АБОНЕНТСКИЙ ЦИФРОВОЙ КОНЦЕНТРАТОР

Предполагаемая полезная модель относится к области автоматической телефонии, в частности к телефонным абонентским цифровым концентраторам (АЦК) и предназначена для применения на телефонных сетях общего пользования.
Известно устройство - абонентский концентратор URA электронной автоматической телефонной станции (ЭАТС) МТ-20/25, (Шарипов Ю.К., Кобляков В.К. Отечественные телекоммуникационные системы. Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Логос, 2005, с.57). В ЭАТС используются два типа концентраторов: местные и удаленные (вынесенные). Интерфейс связи между концентраторами и коммутационным полем ЭАТС осуществляется по цифровым каналам с импульсно-кодовой модуляцией (трактам Е1), причем он одинаков и для местного и для удаленного URA.
Концентратор URA представляет собой семиуровневый статив автоматической концентрации. Первый, второй, с четвертого по седьмой уровни статива являются абонентскими (уровень ЕА). Третий уровень является управляющим для всего статива в целом (уровень PC или микро ЭВМ). Уровень ЕА, как правило, состоит из шестнадцати блоков абонентских комплектов (ЕА-O, EAD, EAR, EAS), двух блоков CODEC, блока CDA и блока PASS. В уровне ЕА расположены четыре блока первичной защиты абонентских комплектов от внешних перенапряжений и избыточных токов (PRO) и источник питания (СВ3С). Блок ЕА-O осуществляет временное мультиплексирование/демультиплексирование сигналов электросвязи, содержит датчики состояния шлейфа абонентской линии, реле подачи вызова и коммутации на узел тестирования. Каждый абонентский комплект осуществляет преобразование двухпроводной схемы сигналов электросвязи абонентской линии в четырехпроводную для платы CODEC. Блок CODEC осуществляет цифро-аналоговое и аналого-цифровое
преобразование мультиплексированных сигналов электросвязи методом импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) по А-закону в соответствии с ITU-T G.711. Используются две платы CODEC, каждая из которых осуществляет преобразование мультиплексированных сигналов электросвязи предопределенных плат ЕА-O (8 плат для каждой платы CODEC). Блок CDA осуществляет обмен цифровыми дифференциальными сигналами с уровнем PC, формирование сигналов тактирования плат CODEC, и сигналов сканирования/управления платами ЕА-O. Сигналы электросвязи при ИКМ передаются в уровень PC по двум линиям связи со скоростью каждой линии 2048 кбит/с (16×8=128 сигналов электросвязи абонентских комплектов мультиплексируются в 2×32 временных интервала). В итоге в уровне ЕА осуществляется концентрация 0,5. Блок PASS осуществляет генерирование сигналов телетаксации; интерфейс между центральной и абонентскими ячейками. Уровень PC включает в себя микро ЭВМ (PU-32), устройство памяти (MEMURA), устройство машинной связи (LICURA), терминал "Семафор" (SEMA), сканер-маркер (EXMQ), автомат испытаний (ROBOT) и устройство доступа к телетайпу (DAM).
Недостатками рассмотренного аналога являются:
- возможность блокировки связи абонентов при вызовах внутри уровня;
- ограничение применимости концентратора вследствие подключения к оборудованию коммутации с использованием специфического протокола "Семафор", который поддерживает только модуль коммутации ЭАТС МТ-20 и АТС "Омега" НПО "Раскат"; невозможность предоставлении цифровых абонентских линий (АЛ) базового доступа (BRA) ISDN, предназначенных для передачи голоса и данных со скоростью 144 кбит/сек.
Существенными признаками, общими с заявляемой полезной моделью, являются:
- блоки абонентских комплектов;
- блоки вторичной защиты от перенапряжений (в заявляемой полезной модели - блоки защиты от перенапряжений).
Также известно устройство DLU ЦАТС EWSD (Siemens) (Чаклова М.И. Цифровая станция EWSD: Учебное пособие по курсу «Системы коммутации» для студ. спец. «Сети телекоммуникаций», «Многоканальные системы телекоммуникаций» дневной и заочной форм обучения / М.И.Чаклова. - Мн.: БГУИР, 2003, с.8). DLU состоит из: SLMA, обеспечивающих подключение линий аналоговых абонентов SLMD, обеспечивающих подключение линий цифровых абонентов ISDN BRA, DIUD, обеспечивающих интерфейс E1 для подключения к коммутационному полю АТС (к LTG), DLUC, обеспечивающих управление вышеперечисленными блоками. DLU предназначен для концентрации графика от абонентов, устанавливается либо на самом сетевом узле, либо в виде выносных блоков, которые размещаются в непосредственной близости от абонентских групп. Удаленные DLU используются в качестве абонентских концентраторов. Каждый блок DLU через DIUD подключается к двум различным линейным группам LTG коммутационного поля АТС, а все модули этого блока, имеющие одинаковые функции, дублируются и работают в режиме разделения нагрузки. Подключение осуществляется по одной, двум, четырем мультиплексным линиям первичного цифрового потока (PDC 2048 Кбит/с). Локальное подключение к LTG осуществляется по двум линиям - 4096 Кбит/с. Для передачи управляющей информации внутри системы EWSD используется упрощенный вариант сигнализации CCS №7.
Недостатком рассмотренного аналога является ограничение применимости концентратора вследствие использования для подключения к коммутационному оборудованию специфического протокола (упрощенный вариант сигнализации CCS №7).
Существенными признаками, общими с заявляемой полезной моделью, являются:
блоки аналоговых абонентских комплектов SLMA (в заявляемой полезной модели абонентские комплекты и узлы защиты от перенапряжений);
блок управления DLUC (в заявляемой полезной модели БУКМ).
1
N
1
N
1
N
1
N
k
Из известных устройств наиболее близким к заявляемой полезной модели является абонентский цифровой концентратор «Протон-ССС» (ТУ КЮГН. 465235.020). Прототип состоит из блока устройства коммутации и управления модульного 1 (БУКМ) (Фиг.1), содержащего модуль центрального процессора 2 (МЦП), осуществляющий обработку и контроль верхнего уровня; цифровой коммутатор 3 (ЦК), осуществляющий по командам МЦП 2, поступающим по шине ISA 4, коммутацию цифровых потоков ИКМ, модуль сигнальных процессоров 5 (МСП); блоков абонентских комплектов 6-6 (БАК), в каждом из которых содержатся узлы обмена 7-7, обеспечивающие связь с 1 (БУКМ) и абонентскими комплектами 8-8 (AK) и узлами защиты от внешних перенапряжений 9-9; блока цифровых окончаний 10 (БЦО), представляющего собой кросс-плату для установки блока импульсно-кодовой модуляции универсального 11 (субмодуль БИКМУ), состоящего из первого центрального процессора 12 (CPU 1), соединенного с узлом кодирования/декодирования тракта Е1 13 (FALC); блока окончаний базового доступа 14 (БОБД), состоящего из второго центрального процессора 15 (CPU2), соединенного с узлом линейного интерфейса U 16 (IEC); блока источника бесперебойного питания 17 (ИБП), состоящего из модулей питания 18, 19, 20, 21 и осуществляющего питание каждого блока АЦК.
1
N
k
Модуль МСП 5 блока БУКМ 1, под управлением модуля МЦП 2 по шине ISA 4, через модуль ЦК 3 управляет блоками БАК 6-6. Модуль ЦК 3 блока БУКМ 1 соединен с узлом обмена 7 БАК и с БЦО 10 посредством шины управления 22. В субмодуле БИКМУ 11 узел 12 (CPU 1) выполняет обработку и формирование протокола V5.2. В блоке БОБД 14 узел 15 (CPU 2) выполняет обработку и формирование протокола BRI. Узел кодирования/декодирования тракта Е1 13 (FALC), а также узел линейного интерфейса U 16 (IEC) осуществляют формирование физического интерфейса в соответствии с международными рекомендациями.
Существенными признаками прототипа, общими с заявляемой полезной моделью, являются: блок управления и коммутации модульный, в состав
которого входят модуль центрального процессора, цифровой коммутатор, модуль сигнальных процессоров, объединенные шиной ISA, соединенный управляющей шиной с узлом обмена БАК и БЦО посредством шины управления, а также со вторым центральным процессором и узлом линейного интерфейса блока окончания базового доступа, реализующим протокол BRI в соответствии с международными рекомендациями. Недостатками прототипа являются:
- ограничение по абонентской емкости вследствие использования отдельного блока БЦО, занимающего слото-место,
- невысокая надежность АЦК вследствие централизованной системы питания (блок ИБП), а также вследствие совмещения узлов защиты от внешних перенапряжений и абонентских комплектов в блоках БАК.
Задачей полезной модели является увеличение емкости концентратора, увеличение его применимости с широким спектром коммутационного оборудования за счет использования стандартного протокола доступа (подсоединения) V5.2.
Для достижения технического результата абонентский цифровой концентратор, состоящий из блока управления и коммутации модульного, в состав которого входят модуль центрального процессора, цифровой коммутатор, модуль сигнальных процессоров, объединенные посредством шины ISA, соединенный со вторым центральным процессором и узлом линейного интерфейса блока окончания базового доступа, реализующего протокол BRI в соответствии с международными рекомендациями, шиной управления, а также с абонентскими комплектами, соединенными с узлами защиты от перенапряжений, дополняется тем, что блок управления и коммутации модульный дополнительно содержит модуль импульсно-кодовой модуляции, реализующий протокол V5.2 в соответствии с международными рекомендациями и соединенный шиной ISA с модулем центрального процессора, цифровым коммутатором и модулем сигнальных процессоров и далее с блоком расширения кросса задающим, состоящим из первого узла согласования, через контроллер устройств модернизированный,
состоящий из второго узла согласования и узла АЦП/ЦАП, соединенные шиной управления, причем контроллер устройств модернизированный соединен с абонентскими комплектами, а источник питания резервируемый модернизированный осуществляет питание всех блоков абонентского цифрового концентратора, кроме того источник вызывного напряжения соединен с абонентскими комплектами.
Технический результат достигается тем, что блок управления и коммутации модульный дополнительно содержит модуль импульсно-кодовой модуляции, реализующий протокол V5.2 в соответствии с международными рекомендациями и соединенный шиной ISA с модулем центрального процессора, цифровым коммутатором и модулем сигнальных процессоров и далее с блоком расширения кросса задающим, состоящим из первого узла согласования, через контроллер устройств модернизированный, состоящий из второго узла согласования и узла АЦП/ЦАП, соединенные шиной управления, причем контроллер устройств модернизированный соединен с абонентскими комплектами, а источник питания резервируемый модернизированный осуществляет питание всех блоков абонентского цифрового концентратора, кроме того источник вызывного напряжения соединен с абонентскими комплектами.
Блок-схема предлагаемого АЦК представлена на фиг.2, где
1 - блок управления и коммутации модульный;
2 - модуль центрального процессора;
3 - цифровой коммутатор;
4 - шина ISA;
5 - модуль сигнальных процессоров;
6 - модуль импульсно-кодовой модуляции;
7 - блок расширения кросса задающий;
8 - первый узел согласования;
9 - контроллер устройств модернизированный;
10 - второй узел согласования;
11 - узел аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования;
1
N
12-12 - абонентские комплекты;
1
N
13-13 - узлы защиты от перенапряжений;
14 - шина управления;
15 - источник вызывного напряжения;
16 - блок окончания базового доступа;
17 - второй центральный процессор;
18 - узел линейного интерфейса;
19 - источник питания резервируемый модернизированный.
1
1
1
1
Предлагаемый АЦК работает следующим образом: при поднятии вызывающим абонентом телефонной трубки сигнал замыкания шлейфа через узел 13 поступает в комплект 12, далее через шину управления 14 во второй узел 10 контроллера устройств модернизированного 9, а затем через первый узел согласования 8 по шине ISA 4 в цифровой коммутатор 3, который в свою очередь передает данный сигнал в модуль центрального процессора 2 через модуль сигнальных процессоров 5. Обработанный и кодированный определенным образом сигнал замыкания шлейфа поступает из модуля центрального процессора 2 в модуль импульсно-кодовой модуляции 6 и далее во внешнее коммутационное оборудование. В ответ из внешнего коммутационного оборудования через модуль импульсно-кодовой модуляции 6 поступает команда в модуль центрального процессора 2, который в соответствии с этой командой, подает сигнал "Ответ станции" через цифровой коммутатор 3, далее по шине ISA 4, первый узел согласования 8, контроллер устройств модернизированный 9, узел аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования 11, шину управления 14, абонентский комплект 12, узел защиты от перенапряжений 13 вызывающему абоненту. Вызывающий абонент, получив сигнал "Ответ станции", начинает набор номера, который проходит путь, повторяющий путь сигнала замыкания шлейфа, рассмотренный выше. По окончании набора номера, из внешнего коммутационного оборудования, через модуль импульсно-кодовой модуляции 6 в цифровой коммутатор 3 поступает команда на подачу вызова вызываемому абоненту. Данная команда
2
2
2
1
2
1
1
2
2
2
2
декодируется модулем центрального процессора 2 и, через модуль сигнальных процессоров 5, далее цифровой коммутатор 3, по шине ISA 4, через первый узел согласования 8, контроллер устройств модернизированный 9, узел 10, по шине 14, поступает в абонентский комплект 12 и далее в узел защиты от перенапряжений 13. У вызываемого абонента звенит звонок. При ответе вызываемого абонента через узел защиты от перенапряжений 13 поступает сигнал замыкания шлейфа, который проходит путь, рассмотренный выше, за исключением абонентского комплекта 12, в место которого теперь используется абонентский комплект 12. Получив данный сигнал, внешнее коммутационное оборудование соединяет двух абонентов. По завершении разговора один из абонентов (например, вызывающий) кладет телефонную трубку. При этом сигнал размыкания шлейфа через узел защиты от перенапряжений 13 поступает в абонентский комплект 12, далее через узел 10, контроллер устройств модернизированный 9, первый узел согласования 8, шину ISA 4, цифровой коммутатор 3, через модуль сигнальных процессоров 5 поступает в модуль центрального процессора 2. Обработанный и кодированный определенным образом сигнал размыкания шлейфа поступает из модуля центрального процессора 2 в модуль импульсно-кодовой модуляции - 6 и далее во внешнее коммутационное оборудование. В ответ из внешнего коммутационного оборудования через модуль импульсно-кодовой модуляции 6 поступает команда в модуль центрального процессора 2, который в соответствии с этой командой, подает сигнал "Занято" через цифровой коммутатор 3, далее по шине ISA 4, первый узел согласования 8, контроллер устройств модернизированный 9, узел аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования 11, шину управления 14, абонентский комплект 12, узел защиты от перенапряжений 13 вызываемому абоненту. По получении сигнала "Занято" вызываемый абонент кладет трубку, чем инициирует поступление сигнала размыкания шлейфа, который через узел защиты от перенапряжений 13 поступает в абонентский комплект 12, далее через узел 10, контроллер устройств модернизированный 9, первый узел согласования 8, шину ISA 4, модуль 3, через модуль сигнальных процессоров 5 поступает в модуль
центрального процессора 2. Обработанный и кодированный определенным образом сигнал размыкания шлейфа поступает из модуля центрального процессора 2 в модуль импульсно-кодовой модуляции 6 и далее во внешнее коммутационное оборудование. Внешнее коммутационное оборудование разъединяет абонентов. АЦК возвращается в исходное состояние.