. Если быть более точным, селектор группы состоит из определенных этапов селектора. Раньше у нас было 5 номеров в качестве идентификационного номера для наземного подключения. Следовательно, присутствовали три ступени выбора.

Чтобы набрать первый номер, номерной знак поворачивают, помещая палец в отверстие для пальца, указанное в соответствии с номером абонента. После удаления пальца номерной знак поворачивается обратно в предыдущее положение, и импульсы набора отправляются первому селектору. Затем первый селектор перемещается соответствующим образом, чтобы установить контакт.

Когда абонент начинает набор номера, полученный до этого времени гудок прерывается, и принимается последовательность импульсов в соответствии с набранным номером. Затем узел стеклоочистителя первого селектора перемещается вертикально вверх в соответствии с набранным номером. Затем дворники перемещаются в горизонтальной плоскости по контактам, пока не натолкнутся на контакт, к которому подключен свободный второй селектор группы. Этот шаг по горизонтали выполняется с интервалом между цифрами около 240 мс. Оттуда первый селектор группы соединяет электрический путь с доступным переключателем второй группы.

Точно так же каждый селектор группы соединяет путь в соответствии с набранным номером, а затем расширяет соединение до следующего селектора до последнего селектора. Действие последнего селектора немного иное. Как обсуждалось выше, присутствуют три селектора, а четвертое и пятое числа связаны с матрицей с помощью последнего селектора.

Финальный селектор

Последние две цифры обрабатываются последним селектором. Этот селектор перемещается по вертикали в соответствии с набранной четвертой цифрой, а затем перемещается по горизонтали в соответствии с последней цифрой, так как больше нет цифр, чтобы подключить его к какому-либо другому разъему. Последняя набранная цифра устанавливает электрическое соединение с вызываемым абонентом.

Поскольку последний селектор реагирует как на цифры в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях, в отличие от групповых селекторов, этот последний селектор также называется Numerical Selector. Если вызываемый абонент свободен, как это определено по сигналу на соответствующем банковском контакте, конечный селектор отправляет сигнал вызова вызываемому абоненту и тональный сигнал вызова вызывающему абоненту.

Когда вызываемый абонент поднимает трубку, сигнал вызова и сигнал вызова, подаваемые до этого момента, отключаются, а схемы учета вызовов включаются схемами управления, связанными с конечными селекторами. В противном случае, если обнаруживается, что вызываемый абонент занят на какой-либо другой линии, то последний селектор отправляет тональный сигнал занятости вызывающему абоненту. На любом этапе переключения, если на следующем этапе нет свободного переключателя, вызывающему абоненту возвращается тональный сигнал «занято».

Магниты и механические связи, используемые для вращения валов по вертикали и горизонтали при подключении вызова, освобождают магнит (обычно называемый освобождающим магнитом), а якорь освобождает вал после завершения вызова.

В этой главе мы обсудим, как работает общая подсистема управления в телекоммуникационных коммутационных системах и сетях.

Для установления вызовов между различными телефонными станциями, которые в дальнейшем могут вести к междугородным вызовам, была разработана система коммутации Crossbar, и первый патент был выдан в 1915 году. Однако AT&T разработала первую систему коммутации Crossbar в 1938 году. система представила Common Control Subsystem в его системе коммутации.

Чтобы понять это, давайте разберемся с проблемой, создаваемой мультиобменной сетью системы Strowger.

Мультиобменная сеть

Когда необходимо связаться с абонентом, принадлежащим к определенной сети, несколько способов могут помочь вам связаться с конкретной биржей; Кроме того, на маршруте нет ни одной, а любых бирж.

В сети с несколькими обменами маршруты, используемые для установления соединения с конкретным абонентом, время от времени различаются. В обмене Strowger, следующем за сетью с несколькими обменами, абонент должен больше заботиться о маршрутизации. Абонент должен иметь подробную информацию обо всех количествах АТС, присутствующих в маршруте. Могут возникнуть ситуации, когда от абонента может потребоваться установить соединение на других маршрутах; временами это становится обременительным.

На следующем рисунке показан пример топологии сети с несколькими обменами.

Уровень зарезервирован в каждой АТС Строуджера, где исходящие вызовы связаны с соседними АТС. С этими телефонными станциями связываются по набранным телефонным номерам при совершении звонков.

Следовательно, к недостаткам реализации сети Multi-Exchange при коммутации относятся:

• Идентификационный номер абонента меняется в зависимости от маршрута звонка.

• Пользователь должен знать топологию сети и количество коммутаторов, присутствующих в ней.

• Количество и размер вызываемого абонента варьируется в зависимости от телефонной станции, откуда исходит вызов.

Чтобы преодолеть эти проблемы, была введена общая подсистема управления.

Общая подсистема управления

Чтобы избежать осложнений и упростить абоненту выполнение вызова, в системе Common Control Sub были реализованы две основные идеи. Идеи перечислены ниже -

• Маршрутизация звонка должна осуществляться АТС, а не по набранным номерам.

• Абоненту должен быть присвоен уникальный идентификационный номер. UIN содержит номер АТС абонента и номер линии абонента.

Абоненту должен быть присвоен уникальный идентификационный номер. UIN содержит номер АТС абонента и номер линии абонента.

Идентификатор биржи + идентификатор линии подписчика

Это комбинация кода STD (Subscriber Trunk Dialing) и номера абонента; считайте это физическим адресом линии. Каждому пользователю назначается логический номер независимо от номера физической линии. Механизм преобразования адресов преобразует логический адрес в фактический физический адрес для установления соединения. Обработка вызовов происходит независимо от коммутационной сети.

Система Директора используется в общей подсистеме управления. Как только переведенные цифры переданы, директор может обработать другой вызов и не участвует в поддержании канала для разговора.

На следующем рисунке показана схема подсистемы общего управления, которая содержит подсистему обработки вызовов, схемы начисления платы, управление операциями, управление техническим обслуживанием и монитор событий.

Приведенная выше блок-схема представляет собой простую индикацию общей системы коммутации управления. Функции управления в системе переключения можно разделить на следующие категории.

Мониторинг событий

Секция мониторинга событий Подсистемы управления отслеживает события, происходящие вне АТС в линейных модулях, соединительных линиях, а также в модулях передачи и передачи сигналов обмена. События на line unitsare - запрос звонка и освобождение звонка. Управление реле для установления соединения с требуемой линией является событием наjunctures. Существует управление реле между АТС для подключения, а также для передачи необходимых тонов как в передающую, так и в приемную цепи на станции.inter exchange. Этот мониторинг событий может быть распределенным.

Обработка звонков

Блоки обработки вызовов содержат приемник цифр и регистр хранения, которые принимают и сохраняют номер набора от вызывающей стороны. Модули также содержат начальный и конечный переводчики. ВInitial translator это Office Code translatorкоторый определяет маршрут вызова через сеть, метод или тариф тарификации. ВFinal translator это Subscriber Code translatorкоторый определяет линейный блок, к которому должен быть подключен вызов, и категорию вызываемой линии. Зарегистрированный отправитель передает цифру маршрута и набранную цифру, используя надлежащую сигнализацию, в зависимости от требований станции назначения.

Зарядка

Это связано с оплатой звонков. Это зависит от типа абонента и услуг, которые он предоставляет. Например, некоторые услуги, такие как аварийные линии или устранение неисправностей, предоставляются бесплатно; Некоторые коммерческие службы также могут предлагать бесплатные услуги.

Эксплуатация и обслуживание

Управление и работа коммутационной сети с помощью двух основных методов, известных как Map-in-memory и Map-in-network.

Карта в памяти

Путь в этом методе определяется путем маркировки переключающих элементов на разных этапах в соответствии с набором двоичных данных, определяющих путь, тогда как блок управления передает данные. На этом этапе дается команда на собственно подключение пути. Этот метод отображения в памяти присутствует в хранимой программе управления.

Карта в сети

В этом методе поиск пути может выполняться на уровне общего блока управления, где он отмечает вход и выход, которые должны быть соединены, а фактический путь определяется коммутационной сетью. Этот метод Map-in-Network распространен на биржах Crossbar с использованием маркеров для управления.

Администрирование и обслуживание системы коммутации включает в себя такие действия, как ввод в эксплуатацию новых абонентских линий и соединительных линий, изменение прав на обслуживание абонентов и изменение планов маршрутизации в зависимости от статуса сети, которые выполняются при координации систем управления. Персонал по техническому обслуживанию выполняет такие действия по техническому обслуживанию, как надзор за правильным функционированием, выполнение тестов и измерений различных параметров линии.

В этой главе мы узнаем о технологии телефона с тональным набором номера. Когда мы говорим о технологическом развитии телефонного аппарата, на начальных этапах использовался дисковый переключатель. Медленный набор номера был одним из основных недостатков поворотного переключателя. Чтобы набрать 7-значный номер на поворотном переключателе, потребовалось 12 секунд. Пошаговые переключающие элементы системы переключения Строуджера не могут реагировать на скорости выше 10-12 импульсов в секунду.

Он использует технологию DTMF, до которой pulse dialingиспользовалась техника. В методе импульсного набора, который также называетсяLoop disconnectтехника, повторное подключение и отключение линий выполняется, как щелчки переключателя; биржа интерпретирует это как набранный номер в зависимости от количества нажатий.

Необходимость тонального набора

С внедрением подсистем Common Control на коммутационных станциях появилась возможность повышения скорости набора. Следовательно, новая система, названнаяTouch-tone dialingбыл разработан в телефонии для замены поворотного переключателя; считалось, что это принесет пользу заказчику за счет более высокой скорости. Это также устранило недостатки ограниченного использования и ограниченной пропускной способности сигналов наряду с более низкой скоростью.

Импульсный набор ограничен сигнализацией между станцией и абонентом, но не между двумя абонентами, что называется сквозной сигнализацией. End-to-End signaling является желательной функцией и возможна только в том случае, если сигнализация осуществляется в полосе частот речи, так что сигнальная информация может быть передана в любую точку телефонной сети, в которую может быть передан голос.

Поэтому вместо неудобства использования дискового переключателя был введен телефон с тональным набором номера. Разработка телефона с тональным набором номера произошла примерно в 1950 году. Однако его использование началось примерно в 1964 году. На следующем рисунке показан практичный телефон с тональным набором номера.

Приведенный выше рисунок поможет вам понять, что поворотный переключатель заменен кнопочной клавиатурой, где кнопки, если их коснуться для «нажатия» кнопки, будут генерировать частоты, связанные с набранным номером. Заменено беспроблемное вращение, и к этой кнопочной клавиатуре добавлена ​​функция повторного набора номера, где набранный номер сохраняется до тех пор, пока не будет набран другой номер. Это упростило процесс повторного набора 7-значного номера снова.

Как работает телефон с тональным набором номера?

Нажатие кнопки на телефоне с тональным набором номера указывает номер, набранный с использованием определенных частот. “Touching” или легкое нажатие числа генерирует «тон», который представляет собой комбинацию двух частот, одну из нижней полосы, а другую из верхней.

Например, при нажатии кнопки 9 создаются две частоты, такие как 852 Гц нижняя частота и 1477 Гц верхняя частота. Схема тонального набора с двумя частотами показана ниже.

Набор номера DTMF (двухтональный многочастотный набор) может быть выполнен с помощью метода тонального набора, как показано выше. Поскольку две частоты, одна из которых выше, а другая ниже, передаются одновременно в методе тонального набора, это называетсяDual-tone Multi Frequency (DTMF)набор номера. Два генерируемых сигнала имеют длительность 100 мс, которые выбираются нажатием клавиши в матрице, как показано выше. Для каждого ключа используется уникальная ссылка путем выбора одной из четырех частот нижней полосы, связанных со строками матрицы, в сочетании с выбором одной из трех частот верхней полосы, связанных со столбцом матрицы.

Соображения по дизайну

Соображения дизайна

• Выбор кода
• Разделение полос
• Выбор частот
• Выбор уровней мощности
• Продолжительность сигнализации

В choice of code для тональной сигнализации должна быть такая, чтобы имитация кодовых сигналов музыкой и речью была затруднена.

Рассмотрим следующие причины разделения band двух частот -

• В приемнике для разделения частотных групп используется полосовая фильтрация; это помогает простым способом определить конкретные частоты.

• Простая регулировка амплитуды каждой частотной составляющей отдельно.

• Ограничители могут использоваться для защиты действия каждой частоты отдельно.

• Снижена вероятность ложного ответа.

Характеристики затухания и искажения задержки в цепях телефонной сети определяют choice of frequencies. Желательны плоская амплитудная характеристика с очень низким затуханием и равномерная задержка с низким значением относительной задержки. Хотя конструкция достаточно высока для надежности,choice of power levelsследует планировать в соответствии с характеристиками затухания в канале. Вsignal duration хотя неэффективно, дольше и помогает бороться с разговорами.

Внутренний механизм

Внутренний механизм приемника тонального набора можно объяснить простой блок-схемой, которая содержит разделительный фильтр полосы (BSF), ограничители (L), схемы селектора (S) и детекторы (D), которые выдают низкочастотную полосу (LBF). сигналов и сигналов высокой частоты (HBF), как указано ниже.

Фильтр разделения полос, присутствующий в приемнике, используется для разделения частотных групп. Это помогает определить конкретные частоты по отдельности. Кроме того, фильтр также регулирует амплитуды каждого компонента. Затем сигнал достигает ограничителя, который имеет на входе две частоты. Он пропускает через него доминирующий сигнал, минуя слабый. Если оба сигнала имеют одинаковую силу, выходной сигнал ограничителя намного ниже полного выхода, и ни один из сигналов не доминирует.

Селекторы, присутствующие в схеме, предназначены для распознавания сигнала, когда он попадает в заданную узкую полосу пропускания и имеет амплитуду в диапазоне 2,5 дБ от полного выходного сигнала ограничителя. И цепи ограничителя, и селектора эффективно распознают разницу междуtouch-tone и voice signal, чтобы избежать разговоров. Для дальнейшего улучшения вместо фильтров с разделением полос иногда используются фильтры исключения полосы, поскольку они позволяют широкому спектру речи проходить через фильтры. Сигналы высоких и низких частот поступают на выход отдельно через выходы детектора.

В этой главе мы обсудим концепцию перекрестного переключения. Биржи Crossbar были разработаны в 1940-х годах. Они обеспечивают полный доступ и неблокирующие возможности с помощью переключателей Crossbar и общего оборудования управления, используемого в коммутаторах Crossbar. Активные элементы называютсяCrosspointsпомещаются между входной и выходной линиями. В общих системах коммутации управления разделение между операциями переключения и управления позволяет использовать коммутационные сети группой общих переключателей управления для установления множества вызовов одновременно на совместной основе.

Особенности поперечных переключателей

В этом разделе мы обсудим различные функции поперечных переключателей. Функции кратко описаны ниже -

• При обработке звонка общая система управления помогает в совместном использовании ресурсов.

• Конкретные функции маршрутизации обработки вызовов встроены в логические компьютеры Wire.

• Гибкая конструкция системы помогает в выборе подходящего соотношения, допустимого для конкретного переключателя.

• Меньшее количество движущихся частей упрощает обслуживание переключающих систем Crossbar.

Система коммутации Crossbar использует общие сети управления, которые позволяют сети коммутации выполнять мониторинг событий, обработку вызовов, начисление платы, эксплуатацию и обслуживание, как обсуждалось ранее. Общий контроль также обеспечивает единообразную нумерацию абонентов в многоабонентской зоне, такой как большие города, и маршрутизацию вызовов с одной станции на другую с использованием одних и тех же промежуточных станций. Этот метод помогает избежать недостатков, связанных с пошаговым методом переключения, благодаря уникальному процессу приема и сохранения полного номера для установления соединения вызова.

Матрица переключения поперечины

Расположение перекладин представляет собой матрицу, которая образована наборами контактов MXN, расположенными в виде вертикальных и горизонтальных полос с точками контакта в местах их пересечения. Им нужно около M + N активаторов, чтобы выбрать один из контактов. Расположение матрицы Crossbar показано на следующем рисунке.

Матрица Crossbar содержит массив горизонтальных и вертикальных проводов, показанных на следующем рисунке сплошными линиями, которые оба подключены к изначально разнесенным точкам контакта переключателей. Горизонтальные и вертикальные полосы, показанные пунктирными линиями на приведенном выше рисунке, механически соединены с этими точками контакта и прикреплены к электромагнитам.

Точки пересечения, расположенные между входными и выходными линиями, имеют электромагниты, которые при включении питания замыкают контакт пересечения двух полос. Это заставляет две планки приблизиться и держаться. Следующий рисунок поможет вам понять, какой контакт был установлен в точках пересечения.

При подаче напряжения электромагниты тянут маленькие магнитные пластины на стержнях. Электромагнит управления колонкой притягивает магнит на нижнем стержне, в то время как электромагнит управления рядами притягивает магнит на верхнем стержне. Во избежание перехвата различных точек пересечения в одной и той же цепи выполняется процедура установления соединения. В соответствии с этой процедурой сначала может быть подано напряжение на горизонтальную или вертикальную полосу, чтобы установить контакт. Однако для разрыва контакта сначала обесточивают турник; за этим следует обесточенная вертикальная полоса.

Поскольку всем станциям разрешено подключаться ко всем возможным соединениям, пока вызываемая сторона свободна, это перекрестное переключение называется Non-Blocking Crossbar configuration, что требует N2 коммутационных элементов для N абонентов. Таким образом, точек пересечения будет намного больше, чем подписчиков. Например, для 100 подписчиков потребуется 10 000 точек пересечения. Это означает, что этот метод можно применить к группе, имеющей небольшое количество подписчиков.

Есть внешний переключатель, называемый Marker;он может управлять множеством переключателей и обслуживать множество регистров. Переключатель определяет работу магнитов, таких как магнит выбора и магнит моста, которые должны быть включены и отключены для подключения и отключения абонента соответственно.

Диагональная матрица пересечения

В матрице, поскольку 1,2,3,4 обозначают входные линии, а 1 ', 2', 3 ', 4' указывают выходные линии тех же абонентов, если соединение должно быть установлено между 1-м и 2-м абонентами, тогда 1 и 2 'могут быть соединены или 2 и 1' могут быть соединены с помощью точек пересечения. Точно так же, когда необходимо установить соединение между 3 и 4, тогда 3-4 'Crosspoint или 4-3' Crosspoint могут выполнить эту работу. Следующий рисунок поможет вам понять, как это работает.

Теперь диагональные части - это точки пересечения, снова подключающиеся к тому же абоненту. Линия, которая уже подключена к терминалу, не нуждается в повторном подключении к тому же терминалу. Следовательно, диагональные точки также не нужны.

Таким образом, понятно, что для количества подписчиков N, если также учитывать диагональные точки, общее количество точек пересечения будет,

$$\frac{N\left ( N+1 \right )}{2}$$

Для количества абонентов N, если точки диагонали not считается, тогда общее количество точек пересечения будет,

$$\frac{N\left ( N-1 \right )}{2}$$

По мере увеличения числа узлов N точки пересечения пропорционально увеличиваются до N2. Точки пересечения всегда будут линейными. Следовательно, поскольку можно рассматривать либо нижнюю, либо верхнюю часть диагональных точек в матрице, вся матрица с учетом нижней части теперь будет такой, как показано на следующем рисунке.

Это называется Diagonal Crosspoint Matrix. Матрица имеет треугольный формат и может быть названа Triangular Matrix или Two-way Matrix. Диагональная точка пересечения

матрица полностью подключена. Когда третий абонент инициирует вызов четвертому абоненту, то сначала активируется горизонтальная полоса третьего абонента, а затем активируется вертикальная полоса четвертого абонента. Диагональная матрица Crosspoint - это неблокирующая конфигурация. Основным недостатком этой системы является то, что отказ одного коммутатора сделает некоторые абоненты недоступными.

Переключатель Crosspoint - это абстрактное понятие любого переключателя, такого как переключатель времени или пространства. Если N подключений могут быть выполнены одновременно в матрице переключателей NXN, это называетсяNon-blocking Switch. Если в некоторых или во всех случаях количество выполненных подключений меньше N, то это называетсяBlockingпереключатель. Эти блокирующие переключатели работают с использованием нескольких переключателей, и такие сети называютсяLine frames.

В этой главе мы обсудим, как работает конфигурация переключателя Crossbar. Конфигурации коммутатора Crossbar - это неблокирующие конфигурации, которые имеют N2 коммутирующих элементов для N абонентов и могут выполнять N / 2 одновременных разговора. Использование Crosspoint зависит от вызывающего абонента.

Это модифицированная неблокирующая схема с диагональной матрицей точек пересечения, как обсуждалось выше, имеющей N (N-1) / 2 элементов. Количество элементов такое же, как и в полностью подключенной сети. Соединение в этом методе устанавливается путем подачи питания сначала на горизонтальную полосу, а затем на вертикальную. Однако эта неблокирующая схема имеет несколько недостатков, таких как:

• Требуется большое количество переключающих элементов.
• На практике это сложно реализовать.
• Это не рентабельный процесс.

Чтобы преодолеть эти недостатки, была введена блокирующая переключающая планка.

Блокирующие поперечные переключатели

Основная цель блокировки переключателей Crossbar - уменьшить количество переключателей Crosspoint. Есть одноступенчатые и многоступенчатые переключатели. Количество коммутаторов Crosspoint можно уменьшить с помощью двух различных методик. В первом способе два подписчика используют одну вертикальную полосу. При этом количество полосок будет уменьшено, но количество переключателей пересечения останется прежним. Второй метод - это когда все подписчики разделяют несколько вертикальных полос. Благодаря этому уменьшается количество полос и переключателей Crosspoint.

Способ 1

Этот метод содержит 2NK переключатели, где N количество подписчиков и Kколичество одновременных подключений. Четыре полоски используются для установления соединения. Если необходимо установить соединение между A и B, то сначала подается питание на горизонтальную полосу A, а затем на одну из свободных вертикальных полос, скажем, на P. Теперь точка доступа Crosspoint зафиксирована. Если сейчас на горизонтальную штангу B подано напряжение, BP не будет зафиксирован, так как вертикальная полоса P будет запитана до подачи питания на B. Чтобы соединить A и B, нам понадобится еще одна вертикальная перемычка, которая должна электрически соответствовать вертикальной полосе P, то есть P ', как показано на следующем рисунке. Когда этот P 'запитывается после B, точка пересечения BP' фиксируется, и устанавливается соединение между A и B.

Подключения показаны на следующем рисунке.

Следовательно, шаги, связанные с установлением соединения, выполняются в следующей последовательности:

• Включите турник A
• Вертикальная полоса под напряжением P
• Обесточить турник А
• Включите турник B
• Подайте напряжение на свободную вертикальную полосу P '(ассоциированную с P)

• Обесточить турник B

Способ 2

Этот метод содержит NK переключатели, где N количество подписчиков и Kколичество одновременных подключений. Здесь три полоски служат для установления соединения. Если необходимо установить соединение между A и B, то сначала активируются горизонтальные стержни A и B, а затем одна из свободных вертикальных полос, скажем, P, находится под напряжением. Теперь соединение устанавливается с использованием только одной вертикальной полосы P вместо двух. Горизонтальные стержни A и B теперь обесточены.

Подключения показаны на следующем рисунке.

Следовательно, установление соединения происходит в следующей последовательности:

• Подайте напряжение на турники A и B
• Вертикальная полоса под напряжением P
• Обесточить турники А и В

Поддержка линии передачи

В этом разделе мы обсудим, как работает служба поддержки Transfer Line. Переключатели перекрестного типа как с блокировкой, так и без блокировки могут поддерживать линии передачи. Это достигается за счет введения дополнительных вертикальных поперечин и переключателей точек пересечения.

Есть два метода добавления дополнительных вертикальных поперечин и переключателей точек пересечения.

• Внутренняя неблокировка и внешняя блокировка
• Блокировка как локальных, так и внешних

Внутренний неблокирующий и внешний метод блокировки показан на рисунке ниже.

Переключатель, показанный во внутренней неблокировке, имеет две линии передачи. Количество переключателей Crosspoint в этом случае равноN(N+L), где N количество подписчиков, L - количество линий передачи.

Метод блокировки как локальной, так и внешней показан на рисунке ниже.

Переключатель, показанный на рисунке выше, блокирует как внутреннюю, так и внешнюю связь с двумя одновременными внутренними и двумя одновременными внешними вызовами. Количество переключателей Crosspoint в этом случае равно N(2K+L), где N - количество абонентов, L - количество линий передачи и K - это количество одновременных вызовов, которое может поддерживаться локально.

В этой главе мы обсудим технологию коммутации в телекоммуникационных коммутационных системах и сетях.

Система Crossbar в основном состоит из переключателей Crosspoint, что увеличивает стоимость системы. Стоимость системы Crossbar увеличивается прямо пропорционально количеству Crosspoint.

Проблемы для технологии Crosspoint

В этом разделе мы обсудим проблемы, связанные с технологией Crosspoint. Проблемы описаны ниже -

• Уменьшение размера точки пересечения
• Снижение стоимости точки пересечения
• Импровизация времени переключения

В процессе поиска решений существующих проблем технология Crosspoint развивалась. Технология Crosspoint - это сочетание двух связанных технологий. Технологии -

• Electromechanical
• Electronic

В приведенной ниже блок-схеме показаны различные категории технологии Crosspoint:

В наших последующих разделах мы обсудим больше о связанных технологиях.

Электромеханическая перекрестная технология

Электромеханические переключатели с перекрестными точками, которые могут замыкать и размыкать контакты за 1-10 мсек в течение нескольких миллионов раз без какого-либо износа, широко используются даже сегодня. Широко используются два типа переключателей:Mini switches и Reed relay.

Мини-переключатели

Эти переключатели изготовлены из драгоценного металла, такого как палладий, что делает контакты более тихими, благодаря их раздвоенной конструкции и высокой устойчивости к коррозии для долговечной конструкции. Эти переключатели с механической фиксацией используют для этой цели V-образные пазы и очень надежны в коммутационных системах Crossbar.

Эти переключатели, установленные на поперечинах, перемещаются по горизонтали и вертикали для установления и отключения контактов с временем переключения 8-10 мс.

Герконовые переключатели реле

Чтобы сократить использование механических переключателей и увеличить срок их службы, были введены герконовые реле. Эти переключатели состоят из контактов из магнитного материала, запечатанных в стеклянной трубке; это защищает контакты от загрязнения. На следующем рисунке показана конструкция герконового реле.

Герконовый переключатель реле может иметь электрическую или механическую фиксацию; он содержит контакты, очень близко расположенные друг к другу, со смещением 0,2 мм, что обеспечивает быструю скорость переключения 1 мс. Конструкция этого реле такова, что стеклянная трубка окружена парой катушек, и когда ток проходит через обе катушки одновременно, создается поле. Это дополнительно приводит к совместному перемещению герконов. Пока он включен, электрическое соединение фиксируется, и ток проходит через катушку.

При магнитной фиксации гистерезис магнитного материала определяет характеристики. Требуемые магнитные полюсные наконечники могут быть размещены вне стекла, или контакты могут действовать как полюса, если выбрать подходящий ферромагнитный материал. Герконовое реле называетсяremreed из-за остаточного свойства контактных полос. Остаточный намагниченность позволяет контактам оставаться неповрежденными даже после снятия токов, и, следовательно, для размыкания контактов необходимо подавать размагничивающий ток.

Эти герконовые реле размещаются в каждой точке пересечения для построения матрицы точек пересечения. Выбор точки пересечения достигается путем последовательного соединения одной из обмоток катушки каждого реле с его вертикальным соседом, а другой обмотки - последовательно с его горизонтальным соседом. Геркон срабатывает, когда выбирается требуемая точка пересечения, путем одновременной пульсации соответствующих вертикальных и горизонтальных полос.

Организация обмена Crossbar

Организация обмена Crossbar состоит из трех основных строительных блоков, таких как кадры ссылок, контрольные маркеры и регистры. Фреймы ссылок содержат первичный и вторичный этапы, имеющие перекладины, связанные между собой связями. Эта двухступенчатая схема со связями дает эффект увеличения количества выходов для данного количества входов. Если количество выходов велико, то и избирательность выше.

Организация обмена Crossbar состоит из трех основных строительных блоков, таких как кадры ссылок, контрольные маркеры и регистры. Фреймы ссылок содержат первичный и вторичный этапы, имеющие перекладины, связанные между собой связями. Эта двухступенчатая схема со связями дает эффект увеличения количества выходов для данного количества входов. Если количество выходов велико, то и избирательность выше.

Двумя основными разделами организации Crossbar Exchange являются:

Линейный блок

Кадры линейных ссылок вместе с соответствующими маркерами и регистрами могут быть названы Line Unit. Линейные блоки - это устройства двусторонней связи, которые помогают в инициировании и завершении вызовов. Из-за возможности двусторонней связи вторичная секция в кадре линейного соединения называется оконечной секцией. Абонентские линии оканчиваются на выходах рам оконечных секций.

Группа Unit

Кадр магистрального канала вместе со связанной с ним схемой можно назвать Group Unit.Кадр магистрального канала может быть подразделен на два или три кадра канала, например кадр канала локального офиса и кадр входящего канала и т. Д. Групповой блок - это однонаправленное устройство, которое принимает вызовы от линейного блока или от удаленных станций. Он способен обрабатывать местные, исходящие, входящие, оконечные и транзитные вызовы.

Обработка звонков

Упрощенная организация обмена кроссбаром показана на следующем рисунке.

Обработка вызовов в коммутаторе Crossbar выполняется в три этапа, которые называются предварительный выбор, выбор группы и выбор линии.

Предварительный выбор

Исходный маркер выполняет предварительный выбор. Когда вызывающий абонент поднимает трубку, слышен гудок. Регистр посылает этот сигнал. Этот этап, который начинается от снятия трубки до отправки тонального сигнала, называетсяPre-Selection.

Выбор группы

Когда слышен гудок, можно набирать номер. Вызов переключается в желаемом направлении, как было решено, в соответствии с кодом, предоставленным переводчиком. Этот этап выбора нужной группы для совершения звонка называетсяGroup Selection.

Выбор линии

После набора номера вызывающий абонент соединяется с вызываемым абонентом с помощью маркера завершения. Линия вызываемого абонента контролируется оконечным маркером, который также устанавливает звонок на линии. Этот этап выбора линии нужного абонента можно назватьLine Selection.

С помощью этих трех разделов вызов может быть соединен и обработан в коммутаторе Crossbar.

В этой главе мы обсудим управление хранимой программой в телекоммуникационных коммутационных системах и сетях. Для повышения эффективности и скорости управления и сигнализации при коммутации было введено использование электроники. ВStored Program Control, коротко SPCэто концепция электроники, которая привела к изменениям в телекоммуникациях. Он позволяет использовать такие функции, как сокращенный набор номера, переадресация вызова, ожидание вызова и т. Д. Концепция управления хранимыми программами заключается в том, что программа или набор инструкций для компьютера хранится в его памяти, а инструкции выполняются автоматически одна за другой процессором. .

Поскольку функции управления обменом выполняются с помощью программ, хранящихся в памяти компьютера, это называется Stored Program Control (SPC). На следующем рисунке показана базовая структура управления телефонной станции SPC.

Процессоры, используемые SPC, разработаны с учетом требований биржи. Процессоры дублируются; а использование более одного процессора делает процесс надежным. Отдельный процессор используется для обслуживания системы коммутации.

Есть два типа SPC -

• Централизованный SPC
• Распределенный SPC

Централизованный SPC

В предыдущей версии централизованного SPC для выполнения функций обмена использовался один главный процессор. Двойной процессор заменил один главный процессор на более позднем этапе развития. Это сделало процесс более надежным. На следующем рисунке показана организация типичного централизованного SPC.

Двухпроцессорная архитектура может быть настроена для работы в трех режимах, например:

• Режим ожидания
• Синхронный дуплексный режим
• Режим распределения нагрузки

Режим ожидания

Как следует из названия, в двух имеющихся процессорах один процессор активен, а другой находится в режиме ожидания. Процессор в дежурном режиме используется как резервный, на случай выхода из строя активного. В этом режиме обмена используется вторичная память, общая для обоих процессоров. Активный процессор периодически копирует состояние системы и сохраняет во вторичной памяти оси, но процессоры напрямую не подключены. Программы и инструкции, относящиеся к функциям управления, рутинным программам и другой необходимой информации, хранятся во вторичной памяти.

Синхронный дуплексный режим

В режиме синхронного дуплекса два процессора подключены и работают синхронно. Подключены два процессора P1 и P2, и используются отдельные запоминающие устройства, такие как M1 и M2. Эти процессоры связаны для обмена сохраненными данными. Между этими двумя процессорами используется компаратор. Компаратор помогает сравнивать результаты.

Во время нормальной работы оба процессора работают индивидуально, получая всю информацию из обмена, а также связанные данные из своей памяти. Однако обмен контролирует только один процессор; другой остается синхронизированным с предыдущим. Компаратор, который сравнивает результаты обоих процессоров, определяет, возникает ли какая-либо неисправность, а затем выявляется неисправный процессор среди них, работая с ними по отдельности. Неисправный процессор вводится в эксплуатацию только после устранения неисправности, а другой процессор тем временем обслуживается.

Режим распределения нагрузки

В режиме распределения нагрузки задача распределяется между двумя процессорами. В этом режиме вместо компаратора используется исключающее устройство (ED). Процессоры требуют от ED совместного использования ресурсов, чтобы оба процессора не искали один и тот же ресурс одновременно.

В этом режиме одновременно активны оба процессора. Эти процессоры разделяют ресурсы обмена и нагрузки. В случае выхода из строя одного из процессоров, второй берет на себя всю нагрузку обмена с помощью ED. При нормальной работе каждый процессор обрабатывает половину вызовов на статистической основе. Однако оператор обмена может изменять загрузку процессора в целях обслуживания.

Распределенный SPC

В отличие от электромеханических переключателей и централизованного SPC, внедрение распределенного SPC позволило предоставить широкий спектр услуг. Этот SPC имеет отдельные небольшие процессоры, называемыеRegional Processorsкоторые имеют дело с разными работами, а не с одним или двумя процессорами, работающими над всем, как в централизованной системе. Однако, когда от этих региональных процессоров требуется выполнение сложных задач, централизованный SPC помогает, направляя их.

Распределенный SPC имеет большую доступность и надежность, чем Централизованный SPC, поскольку все функции управления обменом могут быть разложены по горизонтали или вертикали для распределенной обработки. Такое распределенное управление, при котором коммутационное оборудование разделено на части, каждая из которых имеет собственный процессор, показано на рисунке ниже.

Среда обмена при вертикальной декомпозиции делится на несколько блоков, и каждый блок назначается процессору, который выполняет все функции управления, относящиеся к конкретному блоку оборудования, тогда как каждый процессор при горизонтальной декомпозиции выполняет одну или несколько функций управления обменом.

В этой главе мы узнаем о программной архитектуре телекоммуникационных систем и сетей коммутации.

Программное обеспечение систем SPC для лучшего понимания можно разделить на две категории: System Software и Application Software. Архитектура программного обеспечения имеет дело с системной программной средой SPC, включая языковые процессоры. Многие функции наряду с обработкой вызовов являются частью операционной системы, в которой выполняются операции и функции управления.

Обработка вызовов - это основная функция обработки, ориентированная на события. Событие, которое происходит на абонентской линии или соединительной линии, запускает обработку вызова. Установление вызова не выполняется за одну непрерывную последовательность обработки на АТС. Весь этот процесс соответствует многим элементарным процессам, которые длятся несколько десятков или сотен миллисекунд, и многие вызовы обрабатываются как таковые одновременно, и каждый вызов обрабатывается отдельнымProcess. Процесс - это активная сущность, которая являетсяprogram in execution, иногда даже называемый task.

Процесс в многопрограммной среде

В этом разделе мы увидим, что такое процесс в среде мультипрограммирования. Процесс в многопрограммной среде может быть одним из следующих:

• Running
• Ready
• Blocked

Состояние процесса определяется его текущей активностью и процессом, который он выполняет, а также переходами, которые претерпевает его состояние.

• Говорят, что процесс running, если инструкция в данный момент выполняется процессором.

• Говорят, что процесс ready если следующая инструкция запуска процесса ожидает или у нее истекло время ожидания.

• Говорят, что процесс blocked, если он ожидает возникновения какого-либо события, прежде чем он сможет продолжить.

На следующем рисунке показан процесс, который показывает переход между запущенным, готовым и заблокированным.

Пока некоторые процессы находятся в рабочем состоянии, некоторые будут в состоянии готовности, а другие заблокированы. Процессы в готовом списке будут соответствовать приоритетам. Заблокированные процессы неупорядочены, и они разблокируются в том порядке, в котором ожидаются события. Если процесс не выполняется и ожидает какой-либо другой инструкции или ресурса, процессорное время сохраняется путем помещения такого процесса в список готовности и будет разблокирован, когда его приоритет будет высоким.

Блок управления процессом

Блок управления процессом представляет каждый процесс в операционной системе. PCB - это структура данных, содержащая следующую информацию о процессе.

• Текущее рабочее состояние процесса

• Приоритет процессов, находящихся в состоянии готовности

• Параметры расписания ЦП

• Сохраняет содержимое ЦП, когда процесс прерывается

• Выделение памяти процессу

• Присутствуют детали процесса, такие как его номер, использование ЦП и т. Д.

• Состояние событий и ресурсов ввода-вывода, связанных с процессом

PCB имеет всю информацию о процессах, которые будут выполняться следующими, когда она получит процессор. Регистры CPU включаютProgram Status Word (PSW), который содержит адрес следующей инструкции, которая должна быть выполнена, типы прерываний, разрешенных или отключенных в данный момент, и т. Д.

Пока ЦП выполняет некоторый процесс, этот процесс необходимо переключить, когда текущий выполняющийся процесс блокируется или происходит событие или прерывание, которое запускает процесс с высоким приоритетом. Такая ситуация называетсяProcess Switching, который также известен как Context Switching. Такой механизм приоритета прерывания описан на следующем рисунке.

Если процесс Aсканирует определенную линию абонента и находит ее свободной, затем процесс устанавливает соединение с этим абонентом. Однако, если другой процесс B заявляет о приоритете и устанавливает вызов с тем же абонентом в одно и то же время, тогда оба процесса должны выполнять вызов одному и тому же абоненту одновременно, что не рекомендуется. Аналогичная проблема может возникнуть и с другими общими таблицами и файлами.

Информация о ресурсах обмена (транки, регистры и т. Д.) И их текущем использовании хранится в виде таблиц. Эти таблицы при необходимости используются разными процессами. Проблема возникает, когда два или более процесса выбирают одну и ту же таблицу одновременно. Эту проблему можно решить, предоставив каждому процессу доступ к общей таблице.

Совместное использование ресурсов

Каждый раз, когда процесс использует общую таблицу или какой-либо общий ресурс, все остальные процессы, которым это необходимо, должны оставаться в ожидании. Когда запущенный процесс завершит использование ресурса, он будет выделен первому процессу готовности с приоритетом, который будет ждать. Этот процесс использования общих ресурсов называетсяMutual Exclusion. Говорят, что процесс, который обращается к общему ресурсу, находится в егоCritical Section или же Critical Region. Взаимное исключение подразумевает, что только один процесс может находиться в критической области в любом случае для данного общего ресурса. Кодирование процесса в критическом разделе выполняется очень тщательно, чтобы не было бесконечных циклов. Это помогает избежать блокировки процесса. Проделанная работа более точная и эффективная. Это помогает другим ожидающим процессам.

Если два процесса в семафоре должны совместно использовать общий ресурс, он совместно используется ими в течение определенных интервалов времени. Пока один использует ресурс, другой ждет. Теперь, ожидая, чтобы быть синхронизированным с другим, он читает задачу, которая была написана до этого. Это означает, что состояние этого процесса должно быть отличным от нуля и должно продолжать увеличиваться, иначе оно будет отправлено в список заблокированных. Процессы, которые находятся в списке заблокированных, накладываются друг на друга, и им разрешается использовать ресурс в соответствии с приоритетом.

На следующем рисунке показано, как работает этот процесс -

Если два или более процессов в семафоре ждут ресурса бесконечно и не получают ноль для возврата в состояние блока, в то время как другие процессы ждут в заблокированном состоянии использования того же ресурса, пока ни один из них не может использовать ресурс, но ждет, например состояние называется Deadlock State.

Эти методы были разработаны для предотвращения, предотвращения, обнаружения и восстановления взаимоблокировок. Таким образом, они охватывают основные функции операционной системы для переключения процессоров.

Производство программного обеспечения

Производство программного обеспечения SPC важно из-за его сложности и размера программного обеспечения, а также его долгого срока службы и надежности, доступности и переносимости.

Производство программного обеспечения - это отрасль разработки программного обеспечения, которая занимается проблемами, возникающими при производстве и обслуживании крупномасштабного программного обеспечения для сложных систем. Практика разработки программного обеспечения делится на четыре этапа. Эти этапы составляют производство программных систем.

• Функциональные характеристики
• Официальное описание и подробные характеристики
• Кодирование и проверка
• Тестирование и отладка

Прикладное программное обеспечение системы коммутации может быть разделено на программное обеспечение для обработки вызовов, административное программное обеспечение и программное обеспечение для обслуживания; Пакеты прикладного программного обеспечения системы коммутации используют модульную организацию.

С введением управления хранимыми программами подписчикам может быть предоставлено множество новых или улучшенных услуг. Множество видов расширенных услуг, таких как сокращенный набор, записанные телефонные звонки или звонки без набора номера, обратный звонок, когда бесплатный, переадресация звонков, ответ оператора, запись звонящего номера, ожидание звонка, удержание консультации, конференц-звонки, автоматический будильник, запрет ЗППП, злонамеренный звонок трассировка и т. д. все вводятся с этими изменениями в телефонии.

Многоступенчатые сети

Многоступенчатые сети - это сети, построенные для более эффективного обеспечения соединений между большим количеством абонентов, чем системы коммутации Crossbar.

Сети коммутации Crossbar, обсужденные ранее, имеют некоторые ограничения, как описано ниже -

• Количество точек пересечения будет квадратом количества подключенных станций, и, следовательно, это дорого для большого коммутатора.

• Отказ Crosspoint препятствует соединению с теми двумя абонентами, между которыми соединен Crosspoint.

• Даже если все подключенные устройства активны, используются только несколько точек пересечения.

Чтобы найти решение для субсидирования этих недостатков, были построены многоступенчатые переключатели с пространственным разделением. Разделив коммутатор Crossbar на более мелкие блоки и соединяя их между собой, можно построить многоступенчатые коммутаторы с меньшим количеством точек пересечения. На следующем рисунке показан пример многоступенчатого переключателя.

Многоступенчатый переключатель, подобный описанному выше, требует меньшего количества точек пересечения, чем количество точек пересечения, необходимое для коммутации кроссбаров. Согласно приведенному выше примеру для 8 (вход) и 8 (выход) различных абонентов (как вызываемых, так и вызывающих абонентов) точки пересечения, необходимые в обычной сети Crossbar, будут квадратными из них, что составляет 64. Однако в многоступенчатая сеть Crossbar, достаточно всего 40 Crosspoints. Это показано на диаграмме выше. В большом многоступенчатом переключателе Crossbar уменьшение более значительное.

Преимущества многоступенчатой ​​сети

Преимущества многоступенчатой ​​сети следующие:

• Количество поперечин уменьшено.
• Количество путей подключения может быть больше.

Недостатки многоступенчатой ​​сети

Недостатки многоступенчатой ​​сети следующие:

• Многоступенчатые переключатели могут вызвать Blocking.

• Если увеличить количество или размер промежуточных переключателей, можно решить эту проблему, но с этим возрастет стоимость.

Блокировка

Блокировка уменьшает количество точек пересечения. Следующая диаграмма поможет вам лучше понять блокировку.

На приведенном выше рисунке, где имеется 4 входа и 2 выхода, абонент 1 был подключен к линии 3, а абонент 2 был подключен к линии 4. Линии красного цвета обозначают соединения. Однако запросов будет больше; запрос вызова от абонента 3 и абонента 4, если он сделан, не может быть обработан, так как вызов не может быть установлен.

Подписчики вышеупомянутого блока также (как показано на диаграмме выше) сталкиваются с той же проблемой. Одновременно можно подключать только два блока; подключение более двух или всех входов невозможно (так как это зависит от количества имеющихся выходов). Следовательно, несколько соединений не могут быть установлены одновременно, что понимается как блокировка вызовов.

В этой главе мы обсудим методы коммутации в телекоммуникационных коммутационных системах и сетях.

В больших сетях может существовать более одного пути для передачи данных от отправителя к получателю. Выбор пути, по которому данные должны пройти из доступных опций, можно понимать какSwitching. Информация может переключаться при перемещении между различными каналами связи.

Для цифрового трафика доступны три типичных метода коммутации. Они -

• Переключение цепей
• Переключение сообщений
• Пакетная коммутация

Давайте теперь посмотрим, как работают эти методы.

Переключение цепей

При коммутации каналов два узла связываются друг с другом по выделенному каналу связи. В нем устанавливается цепь для передачи данных. Эти цепи могут быть постоянными или временными. Приложения, использующие переключение цепей, могут проходить через три фазы. Различные фазы -

• Создание цепи
• Перенос данных
• Отключение цепи

На следующем рисунке ниже показана схема переключения цепей.

Коммутация каналов была разработана для голосовых приложений. Телефон - лучший подходящий пример коммутации каналов. Прежде чем пользователь сможет совершить вызов, по сети устанавливается виртуальный путь между вызываемым абонентом и вызывающим абонентом.

К недостаткам коммутации схемы относятся -

• Время ожидания длится долго, а передачи данных нет.
• Каждое соединение имеет выделенный путь, и это обходится дорого.
• Когда подключенные системы не используют канал, он остается свободным.

Схема схемы создается после установления соединения с использованием выделенного пути, который предназначен для передачи данных, при коммутации схемы. Телефонная система является распространенным примером техники коммутации каналов.

Переключение сообщений

При коммутации сообщений все сообщение рассматривается как блок данных. Данные передаются по всей его схеме. Коммутатор, работающий над коммутацией сообщений, сначала получает все сообщение и буферизует его до тех пор, пока не появятся ресурсы, доступные для передачи на следующий переход. Если на следующем переходе недостаточно ресурсов для размещения сообщения большого размера, сообщение сохраняется, и коммутатор ожидает.

На следующем рисунке показан образец переключения сообщений.

В этом методе данные сохраняются и пересылаются. Технику также называютStore-and-Forwardтехника. Этот метод считался заменой переключения цепей. Но задержка передачи, которая следовала за задержкой передачи сообщения от конца до конца, добавлялась к задержке распространения и замедляла весь процесс.

Коммутация сообщений имеет следующие недостатки -

• Каждому коммутатору на пути передачи требуется достаточно памяти для размещения всего сообщения.

• Из-за включенного ожидания, пока не станут доступны ресурсы, переключение сообщений происходит очень медленно.

• Коммутация сообщений не подходила для потоковой передачи мультимедиа и приложений реального времени.

Пакеты данных принимаются, даже когда сеть занята; это замедляет доставку. Следовательно, это не рекомендуется для приложений реального времени, таких как голос и видео.

Пакетная коммутация

Метод коммутации пакетов основан на коммутации сообщений, когда сообщение разбивается на более мелкие части, называемые Packets. Заголовок каждого пакета содержит информацию о переключении, которая затем передается независимо. Заголовок содержит такие сведения, как адрес источника, пункта назначения и промежуточного узла. Промежуточные сетевые устройства могут хранить пакеты небольшого размера и не занимать много ресурсов ни на пути передачи данных, ни во внутренней памяти коммутаторов.

Индивидуальная маршрутизация пакетов выполняется там, где нет необходимости отправлять общий набор пакетов по одному и тому же маршруту. По мере разделения данных пропускная способность уменьшается. Это переключение используется для преобразования скорости передачи данных.

На рисунке ниже показана схема коммутации пакетов.

На следующем рисунке показан образец коммутации пакетов.

Эффективность линии коммутации пакетов может быть повышена за счет мультиплексирования пакетов от нескольких приложений по несущей. Интернет, который использует эту коммутацию пакетов, позволяет пользователю различать потоки данных на основе приоритетов. В зависимости от списка приоритетов эти пакеты пересылаются после сохранения для обеспечения качества обслуживания.

Доказано, что метод коммутации пакетов является эффективным и широко используется при передаче голоса и данных. Ресурсы передачи распределяются с использованием различных методов, таких как статистическое мультиплексирование или динамическое распределение полосы пропускания.

Статистическое мультиплексирование

Статистическое мультиплексирование - это метод совместного использования канала связи, который используется при коммутации пакетов. Совместное связывание является переменным при статистическом мультиплексировании, тогда как оно фиксируется в TDM или FDM. Это стратегическое приложение для максимального использования полосы пропускания. Это также может повысить эффективность сети.

Выделяя полосу пропускания для каналов с действительными пакетами данных, метод статистического мультиплексирования объединяет входной трафик, чтобы максимизировать эффективность канала. Каждый поток делится на пакеты и доставляется в порядке очереди. Увеличение уровней приоритета позволяет выделить больше полосы пропускания. Временные интервалы не теряются при статистическом мультиплексировании, в то время как они теряются при мультиплексировании с временным разделением.

Сетевой трафик

Как следует из названия, сетевой трафик - это просто данные, которые перемещаются по сети в заданное время. Передача данных осуществляется в виде пакетов, где количество пакетов, переданных за единицу времени, считается нагрузкой. Управление этим сетевым трафиком включает в себя управление, приоритизацию, контроль или сокращение сетевого трафика. Объем и тип трафика в сети также можно измерить с помощью нескольких методов. Сетевой трафик необходимо отслеживать, поскольку это помогает в сетевой безопасности; высокая скорость передачи данных может вызвать повреждение сети.

Мера общей работы, выполненной ресурсом или предприятием за период (обычно 24 часа), понимается как Traffic Volumeи измеряется в Эрланг-часах. Объем трафика определяется как произведение средней интенсивности трафика и периода

$$Traffic \:\: volume = Traffic \: Intensity \times Time\: period$$

Затор

Считается, что перегрузка в сети возникла, когда нагрузка на сеть превышает ее пропускную способность. Когда размер буфера узла превышает полученные данные, трафик будет высоким. Это еще больше приводит к перегрузке. Объем данных, перемещаемых с одного узла на другой, можно назватьThroughput.

На следующем рисунке показана перегрузка.

На приведенном выше рисунке, когда пакеты данных поступают в узел от отправителей A, B и C, узел не может передавать данные получателю с большей скоростью. Возникает задержка передачи или возможна потеря данных из-за сильной перегрузки.

Когда слишком много пакетов поступает на порт в сети с коммутацией пакетов, производительность ухудшается, и такая ситуация называется Congestion. Данные ожидают передачи в очереди. Когда линия очереди используется более чем на 80%, считается, что линия очереди перегружена. Методы управления перегрузкой помогают контролировать перегрузку. На следующем графике, нарисованном между пропускной способностью и отправкой пакетов, показана разница между передачей с контролируемой перегрузкой и неуправляемой передачей.

Методы, используемые для контроля перегрузки, бывают двух типов - разомкнутый и замкнутый. Петли различаются протоколами, которые они выдают.

Открытый цикл

Механизм управления перегрузкой без обратной связи создает протоколы для avoid congestion. Эти протоколы отправляются в source и destination..

Замкнутый цикл

Механизм управления перегрузкой с обратной связью создает протоколы, которые позволяют системе войти в состояние перегрузки, а затем detect и removeскопление. Вexplicit и implicit методы обратной связи помогают в работе механизма.

В этой главе мы обсудим методы коммутации в телекоммуникационных коммутационных системах и сетях.

В больших сетях может существовать более одного пути для передачи данных от отправителя к получателю. Выбор пути, по которому данные должны пройти из доступных опций, можно понимать какSwitching. Информация может переключаться при перемещении между различными каналами связи.

Для цифрового трафика доступны три типичных метода коммутации. Они -

• Переключение цепей
• Переключение сообщений
• Пакетная коммутация

Давайте теперь посмотрим, как работают эти методы.

Переключение цепей

При коммутации каналов два узла связываются друг с другом по выделенному каналу связи. В нем устанавливается цепь для передачи данных. Эти цепи могут быть постоянными или временными. Приложения, использующие переключение цепей, могут проходить через три фазы. Различные фазы -

• Создание цепи
• Перенос данных
• Отключение цепи

На следующем рисунке ниже показана схема переключения цепей.

Коммутация каналов была разработана для голосовых приложений. Телефон - лучший подходящий пример коммутации каналов. Прежде чем пользователь сможет совершить вызов, по сети устанавливается виртуальный путь между вызываемым абонентом и вызывающим абонентом.

К недостаткам коммутации схемы относятся -

• Время ожидания длится долго, а передачи данных нет.
• Каждое соединение имеет выделенный путь, и это обходится дорого.
• Когда подключенные системы не используют канал, он остается свободным.

Схема схемы создается после установления соединения с использованием выделенного пути, который предназначен для передачи данных, при коммутации схемы. Телефонная система является распространенным примером техники коммутации каналов.

Переключение сообщений

При коммутации сообщений все сообщение рассматривается как блок данных. Данные передаются по всей его схеме. Коммутатор, работающий над коммутацией сообщений, сначала получает все сообщение и буферизует его до тех пор, пока не появятся ресурсы, доступные для передачи на следующий переход. Если на следующем переходе недостаточно ресурсов для размещения сообщения большого размера, сообщение сохраняется, и коммутатор ожидает.

На следующем рисунке показан образец переключения сообщений.

В этом методе данные сохраняются и пересылаются. Технику также называютStore-and-Forwardтехника. Этот метод считался заменой переключения цепей. Но задержка передачи, которая следовала за задержкой передачи сообщения от конца до конца, добавлялась к задержке распространения и замедляла весь процесс.

Коммутация сообщений имеет следующие недостатки -

• Каждому коммутатору на пути передачи требуется достаточно памяти для размещения всего сообщения.

• Из-за включенного ожидания, пока не станут доступны ресурсы, переключение сообщений происходит очень медленно.

• Коммутация сообщений не подходила для потоковой передачи мультимедиа и приложений реального времени.

Пакеты данных принимаются, даже когда сеть занята; это замедляет доставку. Следовательно, это не рекомендуется для приложений реального времени, таких как голос и видео.

Пакетная коммутация

Метод коммутации пакетов основан на коммутации сообщений, когда сообщение разбивается на более мелкие части, называемые Packets. Заголовок каждого пакета содержит информацию о переключении, которая затем передается независимо. Заголовок содержит такие сведения, как адрес источника, пункта назначения и промежуточного узла. Промежуточные сетевые устройства могут хранить пакеты небольшого размера и не занимать много ресурсов ни на пути передачи данных, ни во внутренней памяти коммутаторов.

Индивидуальная маршрутизация пакетов выполняется там, где нет необходимости отправлять общий набор пакетов по одному и тому же маршруту. По мере разделения данных пропускная способность уменьшается. Это переключение используется для преобразования скорости передачи данных.

На рисунке ниже показана схема коммутации пакетов.

На следующем рисунке показан образец коммутации пакетов.

Эффективность линии коммутации пакетов может быть повышена за счет мультиплексирования пакетов от нескольких приложений по несущей. Интернет, который использует эту коммутацию пакетов, позволяет пользователю различать потоки данных на основе приоритетов. В зависимости от списка приоритетов эти пакеты пересылаются после сохранения для обеспечения качества обслуживания.

Доказано, что метод коммутации пакетов является эффективным и широко используется при передаче голоса и данных. Ресурсы передачи распределяются с использованием различных методов, таких как статистическое мультиплексирование или динамическое распределение полосы пропускания.

Статистическое мультиплексирование

Статистическое мультиплексирование - это метод совместного использования канала связи, который используется при коммутации пакетов. Совместное связывание является переменным при статистическом мультиплексировании, тогда как оно фиксируется в TDM или FDM. Это стратегическое приложение для максимального использования полосы пропускания. Это также может повысить эффективность сети.

Выделяя полосу пропускания для каналов с действительными пакетами данных, метод статистического мультиплексирования объединяет входной трафик, чтобы максимизировать эффективность канала. Каждый поток делится на пакеты и доставляется в порядке очереди. Увеличение уровней приоритета позволяет выделить больше полосы пропускания. Временные интервалы не теряются при статистическом мультиплексировании, в то время как они теряются при мультиплексировании с временным разделением.

Сетевой трафик

Как следует из названия, сетевой трафик - это просто данные, которые перемещаются по сети в заданное время. Передача данных осуществляется в виде пакетов, где количество пакетов, переданных за единицу времени, считается нагрузкой. Управление этим сетевым трафиком включает в себя управление, приоритизацию, контроль или сокращение сетевого трафика. Объем и тип трафика в сети также можно измерить с помощью нескольких методов. Сетевой трафик необходимо отслеживать, поскольку это помогает в сетевой безопасности; высокая скорость передачи данных может вызвать повреждение сети.

Мера общей работы, выполненной ресурсом или предприятием за период (обычно 24 часа), понимается как Traffic Volumeи измеряется в Эрланг-часах. Объем трафика определяется как произведение средней интенсивности трафика и периода

$$Traffic \:\: volume = Traffic \: Intensity \times Time\: period$$

Затор

Считается, что перегрузка в сети возникла, когда нагрузка на сеть превышает ее пропускную способность. Когда размер буфера узла превышает полученные данные, трафик будет высоким. Это еще больше приводит к перегрузке. Объем данных, перемещаемых с одного узла на другой, можно назватьThroughput.

На следующем рисунке показана перегрузка.

На приведенном выше рисунке, когда пакеты данных поступают в узел от отправителей A, B и C, узел не может передавать данные получателю с большей скоростью. Возникает задержка передачи или возможна потеря данных из-за сильной перегрузки.

Когда слишком много пакетов поступает на порт в сети с коммутацией пакетов, производительность ухудшается, и такая ситуация называется Congestion. Данные ожидают передачи в очереди. Когда линия очереди используется более чем на 80%, считается, что линия очереди перегружена. Методы управления перегрузкой помогают контролировать перегрузку. На следующем графике, нарисованном между пропускной способностью и отправкой пакетов, показана разница между передачей с контролируемой перегрузкой и неуправляемой передачей.

Методы, используемые для контроля перегрузки, бывают двух типов - разомкнутый и замкнутый. Петли различаются протоколами, которые они выдают.

Открытый цикл

Механизм управления перегрузкой без обратной связи создает протоколы для avoid congestion. Эти протоколы отправляются в source и destination..

Замкнутый цикл

Механизм управления перегрузкой с обратной связью создает протоколы, которые позволяют системе войти в состояние перегрузки, а затем detect и removeскопление. Вexplicit и implicit методы обратной связи помогают в работе механизма.

В этой главе мы узнаем о коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN). Эта необычная телекоммуникационная сеть считается одним из достижений в области развития технологий. Однако, когда мы подходим к этим сетям, возникает несколько проблем. Мы обсудим эти проблемы в наших следующих разделах.

PSTN

Под коммутируемой телефонной сетью общего пользования понимается совокупность мировых телефонных сетей с коммутацией каналов, используемых для обеспечения электросвязи общего пользования. Сети PSTN называются POTS (обычные старые телефонные системы). Эти сети эксплуатируются на региональном, местном, национальном и международном уровнях с использованием телефонных линий, волоконно-оптических кабелей, микроволновых линий передачи или сотовой связи.

ТфОП состоит из коммутаторов в централизованных точках сети, которые действуют как узлы для связи между любой точкой и любой другой точкой в ​​сети. Все типы методов коммутации, описанные ранее, такие как коммутация каналов, коммутация пакетов и коммутация сообщений, представляют собой разные режимы использования КТСОП.

Системы абонентского шлейфа

В обычной телефонной сети каждый абонент имеет две выделенные линии, соединяющиеся с ближайшей коммутационной станцией, которые называются Loop linesэтого подписчика. Прокладка линий до помещения абонента от обменного пункта называетсяCabling. Поскольку сложно провести кабели от помещения каждого абонента к коммутатору, используются большие кабели, по которым ответвительные провода (абонентские линии) подводятся к точке распределения.

Отводные провода подключаются к парам проводов в точке распределения в кабелях. Такие распределительные кабели из близлежащей географической области подключаются к той же точке фидера, где они соединяются с ответвленными фидерными кабелями, которые, в свою очередь, подключаются к основному фидерному кабелю. Весь этот процесс можно понять с помощью следующего рисунка.

Пары абонентского кабеля от АТС также будут оканчиваться в MDF через основные фидерные кабели, по которым проходит большое количество пар проводов. Эти абонентские пары и обменные пары соединяются между собой в MDF с помощью перемычек, что делает MDF гибким механизмом для перераспределения пар кабелей и номеров абонентов. Это означает, что абоненту, который переходит в другое место, хотя и находится в той же зоне обмена, может быть разрешено использовать тот же номер с помощью соответствующей перемычки, в то время как его старые ответвительные провода могут использоваться другим абонентом с новым номером.

Иерархия переключения и маршрутизация

Следующей важной системой в этом является иерархия коммутации и маршрутизация телефонных линий. Взаимосвязь вызовов между различными областями, имеющими разные АТС, осуществляется с помощьюtrunk linesмежду биржами. Группа магистральных линий, которые используются для соединения различных коммутаторов, называетсяTrunk Groups.

В процессе соединения бирж используются три основные топологии, такие как

• Топология сетки
• Звездная топология
• Hierarchical

Топология сетки

Топология Mesh, как следует из названия, представляет собой полностью связанную сеть. Количество групп магистральных линий в ячеистой сети пропорционально квадрату соединенных коммутаторов. Следовательно, эти топологии сетки широко используются в мегаполисах с интенсивным движением.

На следующем рисунке показано, как выглядит топология сетки.

Звездная топология

Топология звезды связана в форме звезды, в которой используется промежуточный коммутатор, называемый tandem exchangeчерез который общаются все другие биржи. На приведенном ниже рисунке показана модель звездообразной сети. Звездообразная сеть используется при сравнительно низком уровне трафика. Многие звездообразные сети могут использоваться путем соединения посредством дополнительного тандемного обмена, что приводит к двухуровневой звездообразной сети, как показано на следующем рисунке.

Иерархический

Иерархическая топология используется для обработки интенсивного трафика с минимальным количеством групп каналов. Трафик проходит черезFinal routeчто является высшим уровнем иерархии. Если интенсивность трафика между любой парой коммутаторов высока, между ними могут быть установлены прямые магистральные маршруты, как показано пунктирными линиями на приведенном ниже рисунке. Эти прямые магистральные маршрутыHigh Usage routes. Где бы ни существовали эти маршруты с высокой интенсивностью использования, трафик проходит через них. Здесь переполненный трафик направляется по иерархическому пути. На конечном маршруте не допускается переполнение.

Чтобы выбрать маршрутизацию для конкретного соединения, используются следующие три метода:

• Прямая маршрутизация
• Маршрутизация собственной биржи
• Маршрутизация с компьютерным управлением

План передачи

Передача сигналов по кабелям должна быть качественной, чтобы обеспечить лучшую связь. Линии передачи между национальными и международными каналами следует лучше соединять в тандеме для установления вызовов.

Чтобы иметь высокие стандарты качества, CCITT выдвинул следующие руководящие принципы:

• Максимальное количество каналов для международного вызова - 12.

• Между исходящим и оконечным международными центрами коммутации может использоваться не более четырех международных каналов.

• В исключительных случаях и для небольшого количества вызовов общее количество каналов может составлять 14, но даже в этом случае международные каналы ограничены максимум четырьмя.

Наряду с ограничением количества требуемых цепей необходимо минимизировать такие потери, как потери в линии или провода, а также потери переключения или потери контактов. Эти аспекты подпадают под бюджет потерь при передаче, который предусматривает такие факторы, как поддержание уровней эха в определенных пределах и контроль пения.

Из-за больших расстояний схемам требуются усилители и повторители с соответствующими интервалами для усиления сигналов. На интерфейсах абонентской линии возникает несоответствие; это приводит к отражению части входящего сигнала на исходящую цепь, которая возвращается к динамику какEcho. Для минимизации эффекта эха используются схемы подавления или подавления эха. Затухание сигнала и эхо являются основными потерями в линиях передачи наряду с потерями в контакте и проводе.

Системы передачи

Существуют различные типы систем передачи, такие как системы радиосвязи, системы коаксиального кабеля и системы оптического волокна. По мере увеличения расстояния передачи изменяется и режим передачи.

Передача сигнала перешла от проводной к беспроводной. Радиосистемы обеспечивают беспроводную передачу, коаксиальные кабельные системы позволяют передавать сигнал по проводам, а оптоволоконные системы обеспечивают связь через оптические волокна.

В зависимости от механизма распространения сигнала, радиосвязь имеет четыре разновидности связи, например:

• Небесная волна или ионосферная связь
• СВЧ связь прямой видимости (LOS) ограничена горизонтом
• Связь с тропосферным рассеянием
• Спутниковая связь

План нумерации

На начальных этапах разработки схема нумерации ограничивалась небольшой одиночной АТС, которая использовалась для подключения к другим АТС, отождествляя их с названиями городов, в которых они находились. Но с увеличением количества подписчиков было введено много бирж.

Крупную центральную телефонную станцию, обслуживающую главный деловой центр города, можно назвать Main Exchange а более мелкие биржи, обслуживающие разные населенные пункты, называются Satellite Exchanges. Область, содержащая полную сеть главной АТС и спутников, известна какMulti-exchange area. Общая схема нумерации требовалась для определения местоположения АТС вызываемого абонента, особенно когда вызов поступает из местоположения за пределами зоны множественного обмена.

Общая схема нумерации называется Linked Numbering Scheme, где все биржи в городе были идентифицированы по названию города. С введениемSubscriber Trunk Dialing (STD) или Direct Distance Dialing(DDD) для междугородной и междугородной связи, Мультиабонентским зонам также был присвоен уникальный идентификационный номер. Чтобы сделать возможной связь на очень большом расстоянии, международный набор номера называетсяInternational Subscriber Dialing (ISD), где появились международный план нумерации и национальный план нумерации.

Типы планов нумерации

В этом разделе мы обсудим планы нумерации телефонных сетей. Планы кратко описаны ниже -

Открытый план нумерации

Это также называется Non-Uniform Numbering Plan и он позволяет использовать широкий диапазон цифр для идентификации абонента в зоне с множественным обменом или внутри страны.

Полуоткрытый план нумерации

Этот план позволяет длинам номеров отличаться почти на одну или две цифры. Полуоткрытый план нумерации обычно используется в таких странах, как Индия, Швеция, Швейцария и Великобритания.

Закрытый план нумерации

Это также называется Uniform Numbering Planгде количество цифр в номере абонента фиксировано. Это используется в нескольких странах, таких как Франция, Бельгия, Канада, Гавайи и в некоторых частях США.

Международный план нумерации или Всемирный план нумерации был определен CCITT. Для нумерации мир разделен на зоны. На следующем рисунке показана структура телефонного номера.

Национальный номер состоит из трех частей. Детали описаны ниже -

Код города или код внешней линии

Этот код идентифицирует конкретную зону нумерации или зону множественного обмена вызываемого абонента. Именно с этим кодом определяется маршрутизация для вызова по внешней линии и взимается за него.

Обменный код

Этот код идентифицирует конкретный обмен в пределах области нумерации. Он определяет маршрутизацию для входящих вызовов по внешней линии из другой области нумерации или для вызовов, исходящих от одной станции и предназначенных для другой в той же области нумерации.

Номер абонентской линии

Используется для выбора линии вызываемого абонента на оконечной АТС. Комбинация кода обмена и номера абонентской линии называется номером абонентской линии в терминологии CCITT.

План зарядки

Звонки тарифицируются по счетчику, подключенному к каждой абонентской линии, или по счетному регистру, который присваивается каждому абоненту в случае электронных АТС. Аmeter подсчитывает количество единиц начисления, и этот счет увеличивается путем отправки pulseдо метра. По количеству единиц, как показывает счетчик, счет выставляется путем присвоения ставки единице оплаты.

Отдельные звонки могут тарифицироваться по следующим категориям.

• Продолжительность независимой зарядки
• Зарядка в зависимости от продолжительности

Местные звонки внутри зоны нумерации обычно тарифицируются независимо от продолжительности. Для тарификации, зависящей от продолжительности, счетчик начинает увеличиваться, как только вызываемый абонент отвечает на вызов. В зависимости от количества коммутаторов, участвующих в установлении вызова, на счетчик зарядки отправляется более одного импульса, который называетсяMulti-Metering. Частота измерительных импульсов увеличивается в минуту с увеличением расстояния между вызываемым и вызывающим абонентами.

Методы сигнализации позволяют схеме работать как единое целое, соединяя все разновидности коммутационных систем. В телекоммуникационной сети используются три формы сигнализации.

• Сигнализация абонентского шлейфа
• Внутриобменная или регистровая сигнализация
• Межобменная или межрегистровая сигнализация

В subscriber loopсигнализация зависит от типа используемого телефонного аппарата. Вintra exchangeсигнализация относится к внутренней части системы коммутации, которая сильно зависит от типа и конструкции системы коммутации, которая варьируется в зависимости от модели. Вinter-exchangeсигнализация происходит между обменами. Это помогает при обмене адресными цифрами, которые переходят от обмена к обмену по ссылке. Общесетевая сигнализация, которая включает сквозную сигнализацию между исходящим и завершающим обменом, называетсяLine signaling.

Два основных типа сигнальных методов:

Внутканальная сигнализация

Внутканальная сигнализация также известна как Per Trunk Signaling. При этом используется тот же канал, по которому передается пользовательский голос или данные для передачи управляющих сигналов, связанных с этим вызовом или соединением. Для внутриканальной сигнализации не требуется дополнительных средств передачи.

Сигнализация общего канала

Общий канал сигнализации использует отдельный общий канал для передачи управляющих сигналов для группы соединительных линий или информационных трактов. Эта сигнализация не использует речь или тракт данных для сигнализации.

Мы подробно обсудим методы передачи сигналов в наших следующих разделах.

Типы методов сигнализации

Как обсуждалось выше, методы сигнализации подразделяются на две категории: сигнализация по внутреннему каналу и сигнализация по общему каналу. Однако в дальнейшем они делятся на несколько типов в зависимости от используемых частот и частотных методов.

Разделение показано на следующем рисунке -

Внутканальная сигнализация

Этот тип сигнализации используется для передачи голоса или данных и передачи управляющих сигналов, связанных с вызовом или соединением. Существуют разные типы внутриканальной сигнализации, как показано на рисунке выше. Сигнализация постоянного тока проста, дешева и надежна даже для аудиосхем без усиления. Однако для усиленных аудиосхем может применяться низкочастотная сигнализация переменного тока.

Сигнализация голосовой частоты используется, когда используются системы передачи FDM (мультиплексирование с частотным разделением), потому что невозможно обеспечить низкочастотную сигнализацию и сигнализацию постоянного тока. Эта сигнализация голосовой частоты может бытьIn-band или же Out-band.

Внутриполосная сигнализация

Внутриполосная голосовая частота использует ту же полосу частот, что и голос, то есть 300-3400 Гц, которая должна быть защищена от ложного срабатывания речи. Один из таких моментов произошел, когда женский голос, который генерировал тон с частотой около 2600 Гц, продолжительностью 100 мс, был обнаружен как сигнал отключения линии, из-за которого ее звонки часто отключались в середине ее разговора. Такие проблемы препятствовали внутриполосной передаче сигналов во время фазы речи.

Преимущества внутриполосной сигнализации:

• Сигналы управления могут быть отправлены в любую часть, где может достигать речевой сигнал.

• Сигналы управления не зависят от систем передачи, поскольку они передаются вместе с речевыми сигналами.

• Процессы аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования на них не влияют.

Внеполосная сигнализация

Внеполосная сигнализация использует частоты, которые находятся выше речевой полосы, но ниже верхнего предела в 4000 Гц номинального разноса речевых каналов. Сигнализация осуществляется в течение всего периода речи, и, таким образом, разрешается непрерывный контроль вызова. Дополнительные цепи необходимы для обработки чрезвычайно узкой полосы пропускания этой сигнализации, из-за которой она редко используется. Как внутриполосные, так и внеполосные методы передачи сигналов речевой частоты имеют ограниченную пропускную способность. Для обеспечения расширенных возможностей используется сигнализация общего канала.

Сигнализация общего канала

Общий канал сигнализации использует отдельный общий канал для передачи управляющих сигналов для группы магистралей или информационных трактов, поскольку он не использует речевой тракт или тракт данных для сигнализации. Сигнализация общего канала состоит из узлов двух типов, таких какSignaling Transfer Points (STP) и Signaling Points (SP).

Точка сигнализации способна обрабатывать управляющие сообщения, адресованные непосредственно ей, но не способна маршрутизировать сообщения. Точка передачи сигналов способна маршрутизировать сообщения и может выполнять функции SP.

Эта сигнализация общего канала реализуется в двух режимах:

• Связанный с каналом режим
• Несвязанный режим канала

Связанный с каналом режим

В связанном с каналом режиме канал точно отслеживает группы магистралей по всей длине соединения. Здесь сигнализация осуществляется по отдельному каналу; путь передачи сигналов проходит через тот же набор переключателей, что и путь передачи речи.

На следующем рисунке показан соответствующий режим работы сигнализации общего канала.

Пути сигнализации для речевых трактов AB, ACB и BD - это AB, ACB и BD соответственно. Преимущества этой сигнализации:

• Реализация экономичная

• Назначение групп соединительных линий простое

Несвязанный режим канала

В режиме без привязки каналов нет простого или закрытого назначения каналов управления группам соединительных линий. Он следует по пути, отличному от пути речевого сигнала, как показано на следующем рисунке.

Пути сигнализации для речевых трактов AB и BC - это ACDB и BDC соответственно. Сетевые топологии различаются для сигнальных и речевых сетей. Хотя эта схема обеспечивает гибкость, поскольку отсутствует центр коммутации, она немного сложна, поскольку сигнальные сообщения могут передаваться между двумя оконечными системами коммутации по любому доступному пути в сети сигнализации общего канала в соответствии с ее собственными принципами маршрутизации.

Частная телефонная станция (АТС)

Private Branch Exchangeили PBX можно понимать как местную АТС в офисе или здании, чтобы общаться внутри себя. Как следует из названия, это частная АТС, которая является ответвлением к основной АТС, подобным локальному шлейфу, подключенному к основному шлейфу как ветвь.

Private Branch Exchange - это телефонная система в локальной области, которая переключает вызовы между этими пользователями по местным линиям, позволяя всем пользователям совместно использовать определенное количество внешних телефонных линий. Основное назначение АТС - снизить затраты на линию каждому пользователю к центральному обменному пункту.

На следующем рисунке показана модель УАТС.

На рисунке выше показана ранняя модель системы PBX. УАТС обычно управляется и принадлежит местному офису, через который пользователи подключаются к нему в пределах этой ограниченной области.

Части АТС включают в себя:

• A telephone trunk that contains many phone lines, which are terminated at PBX.

• A computer that handles the incoming and outgoing calls of PBX along with switching between different calls within the local loop.

• The network of lines within the PBX.

• A human operator console, which is optional.

Having all these along with the PBX equipment, the local branch exchange is built. The PBX exchanges previously operated using the analog technology. However, these exchanges operate on digital technology. The digital signals are converted to analog for outside calls on the local loop using Plain Old Telephone Services (POTS).

In this chapter, we will learn about the Integrated Services Digital Network. Earlier, the transmission of data and voice both were possible through normal POTS, Plain Old Telephone Systems. With the introduction of Internet came the advancement in telecommunication too. Yet, the sending and receiving of data along with voice was not an easy task. One could use either the Internet or the Telephone. The invention of ISDN helped mitigate this problem.

The process of connecting a home computer to the Internet Service Provider used to take a lot of effort. The usage of the modulator-demodulator unit, simply called the MODEM was the essential thing to establish a connection. The following figure shows how the model worked in the past.

The above figure shows that the digital signals have to be converted into analog and analog signals to digital using modem during the whole path. What if the digital information at one end reaches to the other end in the same mode, without all these connections? It is this basic idea that lead to the development of ISDN.

As the system has to use the telephone cable through the telephone exchange for using the Internet, the usage of telephone for voice calls was not permitted. The introduction of ISDN has resolved this problem allowing the transmission of both voice and data simultaneously. This has many advanced features over the traditional PSTN, Public Switched Telephone Network.

ISDN

Впервые ISDN был включен в красную книгу CCITT в 1988 году. Integrated Services of Digital NetworkingКороче говоря, ISDN - это инфраструктура на основе телефонной сети, которая позволяет передавать голос и данные одновременно на высокой скорости и с большей эффективностью. Это система телефонной сети с коммутацией каналов, которая также обеспечивает доступ к сетям с коммутацией пакетов.

Модель практического ISDN показана ниже.

ISDN поддерживает множество услуг. Некоторые из них перечислены ниже -

• Голосовые звонки
• Facsimile
• Videotext
• Teletext
• Электронная почта
• Доступ к базе данных
• Передача данных и голос
• Подключение к интернету
• Электронный перевод средств
• Обмен изображениями и графикой
• Хранение и передача документов
• Аудио и видеоконференцсвязь
• Автоматическая сигнализация для пожарных частей, полиции, медицинских и т. Д.

Типы ISDN

Среди типов нескольких присутствующих интерфейсов некоторые из них содержат каналы, такие как B-Channelsили Несущие каналы, которые используются для одновременной передачи голоса и данных; вD- Channels или дельта-каналы, которые используются для сигнализации для установления связи.

ISDN имеет несколько видов интерфейсов доступа, таких как:

• Базовый интерфейс скорости (BRI)
• Интерфейс первичной скорости (PRI)
• Узкополосный ISDN
• Широкополосный ISDN

Базовый интерфейс скорости (BRI)

Интерфейс базовой скорости или доступ к базовой скорости, называемый просто ISDN BRI Connectionиспользует существующую телефонную инфраструктуру. Конфигурация BRI обеспечиваетtwo data или несущие каналы на 64 Kbits/sec скорость и один канал управления или дельта на 16 Kbits/sec. Это стандартная ставка.

Интерфейс ISDN BRI обычно используется небольшими организациями или домашними пользователями или внутри локальной группы, ограничивая меньшую площадь.

Интерфейс первичной скорости (PRI)

Интерфейс с основной скоростью или доступ с основной скоростью, называемый просто ISDN PRI-соединением, используется предприятиями и офисами. Конфигурация PRI основана на T-carrier или T1 в странах США, Канады и Японии, состоящих из 23 dataили несущие каналы и один канал управления или дельта-канал со скоростью 64 Кбит / с для полосы пропускания 1,544 Мбит / с. Конфигурация PRI основана на E-carrier или E1 в Европе, Австралии и нескольких странах Азии, состоящих из30 data или несущие каналы и two-control или дельта-канал со скоростью 64 кбит / с для полосы пропускания 2,048 Мбит / с.

Интерфейс ISDN BRI используется более крупными организациями или предприятиями, а также поставщиками услуг Интернета.

Узкополосный ISDN

Узкополосная цифровая сеть с интеграцией услуг называется N-ISDN. Это можно понимать как телекоммуникацию, передающую речевую информацию в узкой полосе частот. Фактически это попытка оцифровывать аналоговую голосовую информацию. При этом используется коммутация каналов со скоростью 64 кбит / с.

Узкополосный ISDN реализуется для передачи голосовых данных, использующих меньшую полосу пропускания, на ограниченном количестве частот.

Широкополосный ISDN

Широкополосная цифровая сеть с интегрированными услугами называется B-ISDN. Это объединяет услуги цифровых сетей и обеспечивает цифровую передачу по обычным телефонным проводам, а также по другим носителям. CCITT определил это как «квалификацию услуги или системы, требующие каналов передачи, способных поддерживать скорости, превышающие первичные».

Скорость широкополосного ISDN составляет от 2 до 1 ГБ / с, и передача связана с ATM, т. Е. С асинхронным режимом передачи. Широкополосная связь ISDN обычно осуществляется с помощью оптоволоконных кабелей.

Поскольку скорость превышает 1,544 Мбит / с, связь на основе этого называется Broadband Communications. Услуги широкополосного доступа обеспечивают непрерывный поток информации, который распределяется от центрального источника к неограниченному количеству авторизованных получателей, подключенных к сети. Хотя пользователь может получить доступ к этому потоку информации, он не может его контролировать.

Преимущества ISDN

ISDN - это инфраструктура на основе телефонной сети, которая обеспечивает одновременную передачу голоса и данных. Есть много преимуществ ISDN, таких как:

• Поскольку услуги являются цифровыми, вероятность ошибок меньше.
• Связь быстрее.
• Пропускная способность выше.
• Голос, данные и видео - все это может быть отправлено по одной линии ISDN.

Недостатки ISDN

Недостаток ISDN в том, что он требует специализированных цифровых услуг и дороже.

Однако появление ISDN принесло большие успехи в области связи. Несколько передач с большей скоростью достигаются с более высоким уровнем точности.