Внутристанционная сигнализация и система синхронизации

Внутрисистемная сигнализация в цифровой системе коммутации "Квант" организована по шестнадцатым КИ всех внутренних трактов ИКМ между модулями системы (КМ, ВКМ, БАЛ, СЦТ, КСЛ). В каждом КМ эти ВССК постоянно проключены блоком УКС 32х32 на нулевой тракт ИКМ к устройству канала ввода-вывода КВВ9, которое временно хранит, преобразовывает и передает сигнальную информацию из управляющего устройства в ВССК и наоборот.

Система синхронизации АТС "Квант" построена следующим образом. Каждый УКС оборудован собственным дублированным тактовым генератором второго уровня иерархии (ТГ2) с кварцевой стабилизацией. Роль ТГ2 выполняет ГРИ УКС. Разные УКС станции соединяются друг с другом с помощью блока синхронизации коммутационных систем (СКС), оборудованной ТГ1 (ГЭС). Генератор ТГ1 имеет повышенную стабильность, является ведущим для ТГ2 КМ и синхронизирует их работу, а также работу подключенных к ним модулей СЦТ, КСЛ. При наличии нескольких ТГ1 один из них назначается ведущим. Возможно подключение к ТГ1 и внешних эталонных ТГ. Генераторы ТГ1 разных станций системы "Квант" могут также взаимно синхронизировать друг друга.

На выносном коммутационном модуле используются ТГ, синхронизируемые со стороны опорной станции путем выделения блоком СЦТ ВКМ тактовых частот из групповых сигналов соответствующих трактов ИКМ [4].

Синхронизация работы выносного абонентского модуля обеспечивается выделением тактовых частот из групповых сигналов трактов ИКМ от опорной станции или выносного коммутационного модуля.

Любой ТГ2 или ТГ1 при пропадании ведущих синхросигналов переходит в режим самостоятельной работы [4].

Вопросы по электропитанию и размещению оборудования

Источником энергии для станций и выносных модулей системы "Квант" служит сеть переменного тока 380/220 В, напряжение которой преобразуется в основное опорное постоянное напряжение питания 60 В с допустимыми пределами изменения 54...72 В. Пропадание или снижение опорного постоянного напряжения ниже 54 В приводит к останову станции (ВКМ, ВАМ). После появления напряжения работоспособность оборудования автоматически восстанавливается за время не более трех минут [22].

Все постоянные напряжения питания оборудования, а также переменные напряжения резервного питания критически важных элементов ЦСК (компьютера технической эксплуатации и его внешних устройств) образуются вторичным преобразованием опорного напряжения 60 В. Используются комбинированные блоки БПК и БПКМ, обеспечивающие напряжения + - 5 ± 0,25 В и + -12 ± 0,50 В. Все блоки вторичного электропитания имеют защиту от коротких замыканий на выходе и автоматически восстанавливают рабочий режим при устранении замыкания При непосредственном питании оборудования напряжением 220 В в соответствующих кассетах устанавливается блок БП 220-60.

Опорные станции и выносные модули системы комплектуются также буферными или отдельными аккумуляторными батареями, обеспечивающими не менее, чем трехчасовое для ОПС, ТС или ОПТС и шестичасовое для ВКМ снабжение напряжением 60 В при пропадании сети переменного тока. Для станций емкостью свыше 4000 АЛ рекомендуется предусматривать два независимых фидера питания 380/220 В. Общая мощность электропотребления от источника 60 В зависит от конкретного состава оборудования и в среднем составляет от 0,6 до 1,0 Вт в пересчете на одну АЛ или СЛ в зависимости от состава оборудования.

Оборудование ЦСК "Квант" устанавливается в стативах шкафного типа шириной 805 мм и глубиной 325 мм. На стативе размещается до шести кассет, которые, в зависимости от типа, имеют от 17 до 34 мест для типовых элементов замены (ТЭЗов). Габариты кассет и ТЭЗов соответствуют Европейскому стандарту. Масса полностью укомплектованного статива не превышает 300 кг. В одном ряду устанавливается до десяти стативов, которые крепятся к полу и друг к другу. Высота ряда с кабельростом - 2800 мм (2580 мм для ряда с одним стативом). Стативные ряды обслуживаются с обеих сторон и размещаются лицевыми или тыльными сторонами друг к другу на расстоянии 925...1185 мм. Результирующая нагрузка на перекрытие не превышает 450 кг/м2.

Конструкция системы имеет высокую прочность и обеспечивает сохранение работоспособности оборудования даже при землетрясениях силой до восьми баллов по шкале Рихтера (до десяти - при установке в сейсмоустойчивых зданиях) [22].

2.6 Характеристики надёжности ЦСК "Квант-Е"

Надежность системы коммутации "Квант-Е" обеспечивается:

- конструктивной и схемной надежностью отдельных элементов и системы в целом;

- программным обеспечением диагностирования, выявляющим и локализующим возникающие повреждения в 95 % всех случаев с точностью до одного ТЭЗа;

- дублированием и резервированием основных, критически важных узлов системы, с автоматическим восстановлением работоспособной их конфигурации при отказах.

Полностью дублированы коммутационное поле, устройства управления, синхронизации и сигнализации (кроме БЦА). Не дублируется лишь индивидуальное для отдельных направлений связи оборудование (БАЛ, СЦТ, КСЛ), а также оборудование технической эксплуатации, отказ которого непосредственно не влияет на обслуживание вызовов.

Для подключаемой в конкретный БАЛ группы абонентов или для отдельного пучка СЛ надежность связи определяется надежностью соответствующих БАЛ, СЦТ, КСЛ, для которых гарантируется наработка на отказ не менее 15000 часов. Полный отказ оборудования КМ, т.е. невозможность обслуживания вызовов по вине системы, возможен, если в течении допустимого времени устранения повреждения (0.5 часа) выйдут из строя обе машины управляющего устройства, или оба ствола дублированного УКС, или же произойдут оба эти события одновременно. Наработка на отказ любого из перечисленных устройств превышает 3000 часов. Поскольку каждый КМ автономен, то вероятность отказа многомодульной станции или выносного модуля еще ниже. Таким образом, полный отказ станции или ВКМ реально возможен лишь вследствие внешних воздействий: пропадания электропитания, существенного нарушения условий эксплуатации или стихийных бедствий [23].

Для отдельных вызовов не исключены отказы или неправильное обслуживание из-за неисправности оборудования или сбоев программного обеспечения. В среднем при этом обеспечиваются следующие характеристики надежности:

- вероятность отказа в установлении или разъединении соединения менее 2х10-5;

- вероятность случайного нарушения уже установленного соединения не выше 10-5;

- вероятность ошибочного выбора маршрута соединения до 2х10-5;

- вероятность неполучения абонентом тонального сигнала, соответствующего этапу соединения, менее 2х10-5.

В целом для ЦСК "Квант" среднее число повреждений станционных устройств за год в пересчете на одну АЛ не превышает 0,02 и на одну СЛ - 0,06. Длительность ликвидации повреждения без учета времени до прибытия персонала составляет до 30 минут [23].

2.7 Принципы построения оборудования ЦСК "Квант"

Функциональный состав оборудования. По функциональному признаку оборудование системы коммутации "Квант" можно разделить на: коммутационное; абонентского доступа; линейного доступа; сигнализации; синхронизации; управления; электропитания; технического обслуживания и эксплуатации.

Коммутационное оборудование включает блоки пространственно-временной коммутации УКС и коммутаторы АТС-100 [23].

К оборудованию абонентского доступа относятся комплекты АК блоков БАЛК, а также комплекты подключения спаренных аппаратов ПСАМ и таксофонов ПТАМ.

Для организации линейного доступа используются модули СЦТ, КСЛ, оконечные устройства линейных трактов.

Функции сигнализации распределены между разным оборудованием. В абонентской сигнализации участвуют АК и ГРИ, в межстанционной - блоки цифровых анализаторов БЦА, комплекты КСЛ и СГТ, а также ГРИ.

К основному оборудованию синхронизации относятся ГРИ разных УКС и ГЭС кассет СКС.

- управление в цифровой системе коммутации "Квант" децентрализованное. Собственные управляющие устройства имеют все УКС и блоки БАЛК;

- вторичное электропитание оборудования выполняют индивидуальные для каждой кассеты блоки, вырабатывающие нужные напряжения преобразованием -60 В;

- функции технического обслуживания и эксплуатации выполняет модуль МТЭ, содержащий компьютер технической эксплуатации (КТЭ) и, при необходимости, дополнительное рабочее место (ДРМ) на базе ЭВМ, внешние накопители на магнитных дисках (НМД), а также принтер.

Коммутационное оборудование. Коммутационные блоки станции выполняют однозвенную пространственно-временную коммутацию, имеют общие принципы построения и отличаются в основном емкостью. УКС 32х32 обеспечивает неблокируемые соединения любых каналов подключенных к нему 32 групповых трактов ИКМ 2048 кбит/с. Блок БАЛК содержит коммутатор 8х8, который выполняет соединения между четырьмя трактами от 128 АК, одним трактом в сторону УКС и одним - к цифровым генераторам тональных сигналов. Таким образом, БАЛК предоставляет группе из 128 абонентов 30 каналов к УКС и имеет возможность замыкания внутренней нагрузки, которая реализуется в выносном варианте блока [23].

Блоки абонентских линий. Блок БАЛК имеет собственное управляющее устройство, а функции BORSCHT выполняются в одном ТЭЗе АК2, который содержит восемь АК с индивидуальными трактами передачи речи и общей схемой управления и сигнализации.

В тракте передачи АК имеются: узел защиты от перенапряжений в АЛ; блок реле для подключения АЛ к АК, к генератору вызовного сигнала (ГВС), к измерителю параметров линии (ИПЛМ) и для подключения АК к тестовой линии; мост питания и детектор состояния шлейфа для подачи в АЛ напряжения станционной батареи и контроля состояния АЛ; разделительный трансформатор для гальванической развязки разговорных цепей АЛ и АК; активная дифсистема для согласования входного импеданса АК по переменному току с импедансом шлейфа АЛ и разделения направлений приёма и передачи речи для перехода к четырехпроводному тракту; фильтры: полосовой - в направлении передачи для выделения из входного сигнала речевого спектра 300...3400 Гц, и низких частот - в направлении приёма для сглаживания ступенчатого декодированного сигнала; индивидуальный кодек для аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования сигнала. Индивидуальные фильтры и кодеки объединены в одной микросхеме - кофидеке.

К групповым устройствам ТЭЗа АК2 относятся: цепи питания АЛ вызывным напряжением от ГВС и детектор ответа абонента при посылке ему вызывного сигнала; схема управления АК2, обеспечивающая синхронизацию и связь с контроллером БАЛ для передачи ему данных сканирования детекторов состояния шлейфа, ответа абонента и заземления провода "а" и для приёма сигналов управления в обратном направлении [23].

Выходы индивидуальных кодеков четырех ТЭЗов АК в общий групповой тракт 2048 кбит/с, подключаемый в поле временного коммутатора ТЭЗа КС7. Шестнадцать ТЭЗов АК2, контроллер БАЛ с коммутатором (КС7), ТЭЗ диагностики ДГН, блок питания БПКМ и генератор ГВСМ образуют абонентский блок БАЛК.

Блок управления (контроллер на процессоре М182IВМ85А) блока БАЛК и УКС 8х8 размещены в одном ТЭЗе КС7. Предусмотрен стык RS 232 для подключения внешних устройств - дисплея, ПЭВМ. Начальный запуск процессора на рабочую программу обеспечивается при появлении электропитания либо кнопкой РЕСТАРТ.

На ТЭЗе КС7 также располагаются схемы сигнализации, синхронизации и формирователь группового тракта ИКМ для связи с УКС коммутационного модуля или СГТ.

Модули сопряжения с соединительными линиями.Модуль СЦТ стыка с цифровыми трактами размещается в одной кассете БАЛК, которая содержит до шестнадцати ТЭЗов СГТЕ. Вместо СГТЕ возможна установка СГТ-15. Эти ТЭЗы обеспечивают подключение цифровых СЛ со скоростью передачи соответственно 2048 и 1024 кбит/с.

Стык с аналоговыми СЛ выполняют модули КСЛ на базе кассеты БАЛК с установленными в нее ТЭЗами КСЛ для физических СЛ и для СЛ, уплотненных СП с ЧРК. Каждая АСЛ оборудуется линейным комплектом КСЛ соответствующего типа. Модули КСЛ обеспечивают: гальваническую развязку КСЛ и станционного оборудования, согласование четырехпроводного канала с двупроводным разговорным трактом ФСЛ, аналого-цифровое преобразование сигналов и формирование группового тракта ИКМ в сторону УКС, а также преобразование линейных и декадных управляющих сигналов аналоговых СЛ во внутрисистемный формат и введение их в сигнальный КИ 16 [23].

Оборудование сигнализации и синхронизации.Устройства, участвующие в сигнальном обмене, и генераторы различного назначения имеются во многих узлах и блоках системы.

Генератор ГРИ блока УКС предназначен для синхронизации работы УКС, формирования тональных и многочастотных сигналов. Схема синхронизации обеспечивает возможность использования внешних эталонных источников синхроимпульсов.

Генератором вызывного сигнала оборудуется каждый блок БАЛ. Вырабатываемое ГВС вызывное напряжение имеет синусоидальную форму, частоту 25 ± 2 Гц и амплитуду 95 ± 5 В. Номинальный ток нагрузки до 0,3 А. В ГВС предусмотрена защита от коротких замыканий и высоких напряжений на выходе. Для предотвращения проникновения из ГВС импульсных помех на шину - 60 В в генераторе установлен входной фильтр.

Блоками цифровых анализаторов БЦА оборудуют коммутационные модули, обслуживающие внешние направления связи с многочастотным кодом или абонентов с тональным набором номера. Один ТЭЗ ЦП16 блока БЦА содержит 8 цифровых многочастотных приемников, обеспечивающих декодирование двучастотных комбинаций кода "2 из 6". Количество ТЭЗов ЦП16 определяется ожидаемой нагрузкой. Каждые два ТЭЗа занимают один ГТ в поле УКС.

Оборудование технической эксплуатации. Оборудование технической эксплуатации включает модуль МТЭ и встроенные средства измерений, контроля и диагностики устройств и блоков ЦСК "Квант". Основа МТЭ - компьютер технической эксплуатации (КТЭ) не ниже IВМ-386 с соответствующими внешними устройствами.

 Каждый БАЛ модуль аналоговых КСЛ имеет в своем составе ТЭЗ ДГН. Этот прибор позволяет измерять сопротивление шлейфа и изоляции, а также постоянные и переменные напряжения на разговорных проводах. Возможные диапазоны измерений указаны в таблице 1 [П.В].

Кроме измерения параметров, прибор ДГН позволяет оценить искажения сигналов в разговорном тракте.