Основы телекоммуникаций. Лабораторная работа №3. 2 курс 4 семестр. Вариант №01

Лабораторно-практическое задание 3.
Принцип временной коммутации

Задание.
Во временном коммутаторе ВК 32ЦЛх32ЦЛ определить номера и содержимое ячеек памяти ЗУИ и ЗУА при соединении NВИвх входящего канала NВЦЛ цифровой линии с NВИисх исходящим каналом NИЦЛ цифровой линии при передаче кодовой комбинации КК.
ЗУИ работает в режиме - запись последовательная; считывание по адресу.
Номер варианта определяется по последним двум цифрам пароля.

№ варианта NВИвх NВИисх NВЦЛ NИЦЛ КК
1 2 31 1 30 101


Теория
В аналоговых телефонных станциях осуществляется физическое соединение двух абонентов с использованием металлического контакта (например, ДШИ или МКС). В течение одного соединения задействованные контакты остаются неподвижными и скоммутированный тракт сохраняется до момента освобождения. В цифровых АТС на временной коммутатор поступают сигналы от 32-х временных каналов. ИКМ тракт содержит информацию о 30-и различных соединениях.
Принцип временной коммутации заключается в перемещении речевой информации (кодовой комбинации) из одного временного интервала в другой. Иначе говоря, это смещение временных позиций для кодовой комбинации. В каждом ВИ передается кодовая комбинация речевого сигнала определенного абонента. Если эту кодовую комбинацию переместить в другой ВИ, то это и означает передачу речевой информации другому абоненту.
При временной коммутации имеет место задержка цифрового сигнала (tз). Для того, чтобы было возможно перемещение передаваемой информации во времени, информацию необходимо запоминать

(рисунок 1).
Устройство, реализующее принцип временной коммутации называется временным коммутатором (ВК) или Т-звеном (от Time - время). ВК характеризуется параметрами N, M, K

(рисунок 2).

N – число цифровых линий (или временных каналов), включаемых на входы ВК;
М – число цифровых линий (или временных каналов), включаемых в выходы коммутатора;
K – число бит в одном кодовом слове.
Цифровые линии, включаемые на входы временного коммутатора, называются входящими цифровыми линиями (ВЦЛ). Цифровые линии, включаемые на выходы временного коммутатора, называются исходящими цифровыми линиями (ИЦЛ).
В самом общем виде временной коммутатор представляет собой запоминающее устройство (ЗУ), содержащее массивы памяти двух типов:
ЗУИ - ЗУ информационное (речевое).
ЗУА - ЗУ адресное (управляющее).
К параметрам ЗУ относятся число ячеек памяти (i – число ячеек памяти в ЗУИ; j - число ячеек памяти в ЗУА) и их разрядность. Временные коммутаторы могут быть реализованы по симметричной и несимметричной схемам. ВК, реализованный по симметричной схеме, имеет равное число входов и выходов (N=M). В этом случае количество ячеек памяти (ЯП) в матрицах ЗУИ и ЗУА одинаково (i=j). У временных коммутаторов, реализованных по несимметричной схеме, число входов и выходов не совпадает (М¹ N) и, следовательно, число ячеек памяти в матрицах ЗУИ и ЗУА различается (i¹ j).
Что собой представляет ЗУИ? Это массив памяти, предназначенный для хранения пользовательской информации, в котором число ЯП определяется числом коммутируемых временных (канальных) интервалов. В настоящее время емкость ЗУИ во временных коммутаторах различных АТС равна 128´ 128 ВИ (4´ 4 ЦЛ); 512´ 512 ВИ (16´ 16 ЦЛ); 1024´ 1024 ВИ (32´ 32 ЦЛ).
Минимальная разрядность ячейки памяти ЗУИ определяется разрядностью речевого канала и составляет 8 бит. Число ячеек памяти ЗУИ зависит от числа каналов и числа входящих цифровых линий. Например, ЗУИ на 32 ЦЛ имеет 1024 восьмиразрядных ячейки памяти; на 16 ЦЛ - 512 восьмиразрядных ячеек памяти. Максимальное время хранения пользовательской информации в ЗУИ равно 125 мкс.
Что собой представляет ЗУА? ЗУА – это управляющая память. В ЗУА записываются адреса (номера) временных интервалов, с которыми нужно выполнить временную коммутацию. Эти адреса определяет УУ при выполнении программ поиска соединительного пути в коммутационной системе. Данные в ЗУА хранятся в течение всего времени соединения абонентов. Число ячеек памяти в ЗУА зависит от количества каналов и количества ИЦЛ. Для процесса управления имеет значение не только содержимое ячейки памяти ЗУА, но и номер этой ячейки.
Разрядность ячейки памяти ЗУА определяется максимальным адресом ячейки памяти ЗУИ. Например, если ЗУИ имеет 64 ЯП (адреса 0 - 63), то разрядность ЗУА должна позволять записать максимальный адрес (111111) и для данного примера разрядность ЗУА составляет 6.
ЗУ временного коммутатора могут работать в двух режимах, эквивалентных по результату коммутации:
Режим 1. Последовательная запись кодовых комбинаций в ячейки памяти ЗУИ по сигналам таймера. Номера ячеек памяти ЗУИ соответствуют номерам временных интервалов во входящей ЦЛ. Считывание кодовой комбинации из ячейки памяти ЗУИ производится во временном интервале, соответствующем адресу, записанному в ЗУА или выработанному в управляющем устройстве. Адрес - это номер временного канала исходящей цифровой линии, куда должна быть направлена кодовая комбинация. Номер ячейки памяти ЗУА соответствует номеру исходящего временного интервала. ЗУА работает в режиме "произвольная запись - последовательное считывание синхронно с исходящими временными интервалами".
Режим 2. Произвольная запись кодовых комбинаций в ячейки памяти ЗУИ в соответствии с адресами, записанными в ЗУА или выработанными управляющим устройством. Здесь адрес – это номер временного интервала во входящей цифровой линии. Считывание кодовой комбинации из ЗУИ происходит последовательно по сигналам таймера. Таймер вырабатывает номера ВИ, соответствующие номерам временных интервалов в исходящей цифровой линии. Номер ячейки памяти ЗУА соответствует номеру входящего временного интервала. ЗУА работает в режиме "произвольная запись - последовательное считывание синхронно с входящими временными интервалами".

На рисунке 3 приведен пример коммутации во временном коммутаторе с параметрами 1´ 1. В примере предполагается, что ВК работает в 1-м режиме. На пространственном эквиваленте ВК 1´ 1ЦЛ видно, что в ВК 1´ 1 количество ЯП ЗУИ равно 32 с нумерацией 0 – 31, разрядность их = 8. Количество ЯП ЗУА равно 32 (нумерация 0 – 31). Разрядность ЯП ЗУА = 5, так как максимальный номер ЯП ЗУИ, который может быть записан, равен 31.

Содержимое ячеек памяти ЗУИ и ЗУА следующее:
10111000 –  цикловой синхросигнал, определяющий начало цикла ИКМ, записан в 0-ю ячейку памяти ЗУИ.
00001111 –  кодовая комбинация (число 15), записанная в 5-ю ячейку памяти ЗУИ, соответствующую 5-му входящему временному интервалу.
00000 –  число 0, записанное в 0-ю ячейку памяти ЗУА, означающее, что 0-й ВИ всегда коммутируется с 0- м ВИ.
00101 – число 5, записанное во 2-й ячейке памяти ЗУА, означающее, что необходимо 2-й исходящий временной интервал скоммутировать с 5-м входящим временным интервалом.
Как расшифровать информацию, записанную в ЗУИ и ЗУА временного коммутатора 1´ 1, приведенную в примере на рисунке 3
Кодовая комбинация (число 15) из 5-го входящего временного интервала должна быть передана во 2-й исходящий временной интервал. Кодовая комбинация будет записана в 5-ю ячейку памяти ЗУИ в 5-м временном интервале текущего цикла ИКМ. Кодовая комбинация будет считана из 5-й ячейки памяти ЗУИ во 2-м временном интервале следующего цикла ИКМ. Кодовая комбинация в 5-й ячейке памяти ЗУИ будет храниться в течение 29 временных интервалов.
Пространственный эквивалент временного коммутатора 32´ 32 ЦЛ приведен на рисунке 4. Емкость этого временного коммутатора, выраженная в каналах, составляет 1024´ 1024. Коммутатор симметричный, поэтому число ячеек памяти в матрицах ЗУИ и ЗУА одинаково и составляет 1024 (нумерация 0 – 1023). ЗУИ в таком ВК – 8-разрядное. ЗУА - 10-разрядное, так как максимальный номер ячейки памяти ЗУИ, который может быть записан в ячейку памяти ЗУА, равен 1023.

Если ВК 32´ 32 работает в 1-м режиме (рисунок 4), то номер ячейки памяти ЗУИ соответствует номеру ВЦЛ и номеру ВИ в ней. Содержимое ячейки памяти ЗУИ – кодовая комбинация (кк). Запись информации в ЗУИ происходит последовательно в соответствии с номером ВИ и номером ВЦЛ (т.е. синхронно с входящими каналами). Кодовая комбинация считывается из ЗУИ во временном интервале, соответствующем номеру ячейки памяти ЗУА. Номер ЯП ЗУА соответствует номеру ИЦЛ и номеру ВИ в ней. Содержимое ячейки памяти ЗУА - номер ЯП ЗУИ, из которой требуется считать информацию. Запись адресной информации в ЗУА происходит после определения координат соединительного пути.
Если ВК 32´ 32 работает во 2-м режиме, то номер ячейки памяти ЗУИ соответствует номеру ИЦЛ и номеру ВИ в ней. Содержимое ячейки памяти ЗУИ – кодовая комбинация (кк). Номер ячейки памяти ЗУА соответствует номеру ВЦЛ и номеру ВИ в ней. Содержимое ячейки памяти ЗУА - номер ячейки памяти ЗУИ, куда следует записать кодовую комбинацию.

Общая формула определения номеров ячеек памяти ЗУ:
Для 1-го режима построения временных коммутаторов номера ячеек памяти в массивах ЗУИ и ЗУА определяются по формулам:


Для 2-го режима работы ВК индексы цифровых линий (ВЦЛ и ИЦЛ) поменяются на противоположные:


В вышеприведенных формулах приняты следующие обозначения:
- номера ячеек памяти ЗУИ и ЗУА;
- номера ЦЛ, или ИЦЛ, или ВЦЛ.
Кви - количество временных интервалов в одной цифровой линии. Для цифрового потока 2 Мбит/с число Кви = 32.
- номера временных интервалов в ИЦЛ или в ВЦЛ.