Telekomutacja. Podręcznik akademicki. Andrzej Jajszczyk: Wstęp do telekomutacji. WNT, Warszawa 2004 r

Transkrypt

1 Telekomutacja Podręcznik akademicki Andrzej Jajszczyk: Wstęp do telekomutacji WNT, Warszawa 2004 r Podstawy telekomunikacji (cz. V)

2 Telekomutacja System telekomunikacyjny: stacje końcowe (aparaty przetwórcze) urządzenia transmisyjne i komutacyjne procedury sygnalizacyjne Umożliwia przekazywanie wiadomości między żądanymi - w danej chwili - stacjami końcowymi Podstawy telekomunikacji (cz. V) 2

3 Węzeł w systemie telekomunikacyjnym System bez węzła z jednym węzłem a) b) n(n - )/2 n liczba łączy dla n urządzeń końcowych Podstawy telekomunikacji (cz. V) 3

4 Metody komutacji Komutacja łączy (kanałów) komutacja wiadomości komutacja pakietów komutacja ATM Podstawy telekomunikacji (cz. V) 4

5 Komutacja łączy Tworzenie między dwoma stacjami końcowymi drogi połączeniowej aż do chwili rozłączenia Ab A Zajmowanie kolejnych odcinków Ab B Węzły s ieci Podstawy telekomunikacji (cz. V) 5

6 Komutacja łączy Tworzenie między dwoma stacjami końcowymi drogi połączeniowej aż do chwili rozłączenia Wstępne przygotowanie połączenia połączenie 2 3 Ab A 4 Ab B Węzły s ieci Podstawy telekomunikacji (cz. V) 6

7 Komutacja wiadomości Informacje przesyłane w postaci wiadomości z adresem docelowym (np. sieć telegramowa) Wia domość Wiadomość Wia domość AbA Wiadomość Ab B Węzły sie ci z pamięcią Ta sama droga dla całej wiadomości Podstawy telekomunikacji (cz. V) 7

8 Komutacja pakietów Wiadomość (informacja) jest dzielona na grupy elementów (pakiety). Każdy zawiera adres i numer. Poszczególne pakiety z tej samej wiadomości mogą być przesyłane różnymi drogami Pakiet:...,3,2, Pakiet:...,3,2, 3 Różne długości pakietów - realizacja programowa. Podstawy telekomunikacji (cz. V) 8

9 Komutacja ATM Odmiana komutacji pakietów - stała długość przesyłanych, krótkich bloków - co umożliwia sprzętową realizację komutacji. Pewne cechy komutacji łączy: zapewnienie przed realizacją połączenia odpowiednich (w sensie statystycznym) zasobów sieci (łączy, buforów) na czas przesyłania informacji Podstawy telekomunikacji (cz. V) 9

10 Klasyfikacja węzłów komutacyjnych - cechy podstawowe Kryterium Zastosowanie Metoda komutacji Technologia węzłów Sposób zestawiania połączeń Funkcje węzłów w sieci Organizacja Przykłady W telefonii, w telegrafii, transmisji danych, wideofonii Kanałów, pakietów, wiadomości, hybrydowa Elektromechaniczna, quasi-elektroniczna, elektroniczna Ręczny, półautomatyczny, automatyczny Międzynarodowe, międzymiastowe, miejscowe, abonenckie Pole: przestrzenne (biegowe, krzyżowe) czasowe, przestrzenno-czasowe, sterowanie: scentralizowane, rozproszone pojemność: dużą, średnia mała Podstawy telekomunikacji (cz. V) 0

11 Klasyfikacja węzłów komutacyjnych - cechy drugorzędne Kryterium Pojemność Systemy numeracji Wybór drogi w sieci Sygnalizacja Dodatkowe usługi i cechy funkcjonalne Przykłady Liczba: abonentów, łączy międzycentralowych, zespołów obsługowych, innego wyposażenia Jawna, skryta, mieszana Możliwość wyboru dróg alternatywnych Prądem stałym wieloczęstotliwościowa, we wspólnym kanale Skrócone wybieranie, połączenia konferencyjne, częściowo zautomatyzowane czynności eksploatacyjne Podstawy telekomunikacji (cz. V)

12 Centrala telefoniczna Centrala Łą cznica ZO PG AZL AZL Pole komuta cyjne ZO ZO ZP ZP Do innych central Urządzenie sterujące Przełą cznica Urządzenia zasilające Urządzenia badaniowe Podstawy telekomunikacji (cz. V) 2

13 Centrala - procesy (fazy) Preselekcja -zespół czynności dotyczący rozeznania nowego zgłoszenia, przyjęcie żądań abonenta A zgłaszającego się (wywołującego), ocena możliwości realizacji tych żądań; Zestawienie połączenia -zespół czynności związanych z zestawieniem drogi połączeniowej w centralach i sieci, zgodnej z żądaniem abonenta A oraz możliwościami komutacyjnymi i transmisyjnymi w sieci; Stan rozmowy - wymiana wiadomości pomiędzy abonentem A i B. Brak ingerencji w przesyłanie wiadomości, ale nadzór i administracja (taryfikacja, obserwacja zakończenia rozmowy); Rozłączenie -zespół czynności związanych ze zwolnieniem elementów drogi połączeniowej; powrót urządzeń transmisyjnych i komutacyjnych do stanu spoczynku oraz rejestracja danych (taryfikacja i statystyka). Podstawy telekomunikacji (cz. V) 3

14 Centrala - funkcje w różnych fazach Przeglądanie łączy - badanie stanu wszystkich łączy dołączonych do centrali (abonenckich i centralowych); wykrywanie zgłoszeń, badanie zajętości, stanów alarmowych (niesprawności); Obsługa sygnalizacji - komunikacja aparatów abonentów A i B ze sterowaniem centrali oraz między zespołami centrali (central); Wybór drogi - translacja sygnałów wybierczych na zespół procedur sterujących zespołami komutacyjnymi centrali lub wyborem drogi w sieci. Komutacja - realizacja połączenia w centrali i w sieci; Administracja i utrzymanie (A/M) - testowanie łączy i zespołów centrali, obsługa alarmów, taryfikacja itp. Podstawy telekomunikacji (cz. V) 4

15 Interfejsy central cyfrowych Centrala cyfrowa Przełącznica Interfejsy Konwe rter A/C lub C/A Zakończenie centralowe ET A lub B Zakończenie liniowe LT PCM C 2 Zakończenie międzynarodowych połączeń komutowanych Odczep analogowy C Translacja FDM C 22 Zakończenie miejscowych dwuprzewodowych połączeń międzycentralowych Droga cyfrowa Droga analogowa C 2 Zestaw przekaźnikowy Wirtualny międzynarodowy punkt przyłączeniowy Z Analogowe łą cze abonenckie Do cyfrowego pola komutacyjnego C 3 Wirtualny międzynarodowy punkt przyłączeniowy Abonenckie zakończenie centralowe Zakończenie liniowe LT Cyfrowe łącze abonenckie ISDN Podstawy telekomunikacji (cz. V) 5

16 Aparat telefoniczny CB T TN i TT C 2 R 2 PO Cyfra 3 L I m I s D Z C L 2 Nacią gnięcie i zwolnienie tarczy Bieg jałowy t p t z Podstawy telekomunikacji (cz. V) 6

17 Aparat telefoniczny cyfrowy L Układ rozmówn y Wyświetlacz Układ wybierczy Układ dzwonienia Klawiatura L 2 Grupa częstotliwości większych Hz A Grupa częstotliwoś ci mniejs zych B C 94 0 # D Podstawy telekomunikacji (cz. V) 7

18 Abonencki zespół liniowy POLE CYFROWE A/C ABONE NT B - zasilanie O - zabezpieczenie R - dzwonienie S - nadzór C - kodowanie H - rozdzielanie T - testowanie C/A B O R S C H T Podstawy telekomunikacji (cz. V) 8

19 Koncentratory () Struktura scentralizowana Tra kty PCM K Centrala K Centra la Konce n tra tor loka lny Konce ntra tor oddalony Podstawy telekomunikacji (cz. V) 9

20 Koncentratory (2) Struktura rozproszona gwiaździsta MO Mo du ł odda lony Tra kty PCM JS Centrala MO Moduł oddalony Trakty PCM JS Trakty PCM Centrala ML ML Moduł lo ka ln y Moduł loka ln y Koncentra tor z loka lną jednos tką sterującą Koncentrator z oddaloną jednostką sterują c ą Podstawy telekomunikacji (cz. V) 20

21 Koncentratory (3) Struktura rozproszona pierścieniowa MO MO Moduł oddalony JS Centra la MO ML Moduł lo ka ln y Podstawy telekomunikacji (cz. V) 2

22 Sterowanie () z jednym procesorem centralnym AZL Pole komuntacyjne ZP Łą cza międzycentralowe Procesor centralny Urządzenia zewnę trzne Pamięć Podstawy telekomunikacji (cz. V) 22

23 Sterowanie (2) z dwoma procesorami zewnętrznymi AZL Pole komuntacyjne ZP Łą cza międzycentralowe Procesor komutacyjny Procesor przeglądający łą cza Procesor centralny Urzą dzenia ze wnę trzne Pamięć Podstawy telekomunikacji (cz. V) 23

24 Sterowanie (3) w modułowym systemie komutacyjnym Mo du ł pola komunta cyjne go Mikropro ce s or Magis trala danych Moduł pola komunta cyjne go Mikroproce s or Łą cza mię dzycentralowe Mo du ł pola komunta cyjne go Mikropro ce s or Procesor centralny Podstawy telekomunikacji (cz. V) 24

25 Czasowe pole komutacyjne (typu T) PCM 30/32 we jś cie Zapis Odczyt Pamięć danych 2 Pamięć danych (ro zmówn a ) 8 i PCM 30/32 wyjś cie 2 Adres odczytu PCM 30/32 we jś cie Adres zapisu Zapis i PCM 30/32 wyjście Odczyt Adres odczytu Adres zapisu Licznik adresowy Zega r k (3 2) Ad re s o wan ie pamięci pola j k Pamięć adresowa (p ola) j k Pamięć adresowa k (32) Ad re s o wan ie pamięci Zegar pola Lic z nik adresowy Podstawy telekomunikacji (cz. V) 25

26 Czasowe pole komutacyjne (typu T) Pamięć danych z 4 Pamięć adresowa z Adres y zapisu z licznika adresowego zapisane adresy (numery kanałów wejściowych) według których ma być odczytywana pamięć danych Podstawy telekomunikacji (cz. V) 26

27 Czasowe pole komutacyjne (typu T) we jś cie ramka n Zeg ar 256 khz zapis ramki n zawartość (numer) szcze liny we jściowej numer szczeliny wyjściowej wyjś cie ramka n Zegar 256 khz o dczyt ra m ki n Podstawy telekomunikacji (cz. V) 27

28 Czasowe pole komutacyjne (typu T) taktowanie B B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7 B 8 szc zelin a kan ałowa równa 8 bitom lub 3,9 µ s ra mka Zega r 256 khz zapis w ramce n odcz yt w ramce n+ Podstawy telekomunikacji (cz. V) 28

29 Czasowe pole komutacyjne (typu T) Bezblokadowość - w czasie jednej ramki może być dokonana komutacja k wejść na k wyjść (czasami na l wyjść, gdzie l < k); Opóźnienie wprowadzane prze pamięci buforowe pola Podstawy telekomunikacji (cz. V) 29

30 Przestrzenne pole komutacyjne (typu S) m M 2 m S S K i S2 N Sij SN SNK 2 j K S Sij S NK Sterowanie (z procesora) Pamięć pola (s te ru jąca) NxK Zegar Podstawy telekomunikacji (cz. V) 30

31 Przestrzenne pole komutacyjne (typu S) 8 S SK PCM 30/32 8 bitów 256 khz i 2 S2 5 Licznik adresowy szczelin Zegar 256 khz 30N 5 SN Sij 2 j SNK 30 PCM 30/32 8 bitów 256 khz S Sij SNK Sterowanie (z procesora) Zegar Pamięć pola (sterująca) NxK Podstawy telekomunikacji (cz. V) 3

32 Przestrzenne pole komutacyjne (typu S) Pole nie wprowadza opóźnień; Możliwe jest komutowanie jednej szczeliny wejściowej do wielu szczelin wyjściowych (rozgłaszanie, telekonferencja) Podstawy telekomunikacji (cz. V) 32

33 Komutatory (symbolika) n m n m n m n m Podstawy telekomunikacji (cz. V) 33

34 Klasyfikacja pól komutacyjnych Pola jednosekcyjne - jeden punkt komutacyjny na drodze połączeniowej Pola wielosekcyjne Podstawy telekomunikacji (cz. V) 34

35 Pole komutacyjne o pojemności 64 x 64 Dwusekcyjne Jednosekcyjne x 64 = 4096 punkty komutacyjne x 8 x 6 = 024 punkty komutacyjne 8 Podstawy telekomunikacji (cz. V) 35

36 Pole komutacyjne o pojemności 64 x 64 Dwusekcyjne x 32 x 4 = 4096 punkty komutacyjne - brak zysku w stosunku do pola jednosekcyjnego Podstawy telekomunikacji (cz. V) 36

37 Pola komutacyjne Zupełne niezupełne liczba łączy międzysekcyjnych: f = f > 2 Podstawy telekomunikacji (cz. V) 37

38 Klasyfikacja pól komutacyjnych Podział ze względu na stosunek liczby wejść do liczby wyjść: pola z kompresją, ekspansją, z rozdziałem ruchu n n = m n > m m n n < m m n n Kompresja ekspansja rozdział Podstawy telekomunikacji (cz. V) 38

39 Klasyfikacja pól komutacyjnych Podział ze względu na dostępność wyjść: Pełnodostępne Niepełnodostępne Podstawy telekomunikacji (cz. V) 39

40 Pole trzysekcyjne pełnodostępne Każde wejście może być połączone z każdym wyjściem Podstawy telekomunikacji (cz. V) 40

41 Pole trzysekcyjne niepełnodostępne??? Pewne wejścia mogą być połączone z każdym wyjściem Podstawy telekomunikacji (cz. V) 4

42 Klasyfikacja pól komutacyjnych stany blokady Stan blokady pola komutacyjnego - stan, w którym nie można zestawić połączenia między dowolną parą wolne wejście/wolne wyjście, mimo, że istnieje taki stan pola, dla którego takie połączenie jest możliwe. Pole nieblokowalne w szerszym sensie - niezależnie od istniejących połączeń można realizować dowolne połaczenie; Pole nieblokowalne w węższym sensie -blokadę można ominąć za pomocą odpowiednich algorytmów połączeniowych. Podstawy telekomunikacji (cz. V) 42

43 Pola komutacyjne Blokada bez blokady Podstawy telekomunikacji (cz. V) 43

44 Pola komutacyjne Dwustronne -tylko połączenia wejść z wyjściami zbiory wejść i wyjść są rozłączne Podstawy telekomunikacji (cz. V) 44

45 Pola komutacyjne Jednostronne -każda końcówka może pełnić rolę wejścia lub wyjścia Komutatory trójkątne Jednosekcyjne Dwusekcyjne Podstawy telekomunikacji (cz. V) 45

46 Pola komutacyjne Jednostronne -każda końcówka może pełnić rolę wejścia lub wyjścia - pola z połączeniami pętlowymi T Podstawy telekomunikacji (cz. V) 46

47 Pola komutacyjne Przyłączanie sygnałów tonowych NS Podstawy telekomunikacji (cz. V) 47

48 Konfiguracje pól komutacyjnych - pole typu T-S-T n T m m T n n r T m S m r T n Podstawy telekomunikacji (cz. V) 48

49 Konfiguracje pól komutacyjnych - pole typu T-S-T Pole centrali 5ESS Bell Laboratories (Lucent Technologies) T S T T S 30 T Podstawy telekomunikacji (cz. V) 49

50 Konfiguracje pól komutacyjnych - pole typu T-S-T Pole o dużej pojemności - centrala EWSD Siemens T T S S S S S S = S 8 S S T 4 T 28 S S S Podstawy telekomunikacji (cz. V) 50

51 Ruch telekomunikacyjny Ruch telekomunikacyjny - przepływ zgłoszeń, połączeń i wiadomości. Natężenie ruchu - stosunek sumy czasów zajętości urządzeń w pewnym okresie do czasu trwania tego okresu erlang -jeśli jedno połączenie trwa jedną godzinę w czasie tej godziny Podstawy telekomunikacji (cz. V) 5

52 Ruch telekomunikacyjny - przykład 2 2 t [min] A = T N t i i= + A = = 0,6 Erl Podstawy telekomunikacji (cz. V) 52

53 Centrala E0B (Francja) łą cza abonenckie łą cza centralowe (do 28) URM sterowanie peryferyjne (dublowane) CX sterowanie ce ntra lne ETA Przenoszony ruch: Erl. Przy średnim czasie rozmowy 2 min. Pojemność: Dołączenie 255 strumieni PCM 30/32 20 koncentratorów Koncentratory 500 NN - 2 łącza PCM 30/ NN - 4 łącza PCM 30/32 CX - pole ETA - odbieranie, przetwarzanie, nadawanie sygnalizacji, tonów, mostki konferencyjne URM - Przeglądanie łączy i nadzór połączeń, komutacja typu S w koncentratorze,testowanie i alarmy, komunikacja z jednostka centralną, 2 procesory sterujące Podstawy telekomunikacji (cz. V) 53

54 Centrala S2 - Bell Laboratories (Lucent Technologies) Zespoły liniowe TC TC stopień stopień dostę powy stopień 2 stopień 4 stopień Płat 0 Płat P łat 2 Płat 3 7 grupa 7 grupa 0 Budowa modułowa Sterowanie (oprogramowanie) rozproszone język C Ruch - maks Erl. Pojemność dla central końcowych: NN; dla central tranzytowych: NN Komutatory typu T-S Nowa wersja Pojemność 350 tys. NN 90 tys. łączy międzycentralowych Ruch 45 tys. Erl. Stopnie grupowe pola Podstawy telekomunikacji (cz. V) 54

55 Centrala 5ESS Bell Laboratories (Lucent Technologies) ś wia tłowody IM Pole S TMS Węzeł komutacji pakietów MS BS CP Pamięć Mas owa Procesor Centralny Budowa modułowa do NN Max do zgłoszeń w ciągu godziny IM Zegar I/O P Procesor we/we synchronizacja zewnę trzna do centrum utrzymania i administracji sieci Podstawy telekomunikacji (cz. V) 55

56 Centrala 5ESS - oprogramowanie Utrzymanie Zarządzanie bazą danych Przetwarzanie połączeń oraz usługi administracyjne System operacyjny dla komutacji rozproszonej System operacyjny UNIX-RTR Moduł administracyjny Zarządzanie bazą danych Przetwarzanie połączeń oraz usługi administracyjne System operacyjny dla komutacji rozproszonej Moduł komutacyjny Utrzymanie Podstawy telekomunikacji (cz. V) 56

57 Centrala EWSD Siemens LTG jednostka LTGgrupowa SN pole komutacyjne TST lub TSSST z połączeniami SN pętlowymi jednostka przyłączeniowa jednostka sygnalizacji LTU SU GS GP LT G LIU 8Mbit/s 8Mbit/s SGC 0 Multiplekser sygnałów tonowych Procesor grupowy SPMX GP LT G n LIU Zega r EM O/M 0 MB SSP CP Sterowanie rozproszone Pojemność (centrale końcowe), (centrale tranzytowe Podstawy telekomunikacji (cz. V) 57

58 Centrala EWSD Siemens LTG Jednostka grupowa DLU Jednostka liniowa Analogowe łącza ab. Centrale ab. Łącza ISDN DLU DLU LTG LTG Łącza międzycentralowe Stanowiska telefonistek LTG LTG Pole komutacyjne Sterownik sygnalizacji Procesor koordynacyjny Podstawy telekomunikacji (cz. V) 58

59 Struktura sieci MN MM Obszar Obszar 2 Obszar 3 Obszar 4 Podstawy telekomunikacji (cz. V) 59

60 Struktura sieci w Polsce Sieć międzynarodowa IS C - ce ntra la międzynarodowa Sieć mię dzymiastowa C - ce ntra la mię dzym. tranzytowa T CK - ce ntra la mię dzym. końcowa Sieć sterfowa CO CST CO CMG CMG CST - ce ntral strefowa tranzytowa CMG - centrala miejska główna CO - centrala okręgowa CMT - centrala miejska tranzytowa WSA - wynie siony s topie ń abnonecki CMK - centrala miejska końcowa CWK - centrala wiejska końcowa CZ - centrala zakładowa Aparaty telefoniczne Podstawy telekomunikacji (cz. V) 60

61 Struktura sieci w Polsce Centrale międzynarodowe ISC: 3 centrale w Katowicach, Poznaniu, Warszawie; 2 central CT (tranzytowych, pełniących funkcje CK): Szczecin, Gdańsk, Bydgoszcz, Olsztyn, Warszawa, Lublin, Łódź, Poznań, Wrocław, Katowice, Kraków, Rzeszów; 37 central końcowych CK (CST) - większe miasta; 50 central CST 500 central okręgowych CO i miejskich głównych CMG 2450 punktów komutacyjnych końcowych: koncentratory, moduły wyniesione, małe centrale. Podstawy telekomunikacji (cz. V) 6

62 Zasady numeracji Numeracja jawna - w ruchu lokalnym (w obrębie jednej centrali) obowiązuje jeden numer, np W połączeniach z abonentami innych central trzeba znać wskaźnik centralowy (np. 632) Podstawy telekomunikacji (cz. V) 62

63 Zasady numeracji Numeracja skryta - abonenci posługują się całym numerem, nawet w ruchu lokalnym, np Numer wewnątrz strefowy - 7-cyfrowy pierwsze 3 cyfry - strefa: lokalna - 632, 85; 722 (podmiejska) Podstawy telekomunikacji (cz. V) 63

64 Zasady numeracji Numer krajowy - wskaźnik międzymiastowy: 0-22, 0-6 Numer międzynarodowy - wskaźnik: 00- -Am. Płn. i Środ Afryka 00-3 (4) - Europa Prefiks operatora mm 0xx Am. Płd. Polska: Australia i Oceania Rosja Azja Wschod Bliski Wschód Podstawy telekomunikacji (cz. V) 64