Глобални комуникации, базирани на мрежи с комутация на вериги. Комутирани мрежи

Класификация на мрежите.

По териториално разпределение

PAN (Personal Area Network) е лична мрежа, предназначена за взаимодействие на различни устройства, принадлежащи на един и същи собственик.

LAN (Local Area Network) – локални мрежи, които имат затворена инфраструктура, преди да достигнат до доставчиците на услуги. Терминът “LAN” може да опише както малка офисна мрежа, така и мрежа на ниво голяма фабрика, покриваща няколкостотин хектара. Чужди източници дори дават близка оценка от около шест мили (10 км) в радиус. Локалните мрежи са затворени мрежи, достъпът до тях е разрешен само за ограничен брой потребители, за които работата в такава мрежа е пряко свързана с професионалните им дейности.

CAN (Campus Area Network) - обединява локални мрежи на близките сгради.

MAN (Metropolitan Area Network) - градски мрежи между институции в рамките на един или няколко града, свързващи много локални мрежи.

WAN (Wide Area Network) е глобална мрежа, обхващаща големи географски региони, включително както локални мрежи, така и други телекомуникационни мрежи и устройства. Пример за WAN е мрежа за превключване на пакети (Frame relay), чрез която различни компютърни мрежи могат да „разговарят“ помежду си. Глобалните мрежи са отворени и фокусирани върху обслужването на всякакви потребители.

Терминът "корпоративна мрежа" също се използва в литературата за обозначаване на комбинацията от няколко мрежи, всяка от които може да бъде изградена на различни технически, софтуерни и информационни принципи.

По вид функционално взаимодействие

Клиент-сървър, Смесена мрежа, Peer-to-peer мрежа, Multi-peer мрежа

По тип мрежова топология

Гума, пръстен, двоен пръстен, звезда, пчелна пита, решетка, дърво, дебело дърво

По вид на предавателната среда

Жичен (телефонен проводник, коаксиален кабел, усукана двойка, оптичен кабел)

Безжично (предаване на информация чрез радиовълни в определен честотен диапазон)

По функционално предназначение

Мрежи за съхранение, сървърни ферми, мрежи за контрол на процеси, SOHO мрежи, домашни мрежи

По скорост на предаване

нискоскоростни (до 10 Mbit/s), средноскоростни (до 100 Mbit/s), високоскоростни (над 100 Mbit/s);

При необходимост поддържане на постоянна връзка

Пакетна мрежа като Fidonet и UUCP, Онлайн мрежа като Интернет и GSM

Комутирани мрежи

Един от най-важните въпроси в компютърните мрежи е въпросът за превключването. Концепцията за превключване включва:

1. механизъм за разпределение на маршрута за предаване на данни

2. синхронно използване на комуникационния канал

Ще говорим за един от начините за решаване на проблема с комутацията, а именно за мрежите с комутация на вериги. Но трябва да се отбележи, че това не е единственият начин за решаване на проблема в компютърните мрежи. Но нека се приближим към същността на въпроса. Комутирани мрежиобразуват общ и неразбиваем физически участък (канал) на комуникация между крайните възли, през който данните преминават с еднаква скорост. Трябва да се отбележи, че същата скорост се постига поради липсата на „спирка“ в определени участъци, тъй като маршрутът е известен предварително.

Установяване на връзка с мрежи с комутация на веригивинаги започва първи, защото не можете да получите маршрут до желаната цел без свързване. И след като връзката е установена, можете безопасно да прехвърлите необходимите данни. Нека да разгледаме предимствата на мрежите с комутация на вериги:

1. скоростта на трансфер на данни винаги е една и съща

2. няма забавяне на възлите по време на предаване на данни, което е важно за различни онлайн събития (конференции, комуникация, видео излъчвания)

Е, сега трябва да кажа няколко думи за недостатъците:

1. Не винаги е възможно да се установи връзка, т.е. понякога мрежата може да е заета

2. Не можем незабавно да прехвърлим данни, без първо да установим връзка, т.е. губи се време

3. не особено ефективно използване на физическите комуникационни канали

Нека обясня за последното минус: когато създаваме физически комуникационен канал, ние напълно заемаме цялата линия, без да оставяме възможност на другите да се свържат с нея.

От своя страна мрежите с комутация на вериги са разделени на 2 вида, използвайки различни технологични подходи:

1. Превключване на вериги на базата на мултиплексиране с честотно разделяне (FDM).

Схемата на работа е следната:

1. всеки потребител предава сигнал към входовете на превключвателя

2. Всички сигнали с помощта на превключвател запълват ΔF лентите, използвайки метода на честотна модулация на сигнала

2. Превключване на вериги на базата на мултиплексиране с разделяне на времето (TDM)

Принцип превключване на веригатана базата на времево мултиплексиране е доста проста. Базира се на времево разделение, т.е. Всеки комуникационен канал се обслужва поред, като периодът от време за изпращане на сигнал до абоната е строго определен.

3. Превключване на пакети
Тази техника за превключване е специално проектирана за ефективно предаване на компютърен трафик. Първите стъпки към създаването на компютърни мрежи, базирани на технологията за комутация на вериги, показаха, че този тип комутация не позволява постигане на висока обща пропускателна способност на мрежата. Типичните мрежови приложения генерират трафик много спорадично, с високи нива на скорост на предаване на данни. Например, когато осъществява достъп до отдалечен файлов сървър, потребителят първо преглежда съдържанието на директорията на този сървър, което води до прехвърляне на малко количество данни. След това отваря необходимия файл в текстов редактори тази операция може да създаде доста голям обмен на данни, особено ако файлът съдържа големи графични включвания. След показване на няколко страници от даден файл, потребителят работи с тях локално за известно време, което изобщо не изисква мрежов трансфер, и след това връща модифицирани копия на страниците на сървъра - отново създавайки интензивен мрежов трансфер.

Коефициентът на пулсация на трафика на отделен мрежов потребител, равен на съотношението на средната интензивност на обмена на данни към максимално възможния, може да достигне 1:50 или дори 1:100. Ако за описаната сесия организираме превключване на канали между компютъра на потребителя и сървъра, тогава през по-голямата част от времето каналът ще бъде неактивен. В същото време възможностите за превключване на мрежата ще бъдат присвоени на тази двойка абонати и няма да бъдат достъпни за други потребители на мрежата.

Когато се извърши превключване на пакети, всички предадени от потребителя съобщения се разбиват в изходния възел на относително малки части, наречени пакети. Нека припомним, че съобщението е логически завършена информация - заявка за прехвърляне на файл, отговор на тази заявка, съдържащ целия файл и т.н. Съобщенията могат да бъдат с всякаква дължина, от няколко байта до много мегабайта. Напротив, пакетите обикновено също могат да имат променлива дължина, но в тесни граници, например от 46 до 1500 байта. Всеки пакет е снабден със заглавка, която указва адресната информация, необходима за доставяне на пакета до целевия възел, както и номера на пакета, който ще бъде използван от целевия възел за сглобяване на съобщението (Фигура 3). Пакетите се транспортират по мрежата като независими информационни блокове. Мрежовите комутатори получават пакети от крайните възли и въз основа на информацията за адреса ги предават един на друг и в крайна сметка до целевия възел.

Пакетните мрежови комутатори се различават от верижните комутатори по това, че имат вътрешна буферна памет за временно съхранение на пакети, ако изходният порт на комутатора е зает с предаване на друг пакет в момента на получаване на пакета (фиг. 3). В този случай пакетът остава известно време в опашката на пакетите в буферната памет на изходния порт и когато редът му стигне до него, се прехвърля към следващия суич. Тази схема за предаване на данни ви позволява да изгладите пулсациите на трафика на опорните връзки между комутаторите и по този начин да ги използвате най-ефективно за увеличаване на капацитета на мрежата като цяло.

Наистина, за двойка абонати най-ефективно би било да им се предостави единственото използване на комутируем комуникационен канал, както се прави в мрежите с комутирана верига. В този случай времето за взаимодействие на тази двойка абонати ще бъде минимално, тъй като данните ще се предават от един абонат на друг без забавяне. Абонатите не се интересуват от прекъсване на канала по време на паузи в предаването, за тях е важно бързо да решат проблема си. Мрежата с комутация на пакети забавя процеса на взаимодействие между определена двойка абонати, тъй като техните пакети могат да чакат в комутаторите, докато други пакети, пристигнали в комутатора по-рано, се предават по опорните връзки.

Въпреки това, общото количество компютърни данни, предадени от мрежата за единица време с помощта на техниката за превключване на пакети, ще бъде по-високо от използването на техниката за превключване на вериги. Това се случва, защото пулсациите на отделните абонати, в съответствие със закона за големите числа, се разпределят във времето, така че пиковете им да не съвпадат. Следователно комутаторите са постоянно и сравнително равномерно натоварени с работа, ако броят на абонатите, които обслужват, е наистина голям. На фиг. Фигура 4 показва, че трафикът, идващ от крайните възли към комутаторите, се разпределя много неравномерно във времето. Въпреки това, комутаторите от по-високо ниво в йерархията, които обслужват връзките между комутаторите от по-ниско ниво, са по-равномерно натоварени и потокът от пакети по магистралните връзки, свързващи комутаторите от по-високо ниво, е почти максимално използван. Буферирането изглажда пулсациите, така че коефициентът на пулсации на магистралните канали е много по-нисък, отколкото на каналите за абонатен достъп - може да бъде равен на 1:10 или дори 1:2.

По-високата ефективност на мрежите с комутация на пакети в сравнение с мрежите с комутация на вериги (с еднакъв капацитет на комуникационния канал) беше доказана през 60-те години както експериментално, така и чрез симулационно моделиране. Тук е подходяща аналогия с многопрограмни операционни системи. Всяка отделна програма в такава система отнема повече време за изпълнение, отколкото в система с една програма, където на програмата се разпределя цялото процесорно време, докато изпълнението й завърши. Въпреки това, общият брой програми, изпълнявани за единица време, е по-голям в многопрограмна система, отколкото в еднопрограмна система.
Мрежата с комутация на пакети забавя процеса на взаимодействие между определена двойка абонати, но увеличава пропускателната способност на мрежата като цяло.

Закъснения при източника на предаване:

· време за прехвърляне на заглавки;

· закъснения, причинени от интервалите между предаването на всеки следващ пакет.

Закъснения във всеки превключвател:

· време за буфериране на пакети;

време на превключване, което се състои от:

o време за изчакване на пакет в опашката (променлива стойност);

o времето, необходимо на пакета да се придвижи до изходния порт.

Предимства на пакетната комутация

1. Висока обща пропускателна способност на мрежата при предаване на бурен трафик.

2. Възможност за динамично преразпределение на капацитета на физическите комуникационни канали между абонатите в съответствие с реалните нужди на техния трафик.

Недостатъци на комутирането на пакети

1. Несигурност в скоростта на трансфер на данни между мрежовите абонати, поради факта, че закъсненията в буферните опашки на мрежовите комутатори зависят от общото натоварване на мрежата.

2. Променливо забавяне на пакетите с данни, което може да бъде доста дълго в моменти на мигновено задръстване на мрежата.

3. Възможна загуба на данни поради препълване на буфера.
В момента активно се разработват и прилагат методи за преодоляване на тези недостатъци, които са особено остри за чувствителен към забавяне трафик, който изисква постоянна скорост на предаване. Такива методи се наричат ​​методи за качество на услугата (QoS).

Мрежите с пакетна комутация, които прилагат методи за качество на услугата, позволяват едновременно предаване на различни видове трафик, включително такива важни като телефонен и компютърен трафик. Следователно методите за комутация на пакети днес се считат за най-обещаващите за изграждане на конвергентна мрежа, която ще осигури цялостни висококачествени услуги за абонати от всякакъв тип. Методите за превключване на вериги обаче не могат да бъдат отхвърлени. Днес те не само работят успешно в традиционните телефонни мрежи, но също така се използват широко за формиране на високоскоростни постоянни връзки в така наречените първични (backbone) мрежи на SDH и DWDM технологиите, които се използват за създаване на опорни физически канали между телефонни или компютърни мрежови комутатори. В бъдеще е напълно възможно да се появят нови комутационни технологии, които под една или друга форма да съчетават принципите на пакетно и канално комутиране.

4.VPN Виртуална частна мрежа- виртуална частна мрежа) е обобщено име за технологии, които позволяват една или повече мрежови връзки (логическа мрежа) да бъдат предоставени през друга мрежа (например Интернет). Въпреки факта, че комуникациите се извършват през мрежи с по-ниско неизвестно ниво на доверие (например през обществени мрежи), нивото на доверие в изградената логическа мрежа не зависи от нивото на доверие в основните мрежи поради използване на криптографски инструменти (криптиране, удостоверяване, инфраструктура на публичен ключ, за защита срещу повторения и промени в съобщенията, предавани през логическата мрежа).

В зависимост от използваните протоколи и целта, VPN може да осигури три типа връзки: възел-възел,възел-мрежаИ мрежа-мрежа. Обикновено VPN се разгръщат на нива не по-високи от нивото на мрежата, тъй като използването на криптография на тези нива позволява транспортните протоколи (като TCP, UDP) да се използват непроменени.

Потребителите на Microsoft Windows използват термина VPN за обозначаване на една от реализациите на виртуална мрежа - PPTP, който често се използва Неза създаване на частни мрежи.

Най-често, за да се създаде виртуална мрежа, PPP протоколът се капсулира в друг протокол - IP (този метод се използва от внедряването на PPTP - Point-to-Point Tunneling Protocol) или Ethernet (PPPoE) (въпреки че те също имат разлики ). VPN технологията напоследък се използва не само за създаване на самите частни мрежи, но и от някои доставчици на „последната миля“ в постсъветското пространство за осигуряване на достъп до интернет.

С правилното ниво на внедряване и използването на специален софтуер VPN мрежата може да осигури високо ниво на криптиране на предаваната информация. Когато всички компоненти са правилно конфигурирани, VPN технологията гарантира анонимност в интернет.

VPN се състои от две части: „вътрешна“ (контролирана) мрежа, от която може да има няколко, и „външна“ мрежа, през която преминава капсулирана връзка (обикновено интернет). Също така е възможно да свържете отделен компютър към виртуална мрежа. Връзката на отдалечен потребител към VPN се осъществява чрез сървър за достъп, който е свързан както към вътрешната, така и към външната (публична) мрежа. Когато отдалечен потребител се свърже (или когато установява връзка с друга защитена мрежа), сървърът за достъп изисква процес на идентификация и след това процес на удостоверяване. След успешно завършване на двата процеса, отдалеченият потребител (отдалечената мрежа) получава правомощия за работа в мрежата, т.е. възниква процесът на оторизация. VPN решенията могат да бъдат класифицирани според няколко основни параметъра:

[редактиране]Според степента на сигурност на използваната среда

Защитен

Най-често срещаната версия на виртуални частни мрежи. С негова помощ е възможно да се създаде надеждна и сигурна мрежа, базирана на ненадеждна мрежа, обикновено Интернет. Примери за защитени VPN са: IPSec, OpenVPN и PPTP.

Доверен

Те се използват в случаите, когато предавателната среда може да се счита за надеждна и е необходимо само да се реши проблемът със създаването на виртуална подмрежа в рамките на по-голяма мрежа. Проблемите със сигурността стават без значение. Примери за такива VPN решения са: Multi-protocol label switching (MPLS) и L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol) (по-точно, тези протоколи прехвърлят задачата за осигуряване на сигурност към други, например L2TP обикновено се използва заедно с IPSec) .

[редактиране]По начин на изпълнение

Под формата на специален софтуер и хардуер

Внедряването на VPN мрежа се осъществява с помощта на специален набор от софтуер и хардуер. Това изпълнение осигурява висока производителност и, като правило, висока степен на сигурност.

Като софтуерно решение

Те използват персонален компютър със специален софтуер, който осигурява VPN функционалност.

Интегрирано решение

Функционалността на VPN се осигурява от комплекс, който също решава проблеми с филтрирането мрежов трафик, организиране на защитна стена и осигуряване на качество на услугата.

[редактиране] Както е предвидено

Те се използват за обединяване на няколко разпределени клона на една организация в една защитена мрежа, обменяща данни чрез отворени комуникационни канали.

VPN за отдалечен достъп

Използва се за създаване на защитен канал между корпоративния мрежов сегмент (централен офис или клон) и отделен потребител, който, работейки у дома, се свързва с корпоративни ресурси с домашен компютър, корпоративен лаптоп, смартфон или интернет павилион.

Използва се за мрежи, към които се свързват „външни“ потребители (например клиенти или клиенти). Нивото на доверие в тях е много по-ниско, отколкото в служителите на компанията, така че е необходимо да се осигурят специални „линии“ на защита, които предотвратяват или ограничават достъпа на последните до особено ценна, поверителна информация.

Използва се за осигуряване на достъп до интернет от доставчиците, обикновено когато няколко потребителя се свързват през един физически канал.

Клиент/сървър VPN

Той осигурява защита за предаваните данни между два възела (не мрежи) на корпоративна мрежа. Особеността на тази опция е, че VPN се изгражда между възли, разположени по правило в един и същ мрежов сегмент, например между работна станция и сървър. Тази необходимост много често възниква в случаите, когато е необходимо да се създадат няколко логически мрежи в една физическа мрежа. Например, когато е необходимо да се раздели трафикът между финансовия отдел и отдела за човешки ресурси, които имат достъп до сървъри, разположени в същия физически сегмент. Тази опция е подобна на VLAN технологията, но вместо да разделя трафика, тя е криптирана.

[редактиране]По тип протокол

Има реализации на виртуални частни мрежи за TCP/IP, IPX и AppleTalk. Но днес има тенденция към общ преход към TCP/IP протокола и по-голямата част от VPN решенията го поддържат. Адресирането в него най-често се избира в съответствие със стандарта RFC5735, от гамата TCP/IP частни мрежи

[редактиране]По ниво на мрежовия протокол

По слой на мрежовия протокол въз основа на сравнение със слоевете на референтния мрежов модел ISO/OSI.

5. Референтният модел OSI, понякога наричан стек OSI, е 7-слойна мрежова йерархия (Фигура 1), разработена от Международната организация по стандартизация (ISO). Този модел съдържа по същество 2 различни модела:

· хоризонтален модел, базиран на протоколи, осигуряващ механизъм за взаимодействие между програми и процеси на различни машини

· вертикален модел, базиран на услуги, предоставяни от съседни слоеве един на друг на една и съща машина

В хоризонталния модел две програми изискват общ протокол за обмен на данни. Във вертикален съседните нива обменят данни чрез API интерфейси.

Свързана информация.

ФЕДЕРАЛНА АГЕНЦИЯ ЗА КОМУНИКАЦИИ

Държавна образователна бюджетна институция

висше професионално образование

Московски технически университет по комуникации и информатика

Катедра Комуникационни мрежи и комутационни системи

Насоки

и контролни задачи

по дисциплина

КОМУТАЦИОННИ СИСТЕМИ

за задочни студенти 4 курс

(направление 210700, профил - SS)

Москва 2014 г

План на УМД за 2014/2015 учебна година.

Насоки и контроли

по дисциплина

КОМУТАЦИОННИ СИСТЕМИ

Съставител: Степанова И.В., професор

Публикацията е стереотипна. Одобрен на заседание на катедра

Комуникационни мрежи и комутационни системи

Рецензент Маликова Е.Е., доцент

ОБЩИ НАСОКИ ЗА КУРСА

Дисциплината „Комутационни системи“, част втора, се изучава през втория семестър на четвъртата година от студенти от кореспондентския факултет по специалност 210406 ​​и е продължение и по-нататъшно задълбочаване на подобна дисциплина, изучавана от студентите през предходния семестър.

В тази част на курса се разглеждат принципите на обмен на управляваща информация и взаимодействие между комутационни системи, основите на проектирането на цифрови комутационни системи (DSS).

Курсът включва лекции, курсов проект и лабораторни упражнения. Полага се изпит и се защитава курсов проект. Самостоятелната работа по усвояване на курса се състои в изучаване на материала в учебника и учебните помагала, препоръчани в методически указания, и при завършване на курсов проект.

Ако студент срещне трудности при изучаването на препоръчителната литература, тогава можете да се свържете с катедрата по комуникационни мрежи и комутационни системи, за да получите необходимите съвети. За да направите това, писмото трябва да посочи заглавието на книгата, годината на публикуване и страниците, където са представени неясни материали. Курсът трябва да се изучава последователно, тема по тема, както е препоръчано в указанията. Когато учите по този начин, трябва да преминете към следващия раздел от курса, след като отговорите на всички контролни въпроси, които са въпроси от изпитните работи, и решите препоръчаните задачи.

Разпределението на времето в студентските часове за изучаване на дисциплината „Комутационни системи“, част 2, е показано в таблица 1.

БИБЛИОГРАФИЯ

Основен

1. Goldstein B.S. Превключващи системи. – SPb.: BHV – Санкт Петербург, 2003. – 318 с.: ил.

2. Лагутин В. С., Попова А. Г., Степанова И. В. Системи за превключване на цифрови канали в телекомуникационни мрежи. – М., 2008. – 214 с.

Допълнителен

3.Лагутин В.С., Попова А.Г., Степанова И.В. Телефонна потребителска подсистема за сигнализиране по общ канал. – М. „Радио и съобщения”, 1998.–58 с.

4. Лагутин В.С., Попова А.Г., Степанова И.В. Еволюцията на интелигентните услуги в конвергентните мрежи. – М., 2008. – 120-те.

СПИСЪК НА ЛАБОРАТОРНИТЕ РАБОТИ

1. Сигнализация 2ВСК и R 1.5, сценарий за обмен на сигнал между две автоматични телефонни централи.

2.Управление на абонатни данни на цифрова телефонна централа. Анализ на спешни съобщения на цифрова автоматична телефонна централа.

МЕТОДИЧЕСКИ УКАЗАНИЯ КЪМ РАЗДЕЛИТЕ НА ДИСЦИПЛИНАТА

Характеристики на изграждане на цифрови комутационни системи

Необходимо е да се проучат характеристиките на изграждането на системи за комутация на вериги, като се използва примерът на цифрова телефонна централа от типа EWSD. Разгледайте характеристиките и функциите на устройствата за цифров абонатен достъп DLU, прилагането на отдалечен абонатен достъп. Прегледайте характеристиките и функциите на линейната група LTG. Изучете конструкцията на комутационно поле и типичния процес на установяване на връзка.

Цифровата комутационна система EWSD (Digital Electronic Switching System) е разработена от Siemens като универсална комутационна система за обществени телефонни мрежи. Капацитетът на комутационното поле на системата EWSD е 25200 Erlang. Броят на обслужваните разговори в CHNN може да достигне 1 милион разговора. Системата EWSD, когато се използва като PBX, ви позволява да свържете до 250 хиляди абонатни линии. Комуникационен център, базиран на тази система, позволява превключване на до 60 хиляди свързващи линии. Контейнерните телефонни централи позволяват свързване на от няколкостотин до 6000 отдалечени абонати. Комутационните центрове се произвеждат за клетъчни комуникационни мрежи и за организиране на международни комуникации. Има много възможности за организиране на пътища с втори избор: до седем пътя с директен избор плюс един път с последен избор. Могат да бъдат разпределени до 127 тарифни зони. В рамките на един ден тарифата може да се промени до осем пъти. Генериращото оборудване осигурява висока степен на стабилност на генерираните честотни последователности:

в плезиохронен режим – 1 10 -9, в синхронен режим –1 10 -11.

Системата EWSD е проектирана да използва -60V или -48V захранвания. Температурните промени са разрешени в диапазона 5-40 ° C с влажност 10-80%.

Хардуерът на EWSD е разделен на пет основни подсистеми (виж Фиг. 1): цифров абонатен модул (DLU); линейна група (LTG); комутационно поле (SN); управление на мрежата с общ канал (CCNC); координационен процесор (CP). Всяка подсистема има поне един микропроцесор, обозначен като GP. Използват се системи за сигнализация R1.5 (чужда версия R2), чрез общ канал за сигнализация № 7 SS7 и EDSS1. Цифрови абонатни устройства DLUобслужват: аналогови абонатни линии; абонатни линии на потребители на цифрови мрежи с интеграция на услуги (ISDN); аналогови институционални подстанции (PBX); цифрова телефонна централа. DLU блоковете осигуряват възможност за включване на аналогови и цифрови телефонни апарати и многофункционални ISDN терминали. На потребителите на ISDN се предоставят канали (2B+D), където B = 64 kbit/s - стандартен канал на PCM30/32 оборудване, D-канално предаване на сигнали със скорост 16 kbit/s. За предаване на информация между EWSD и други комутационни системи се използват първични цифрови магистрални линии (DSL, английски PDC) - (30V + 1D + синхронизация) при скорост на предаване от 2048 kbit/s (или при скорост от 1544 kbit/s в САЩ).

Фиг. 1. Блокова схема на системата за превключване EWSD

Може да се използва локален или отдалечен режим на работа на DLU. Дистанционните DLU устройства се инсталират на места, където са концентрирани абонати. В същото време се намалява дължината на абонатните линии и се концентрира трафикът по цифровите свързващи линии, което води до намаляване на разходите за организиране на разпределителна мрежа и подобрява качеството на преноса.

По отношение на абонатните линии съпротивлението на веригата до 2 kOhm и съпротивлението на изолацията до 20 kOhm се считат за приемливи. Превключващата система може да приема импулси за набиране от ротационен дайлер, пристигащи със скорост от 5-22 импулса/сек. Сигналите за честотно набиране се получават в съответствие с Препоръка на CCITT REC.Q.23.

Високо нивонадеждността се осигурява чрез: свързване на всеки DLU към два LTG; дублиране на всички DLU единици със споделяне на натоварването; непрекъснато извършвани тестове за самоконтрол. За предаване на контролна информация между DLU и LTG линейни групи се използва обща канална сигнализация (CCS) на времеви канал номер 16.

Основните елементи на DLU са (фиг. 2):

модули за абонатна линия (SLM) тип SLMA за свързване на аналогови абонатни линии и тип SLMD за свързване на абонатни линии ISDN;

два цифрови интерфейса (DIUD) за свързване на цифрови предавателни системи (PDC) към линейни групи;

две контролни единици (DLUC), които контролират вътрешните DLU последователности, разпределяйки или концентрирайки потоците от сигнали към и от абонатни комплекти. За да се гарантира надеждност и увеличаване на пропускателната способност, DLU съдържа два контролера DLUC. Те работят независимо един от друг в режим на споделяне на задачи. Ако първият DLUC се провали, вторият може да поеме контрола върху всички задачи;

две управляващи мрежи за предаване на управляваща информация между модулите на абонатната линия и управляващите устройства;

тестова единица (ТУ) за тестване на телефони, абонатни линии и междуградски линии.

Характеристиките на DLU се променят при преминаване от една модификация към друга. Например, опцията DLUB предвижда използването на аналогови и цифрови модули за абонатни комплекти с 16 комплекта във всеки модул. Едно абонатно устройство DLUB може да свърже до 880 аналогови абонатни линии и се свързва към LTG, използвайки 60 PCM канала (4096 Kbps). В този случай загубите поради липса на канали трябва да бъдат практически нулеви. За да се изпълни това условие, пропускателната способност на един DLUB не трябва да надвишава 100 Erl. Ако се окаже, че средното натоварване на модул е ​​повече от 100 Erl, тогава броят на абонатните линии, включени в един DLUB, трябва да бъде намален. До 6 DLUB могат да бъдат комбинирани в устройство за дистанционно управление (RCU).

Таблица 1 представя техническите характеристики на цифровата абонатна единица на по-модерна модификация на DLUG.

Таблица 1. Технически характеристики на цифровата абонатна единица DLUG

С помощта на отделни линии могат да се свържат монетни телефони, аналогови институционално-промишлени автоматични телефонни централи РВХ (Частна автоматична централа) и цифрови РВХ с малък и среден капацитет.

Изброяваме някои от най-важните функции на модула за абонатен комплект SLMA за свързване на аналогови абонатни линии:

наблюдение на линия за откриване на нови повиквания;

DC захранване с регулируеми стойности на тока;

аналогово-цифрови и цифрово-аналогови преобразуватели;

симетрично свързване на сигнали за звънене;

мониторинг на късо съединение в контура и късо съединение към земя;

получаване на импулси за десетдневно набиране и честотно набиране;

промяна на поляритета на захранването (обръщане на поляритета на проводниците за телефонни автомати);

свързване на линейната страна и страната на абонатния комплект към многопозиционния тестов ключ, защита от пренапрежение;

отделяне на речеви сигнали чрез DC;

преобразуване на двупроводна комуникационна линия в четирипроводна линия.

Функционалните блокове, оборудвани със собствени микропроцесори, са достъпни чрез мрежата за управление на DLU. Блоковете се запитват циклично за готовност за предаване на съобщения и се осъществява директен достъп за предаване на команди и данни. DLUC също така извършва програми за тестване и мониторинг, за да идентифицира грешки.

Съществуват следните DLU шинни системи: контролни шини; шини 4096 kbit/s; гуми за откриване на сблъсък; шини за предаване на сигнали за звънене и тарифни импулси. Сигналите, предавани по шините, се синхронизират с тактови импулси. Контролните шини предават контролна информация със скорост на предаване 187,5 kbit/s; с ефективна скорост на данни от приблизително 136 kbit/s.

4096 kbit/s шини предават реч/данни към и от SLM модули за абонатна линия. Всеки автобус има 64 канала в двете посоки.

Всеки канал работи със скорост на предаване от 64 kbit/s (64 x 64 kbit/s = 4096 kbit/s). Присвояването на 4096 kbit/s шинни канали към PDC канали е фиксирано и определено чрез DIUD (вижте Фиг. 3). DLU връзката към линейни групи от тип B, F или G (съответно типове LTGB, LTGF или LTGG) се осъществява чрез 2048 kbit/s мултиплексни линии. DLU може да се свързва към два LTGB, два LTGF (B) или два LTGG.

Line/Trunk Groupe (LTG)формира интерфейса между цифровата среда на възела и цифровото комутационно поле SN (фиг. 4). LTG изпълняват децентрализирани контролни функции и освобождават CP координационния процесор от рутинна работа. Връзките между LTG и излишното комутационно поле се осъществяват чрез вторична цифрова връзка (SDC). Скоростта на SDC предаване от LTG към SN полето и в обратна посока е 8192 kbit/s (съкратено 8 Mbit/s).

Фиг.3. Мултиплексиране, демултиплексиране и

прехвърляне на контролна информация към DLUC

Фиг.4. Различни опции за достъп до LTG

Всяка от тези 8 Mbit/s мултиплексни системи има 127 времеви слота при 64 kbit/s всеки за пренасяне на полезна информация и един времеви слот при 64 kbit/s се използва за предаване на съобщения. LTG предава и получава гласова информация през двете страни на комутационното поле (SN0 и SN1), като присвоява гласова информация от активния блок на комутационното поле към съответния абонат. Другата страна на полето SN се счита за неактивна. Ако възникне повреда, предаването и приемането на потребителска информация незабавно започва чрез него. Захранващото напрежение на LTG е +5V.

LTG изпълнява следните функции за обработка на повиквания:

приемане и интерпретиране на сигнали, пристигащи чрез свързване и
абонатни линии;

предаване на сигнална информация;

предаване на акустични тонове;

предаване и приемане на съобщения към/от координационния процесор (CP);

предаване на отчети към групови процесори (GP) и получаване на отчети от
групови процесори на други LTG (виж фиг. 1);

предаване и приемане на заявки към/от мрежовия контролер за сигнализация по общ канал (CCNC);

контрол на аларми, влизащи в DLU;

съгласуване на състояния по линии със състояния на стандартен 8 Mbit/s интерфейс с дублирано комутационно поле SN;

установяване на връзки за предаване на потребителска информация.

Няколко вида LTG се използват за реализиране на различни типове линии и методи за сигнализиране. Те се различават по изпълнението на хардуерни блокове и специфични приложни програми в груповия процесор (CP). LTG блоковете имат голям брой модификации, различни по използване и възможности. Например блокът LTG на функция B се използва за свързване на: до 4 първични цифрови комуникационни линии от типа PCM30 (PCM30/32) със скорости на предаване 2048 kbit/s; до 2 цифрови комуникационни линии със скорост на трансфер 4096 kbit/s за локален DLU достъп.

Функционалният блок LTG C се използва за свързване на до 4 първични цифрови комуникационни линии със скорост 2048 kbit/s.

В зависимост от предназначението на LTG (B или C) има разлики във функционалния дизайн на LTG, например в софтуера на груповия процесор. Изключение правят съвременните LTGN модули, които са универсални и за да се промени функционалното им предназначение, е необходимо да се „пресъздадат“ програмно с различно натоварване (виж Таблица 2 и Фиг. 4).

Таблица 2. Спецификации на група линии N (LTGN).

Както е показано на фиг. 5, в допълнение към стандартните 2 Mbit/s интерфейси (RSMZ0), системата EWSD осигурява външен системен интерфейс с по-висока скорост на предаване (155 Mbit/s) с мултиплексори тип STM-1 на SDH синхронен цифрова йерархична мрежа по оптични линии комуникации. Използва се терминален мултиплексор от N-тип (синхронен двоен терминален мултиплексор, SMT1D-N), инсталиран на шкафа LTGM.

Мултиплексорът SMT1D-N може да бъде представен под формата на базова конфигурация с интерфейс 1xSTM1 (60xРSMЗ0) или под формата на пълна конфигурация с 2xSTM1 интерфейса (120xРSMЗ0).

Фиг.5. Свързване на SMT1 D-N към мрежата

Превключващо поле SNКомутационните системи EWSD свързват подсистемите LTG, CP и CCNC една с друга. Основната му задача е да установява връзки между LTG групи. Всяка връзка се осъществява едновременно през двете половини (равнини) на превключващото поле SN0 и SN1, така че ако едната страна на полето се повреди, винаги има резервна връзка. В комутационните системи тип EWSD могат да се използват два вида комутационни полета: SN и SN(B). Комутационното поле тип SN(B) е нова разработка и се характеризира с по-малки размери, по-висока готовност и намалена консумация на енергия. Има различни опции за организиране на SN и SN(B):

поле за превключване за 504 групи линии (SN:504 LTG);

комутационно поле за 1260 групи линии (SN: 1260 LTG);

комутационно поле за 252 групи линии (SN:252 LTG);

поле за превключване за 63 групи линии (SN:63 LTG).

Основните функции на комутационното поле са:

превключване на вериги; превключване на съобщения; преминаване в резерв.

Превключващото поле превключва канали и връзки при скорост на предаване от 64 kbit/s (виж Фиг. 6). Всяка връзка изисква два свързващи пътя (например повикващ към повикващ и повикван към повикващ). Координационният процесор търси свободни пътища през полето за превключване въз основа на информация за заетостта на свързващите пътища, съхранени в момента в устройството за съхранение. Превключването на свързващите пътища се извършва от контролни устройства на комутационната група.

Всяко поле за превключване има собствен контролен блок, състоящ се от контролен блок за група превключватели (SGC) и интерфейсен модул между SGC и модул за буфер за съобщения MBU:SGC. При минимален капацитет на етапа от 63 LTG, един SGC от групата на превключвателите участва в превключването на свързващия път, но при капацитет на етапа от 504, 252 или 126 LTG се използват два или три SGC. Това зависи от това дали абонатите са свързани към една и съща TS група или не. Команди за установяване на връзка се издават към всеки участващ GP от превключващата група от CP процесора.

В допълнение към връзките, зададени от абонатите чрез набиране на номер, полето за превключване превключва връзките между групи линии и CP координационния процесор. Тези връзки се използват за обмен на контролна информация и се наричат ​​полупостоянни комутируеми връзки. Благодарение на тези връзки се обменят съобщения между линейни групи, без да се изразходват ресурси на координационния процесор. Закованите връзки и връзките за сигнализиране по общ канал също се изграждат на принципа на полупостоянните връзки.

Комутационното поле в системата EWSD се характеризира с пълна достъпност. Това означава, че всяка 8-битова кодова дума, предадена по опорна линия, влизаща в полето за превключване, може да бъде предадена във всеки друг времеви слот по опорна верига, произтичаща от полето за превключване. Всички магистрали със скорост на предаване 8192 kbit/s имат 128 канала с капацитет на предаване 64 kbit/s всеки (128x64 = 8192 kbit/s). Превключващите полеви стъпала с мощности SN:504 LTG, SN:252 LTG, SN:126 LTG имат следната структура:

еднократно входящо превключване на етапа (TSI);

три етапа на пространствено превключване (SSM);

еднократно изходящо превключване на етапа (TSO).

Малките и средни станции (SN:63LTG) включват:

еднократно превключващо входно стъпало (TSI);

едно стъпало за пространствено превключване (SS);

едно изходящо времепревключващо стъпало (TSO).

Фиг.6. Пример за установяване на връзка в комутационно поле SN

Координационен процесор 113 (CP113 или CP113C)е мултипроцесор, чийто капацитет нараства на етапи.В мултипроцесора CP113C два или повече еднакви процесора работят паралелно с разпределяне на натоварването. Основните функционални блокове на мултипроцесора са: главният процесор (MAP) за обработка, експлоатация и поддръжка на разговори; процесор за обработка на повиквания (CAP), предназначен да обработва повиквания; споделено съхранение (CMY); входно/изходен контролер (IOC); входно-изходен процесор (IOP). Всеки VAP, CAP и IOP процесор съдържа една единица за изпълнение на програма (PEX). В зависимост от това дали ще бъдат внедрени като VAP процесори, CAP процесори или I0C контролери, се активират специфични хардуерни функции.

Нека изброим основните технически данни на VAR, CAP и IOC. Тип процесор - MC68040, тактова честота -25 MHz, ширина на адреса 32 бита и ширина на данните 32 бита, ширина на думата - 32 бита данни. Данни от локалната памет: разширение - максимум 64 MB (базирано на 16M bit DRAM); етап на разширение 16 MB. Флаш EPROM данни: 4 MB разширение. CP координационният процесор изпълнява следните функции: обработка на повикванията (анализ на цифрите на номерата, контрол на маршрутизирането, избор на зона на обслужване, избор на път в полето за превключване, отчитане на разходите за повикване, управление на данни за трафика, управление на мрежата); експлоатация и поддръжка - вход към и изход от външни устройства за съхранение (EM), комуникация с терминала за експлоатация и поддръжка (OMT), комуникация с процесора за пренос на данни (DCP). 13

Панелът SYP (виж фиг. 1) показва външни аларми, например информация за пожар. Външната EM памет се използва за съхраняване на програми и данни, които не е необходимо да се съхраняват постоянно в CP, цялата система от приложни програми за автоматично възстановяванеданни за тарифиране на телефонни разговори и промени в трафика.

Софтуерът е фокусиран върху изпълнението на специфични задачи, съответстващи на подсистемите EWSD. Операционната система (ОС) се състои от програми, които са близки до хардуера и обикновено са еднакви за всички комутационни системи.

Максимална производителностКапацитетът за обработка на обажданията е над 2 700 000 обаждания за един натоварен час. Характеристики на CP система EWSD: капацитет за съхранение - до 64 MB; капацитет на адресиране - до 4 GB; магнитна лента - до 4 устройства по 80 MB всяко; магнитен диск - до 4 устройства по 337 MB всяко.

Задачата на буфера за съобщения (MB) е да контролира обмена на съобщения:

между координационен процесор CP113 и LTG групи;

между CP113 и контролери на превключваща група SGCB) комутационно поле;

между LTG групи;

между LTG и мрежовия контролер за сигнализиране чрез общ CCNC канал.

Следните видове информация могат да се предават чрез MV:

изпращат се съобщения от DLU, LTG и SN към координационния процесор CP113;

докладите се изпращат от един LTG до друг (отчетите се маршрутизират през CP113, но не се обработват от него);

инструкциите се изпращат от CCNC до LTG и от LTG до CCNC, те се маршрутизират през CP113, но не се обработват от него;

командите се изпращат от CP113 до LTG и SN. MV преобразува информацията за предаване през вторичния цифров поток (SDC) и я изпраща към LTG и SGC.

В зависимост от етапа на капацитет, дублиращо се MB устройство може да съдържа до четири буферни групи за съобщения (MBG). Тази функция е реализирана в мрежов възел с резервиране, тоест MB0 включва групи MBG00...MBG03, а MB1 включва групи MBG10...MBG13.

Оборудвани са комутационни системи EWSD със сигнализация по общ канал на система № 7 устройство за управление на мрежата за сигнализация чрез общ CCNC канал. До 254 сигнални връзки могат да бъдат свързани към CCNC устройството чрез аналогови или цифрови комуникационни линии.

Устройството CCNC е свързано към комутационното поле чрез мултиплексирани линии със скорост на предаване 8 Mbit/s. Между CCNC и всяка равнина на превключващо поле има 254 канала за всяка посока на предаване (254 двойки канали).

Каналите пренасят сигнални данни през двете SN равнини към и от линейни групи при 64 kbit/s. Пътищата на аналоговия сигнал са свързани към CCNC чрез модеми. CCNC се състои от: максимум 32 групи с 8 терминала за път на сигнала всяка (32 SILT групи); един излишен процесор за общ канал (CCNP).

Контролни въпроси

1. В кой блок се извършва аналогово-цифрово преобразуване?

2. Колко аналогови абонатни линии могат да бъдат включени в DLUB? За какъв капацитет е предназначен този блок?

3. С каква скорост се предава информацията между DLU и LTG, между LTG и SN?

4. Избройте основните функции на превключвателното поле. С каква скорост се осъществява връзката между абонатите.

5. Избройте опциите за организиране на превключвателното поле на системата EWSD.

6. Избройте основните етапи на превключване с полето за превключване.

7. Помислете за преминаването на пътя на разговора през превключващото поле на превключващата система EWSD.

8. Какви функции за обработка на повиквания са внедрени в LTG блокове?

9. Какви функции изпълнява MV страната?

©2015-2019 сайт
Всички права принадлежат на техните автори. Този сайт не претендира за авторство, но предоставя безплатно използване.
Дата на създаване на страницата: 2017-06-11

2.2 Преглед на внесени комутационни системи

Следните комутационни системи са най-подходящи за дипломния ми проект: DX-200 от Telenokia (Финландия), SI 2000 от Iskratel (Словения), AXE-10 от Ericsson (Швеция), EWSD от Siemens (Германия), S12 Alkatel от Alkatel ( Германия).

Електронна цифрова превключваща система DX-200 , Системата DX-200 се използва активно в целия свят от много години и през това време спечели уважение за своята надеждна и висококачествена работа. Системата DX-200 се характеризира с времево разделение на каналите в комутационното поле и цифров метод за предаване на информация, базиран на предавателната система PCM-30/32. Управлението се извършва по записана програма с помощта на разпределени устройства за функционално управление, реализирани на микропроцесори. Системата е изградена на модулен принцип, както хардуерно, така и софтуерно. Всички функционални блокове и софтуер са разделени на независими един от друг модули. Модулите взаимодействат чрез стандартизирани сигнали.

Системата DX-200 може да се използва като референтна станция, транзитна станция, както и като абонатни концентратори.Референтната станция осигурява установяване на крайни връзки между телефонни апарати на абонати на локална мрежа, както и достъп до зонови, междуградски и международни мрежи. Станциите са проектирани да работят и в регионални мрежи с възли за входящи и изходящи съобщения, както и в мрежи без формиране на възли. Мрежите могат да използват 5-, 6- и 7-цифрено номериране, както и смесено номериране.

Транзитната станция е предназначена за превключване на канали, предаване на транзитния товар към градската телефонна централа и осигурява организирането на възли за входящи съобщения, възли за изходящи съобщения, възли за входящи съобщения на дълги разстояния, възли за персонализирани свързващи линии, комбинирани възли, комбиниращи горните възли, и институционални мрежови възли.

Системата DX-200 осигурява взаимодействие със станции, съществуващи в мрежи: десетстепенни, координатни, квазиелектронни автоматични телефонни централи, както и със специални информационни услуги на градска телефонна централа.

За абонатите на DX-200 се предоставят редица допълнителни услуги:

1) съкратено набиране;

3) повторно повикване без ново набиране;

5) прехвърляне на повикване, ако извиканият абонат е зает към друг телефонен апарат;

6) прехвърляне на повикването към телефонен секретар или телефонен оператор;

7) определяне на номера на извикания абонат.

В системата DX-200 се извършва отчитане на разходите за изходящи повиквания, базирано на времето, като се вземе предвид категорията на абонатите.

Системата DX-200 включва два вида автоматични телефонни централи: DX-210 и DX-220. DX-210 се използва предимно като автоматична телефонна централа с малък капацитет. Основните характеристики на системата DX-200 са показани в таблица 2.2.

Електронна цифрова комутационна система SI 2000. Системата SI 2000 е предназначена за обслужване на телефонни мрежи в крайградски и селски райони. Усъвършенстваната мрежова концепция на SI 2000 е основната стратегия. За разлика от други решения, тази концепция осигурява несравними икономически ползи и гъвкавост. Комуникационните мрежи на много страни все още са предимно аналогови и незабавното цифровизиране на всички преносни пътища е практически невъзможно. Наред със стандартните възможности, системата SI 2000 има и някои специфични функции, които служат за оптимизиране на решенията, свързани с изграждането на цифрова комуникационна мрежа.

Всички телефонни централи SI 2000 имат интегрирани комплекти аналогови линии. Това решение е най-рентабилното за съществуващо оборудване за аналогово предаване.

Разработването на оптимизирана мрежа, насочена към крайградски и селски райони, изисква създаването на цифрови острови. Способността на SI 2000 да се синхронизира от цифрова мрежа позволява цифровизация на подчинени автоматични телефонни централи и предавателни пътища. За да се осигури плавно развитие на комуникационната мрежа, възелът SI 2000 ще извършва цялостната комутация и аналогово-цифровото преобразуване. При инсталирана главна цифрова градска телефонна централа, синхронизацията на SI 2000 ще се извършва от нея без допълнително оборудване.

Системата SI 2000 предоставя следните услуги на абонатите:

2) абонатът разполага с контролен уред;

3) наблюдение;

5) пренасочване на повикване;

6) съкратено набиране (директно повикване);

7) настройка за изчакване

и много други с цялата необходима поддръжка за отчитане на тяхната цена.

Дистанционните модули в SI 2000 са оптимизирани според усъвършенствани мрежови концепции. При необходимост от големи мощности се използва фамилията автономни телефонни централи SI 2000. Автономната телефонна централа може да бъде преобразувана в дистанционен модул или обратно, без промени в хардуера.

Преносът на дълги разстояния в селските райони е по-скъп, отколкото в градските райони. За да спести оборудване за предаване, системата SI 2000 интегрира, като задължителна характеристика, PCM-30 канално разклонително устройство. В един PCM път потокът може да бъде разделен на максимум 15 станции. Оборудването за комуникация на данни може да въвежда или извежда над два потока данни при 64 килобита в секунда.

Основните предимства на системата SI 2000 са надеждност (по-малко от 0,5 повреди на 100 линии годишно), простота, разпределение и модулност и рентабилност [7].

Основните характеристики на системата SI 2000 са показани в таблица 2.2.

Електронна автоматична комутационна система AXE-10 , Комутационната система AXE-10 може да се използва като референтна автоматична телефонна централа, като различни комуникационни центрове (включително международни), както и централни, централни и крайни автоматични телефонни централи с малък капацитет в селските райони телефонни мрежи.

В зависимост от предложената употреба има:

1) местна станция AX;

2) транзитна гара;

3) мобилна (мобилна) комуникационна станция за създаване на клетъчна комуникационна мрежа.

Максималният капацитет на AXE-10, използвана като локална автоматична телефонна централа, е 200 000 абонатни линии със средна продължителност на разговора 100 секунди и натоварване на абонатна линия до 0,1 Erlang.

Транзитната станция тип AXE-10 е предназначена за до 2048 цифрови свързващи линии и позволява транзитни натоварвания до 200 хиляди абонатни линии, включени в местни автоматични телефонни централи. Допустимото натоварване на един канал на свързваща цифрова линия е зададено на 0,8 Erlang.

За аналогово-цифрово преобразуване се използва импулсно-кодова модулация със скорост на предаване на информация 2048 килобита в секунда.

Обменът на контролни сигнали с координатни автоматични телефонни централи се извършва на базата на системата за сигнализация R2, ​​използвайки многочестотния код „2 от 6“.

За комуникации на дълги разстояния се използва предимно едночестотна сигнална система, използва се и сигнална система, използваща общ сигнален канал № 7.

Чрез системата за експлоатация и поддръжка се осигурява постоянен и цялостен мониторинг на процедурата и резултатите от установяване на връзки и контрол на входящия товар.

Основни услуги, предоставяни на абонатите:

1) съкратено набиране;

3) предоставяне на информация по време на разговор;

4) пренасочване на повикване към телефон или към телефонен секретар;

5) автоматичен конферентен разговор;

6) настройка за изчакване, ако абонатът е зает с известяване;

7) повикване на абонат по поръчка;

8) придружаващо повикване;

9) превключване към друго устройство при заето или когато абонатът не отговаря;

10) ограничаване на изходящата комуникация;

11) идентификация на номера на повикващия абонат, ако има заявка от повикващия абонат;

12) автоматично събуждане.

Комутационната система може да се използва за планиране и развитие на комуникационни мрежи в селските райони. В този случай трябва да се вземат предвид дългите разстояния и ниската телефонна плътност. Системата AXE-10 за селските райони се базира на същото оборудване като за градската цифрова мрежа. Освен това в доставката е включен дистанционен абонатен мултиплексор, който ви позволява да свържете до 128 абонатни линии. Използването на кабелни цифрови комуникационни линии или радиокомуникационни линии е предвидено за свързване на отдалечени абонатни мултиплексори с референтна автоматична телефонна централа. Разработени са варианти за поставяне на оборудване в специални контейнери, съдържащи необходимите устройства за включване в електрозахранващата мрежа за незабавно въвеждане в експлоатация.

Услуги като Centerx и предаване на данни чрез специални канали са специално разработени за абонати в институционалния сектор. Използвайки тази услуга, някои абонати на комутационна система се обединяват в групи със затворена номерация и общо повикване от телефонната мрежа чрез специален номер. На практика институционалните автоматични телефонни централи могат да бъдат създадени на базата на същото комутационно оборудване.

Комутационната система AXE-10 е предназначена за използване като централна станция за клетъчна комуникационна мрежа от тип NMT-450. Разработването на специална подсистема за активиране на мобилни телефонни комуникации направи възможно организирането на сдвояването на системата AXE-10 с клетъчни базови станции.

Основните характеристики на системата AXE-10 са показани в таблица 2.2.

Електронна система за автоматично превключване EWSD Системата EWSD е придобила отлична репутация в много страни по света поради своята надеждност, рентабилност и разнообразие от предоставяни услуги.

Цифровата електронна централа EWSD се използва: с помощта на дистанционна цифрова единица за оптимизиране на абонатната мрежа или за въвеждане на нови услуги в даден район, като местна телефонна централа, като транзитна телефонна централа, като градска и транзитна междуградска централа, като комутационен център за мобилни обекти, като селска станция, като станция с малък капацитет, като контейнерна станция, като комутационна система, като център за експлоатация и поддръжка на група станции, като възел в система за сигнализация с общ канал , в мрежа за цифрови интегрирани услуги, за предоставяне на специални услуги.

EWSD предоставя на операторите много предимства, които от своя страна идват от многофункционалността, гъвкавостта и производителността на системата за превключване. Основните характерни характеристики на EWSD включват: интегриран надзор, включително надзор на работата, индикация за грешки, процедури за анализ на грешки и тяхната диагностика, внедряване в съществуващи мрежи, избор на маршрут, избор на алтернативен маршрут, запис на телефонни разходи, измерване на натоварването, управление на база данни и други.

Всички стандартни алармени системи могат да се използват в EWSD. Предаването на сигнали също се извършва от стандартни системи. Станцията може да работи както с абонати с десетдневно набиране, така и с абонати с тонално набиране. Използват се всички стандартни методи за отчитане на разходите.

На аналогов абонат могат да се предоставят следните видове услуги:

1) съкратено набиране;

2) връзка без набиране на номер (директна връзка);

3) връзка без забавяне във времето;

4) прехвърляне на входящо повикване при отсъствие на абонат към услугата за отсъстващи абонати;

5) автоинформатор с предварително записани фрази;

7) временна забрана за входящи съобщения;

8) поставяне на разговор в режим на изчакване (ако извиканият абонат е зает);

9) предоставяне на информация по време на разговор;

10) конферентен разговор;

11) разпечатан запис на продължителността и цената на разговора;

12) автоматично събуждане;

13) специален абонат;

14) приоритет на повикването

и други.

На абонатите на цифровата мрежа с интегрирана услуга могат допълнително да се предоставят следните видове услуги:

1) свързване на до осем терминални устройства едновременно;

2) промяна на крайното устройство, избор на крайно устройство;

3) мобилност на крайното устройство;

4) сервизни показатели;

5) смяна на услугата по време на разговора;

6) работа с едновременно използване на две услуги;

7) регистрация на отчитане на разходите за разговори за отделни услуги;

8) разговори, платени от абоната и други.

Основните характеристики на системата EWSD са показани в таблица 2.2.

Електронна система за автоматично превключване Alkatel S12. При разработването на системата беше обърнато голямо внимание на проблемите на ефективността на производството и експлоатацията. Икономичното производство се осигурява от висока степен на унификация на оборудването.

Основната функционална характеристика на станцията Alkatel S12 е децентрализирана структура, базирана на напълно разпределено управление както на функциите за обработка на информация, така и на процесите на директно превключване.

В комбинация с хардуерна и софтуерна модулност, разпределеното управление осигурява:

1) висока надеждност на работата на оборудването;

2) възможност за изграждане на станция в широк диапазон от капацитети;

3) гъвкавост при планираното разширяване на капацитета на системата според изискванията на клиента;

4) устойчивост на промяна Системни изискванияв бъдеще, тъй като новите приложения ще бъдат свързани само с добавянето на нови хардуерни или софтуерни модули към станцията, без да се променят архитектурните принципи и основния хардуер и софтуер;

5) опростяване на софтуера.

Модулната архитектура на станцията осигурява гъвкаво внедряване на нови технологични решения и предоставяне на нови услуги в експлоатационни условия без прекъсвания в работата. В мрежите в различни държави са внедрени нови технологични решения и софтуерни версии, които довеждат Alkatel S12 до перфектно ниво на съответствие с изискванията за функционални и технически и експлоатационни характеристики, както и осигуряват по-нататъшния му еволюционен преход към теснолентова и широколентова цифрова мрежа на интегрирани услуги.

Оборудването на станция Alkatel S12 е предназначено за използване в мрежи с общо и специално предназначение, покриващо диапазона от приложения от малки отдалечени абонатни устройства до големи градски и междуградски станции. Основните опции за конфигурация на оборудването са:

1) градски автоматични телефонни централи с малък капацитет (от 256 до 5376 абонатни линии);

2) градски автоматични телефонни централи със среден и голям капацитет (до 100 000 абонатни линии);

3) транзитни комутационни възли (до 60 000 свързващи линии);

4) дистанционни абонатни концентратори (до 976 абонатни линии).

Станцията Alkatel S12 предоставя на абонатите следните видове комуникация:

1) автоматична вътрешна комуникация между всички абонати на станцията;

2) автоматична входяща и изходяща местна комуникация към абонати на други станции;

3) транзитна връзка между входящи и изходящи линии;

4) автоматична комуникация в рамките на определена група абонати;

5) автоматична изходяща комуникация към информационните бюра;

6) полупостоянно превключване.

На абонатите на Alkatel S12 се предоставят следните видове допълнителни телефонни услуги:

1) пренасочване на входящо повикване към друго устройство;

2) пренасочване на повикване, ако абонатът е зает;

3) пренасочване на входящо повикване към телефонен секретар или оператор;

4) придружаващо обаждане с парола към устройството, от което са поръчани услугите;

5) аларма за търсене;

6) настройка за изчакване на извикания абонат да стане достъпен (изчакване с обратно повикване);

7) повторно повикване без набиране;

8) свързване с абонат по предварителна заявка;

9) конферентни разговори и други.

Основните характеристики на системата Alkatel S12 са дадени в таблица 2.2.

Таблица 2.2 - Основни характеристики на вносни комутационни системи

Свързване;

Абонаменти.

Име на параметрите		SI 2000	AX-10	EWSD	Акател S12
Максимален абонатен капацитет, брой		10400	200000	250000	120000
Максимален брой стволове		3600	60000	60000	85000
Широчина на честотната лента, (Ърл).		2500	30000	25200	30000
Максимален брой обаждания към CHNN		80000	1000000	1000000	1000000
Минимален брой портове на 1 платка	60	16	128	256	16
Консумирана мощност на стая, (W).	0,6..0,9	0,7..1,0	0,65..0,7	0,6..1,2	0,7..1,1

Както се вижда от горното, параметрите на вносните комутационни системи са близки един до друг и в този случай цената е решаваща. Именно по този критерий избрах системата за превключване AXE-10 като най-добрата по отношение на съотношението качество-цена.

Ориз. 3.3. Връзки между времеви интервали и рамки

3.2. Поставяне на логически канали върху физически канали

Известно е, че логическите канали се формират с помощта на физически канали. Методът за поставяне на логически канали върху физически се нарича "картографиране" - картографиране.

Въпреки че повечето логически канали заемат само един времеви слот, някои логически канали могат да заемат повече от 1 TS. В този случай информацията за логическия канал се предава в същия времеви слот на физическия канал в последователни TDMA рамки.

Тъй като логическите канали са къси, множество логически канали могат да заемат един и същ физически канал, позволявайки по-ефективно използване на времевите слотове.

На фиг. 3.4. показва случая, когато на една носеща клетка DCCH каналът заема допълнителен времеви интервал поради високо натоварване.

Ориз. 3.4. Поставяне на логически канали върху физически канали

3.2.1. Оператор "0", времеви интервал "0"

Нулевият времеви интервал на нулевата носеща честота в клетка винаги е запазен за сигнализиране. По този начин, когато MS е определила, че носещата честота е BCCH носеща, тя знае къде и как да прочете информацията.

При предаване от BTS към MS (връзка надолу) се предава BCH и CCCH информация. Единственият канал, през който се предава информация само в посока от MS към BTS (uplink), е RACH каналът. RACH каналът е винаги свободен, така че MS може да има достъп до мрежата по всяко време.

3.2.2. Оператор "0", времеви интервал "1"

Обикновено първият (“1”) времеви интервал на нулева носеща честота в клетка също винаги е запазен за целите на сигнализирането. Единственото изключение е за клетки с висок или нисък трафик.

Както се вижда от фиг. 3.4, ако трафикът в клетката е тежък, тогава третият физически канал може да бъде зает за целите на установяване на връзка с помощта на DCCH. Този канал може да бъде произволен времеви слот, с изключение на времеви слотове "0" и "1" на носител "0".

Това се случва и когато клетъчното натоварване е ниско. В този случай е възможно да се заеме времевият слот „0“ на носител „0“, за да се предава/получава цялата информация за сигнализиране: BCH, CCCH и DCCH. Така физически канал “1” може да бъде освободен за трафик.

Осем SDCCH канала и 4 SACCH канала могат да споделят един и същ физически канал. Това означава, че 8 връзки могат да бъдат установени едновременно на един физически канал.

3.2.3. Носеща "0", времеви интервали от две до седем и всички други времеви интервали на други носители на същата клетка

Всички останали интервали, с изключение на интервалите за сигнализиране "0" и "1", се използват в клетката за трафик, тоест за предаване на глас или данни. В този случай се използва логическият канал TCH.

Освен това, по време на разговор, MS предава резултатите от измерванията на нивото на сигнала, качеството и забавянето във времето. За тази цел се използва SACCH каналът, който заема един TCH времеви слот за известно време.

3.3. Пример за обслужване на входящо обаждане към MS

Ориз. 3.5 схематично показва услугата входящиобаждане до MS и използване на различни канали за управление.

Ориз. 3.5. Обадете се на MS

MSC/VLR има информация за това в кой LA се намира MS. Сигналното съобщение за пейджинг се изпраща до BSC, който управлява LA.

1. BSC разпространява съобщението за повикване до всички базови станции в желаната LA. Базовите станции предават съобщения за повикване по въздуха, използвайки PCH канала.

2. Когато MS открие PCH, който я идентифицира, тя изисква разпределяне на контролен канал чрез RACH.

3. BSC използва AGCH, за да информира MS кои SDCCH и SACCH може да използва.

4. SDCCH и SACCH се използват за установяване на връзка. TCH каналът е зает и SDCCH каналът е освободен.

5. MS и BTS превключват към честотата на TCH канала и времевия слот, определен за този канал. Ако абонатът отговори, връзката се установява. По време на разговора радиовръзката се следи от информацията, предавана и получавана от MS по SACCH канала.

Глава 4 - GPRS услуга за пакети данни през обществени радиоканали

GPRS споделя споделен ресурс на физически въздушен интерфейс със съществуващите GSM системни ресурси с комутируема верига. GPRS услугата може да се разглежда като насложена върху GSM мрежата. Това позволява една и съща физическа среда в клетките да се използва както за глас с комутация на вериги, така и за данни с комутация на пакети. GPRS ресурсите могат да бъдат разпределени за динамично предаване на данни през периоди, когато няма сесия за предаване на информация с комутирана верига.

GPRS ще използва същите физически канали, но ефективността на използването им е много по-голяма в сравнение с традиционния GSM с комутация на вериги, тъй като множество потребители на GPRS могат да използват един и същ канал. Това позволява повишено използване на канала. Освен това GPRS използва ресурси само през периода на предаване и приемане на данни.

4.1 GPRS мрежова архитектура

Фигурата по-долу показва структурата на GPRS системата. Тъй като GPRS е нова GSM услуга, тя използва съществуващата GSM инфраструктура с някои модификации. GPRS системното решение е създадено, за да позволи GPRS бързо да бъде внедрен в мрежи на ниска цена.

За внедряване на GPRS е необходимо да се обнови софтуерът на елементи от съществуващи GSM мрежи, с изключение на BSC, който изисква хардуерни надстройки (виж фиг. 4.1). В GSM мрежата се появяват два нови възела: обслужващият GPRS поддържащ възел (SGSN) и шлюзовият GPRS поддържащ възел (GGSN). Тези два възела могат да бъдат физически реализирани като един хардуерен възел. Възможно е гъвкаво внедряване на GPRS, първоначално е възможно например да се приложи централизиран GPRS възел, който може да бъде комбинация от SGSN и GGSN възли. На следващия етап те могат да бъдат разделени на специални SGSN и GGSN.

Следното описва как прилагането на GPRS засяга GSM възлите и какви GPRS терминали съществуват в мрежата.

Ориз. 4.1 GPRS мрежова архитектура (показани са BSS, CSS и PSS)

Интерфейсът между SSGN и BSC поддържа отворения Gb интерфейс, дефиниран в стандарта ETSI. Този интерфейс позволява на оператора да работи с конфигурация от множество доставчици.

4.2 Система за базова станция (BSS)

GPRS системата взаимодейства с MS през радиоинтерфейса, като предава и получава радиосигнали през BSS системата. BSS контролира предаването и приемането на радиосигнали за всички видове съобщения: глас и данни, предавани в режими с комутация на вериги и с комутация на пакети. При прилагането на GPRS, BTS базовите станции изискват допълнителен софтуер и допълнителни хардуерни единици.

BSS се използва за разделяне на данни с комутация на вериги и данни с комутация на пакети, тъй като към MSC се изпращат само съобщения с комутация на вериги. Пакетите се препращат към нови възли за превключване на GPRS пакети.

Система за превключване на вериги (CSS)

CSS е традиционна SS система за GSM мрежа, която включва дискутираните по-рано възли (вижте Глава 1, раздел 1.7: „Описание на компонентите на GSM мрежата“).

При внедряването на GPRS е необходимо да надстроите софтуера на MSC, който ви позволява да извършвате комбинирани GSM/GPRS процедури, например комбинирана процедура за свързване с MS (Прикачване): IMSI/GPRS.

Въвеждането на GPRS не засяга GMSC, тъй като този център участва в установяването на връзки към GSM абонати от PSTN абонати на фиксирана линия.

HLR е база данни, която съдържа всички данни за абонати, включително данни, свързани с GPRS абонаменти. По този начин HLR съхранява данни както за услугата за превключване на вериги, така и за услугата за превключване на пакети. Тази информация включва например разрешение/отказ на абоната да използва GPRS услуги, името на точката за достъп (APN) на доставчика на интернет услуги (ISP), както и индикация дали IP адресите са разпределени на MS. Тази информация се съхранява в HLR като абонамент за PDP контекст. HLR може да съхранява до 5 PDP контекста на абонат. Информацията, съхранявана в HLR, е достъпна от SGSN. При роуминг достъпът до информация може да възникне в HLR, който не е свързан с неговия собствен SGSN.

За да работи HLR в GPRS мрежа, софтуерът му трябва да бъде обновен.

4.3.1 Център за удостоверяване (AUC)

AUC не изисква надграждане при работа с GPRS. Единствената нова функция от гледна точка на AUC в GPRS мрежата е новият алгоритъм за криптиране, който е дефиниран за GPRS като A5.

Услуга за кратки съобщения - Взаимодействащата MSC (SMS-IW-MSC) позволява на MS с GPRS възможности да изпращат и получават SMS през GPRS радиоканали. SMS-IW-MSC не се променя, когато се внедри GPRS.

4.3.2 Система за превключване на пакети (PSS)

PSS е нова система, проектирана специално за GPRS. Тази система е базирана на интернет протоколи (IP). Той включва нови възли за превключване на пакети, известни като GSN (възли за поддръжка на GPRS). В момента има два типа GPRS възли: обслужващ възел за поддръжка на GPRS (SGSN) и възел за поддръжка на GPRS шлюз (GGSN). SGSN интерфейсите го свързват към стандартни GSM мрежови възли, като MSC/BSC, а GGSN интерфейсите свързват този възел към външни мрежи за пакети данни, като Интернет или корпоративен Интернет.

4.3.3 GGSN терминали

Има три класа MS, които могат да работят с GPRS.

Клас A: Клас A MS поддържа GPRS и други GSM услуги едновременно. Това означава, че MS едновременно изпълнява функциите на прикачване, активиране, наблюдение, предаване на информация и т.н. както за предаване на глас, така и за пакетно предаване на данни. MS от клас A може едновременно да обслужва повикване за гласова услуга и да получава пакети данни.

Клас B: MS от клас B едновременно следи GSM и GPRS канали, но може да получава/предава информация от услуги с комутация на вериги или пакети във всеки даден момент.

Клас C: Клас C MS поддържа само неедновременни операции, като прикачване. Ако MS от този клас поддържа както GSM, така и GPRS услуги, той може да получава повиквания само от услугата по подразбиране или определена от оператора. Услуги, които не са присвоени или избрани, не са налични.

4.3.4 Други обекти

Платежен портал (BGw).

BGw улеснява внедряването на GPRS в мрежата мобилни комуникациичрез внедряване на функции, които опростяват управлението на таксуването за GPRS в системата за таксуване. По-специално, функцията Advanced Processing е много полезна - разширена обработка на информацията за плащане.

Критериите за таксуване за GPRS услуги са фундаментално различни от тези за услуги с комутируема верига. По-конкретно, те се основават на количеството предадена/приета информация, а не на времето, през което каналите са заети. Една GPRS сесия може да бъде активна за доста дълъг период от време, докато действителното предаване на данни се извършва за кратки периоди от време, когато са налични свободни радио ресурси. В този случай времето, необходимо за заемане на радио ресурси, е незначителен критерий за изчисляване на таксата в сравнение с обема на данните.

Информацията за зареждане може да бъде получена от SGSN и GGSN с помощта на интерфейси, различни от MSC интерфейсите, и за тази информация се генерира нов тип CDR отчет. Някои нови видове CDR са:

· S-CDR, свързани с използването на радиомрежа и предавани от SGSN.

· G-CDR, свързани с използването на външни мрежи за данни и предавани от GGSN.

· CDR, свързани с използването на услуга за кратки съобщения, базирана на GPRS.

По време на една GPRS сесия могат да се генерират няколко S-CDR и G-CDR.

BGw ви позволява да таксувате услуги за данни с минимално въздействие върху съществуващите системи за таксуване. BGw може или да преобразува данните във формат, който се разпознава от съществуващата система за таксуване, или може да се използва за създаване на ново приложение за таксуване, специално пригодено за обемно таксуване. Това ви позволява да внедрявате услуги за данни много бързо и да таксувате за използването на услуги веднага, в реално време.

Възли за поддръжка на GPRS

Възлите за поддръжка на GPRS са SGSN и GGSN, всеки от които изпълнява специфични функции в рамките на GPRS мрежата. Тези специфични индивидуални функции са описани по-долу.

Обслужващ възел за поддръжка на GPRS (SGSN)

SGSN се намира в GPRS мрежата, както е показано на фиг. 4.2. Този възел комуникира с BSC, MSC/VLR, SMS-G и HLR. Този възел се свързва към опорната мрежа, за да комуникира с GGSN и други SGSN.

Ориз. 4.2 SGSN интерфейси

SGSN обслужва всички GPRS абонати, физически разположени в рамките на географската обслужвана зона на SGSN. SGSN изпълнява функции в GPRS, подобни на тези, изпълнявани от MSC в GSM мрежата. Това означава, че този възел контролира функциите за свързване, MS прекъсване, актуализиране на информация за местоположение и т.н. GPRS абонатите могат да бъдат обслужвани от всеки SGSN възел в мрежата в зависимост от тяхното местоположение.

SGSN функции.

Като част от GPRS мрежата, SGSN възелът изпълнява следните функции. Управление на мобилността (MM). SGSN възелът изпълнява функциите на MM протокола в MS и през мрежови интерфейси. MM процедурите, поддържани през този интерфейс, са IMSI връзка както за GPRS, така и за комутирани повиквания, актуализация на зона за маршрутизиране, комбинирана зона за маршрутизиране и актуализация на зона за местоположение, сигнализиране за пейджинг.

Протоколът MM позволява на мрежата да поддържа мобилни абонати. MM позволява на MS да се движи от една клетка в друга, да се движи от една зона за маршрутизиране на SGSN към друга, да се движи между SGSN възли в рамките на GPRS мрежа.

Концепцията за зона на местоположение (LA) не се използва в GPRS. Аналогът на тази концепция в GPRS е зоната на маршрутизиране (RA). RA се състои от една или повече клетки. В първото изпълнение RA беше еквивалентен на LA.

MM позволява на абонатите да предават и получават данни, докато се движат в своята PLMN мрежа, както и когато се преместват в друга PLMN мрежа. SGSN поддържа стандартния Gs интерфейс в MSC/VLR посока за MS класове A и B, което позволява следните процедури:

- Комбинирано свързване/изключванеGPRS/ IMSI. Процедурата „IMSI attach“ се извършва чрез SGSN. Това ви позволява да комбинирате/комбинирате действия и по този начин да пестите радио ресурси. Тези действия зависят от MS класа.

- Комбинирано страниране. Ако MS е регистрирана едновременно като IMSI/GPRS терминал (операция в режим I), MSC/VLR извършва пейджинг чрез SGSN. Мрежата може също да координира предоставянето на услуги с комутация на вериги или пакети. Координирането на пейджинг означава, че мрежата предава съобщения за пейджинг за услуги с комутация на вериги по същите канали, използвани за услуги с комутация на пакети, тоест GPRS канал за пейджинг или GPRS канал за трафик.

- Комбинирани актуализации на местоположението(зони за местоположение LA или зони за маршрутизиране RA) за услуги с комутация на GSM вериги и услуги с комутация на пакети GPRS. MS изпълнява функции за актуализиране на местоположението отделно чрез предаване на информация за новия LA към MSC и новия RA към SGSN. Чрез Gs интерфейса двата възела: MSC и SGSN могат да обменят информация за актуализиране на местоположението на абоната, като по този начин позволяват взаимно да извършват актуализирането. Това ви позволява да спестите функции за сигнализиране по въздушния интерфейс.

Управление на сесии (SM)

SM процедурите включват активиране на контекст на протокол за пакетни данни (PDP), деактивиране на този контекст и модифицирането му.

PDP контекстът се използва за установяване и освобождаване на виртуална връзка за данни между терминала, свързан към MS и GGSN.

След това SGSN съхранява данни, които включват:

Идентификаторът на PDP контекст е индекс, използван за насочване към конкретен PDP контекст.

PDP тип. Това е тип PDP контекст. В момента се поддържа IPv4.

PDP адрес. Това е адресът на мобилния терминал. Това е или IPv4 адрес, ако абонатът го посочи при сключване на договор за предоставяне на услуги за пакети данни, или е празен набор при използване на режим на динамично присвояване на адрес.

Име на възел за достъп (APN). Това е мрежовият идентификатор на външната мрежа, например: wap. *****

Дефинирано качество на услугата (QoS). Това е QoS профил, за който абонатът може да се абонира.

PDP контекстът трябва да е активен в SGSN, преди всяка единица за пакет данни (PDU) да може да бъде изпратена или получена от MS.

Когато SGSN получи съобщение за заявка за активиране на PDP контекст, той изисква функцията за контрол на разрешението. Тази функция ограничава броя на регистрациите в рамките на един SGSN и следи качеството във всяка зона. След това SGSN проверява дали на абоната е разрешен достъп до конкретна мрежа на ISP или корпоративна мрежа за данни.

Изкупуване на билети

Тази функция предоставя на оператора достатъчно информация за дейностите на абоната и позволява фактуриране въз основа на обема на прехвърлената информация (обем на прехвърлените данни, SMS), както и продължителността на сесията за данни (време на включване/регистрация, продължителност на активния състояние на контекста на PDP).

Възможностите за GPRS зареждане са напълно съвместими със спецификациите на ETSI за S-CDR (SGSN), G-CDR (GGSN) и SMS CDR.

CDR съдържа всички задължителни полета и следните незадължителни полета:

S-CDR: маркировка за клас на MS, информация за област за маршрутизиране на RA, код на област, ID на клетка, информация за промяна на SGSN по време на сесия, диагностична информация, пореден номер на доклад, ID на възел.

G-CDR: флаг за динамичен адрес, диагностична информация, пореден номер на отчета, ID на възел.

Всички CDR имат идентификатори, така че всички CDR, принадлежащи към една MM сесия, да могат да бъдат сортирани и свързани със съответните PDP сесии, което е важно от гледна точка на таксуването. Това се отнася за всички CDR от всички GPRS възли.

CDR в GPRS възлите първо попадат във временен буфер за съхранение, който се съхранява за около 15 минути, след което се записват на твърдия диск. Капацитетът на диска за съхранение на данни за зареждане е приблизително проектиран да съхранява еквивалента на 72 часа данни за зареждане.

Операторът може да конфигурира следните параметри:

Дестинация (напр. система за таксуване);

Максимално количество дискова памет за съхранение на CDR;

Максимално време за съхранение на CDR;

Таймер за буфериране оперативна памет(RAM);

Обем на буфериране в паметта с произволен достъп (RAM);

Метод за извличане на данни.

Избор на GGSN

SGSN избира GGSN (включително сървъра за достъп) въз основа на протокол за пакетни данни (PDP), име на възел за достъп (APN) и конфигурационни данни. Той използва сървъра за имена на домейни в основната мрежа, за да установи самоличността на SGSN, обслужващ исканото APN. След това SGSN установява тунел, използвайки GPRS Tunnel Protocol (GTP), за да подготви GGSN за по-нататъшна обработка.

DIV_ADBLOCK192">

По-долу е даден пример за успешно изпращане на SMS съобщение през GPRS радиоканали:

SMS-C определя, че съобщението трябва да бъде препратено към MS. SMS-C препраща това съобщение към SMS-GMSC. SMS-GMSC проверява адреса на дестинацията и изисква информация за маршрутизиране от HLR за доставка на SMS. HLR предава резултатно съобщение, което може да включва информация за SGSN, в обхвата на който в момента е целевата MS, информация за MSC или информация за двата възела. Ако полученото съобщение не съдържа SGSN, това означава, че HLR има информация, че MS е извън обхвата на SGSN и не е достъпна чрез този SGSN. Ако полученото съобщение съдържа MSC номер, SMS съобщениеще се доставят по традиционния начин чрез GSM мрежата. Ако полученото съобщение съдържа SGSN, SMS-GMSC ще препрати SMS към SGSN. SGSN ще предаде SMS на MS и ще изпрати съобщение за успешно доставяне на съобщение до SMS-C.

4.6 Възел за поддръжка на GPRS шлюз (GGSN)

GGSN осигурява интерфейс към външната IP мрежа с пакетно предаване на данни. GGSN осигурява функции за достъп за външни устройства като ISP рутери и RADIUS сървъри, които предоставят функции за сигурност. От гледна точка на външната IP мрежа, GGSN действа като рутер за IP адресите на всички обслужвани абонати GPRS мрежа. Маршрутизирането на пакети към желания SGSN и транслацията на протокола също се осигуряват от GGSN възела.

4.7 GGSN функции

GGSN изпълнява следните функции като част от мрежата GSPR:

- Мрежова връзкаIP. GGSN поддържа връзки към външни IP мрежи с помощта на сървър за достъп. Сървърът за достъп използва RADIUS сървър за присвояване на динамични IP адреси.

- Гарантиране на сигурността на преноса на данни чрез протоколаIP. Тази функция гарантира сигурно предаване между SGSN и GGSN (Gi интерфейс). Тази функция е необходима при свързване на GPRS абонати през тяхната собствена корпоративна мрежа (VPN). Той също така подобрява сигурността на управлението на трафика между GPRS възли и системи за контрол. Функциите за защита на IP ви позволяват да шифровате всички предавани данни. Това предпазва от незаконен достъп и осигурява гаранции за поверителността на предаването на пакети данни, целостта на данните и удостоверяването на източника на данни. Механизмите за сигурност се основават на филтриране, удостоверяване и криптиране на ниво IP. За да се осигури по-голяма сигурност през основната IP мрежа, тази функционалност е интегрирана в рутера както в SGSN, така и в GGSN (както и в шлюзови устройства, работещи в краищата на мрежите). Това решение използва заглавка за удостоверяване Opv4 IPSEC, използвайки алгоритъма MD5 и капсулиран полезен товар за сигурност (ESP), който използва режима на стандартния верижен блоков шифър (DES-CBC) на American Data Cipher. Системата също е готова да въведе нови алгоритми за криптиране (например протокол за асиметрична автентикация с публични ключове и др.)

- Маршрутизиране.Маршрутизирането е функция на SGSN.

- Управление на сесии. GGSN поддържа процедури за управление на сесии (т.е. активиране, деактивиране и модифициране на контекста на PDP). Управлението на сесията е описано в раздела „SGSN функции. Управление на сесии."

- Поддръжка на функция за зареждане. GGSN също генерира CDR за всяка обслужвана MS. CDR съдържа регистрационен файл с щамповано време за процедури за управление на сесии в случай на режим на таксуване, базиран на времето, и файл, базиран на обема на прехвърлената информация.

4.8 Логически канали

Има около 10 вида логически канали, дефинирани в GSM системата. Тези канали се използват за предаване на различни видове информация. Например каналът за пейджинг PCH се използва за предаване на съобщението за повикване, а каналът за управление на излъчването BCCH предава системна информация. За GPRS е дефиниран нов набор от логически канали. Повечето от тях имат имена, подобни и съответстващи на имената на каналите в GSM. Наличието в съкратеното име на логическия канал на буквата „P“, което означава „Пакет“ и стои пред всички останали букви, показва, че това е GPRS канал. Например, пейджинг каналът в GPRS е обозначен като PPCH - Packet Paging Channel.

Нов логически канал на GPRS системата е PTCCH каналът (Packet Timing advance Control Channel). Това е каналът за уведомяване за забавяне на TA и е необходим за регулиране на този параметър. В GSM системата информацията, свързана с този параметър, се предава по SACCH канала.

За да поддържате GPRS, групите вериги могат да бъдат присвоени за връзки с комутация на пакети (PS). Каналите, присвоени на GPRS за обслужване на трафик, произхождащ от комутируем домейн (CSD), се наричат ​​PDCH. Тези PDCH ще принадлежат към домейн с комутация на пакети (PSD). За присвояване на PDCH се използват рамка с многослотова структура и TCH, способен да поддържа PS.

В една клетка PDCH ще съществуват съвместно с каналите за обслужване на трафик за CS. Контролният блок за предаване на пакети PCU отговаря за присвояването на PDCH.

В PSD множество PS връзки могат да споделят един и същ PDCH. Единична PS връзка се дефинира като временен блоков поток (TBF), който се предава в двете посоки на връзката нагоре и надолу. MS може едновременно да има две TBF, едната от които се използва в посоката на връзката нагоре, а другата в посоката на връзката надолу.

Когато е назначен TBF, един или повече PDCH са запазени за MS. PDCH се намират в набор от PDCH, наречени PSET, и само един PDCH в същия PSET може да се използва за MS. Преди да резервира канал, системата трябва да гарантира, че PSD съдържа един или повече безплатни канали PDCH.

4.9 Задаване на канали в GPRS системата

PBCCH каналът, подобно на BCCH канала в GSM, е канал за управление на излъчване и се използва само в информационната система за пакети данни. Ако операторът не зададе PBCCH канали в системата, Информационна системапредаването на пакетни данни използва BCCH канала за своите цели.

Този канал се състои от логически канали, използвани за обща контролна сигнализация, необходима за предаване на пакети данни.

Този пейджинг канал се използва само в посока надолу. Използва се за предаване на сигнала за звънене към MS преди предаване на пакети. PPCH може да се използва в група канали за пейджинг както за режим с комутация на пакети, така и за режим с комутация на вериги. Използването на PPCH канал за режим на комутация на вериги е възможно само за GPRS терминали клас A и B в мрежа с режим на работа I.

PRACH – Канал за произволен достъп на пакети, използван само в посока нагоре. PRACH се използва от MS за иницииране на предаване в посока на връзката нагоре за данни или сигнализиране.

PAGCH – Каналът за предоставяне на пакетен достъп се използва само в посока на връзката надолу по време на фазата на установяване на връзка, за да предаде информация за присвояване на ресурс. Изпраща се до MS преди да започне предаването на пакета.

PNCH – Каналът за уведомяване на пакети се използва само в посока на връзката надолу. Този канал се използва за предаване на PTM-M (Point-to-Multipoin – Multicast) известие към MS групата преди предаване на PTM-M пакета. За да наблюдавате PNCH канала, трябва да бъде зададен режим DRX. DRX услугите не са посочени за GPRS фаза 1.

PACCH - Свързаният с пакети контролен канал носи сигнална информация, свързана с конкретна MS. Информацията за сигнализиране включва, например, потвърждения и информация за управление на изходната мощност на терминала. PACCH също носи съобщения за присвояване или преназначаване на ресурс. Този канал споделя ресурси с PDTCH, присвоени на определена MS. В допълнение, съобщение за пейджинг може да бъде изпратено по този канал към MS в състояние на връзка с комутирана верига, което показва, че MS работи в пакетен режим.

PTCCH/U - Предварителният контролен канал за синхронизация на пакети се използва само в посока на връзката нагоре. Този канал се използва за предаване на пакет с произволен достъп за оценка на забавянето във времето на една MS в пакетен режим.

PTCCH/D - Каналът за предварително управление на времето на пакета се използва само в посока на връзката надолу.Този канал се използва за предаване на информация за актуализиране на стойността на времезакъснение за няколко MS. Един PTCCH/D се споделя с няколко PTCCH/Us.

Пакетите данни се предават по този канал. Ако системата работи в режим PTM-M, тя временно се присвоява на една MS от групата. Ако системата работи в режим с много слота, една MS може да използва множество PDTCH паралелно за една сесия за предаване на пакети. Всички канали за трафик за предаване на пакети са двупосочни, като се прави разлика между PDTCH/U за посоката на предаване на връзката нагоре и PDTCH/D за посоката на предаване на връзката надолу.

Глава 5 - Превключваща система

Въведение

Системата за превключване на мобилното радио е показана на фиг. 5.1

676 серия

5.2. Мобилен комутационен център/Регистър на посещения (MSC/VLR)

5.2.1 MSC функции

MSC е основният възел в GSM системата. Този възел контролира всички функции за обслужване на входящи и изходящи повиквания между MS. Основните функции на този възел са:

ПО ДИСЦИПЛИНАТА „ЦИФРОВИ КОМУТАЦИОННИ СИСТЕМИ И ТЕХНИЯ СОФТУЕР”

Литература:

1.”Автоматично превключване”, изд. О.Н.Иванова, 1988г

2. М. А. Баркун. “Цифрова телефонна централа”, 1990 г

3. Г.В.Мелик-Шахназарова и др.“ATS MT-20/25”, 1988 г.

4. Р. А. Аваков и др., „Чужди електронни цифрови комутационни системи”, 1988 г.

5. В. Д. Сафронов и др., „Чужди електронни цифрови комутационни системи”, част 2, 1989 г.

6. А. Г. Попова и др., „Чуждестранни системи за автоматично превключване“, 1991 г

7. V.G.Bosenko “Цифров ATSE-200”, 1989 г

8. А. Г. Попова “Цифрови комутационни системи с разпределено управление” части 1 и 2, 1992 г.

9. О. Н. Иванова „АТСЕ-200”, 1988 г

10. М.Ф.Лутов и др., “Квазиелектронни и електронни автоматични телефонни централи”, 1988 г.

11. Alcatel-Bell “Система 12 Study Guide”, 1994 г

Раздели на курса:

1. Принципи на цифровата комутация.
2. Изграждане на цифрови комутационни полета.
3. Изграждане на интерфейси на свързващи линии.
4. Абонатен достъп.
5. Алармени системи ЦСК.
6. Принципи на изграждане на USC.
7. USC софтуер.
8. Блокови схеми и технически характеристики на различни ЦСК.

Целите на курса са да запознае студентите от факултета на МОН с текущото състояние и перспективите за развитие на цифровите комутационни системи. Обяснете общата структура на цифровите комутационни системи (DSS), както и перспективите за внедряване на DSS. Дайте сравнителни характеристики и параметри на комутационни системи, реализирани в телекомуникационни мрежи. Да се ​​запознаете с принципите на времева и пространствена комутация на цифрови канали и техническата им реализация в полетата на цифрова комутация. Дайте понятията за абонатни и магистрални интерфейси. Обяснете техните функции и конструктивни характеристики в CSK. Обяснете характеристиките на конструирането на устройства за управление на CSK, както и обяснете състава и функциите на софтуера. Обяснете принципите на организиране на експлоатацията и поддръжката на съвременни телекомуникационни системи.

В момента се закупуват много чуждестранни системи за цифрово превключване; трябва да можете да ги разбирате. Те нямат време да публикуват литература за курса, така че основният фокус е върху лекционния курс. По някои въпроси са разработени програми за обучение в отдел АЕЦ. Тръгнаха учебниците на Иванова, Баркун, Лутов общи въпросиизграждане на ЦСК. Останалата част от литературата е специфична за системата

CSK- хибридни телефонни централи, които могат да се използват във всякакво качество. Цифровите комутационни системи за първи път са разработени и произведени във Франция около 1975 г. Първият CSK е MT20/25. В Русия тази система е произведена от Уфимския телефонен завод и в момента се използва само в градските телефонни мрежи.

Кратък преглед на цифровите комутационни системи в Русия

Квантов- електронна автоматична телефонна централа, произведена от Белгородския телефонен завод и Рижския завод VEF. Системата Kvant-SIS е разработена за организиране на справочно-информационно обслужване. Системата EuroQuant е предназначена за градски телефонни мрежи, максималният капацитет е 8000 номера.

Всички телефонни централи, закупени в чужбина, трябва да бъдат сертифицирани за съответствие с руските телефонни мрежи. Сертифицирането се извършва от LONIIS.

DX-200- системата е разработена и произведена от финландската компания NOKIA. Доставя се в Русия от началото на 80-те години. Първите автоматични телефонни централи на системата DX-200 са инсталирани в Санкт Петербург. За Русия беше разработено нова версия PBX, като се вземе предвид изграждането на руските мрежи. Използва се на GTS и STS (като USP). Доста такива системи са закупени в Русия. В Новосибирск има автоматична телефонна централа11/15 на системата DX-200 с капацитет 25 хиляди номера

ATSC-90- това е името на DX-200, който се сглобява в Санкт Петербург, компонентите за него се доставят от Финландия. ATTS-90 се доставят в Ленинградска област и Карелия

S-12- хибридна телефонна централа с разпределено управление. Това е система от 4-то поколение. За да се въведе системата в серийно производство, бяха необходими разходи от около 1 милиард долара. Следователно в разработката на станцията участваха 5 държави: Белгия, Германия, Испания, Италия, Франция. Следователно системата 12 има различни производствени предприятия. Например система 12 се доставя в Русия от Белгия от Alcatel-Bell, а в Казахстан от Германия. През 1991 г. в Санкт Петербург е създадено съвместно предприятие, което произвежда кабелни продукти за всички производствени предприятия на System 12 (в Русия и в чужбина). В Русия са създадени 3 сервизни центъра за поддръжка на система 12: в Москва, Санкт Петербург, Новосибирск. Освен това в Москва има център за изучаване на система 12. Минималният капацитет на система 12 е 128 номера, максималният е 100 000 номера в 5-та версия, 200 000 номера в 7-ма версия. Система 12 е сертифицирана от LONIIS за използване на GTS, AMTS, UAK, STS

EWSD- производство на Siemens, Германия. Сертифициран за използване на GTS и ATS. Министерството на съобщенията препоръча във всички градове по протежение на Транссибирската железница (от Владивосток до Челябинск) реконструкцията на автоматични телефонни централи, базирани на EWSD с достъп до международната мрежа. EWSD има максимален капацитетдо 250 000 номера и централизирано управление. В Ижевск е създадено съвместно предприятие „Ижтел“ за производство на EWSD на руския пазар. Сервизният център за поддръжка на EWSD се намира в Новосибирск.

AX-10- разработено от Ericsson (Швеция). Преди няколко години в Югославия беше създадено съвместно предприятие с компанията Nikola-Tesla за производството на AXE-10. Доставките за Русия идват основно от Никола-Тесла. Максималният капацитет на системата е 200 000 номера. Системата е сертифицирана за AMTS, UAK, GTS, STS

MD-110 -капацитет 20-20000 номера. Фирма Никола-Тесла. Закупен за ведомствена мрежа като UPBX

5ESS(компания AT&T). Произведено в САЩ. Американските компании започнаха да развиват руския пазар наскоро, около 1994 г. Първата автоматична телефонна централа тип 5 ESS беше доставена в Москва в района Тушински. Максималният капацитет на системата е 350 000 номера. Една такава станция е достатъчна за съществуващата Новосибирска GTS. Тази телефонна централа е много скъпа. Сертифициран за работа на GTS, AMTS, UAK. Създадено е съвместно предприятие в Китай.

TDX- Компания Samsung, Южна Корея. Максималният капацитет е 100 000 номера. Системите се доставят в Далечния изток. TDX е сертифициран за GTS.

SI-2000 - капацитет 20 - 10000 номера. В Екатеринбург беше създадено съвместно предприятие с югославската компания Iskra (Словения) за производството на тези станции. Частите се произвеждат в Словения, а монтажът се извършва в Екатеринбург. Използва се за STS и UTS. Предимство - може да работи на всички видове свързващи линии (като Квант).

УТ-100- закупен от Италия. Капацитет до 100 000 номера. Разпространен в цяла Русия. Произведено от Italtel.

ATS-CA (S-32)много добра вътрешна автоматична телефонна централа, разработена от TsNIIS. Предвижда включването само на цифрови абонатни линии, т.е. На абоната се доставя цифров поток от 32 kb/s. ОВД е разработено, има пробна експлоатация, но не е пуснато в производство. В момента елементната база на тази станция вече е остаряла.

Всички телефонни централи от 4-то поколение също са насочени към създаване на клетъчни мрежи.

Всички изброени телефонни централи (с изключение на MT-20/25) са насочени към цифрови мрежи с интегрирана услуга (ISDN) с теснолентов цифров поток.

ISDN - TsSIO-U теснолентови системи със скорост на предаване на информация 64-2048 kb/s. Системите с ISDN не са търсени сред населението, защото... позволяват превключване само на телефонни канали. В допълнение към телефонните комуникации, абонатът може да има и други видове комуникации: телевизия, мобилни комуникации, радиокомуникации и др.

BSDN - широколентови системи TsSIO-Sh. Абонатът получава цифров поток със скорост на предаване 150-600 Mbit/s. За такива сигнали всички горепосочени системи не са подходящи, т.к такива цифрови потоци изискват оптично превключване и това е въпрос на бъдещето.

В Новосибирск, в Академгородок, се изгражда експериментална BSDN и се изгражда транспортна мрежа, базирана на оптични линии, за да се използва BSDN. Системата за комутиране на широколентов сигнал е много скъпа: изисква 5-6 милиарда долара, за да бъде въведена в серийно производство. BSDN са комутационни възли от 5-то поколение.

Накратко техническа информацияза CSK са дадени в таблица 1.1.

Таблица 1.1 – Технически характеристики на цифрови комутационни системи

Обобщена блокова схема на цифрова комутационна система

Фигура 1.1 – Обобщена блокова схема на CSK

К - главина

ОП АЛ - оборудване за свързване на абонатни линии

OP SL - оборудване за свързване на магистрални линии

AAL - аналогова абонатна линия

DSL - цифрова абонатна линия

ASL - аналогова магистрална линия

DSL - цифрова съединителна линия

TsKP - цифрово комутационно поле

OTS - тонална сигнална апаратура

OSI - алармена техника

CS - система за управление

UVV - входно/изходни устройства

Предназначение:

OP AL - служи за координиране на AAL и DSL с цифровото комутационно поле. Включва абонатни интерфейси и устройства за преобразуване на аналогови сигнали в PCM сигнали. Броят на ОП АЛ зависи от капацитета на телефонната централа. Минималният брой абонатни линии в OP AL е 64.

SL OP се използва за координиране на ASL и DSL с цифровото комутационно поле. Трябва да се има предвид, че DSL и PCM пътят са едно и също. OP CO включва магистрални интерфейси и устройства за преобразуване на аналогови сигнали в PCM сигнали. Минималният брой ASL в SL OP е 32 (т.е. 1 PCM път). Не всички телефонни централи имат устройства за свързване на ASL. В чужбина такива линии няма, защото... Много е трудно да се координира ASL OP с оборудването DATS.

OSI - използва се за организиране на сигнализация в PBX и междустанционни комуникации. OSI осигурява приемане и предаване на всички линейни сигнали, управляващи сигнали и междупроцесорни комуникационни сигнали.

ITS - генериране и издаване на информационни сигнали към абоната - отговор на станцията, заето, контрол на повикването.

US - извършва всички процеси по обслужване на разговори и техническа експлоатация ATS. Осигурява наблюдение на работата на автоматичната телефонна централа и всички режими на техническа работа.

UVV са видео терминали и принтери, предназначени да изпълняват всички технически оперативни процеси.

TsKP (OK) - използва се за превключване на всички временни канали, включени в TsKP. Всички PBX устройства са свързани към централния комуникационен център чрез PCM пътеки (PCM линии). Основната група на PCM пътя е 30/32 времеви канали, независимо от предавателната система. Канал 0 се използва за предаване на сигнали за синхронизация, канал 16 се използва за предаване на сигнална информация, канали 1-15, 17-31 са разговорни.

K - използва се за свързване на отдалечени абонати към CSK. Това е част от оборудването на ЦСК, поставена на място, където са концентрирани абонати.

Характеристики на изграждане на цифрови комутационни системи

1. Използване на времевото разделение на каналите и времевото превключване на каналите при изграждане на цифрово комутационно поле. Всеки сигнал през комутационното поле на цифрова комутационна система се предава в цифрова форма.

2. Използване на стандартни канали, чиито параметри са нормализирани:

Гласов канал с ефективно предавана честотна лента от 0,3-3,4 kHz

Първичен цифров каналсъс скорост на предаване на информация 64 kB/s

3. Свързване на цифрови абонатни линии без допълнителни преобразуватели към телефонна централа. Преобразуването се извършва в абонатната инсталация, която може да бъде всяко устройство.

4. Използване на пътища за приемане и пътища за предаване при установяване на връзка. Пътищата за получаване и предаване са разделени, така че всяка връзка използва 2 времеви канала.

5. Използване на сигнално оборудване за приемане и предаване на сигнализация по канал 16 и гласови канали. CCITT, препоръчан от USC № 7.

6. Използването на концентратори, което може значително да намали цената на абонатната мрежа, т.к цената на хъба + цената на преносните системи е много по-малка от цената на абонатната мрежа. (Недостатък: всички връзки на един хъб се осъществяват през централния комуникационен център на основната PBX).

Фигура 1.2 – Свързване на концентратори към CSK

Предимства на CSK:

1. Рязко намаляване на цената на линейните конструкциичрез намаляване на цената на абонатната мрежа при използване на хъбове.

2. Намаляване на разходите за производство, монтаж и експлоатация на ЦСКпоради използването на по-модерна елементна база, поради лесната инсталация, поради намаляването на броя на персонала по поддръжката, висока автоматизация на работата по поддръжката на централната система за управление, поради високата надеждност на работата на централната контролно оборудване.

Таблица 1.2

	производство	Инсталация	Експлоатация
ATSKU
ATSCE	30 - 40	40 - 50	10 - 20
ATSC	20 - 30	10 - 20	5 - 10

3. Намаляване на производствените площи за CSK оборудване. За разполагане на оборудването е необходима производствена площ, която е 4-6 пъти по-малка от тази на механичното оборудване поради намалените размери.

4. Използване на центрове за техническа експлоатация на централи за централно отопление, което ви позволява дистанционно да управлявате поддръжката на няколко цифрови телефонни централи и да наблюдавате работата на няколко телефонни централи от един център. В този случай не се изисква допълнително оборудване; цялото управление се извършва с помощта на софтуер.

5. Пълна автоматизация на управлението на работата на оборудването.

6. Намаляване на потреблението на метал на CSK конструкции.

7. Подобряване на качеството на предаване и превключване.

8. Увеличаване на броя на VAS за потребителите.

Недостатъци на CATS:

1. Високи разходи за енергия: 1,2 - 3 вата на изход (не по-малко от аналоговите телефонни централи). Това може да се обясни с факта, че при механичните телефонни централи контролните устройства работят само при повикване, докато при цифровите те работят непрекъснато.