Фнс, 8.14. Структурная схема многопроцессорного управляющего комплекса с центральным процессором

ПУУ команд от двух ЭУМ (см. рис. 8.13). Обычно эта проблема решается разделением машин на активную и пассивную. Активная ЭУМ (например, ЭУМ-А) может как принимать, так и выдавать информацию, т. е. выдавать команды в периферийные управляющие устройства. Пассивная ЭУМ (в нашем случае ЗУМ-Б) может принимать и обрабатывать информацию по обслуживанию вызовов одновременно с активной ЭУМ, но не имеет доступа к ПУУ в режиме передачи периферийных команд. Таким образом, ПУУ работает лишь под управлением одной (активной) машины. При выходе из строя активной ЭУМ обслуживание продолжает вторая ЭУМ, которая с этого момента становится активной по отношению к ПУУ. После устранения неисправности первоначальный режим совместной работы обеих машин восстанавливается.

Достоинством синхронного режима работы двухмашинного управляющего комплекса является высокая достоверность обслуживания вызовов, вследствие чего этот режим работы УК в настоящее время находит наибольшее применение. Отечественная квазиэлектронная АТС также имеет двухмашинный управляющий комплекс.

В последние годы появились АТС с так называемой многопроцессорной системой управления коммутационным узлом. На рис. 8.14 показан один из возможных вариантов многопроцессорного управляющего комплекса. Такая система управления характеризуется тем, что все процессы обслуживания вызовов распределяются между так называемыми специализированными процессорами СПр. При этом каждый СПр выполняет строго определенные функции, связанные с обслуживанием вызовов, не совпадающие с функциями, выполняемыми другими СПр. Например, один СПр может выполнять функции сканирования линейных, и служебных комплектов и выдавать соответствующие периферийные команды, другой СПр - функции приема, анализа и передачи цифровой информации, третий СПр - функции поиска свободных комплектов и соединительных путей в коммутационной системе и т. д. Все специализированные процессоры связаны с ПУУ системой периферийных шин.

Координируют и управляют работой СПр центральные процессоры ЦПр. Обмен информацией и управляющими сигналами между ЦПр и группой СПр осуществляется через систему межпроцессорной связи. Кроме того, ЦПр снабжают специализированные процессоры необходимой информацией, полученной от внешних ЗУ, так как СПр не имеют связи с ВУ. В функции центральных процессоров входит также замена неисправного СПр исправным. При выходе из строя одного из основных СПр соответствующие программы и данные по указанию ЦПр переписываются в ЗУ одного из свободных и исправных резервных СПр, который с этого момента начинает выполнять функции неисправного основного СПр.

Известны системы многопроцессорного управления, не содержащие центральных процессоров (рис. 8.15). В этом случае каж-дый процессор самостоятельно управляет своей работой и координирует свои действия с другими Пр через систему шин межпроцессорной связи. Отличительной особенностью данной многопроцессорной системы управления является то, что все процессоры равноправны, и обладают одинаковой структурой, и выполняют одни и те же функции. Здесь нет распределения функций между процессорами. Каждый Пр выполняет все функции, связанные с обслуживанием вызовов. Другой особенностью является то, что программа и данные хранятся в общей памяти (в основном в ЗУ) и одинаково доступны всем процессорам, в то время как в ранее рассмотренной системе (рис. 8.14) каждый специализированный процессор имеет свое ЗУ. Связь с внешними устройствами каждый Пр осуществляет самостоятельно через систему шин связи с КВ-В. Требуемая надежность функционирования системы управления обеспечивается резервированием Пр и ЗУ.

Основными достоинствами многопроцессорной системы управления является высокая технологичность производства за счет физической однородности процессоров и блоков ЗУ, а также высокая эффективность использования общих дорогостоящих ЗУ, полнодоступных для всех Пр. Особенно широкое распространение получила многопроцессорная система управления в последние годы в связи с изготовлением промышленностью сравнительно дешевых и компактных микропроцессоров,

приспособленных для работы в управляющих системах. В связи с этим возникло новое направление в построении управляющих устройств узлов коммутации, основанное на так называемом принципе распределенного управления. Распределенное управление представляет собой дальнейшее развитие системы управления со специализированными процессорами, когда в качестве сравнительно сложных СПр используются микропроцессоры. Благодаря этому появляется возможность максимально приблизить спецпроцессоры к управляемым объектам с целью конструктивного и схемного их объединения. В этом случае увеличение емкости узла коммутации может осуществляться модулями, содержащими как коммутационное оборудование, так и устройства управления в виде микропроцессоров. В настоящее время система с распределенным управлением, основанная на применении микропроцессоров, привлекает особое внимание специалистов в области автоматической электросвязи.

8.7. Принципы построения электронных АТС

Коммутационные системы электронных АТС могут быть построены как с пространственным, так и с импульсно-временным разделением каналов. При пространственном разделении каналов в качестве устройств коммутационной системы применяются электронные соединители, построенные по принципу электромеханических координатных соединителей. В каждой точке пересечения (коммутации) соединителя устанавливается электронный контакт. Электронный соединитель (рис. 8.16) имеет п входов и m выходов, расположенных в виде координатной сетки (матрицы). Для подключения любого входа к любому выходу должен открыться соответствующий электронный контакт ЭК. Состоянием ЭК управляет общее электронное управляющее устройство. Такие соединители, называемые электронными соединителями с пространственным разделением каналов, по принципу построения аналогичны электромеханическим соединителям.

Основным недостатком подобных соединителей является большое количество электронных элементов. Если соединитель имеет п входов и m выходов, то общее число электронных контактов составит при двухпроводной схеме коммутации 2пт. Другим недостатком электронных соединителей с пространственным разделением каналов является то, что используемые в качестве коммутационных элементов электронные контакты в состоянии пропускания имеют определенное сопротивление, которое вносит заметное затухание в разговорную цепь. Это особенно сказывается в тех случаях, когда разговорный тракт строится в соответствии со схемой группообразования на основе последовательно включенных контактов на ступенях искания. В электромеханических системах коммутации такое построение КС не вносит сколь-нибудь заметного ухудшения качества разговорного тракта, так как металлические контакты давления, обеспечивающие коммутацию цепи, имеют практически нулевое сопротивление в замкнутом состоянии. В электронных системах последовательное включение электронных контактов приводит к заметному ухудшению качества разговорного тракта. Чем больше контактов участвует в образовании разговорного тракта, тем больше затухание этого тракта. Учитывая сказанное, электронные АТС с пространственным разделением каналов находят применение лишь для построения станции малой емкости.

При применении временного разделения каналов разговорные токи коммутируются не в аналоговой форме, а в дискретной - с применением импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Процесс преобразования аналогового сигнала с помощью ИКМ состоит из трех последовательных операций: дискретизации аналоговых сигналов по времени, квантования по уровню и кодирования. Дискретизация представляет собой амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ). Операция квантования сводится к преобразованию мгновенных значений аналогового сигнала в цифровые. Далее каждый дискретный сигнал кодируется с помощью двоичного кода, причем число уровней шкалы квантования устанавливается равным

2n, где п

целое число.

структуре

В качестве примера на рис. 8.17 показан принцип преобразования аналогового сигнала посредством импульсно-кодовой модуляции. Дискретизация по времени осуществляется импульсной последовательностью с параметрами Т и ги. Шкала квантования содержит восемь уровней (п=3) с шагом квантования Л. После преобразования непрерывного сигнала в линию передается номер уровня амплитуды, в который попадает вершина импульса. Этот номер передается в двоичном виде. Например,

номер уровня 6 (см. рис. 8.17) передается в виде 110. На приемном конце по переданным кодовым значениям восстанавливаются дискретные значения передаваемого непрерывного сигнала. Однако на передающем конце не все принятые значения уровней шкалы квантования могут соответствовать амплитудным значениям непрерывного сигнала. Поэтому, в линию сигнал может поступать с некоторыми искажениями, вызванными процессом квантования (см. пунктирную кривую на рис. 8.17). Величина этих искажений определяется шагом квантования Л. Для уменьшения искажений необходимо уменьшить шаг квантования.

В настоящее время на соединительных линиях ГТС широкое распространение получила 32-канальная система ИКМ. Для качественной передачи аналоговой информации в этой системе принято 256 уровней квантования, которое обеспечивается применением 8-разрядного кода. Один из 32 временных каналов отводится для целей синхронизации и еще один - для передачи сигналов управления, а остальные 30 каналов являются разговорными. Поэтому данная система ИКМ иногда называется 32/30-канальной системой ИКМ.

Принцип ИКМ открывает новые возможности в части создания электронных АТС, коммутационная система которых строится на основе временного разделения каналов. При этом передача информации по соединительным линиям и коммутация каналов на станции осуществляются в цифровой форме. Поскольку в основу построения системы положен единый способ как передачи, так и коммутации дискретных сигналов, она называется интегрально-цифровой системой связи (ИЦСС). Такая унифицированная система передачи и коммутации позволяет коммутировать не только телефонные каналы, но и телеграфные, передачи данных и другие, работающие на едином импульсном принципе.

На рис. 8.18 показан принцип построения сети, содержащей электронные системы коммутации с временным разделением каналов. В состав такой сети входят концентраторы (К), опорные станции (ОС) и транзитные узлы (ТУ), применяемые на больших сетях. Концентраторы осуществляют концентрацию поступающей по абонентским линиям нагрузки и поэтому располагаются в непосредственной близости от абонентов. Концентратор соединяется с опорной станцией ОС четырехпроводной уплотненной соединительной линией (УСЛ), содержащей 32 временных ИКМ каналов. По существу, концентратор связывается с опорной станцией двумя двухпроводными уплотнениями соединительными линиями, одна из которых используется для передачи информации в направлении от концентратора к ОС (Исх. УСЛ), а другая в обратном направлении - от ОС к концентратору (Вх. УСЛ). Число абонентских линий, включаемых в каждый концентратор, определяется удельной абонентской нагрузкой. В большинстве случаев емкость одного концентратора составляет 200-300 абонентских линий. В функции концентратора входит установление соединения между любой абонентской линией и любым свободным каналом системы ИКМ.

На рис. 8.19 в упрощенном виде показана структурная схема абонентского концентратора. Индивидуальная часть концентратора содержит абонентские комплекты (AK1-AKN), число которых равно числу АЛ. Абонентские комплекты подключаются через электронные контакты ЭК к обшей цепи ОЦ. Электронные контакты обеспечивают преобразование поступающего разговорного сигнала в импульсы, модулированные по амплитуде. При этом каждому вызвавшему абоненту выделяется определенная временная позиция (канал).

В состав коллективной части концентратора входят общие для всех абонентов кодирующее (КУ) и декодирующее (ДУ) устройства. С помощью КУ осуществляется получение цифрового сигнала, а с помощью ДУ - обратная операция. При исходящей связи аналоговые - разговорные сигналы вначале преобразуются в амплитудно-импульсно-модулированные сигналы, которые в дальнейшем, после кодирования преобразуются в ИКМ сигналы. При входящей связи производится обратное преобразование, сначала ИКМ сигналов в АИМ сигналы, а затем при вторичном преобразовании - в раз-

Ряс. 8.19. Упрощенная схема концентратора