|
| |
|
Слаботочка Книги соединение или же разрушается старое, память состояний обновляется и дополняется соответствующей информацией. В более старых системах коммутации с электромеханическим управлением состояния соединительных путей отображаются в самой коммутационной схеме. Соединительный путь устанавливается последовательно путем опробования линий - отрезков соеда-иительного пути - до тех пор, пока соответствующее множество свободных линий не будет определено. В координатных системах устройство управления, называемое маркером, опробует одновременно ряд соединительных путей и выбирает один из имеющихся свободных. Во многих электромеханических системах коммутации процесс поиска соединительного пути может носить либо упорядоченный, либо случайный характер, причем в последнем случае поиск ведется так, чтобы равномерно распределить нагрузку на механические точки коммутации. Эта процедура позволяет не только продлить жизнь коммутационных приборов, которые в противном случае были бы наиболее тяжело загруженной частью коммутационной системы, но и предпринимать повторные попытки установления соединения путем использования различных соединительных путей через коммутационную систему. Таким образом, если устанавливается неудачное соединение вследствие повреждений в коммутационном оборудовании, то вызывающий абонент может положить микротелефонную трубку на рычаг и повторить вызов, чтобы получить новое удачное соединение с требуемым абонентом. Время поиска путей. Выполнение операций поиска путей независимо от того, реализуются ли они управляющей ЭВМ или специальным оборудованием, таким, например, как маркер, связано с использованием общего оборудования; поэтому чтобы определить, с какой скоростью можно вести обработку требований на установление соединений, необходимо предварительно провести анализ операций поиска путей. Время, требуемое для нахождения свободного и доступного соединительного пути, непосредственно зависит от того, сколько потенциальных путей будет опробовано прежде, чем будет найдет свободный путь. В некоторых системах осуществляется параллельная проба нескольких путей одновременно, что сокращает время обработки. Поскольку ожидаемое число потенциальных путей,- которые необходимо опробовать прежде, чем будет найден свободный, является функцией использования промежуточных соединительных линий, время поиска путей, к сожалению, увеличивается, если оборудование общего управления оказьшается наиболее загруженным. Обозначим вероятность того, что полный соединительный путь через коммутационную схему занят, через р. Если каждый из к возможных соединительных путей через коммутационную схему будет занят с одинаковой и независимой вероятностью, то ожидаемое число путей Np, которые необходимо опробовать прежде, чем будет найден свободный, определяется (см. приложение А) следующим образом: Np= (1 р*)/(1-р). (5.11) Пример 5.1. Каково ожидаемое число потенциальных путей, которые нужно опробовать прежде, чем будет найдет свободный путь в трехзвенной коммутационной схеме емкостью 8192 линии, параметры которой приведены в табл. 5.2? Решение. Как показывает таблица, для дбеспечения вероятности блокировки, равной 0,002, в схеме используется расширение с коэффициентом расширения 0,234. Следовательно, использование каждой межзвенной промежуточной линии равно 0,1/0,234= 0,427. Вероятность блокировки каждого соединительного пути через коммутационную схему просто равна вероятности того, что одна из двух промежуточных линий последовательных звеньев будет занята. Следовательно, вероятность р= 1-(1-0,427)=0,672, и ожидаемое число промежуточных путей, которые следует опробовать, ЛГр= [1- (0,672) 1/(1-0,672) = 3,04. Пример 5.1. показывает, что прежде, чем будет найден свободный путь, необходимо в среднем опробовать лишь три из общего числа 15 соединительных путей. Однако, если коммутационная система оказывается загруженной в большей степени, чем при обычных условиях, то среднее число опробуемых соеданительных путей возрастает. Например, если использование входящей линии возрастает с 10 до 15%, то вероятность блокировки возрастает с- 0,002 до 0,126, а ожидаемое число путей, которые следует опробовать при выполнении операций поиска путей, возрастаеи с 3 до 4,9. 5.2.6. Управление коммутационными схемами Если требуемый соединительный путь через систему коммутации с общим управлением найден, то устройство управления коммутационной схемой передает в систему информацию, необходимую для выбора соответствующей точки коммутации. Выбор точки коммутации может производиться двумя путями. Во-первых, если управление может быть организовано по выходам коммутационной схемы,-то необходимо определить, какие входы схемы должны быть соединены с соответствующими выходами; во-вторых, если управление организуется по входам коммутационной схемы, то нужно определить, какие выходы должны быть соединены с сооТветству- Выбрать 1 из Л/ <3 Выбрать 1 из М <3 Рис. 5.12. Способы организации управления коммутационной схемой: а - управление по выходу; б - управление по входу ющими входами. Первый подход обычно называют управлением по выходу , второй - соответственно управлением по входу . Оба подхода проиллюстрированы на рис. 5.12. Управление по входу обычно применяется в декадно-шаговых системах коммутации, где информация (в виде импульсов набора номера) поступает по входяхцей соединительной линии и используется для непосредственного выбора соединительной линии, ведухцей к каждой последующей ступени коммутации. Однако в системах с общим управлением в одно и то же время имеется полная адресная информация как об источнике вызова, так и о пункте назначения. Следовательно, соединение может быть установлено, начиная с требуемого выхода и возвращаясь через всю коммутационную схему к требуемому входу путем выбора входов на каждом последующем звене. Реализация упомянутых двух типов структур цифровых коммутаторов, построенных с использованием типовых компонентов, показана на рис. 5.13. При организации управления по выходу для каждого выхода схемы можно использовать обычный селектор (мультиплексор) данных. Число битов информации, требуемой для управления каждым селектором, равно log2A, где N - число входов. Таким образом, суммарное число битов, требуемых для того, чтобы полностью определить соединение в рассматриваемой конфигурации, равно Mlog2iV. Управление по входу можно реализовать, используя обычные линейные декодеры (демультиплексоры). Выходы объединяют, реализуя логическую функцию в виде монтажных ИЛИ . Таким образом, если используются схемы ТТЛ, то выходные логические элементы каждого декодера должны быть реализованы либо в виде элементов с открытым коллектором, либо в виде трехста-бильных элементов. Суммарное число битов информации, требуемой для того, чтобы полностью определить соединение в рассматриваемой конфигурации, равно AIog2M. Существенный недостаток управления по входам связан с необходимостью блокировки неиспользуемых входов, чтобы предотвратить двойные соединения в тех случаях, когда другой вход должен быть соединен с тем же самым выходом. Если же при- Селектор (мультиплексор) данных  Линейный декодер (демультиплексор)  б) logj М Рис. 5.13. Реализация цифрового коммутатора на стандартных элементах: а - управление по выходу; б - управление по входу меняется управление по выходам, то неиспользуемые выходы могут оставаться соединенными со входом, так как не требуется принимать никаких предохранительных мер для того входа, который будет выбран другим выходом. По этой причине, а также вообще .из-за более высокого быстродействия цифровые системы коммутации обычно строятся с управлением по выходам. Заметим, однако, что общее количество информации, необходимой для определения полного сбединения в рассматриваемой конфигурации при использовании управления по входам, будет меньше, чем при использовании управления по выходам, если окажется, что число входов N много меньше числа выходов М (Mog2M<;Mlog2A). Кроме того, использование монтажного ИЛИ для объединения выходов делает управление по входам более гибким. 5.3. КОММУТАЦИЯ КАНАЛОВ С BPEMEHHbIM РАЗДЕЛЕНИЕМ Как уже было показано для многозвенных коммутационных схем, возможность использования отдельных точек коммутации более чем для одного потенциального соединения тгозволяет существенно сократить расходы на реализацию коммутационных схем с пространственным разделением. В рассмотренных ранее случаях точки коммутации многозвенных пространственных коммутационных схем предоставлялись то одному соединению, то другому, но точка коммутации, предназначенная определенному соединению, закреплялась за этим соединением на период его существования. Коммутация с временным разделением предполагает совместное использование точек коммутации путем разделения времени на более короткие интервалы так, что отдельные конкретные точки коммутации и соответствующие им промежуточные соединительные линии периодически закрепляются за существующими соединениями. При таком совместном использовании точек коммутации можно получить значительную экономию их числа. По существу, экономия достигается за счет временного разделения точек коммутации и промежуточных соединительных линий точно так же, как в системах передачи с временнь1м разделением на межстанционных соединительных линиях. Коммутация каналов с временным разделением в равной степени применима как к аналоговым, так и к цифровым сигналам. Аналоговая коммутация с временным разделением каналов пред-, ставляет интерес при работе с аналоговыми системами передачи, поскольку в этом случае производится только дискретизация сигналов по времени без последующего цифрового кодирования. Однако опыт работы с аналоговыми системами большой емкости с ВРК показал наличие тех же ограничений, которые присущи аналоговым линиям передачи с временным разделением; АИМ сигналы весьма чувствительны к шумам, помехам и переходным влияниям. В цифровых системах коммутации речевой сигнал регенерируется всякий раз, когда он проходит через логический элемент. Так что в известном смысле затраты на цифровое преобразование 265 дискретов АИМ обусловлены необходимостью поддержания качества передачи сигнала. Поскольку стоимость преобразования сигнала в цифровую форму продолжает снижаться, то цифровые системы коммутации аналоговых сигналов становятся все более конкурентоспособными для применения в коммутационных станциях малой емкости. В том случае, когда достаточное число сигналов, подлежащих коммутации, являются уже цифровыми или будут преобразованы в цифровую форму в дальнейшем, цифровая коммутация становится более предпочтительной по сравнению с аналоговой даже для УТС самой малой емкости. 5.3,1. Аналоговая коммутация каналов с временным разделением В подавляющем большинстве УТС США при постгоении коммутационных схем применяется метод временного разделения. Примерно в половине из общего числа УТС используется аналоговая коммутация каналов с временным разделением, в другой половине - цифровая коммутация каналов с временным разделением. На рис. 5.14 приведена чрезвычайно простая структура устройства аналоговой коммутации каналов с временным разделением. Одна коммутационная шина используется для осуществления многих соединений путем перемещения АИМ дискретов, поступа- 
Управление с ВРК Рис. 5.14. Аналоговая схема коммутации с ВРК ющих ИЗ приемных линейных комплектов, к передающим. Работа устройства показана на рисунке так, словно приемные комплекты отделены от передающих. На самом деле при установлении соединения между двухпроводными аналоговыми линиями оба линейных комплекта обязательно размещаются в одном общем модуле. Кроме того, в некоторых системах УТС с АИМ аналоговые дискреты передаются через линейные комплекты одновременно в обоих направлениях [9]. На рис. 5.14 показаны также два циклических управляющих ЗУ. Первое служит для управления ключами так, что в каждый момент времени по одному из входов на общую шину проходит один дискрет. Второе ЗУ работает синхронно с первым и служит для управления выбором выхода для каждого поступающего дискрета. Полную совокупность импульсов, по одному с каждого активного входа, называют циклом. Скорость следования циклов равна скорости следования дискретов каждой линии. Для систем передачи речи частота дискретизации лежит в диапазоне от 8 до 12 кГц. Более высокая частота дискретизации используется, чтобы упростить полосовые и фильтры воспроизведения в линейных комплектах. 5.3.2. Цифровая коммутация каналов с временным разделением Аналоговые коммутационные схемы, описанные в предыдущем разделе, по существу, представляют собой коммутационные схемы с пространственным разделением каналов. Конфигурация коммутационной схемы с пространственным разделением каналов периодически воспроизводится в течение каждого временного интервала путем непрерывного изменения некоторым циклическим образом соединений, существующих в течение коротких интервалов времени. Обычно такой способ работы схемы называют коммутацией с временным разделением каналов. В то время как такой способ работы системы можно было бы считать приемлемым как для аналоговых, так и для цифровых сигналов, цифровые сигналы, сформированные путем объединения на базе временного разделения, обычно требуют как коммутации временных интервалов, так и коммутации физических линий. Этот последний вид коммутации представляет собой, по существу, второе измерение коммутации и обычно называется временной коммутацией. В последующем при обсуждении проблем цифровой коммутации с временным разделением будем предполагать (если не оговорено дополнительно), что коммутационная система непосредственно сопрягается с цифровыми линиями передачи с временным разделением. Это предположение обычно выполняется, поскольку даже при работе в аналоговом окружении в наиболее экономичной коммутационной системе сначала производятся формирование цифровых сигналов и их компоновка в соответствии с форматом слова ВРК, а уже затем осуществляются любые операции по коммутации. Поэтому большая часть изложения будет касаться в значительной 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [44] 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 |