Реферат: Групповой канальный интерфейс
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в России, как и во всем мире наблюдается информационныйбум и объем информации, передаваемой по коммутируемым (в том числе и телефонным ) каналам связи, сильно возрастает и, поэтому, возникает необходимость в коммутационном оборудовании, которое обеспечивало быстрое и качественное соединение абонентов и соответствовало бы современным стандартам на коммутацию цифровых каналов передачи.
В начале прошлого года (14.01.97) Министерством Связи был издан приказ «О мерах по защите интересов российских производителей телекоммуникационного оборудования», в первом пункте которого говорится: «Предприятиям связи на сети общественного пользования преимущественно применять коммутационное оборудование отечественного производства, в том числе и производимых на совместных предприятиях»[1].
Сейчас фирмы-производителиведут широкие исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию электронных систем коммутации для передачи телефонной и телеграфной информации, данных и так далее в электронных автоматических телефонных станциях с временным разделением каналов, что позволяет одновременно устраивать несколько соединений через один и тот же коммутационный элемент. Это приводит к повышению использования оборудования коммутационного поля, а, следовательно, к улучшению экономических показателей при сохранении требуемого качества передачи информации. Электронные автоматические телефонные станции с цифровым коммутационным полем, построенные по принципу преобразования сигналов в форме импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), являются основой для организации интегральных цифровых сетей связи. То есть систем коммутации, в которых аппаратура коммутации и передачи выполнена на единых принципах и единой элементной базе, а все виды информации передаются по сети в единой цифровой форме.
В настоящее время все более широкое распространение получают цифровые сети построенные по кольцевому принципу, где передача информации происходит в одном направлении это позволяет сократить затраты на прокладку магистральных кабелей и предоставляет возможность наращивания сетей, а также объединение нескольких низкоскоростных потоков в один высокоскоростной. Примером действующей в настоящее время кольцевой сети построенной по принципу Синхронной Цифровой Иерархии может служить сеть компании «МТУ-Информ», более подробно особенности функционирования этой сети рассмотрены в главе 1.
Учитывая все вышеперечисленное, видится актуальной разработка отечественной системы коммутации, не уступающей своим зарубежным аналогам по характеристикам, и в том числе разработка коммутационной БИС, которая послужит основой интегральной цифровой сети связи.
Мне в данном дипломном проекте предложено спроектировать БИС –интерфейс , работающую в стандартной системе связи на основе импульсно кодовой модуляции формата ИКМ – 30/32.
Рассмотрим назначение данной БИС в системе передачи цифровой информации: проектируемая БИС , представляет собой блок сопряжения временных каналов входящих и исходящих соединительных цифровых линий передачи. Кристалл предназначен для сопряжения 64 каналов входящих абонентов с таким же количеством исходящих . Существующий формально еще один канал - нулевой - используется для синхронизации. Передача ведется в симплексном режиме, то есть только в одном направлении. Кристалл принимает информацию по восьми параллельным входным групповым трактам (групповым входам) и выдает ее синхронно по восьми групповым выходам.
Кроме собственно сопряжения , БИС предназначена для выполнения ряда других операций, задаваемых внешним или внутренним управляющим устройством.Информация от внешнего управляющего устройства передается БИС в виде команды определенного формата. О результатах выполнения команды кристалл также передает информацию внешнему управляющему устройству.
Внутреннее управляющее устройство непосредственно интегрировано с БИС на одном кристалле и выполняет ряд специфичных для данного устройства функций, в данном дипломном проекте строение внутреннего управляющего устройства не рассматривается .
<img src="/cache/referats/11371/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1049 _x0000_s1050 _x0000_s1051"><div v:shape="_x0000_s1061"> АТС
<img src="/cache/referats/11371/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1080 _x0000_s1081 _x0000_s1082">АТС Абонент 1 Абонент 1 <img src="/cache/referats/11371/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1031 _x0000_s1066 _x0000_s1070"> <img src="/cache/referats/11371/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1042"> <img src="/cache/referats/11371/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1040 _x0000_s1069">
<div v:shape="_x0000_s1074"> Однонаправленное соединение по кольцу Рис. В Кольцевая структура
<div v:shape="_x0000_s1073">Дуплексное соединение по любому
маршруту
Рис. А Радиальная структура <img src="/cache/referats/11371/image005.gif" v:shapes="_x0000_s1078"><img src="/cache/referats/11371/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1077"><img src="/cache/referats/11371/image007.gif" v:shapes="_x0000_s1076"><div v:shape="_x0000_s1072"> Абонент 2 <div v:shape="_x0000_s1071"> Абонент 2 <div v:shape="_x0000_s1068"> АТС <div v:shape="_x0000_s1067"> АТС <div v:shape="_x0000_s1065"> АТС <div v:shape="_x0000_s1064"> АТС <div v:shape="_x0000_s1063"> АТС <div v:shape="_x0000_s1062"> АТС <img src="/cache/referats/11371/image008.gif" v:shapes="_x0000_s1053 _x0000_s1054 _x0000_s1055"><img src="/cache/referats/11371/image008.gif" v:shapes="_x0000_s1047 _x0000_s1045 _x0000_s1046"><img src="/cache/referats/11371/image009.gif" v:shapes="_x0000_s1044"><img src="/cache/referats/11371/image010.gif" v:shapes="_x0000_s1043"><img src="/cache/referats/11371/image011.gif" v:shapes="_x0000_s1041"><img src="/cache/referats/11371/image012.gif" v:shapes="_x0000_s1079"> <span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: KO;mso-bidi-language:AR-SA">РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА
БИС группового канального интерфейса ( ГКИ )необходима для сопряжения исходящих и входящих абонентских каналов с линией передачи ИКМ-30/32 со стороны абонентского оборудования, а также сопряжения линии ИКМ-30/32 с коммутационным полем со стороны ЭАТС и обеспечивает кроме того ввод/вывод служебных каналов линии ИКМ для передачи служебной информации коммутационной системы (КС ),что позволяет сократить номенклатуру требуемых БИС. БИС ГКИ может подключаться на обоих концах линии ИКМ-30/32 .
3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА3.1<span Times New Roman"">
СРАВНЕНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ С ЦИФРОВОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТЬЮ КОМПАНИИ “МТУ-ИНФОРМ”.Прежде всего необходимо отметить, что обе системы имеют в своей основе кольцевой принцип построения сети, что обеспечивает преимущества по сравнению с радиальной схемой построения сети. Основным отличием проектируемой системы от сети , построенной по принципу Синхронной Цифровой Иерархии, является снижение минимальной пропускной способности канала до 2,048 Мбит/с, это накладывает определенные условия на построение устройств обеспечивающих работу сети. Вторым важным отличием проектируемой системы является децентрализация управления, которая позволяет использовать устройства системы независимо от центрального узла управления, что в конечном итоге позволяет продолжить работу сети при выходе из строя центрального управляющего элемента , и тем самым повысить надежность системы вцелом .
3.2.<span Times New Roman"">
АНАЛИЗ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ ПОСТРОЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ГКИ .Исходя из назначения устройства, можно представить устройство в виде некоего блока, который обеспечивает сопряжение 64х входящих цифровых каналов с линией передачи ИКМ –30/32 32 со стороны абонентского оборудования,а также сопряжения линии ИКМ-30/32 с коммутационным полем со стороны ЭАТС и обеспечивает кроме того ввод/вывод служебных каналов линии ИКМ для передачи служебной информации коммутационной системы (КС ). Структурная схема такого устройства показана на рисунке 3.1.
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ
Комму-татор
Групповой
канальный
интерфейс
Групповой
канальный
интерфейс
<img src="/cache/referats/11371/image013.gif" v:shapes="_x0000_s1087 _x0000_s1088 _x0000_s1089 _x0000_s1090 _x0000_s1091 _x0000_s1092 _x0000_s1093 _x0000_s1094 _x0000_s1095 _x0000_s1096 _x0000_s1097 _x0000_s1098 _x0000_s1099 _x0000_s1100 _x0000_s1101 _x0000_s1102 _x0000_s1103 _x0000_s1104 _x0000_s1110 _x0000_s1111"><img src="/cache/referats/11371/image014.gif" v:shapes="_x0000_s1108"><div v:shape="_x0000_s1109"> Шина обмена
<img src="/cache/referats/11371/image015.gif" v:shapes="_x0000_s1105"> Входящий канал 16,384 Мбит/с .<img src="/cache/referats/11371/image016.gif" v:shapes="_x0000_s1106"> Исходящий канал 16,384 Мбит/с .
<img src="/cache/referats/11371/image017.gif" v:shapes="_x0000_s1107"> Групповые каналы 2,048 Мбит/с .
Рис. 3.1. Общее строение устройства .
Для выделения из входящего тракта 16,384 Мбит/с групповых кана-лов ИКМ-30/32 и служебного канала в КАНАЛЬНОМ ИНТЕРФЕЙСЕ необходим специальный блок , отвечающий за их выделение (назовем этот блок БЛОКОМ ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ ), а для синхронизации по циклам необходимо выделить синхроимпульсы цикловой и сверхцикловой синхронизации. Тогда структурная схема примет вид, показанный на рис. 3.2. Этот вариант укрупненной структурной схемы включает в себя дополнительно БЛОК ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ .Исходящие групповые каналы БЛОК
ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯБЛОК
ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
2,048 Мбит/с
Шины обмена
Рис. 3.2.
<img src="/cache/referats/11371/image018.gif" " v:shapes="_x0000_s1086" " v:dpi=«96»><img src="/cache/referats/11371/image019.gif" v:shapes="_x0000_s1112 _x0000_s1113 _x0000_s1114 _x0000_s1115 _x0000_s1116 _x0000_s1117 _x0000_s1118 _x0000_s1119 _x0000_s1120 _x0000_s1121 _x0000_s1122 _x0000_s1123 _x0000_s1124"> <img src="/cache/referats/11371/image020.gif" v:shapes="_x0000_s1125 _x0000_s1126 _x0000_s1127 _x0000_s1128">Далее необходимо выравнивание по циклам (синхронизация по нача-лу цикла входящего тракта с началом КС ). Это можно сделать в БУФЕ-РЕ ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ. Одновременно в БЦС выполняется преобразование формата входящих групповых каналов ИКМ-30/32 в формат тракта коммутационного поля ( рисунок 3.3.).
Исходящие групповые каналы БУФЕР
ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИ-ЗАЦИИ
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯБЛОК
ТАКТОВОЙ СИНХРОНИ-ЗАЦИИ
БЛОКЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗА-ЦИИ
<img src="/cache/referats/11371/image021.gif" " v:shapes="_x0000_s1129" " v:dpi=«96»><img src="/cache/referats/11371/image022.gif" v:shapes="_x0000_s1130 _x0000_s1131 _x0000_s1132 _x0000_s1133 _x0000_s1134 _x0000_s1135 _x0000_s1136 _x0000_s1137 _x0000_s1138 _x0000_s1139 _x0000_s1140 _x0000_s1141 _x0000_s1142 _x0000_s1145 _x0000_s1146 _x0000_s1147 _x0000_s1148 _x0000_s1149"> <img src="/cache/referats/11371/image023.gif" v:shapes="_x0000_s1143"> <img src="/cache/referats/11371/image024.gif" v:shapes="_x0000_s1144"><div v:shape="_x0000_s1084">
2,048 Мбит/с
Шины обмена
Рис. 3.3.
Исходящий групповой тракт <img src="/cache/referats/11371/image025.gif" v:shapes="_x0000_s1153" v:dpi=«96»> Для связи внутренней шины ГКИ с информационными и служебными каналами тракта ИКМ служит МУЛЬТИПЛЕКСОР / ДЕМУЛЬТИПЛЕ-КСОР.И для передачи цикловыхсинхроимпульсов в формате стандарт-ного канала ИКМ-30/32 нужен ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИКМ ( рис3.4.) .
-<span Times New Roman"">
2,048 Мбит/с-<span Times New Roman"">
16,384 Мбит/с-<span Times New Roman"">
Шины обмена МУЛЬТИПЛЕКСОР / ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОР УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯБЛОК ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
БУФЕР ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИКМ
БЛОК ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИШина обмена с внешним контроллером управления
Рис. 3.4.
<img src="/cache/referats/11371/image026.gif" " v:shapes="_x0000_s1150" " v:dpi=«96»><img src="/cache/referats/11371/image027.gif" " v:shapes="_x0000_s1154" " v:dpi=«96»><img src="/cache/referats/11371/image028.gif" " v:shapes="_x0000_s1175" " v:dpi=«96»><img src="/cache/referats/11371/image029.gif" " v:shapes="_x0000_s1177" v:dpi=«96»><img src="/cache/referats/11371/image030.gif" " v:shapes="_x0000_s1181" " v:dpi=«96»><img src="/cache/referats/11371/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1085 _x0000_s1151 _x0000_s1152 _x0000_s1155 _x0000_s1156 _x0000_s1157 _x0000_s1158 _x0000_s1159 _x0000_s1160 _x0000_s1161 _x0000_s1162 _x0000_s1163 _x0000_s1164 _x0000_s1165 _x0000_s1166 _x0000_s1167 _x0000_s1168 _x0000_s1169 _x0000_s1170 _x0000_s1171 _x0000_s1172 _x0000_s1173 _x0000_s1174 _x0000_s1176 _x0000_s1178 _x0000_s1179 _x0000_s1180 _x0000_s1182 _x0000_s1183 _x0000_s1184 _x0000_s1185 _x0000_s1186 _x0000_s1187 _x0000_s1188 _x0000_s1189 _x0000_s1190 _x0000_s1191 _x0000_s1192 _x0000_s1193 _x0000_s1194 _x0000_s1195 _x0000_s1196 _x0000_s1197 _x0000_s1198 _x0000_s1199 _x0000_s1200 _x0000_s1201 _x0000_s1202 _x0000_s1203 _x0000_s1204 _x0000_s1205 _x0000_s1206">При детальном рассмотрении структуры можно заметить, что для обеспечения циклового выравнивания входящих групповых каналов необходимо запомнить информацию из этих каналов , приходящую в разное время , а затем начать считывание информации по сигналу синхронизации из УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ. Для выполнения временной коммутации также необходимо запомнить приходящую информацию , а затем считывать эту информацию в порядке соответ-ствующим карте коммутации . Отсюда несложно сделать вывод о целесообразности объединения БЛОКА ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ и БУФЕРА ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ.Такая структурная схема представлена на рис. 3.5.
МУЛЬТИПЛЕКСОР / ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОР
БЛОК ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИКМ
БЛОК ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ <img src="/cache/referats/11371/image032.gif" " v:shapes="_x0000_s1208" " v:dpi=«96»><img src="/cache/referats/11371/image033.gif" " v:shapes="_x0000_s1211" " v:dpi=«96»><img src="/cache/referats/11371/image034.gif" " v:shapes="_x0000_s1232" v:dpi=«96»><img src="/cache/referats/11371/image035.gif" " v:shapes="_x0000_s1236" " v:dpi=«96»><img src="/cache/referats/11371/image036.gif" v:shapes="_x0000_s1212 _x0000_s1213 _x0000_s1214 _x0000_s1215 _x0000_s1216 _x0000_s1217 _x0000_s1218 _x0000_s1219 _x0000_s1220 _x0000_s1222 _x0000_s1223 _x0000_s1224 _x0000_s1225 _x0000_s1226 _x0000_s1227 _x0000_s1228 _x0000_s1229 _x0000_s1230 _x0000_s1231 _x0000_s1233 _x0000_s1242 _x0000_s1243 _x0000_s1244 _x0000_s1245 _x0000_s1246 _x0000_s1247 _x0000_s1248 _x0000_s1249 _x0000_s1250"><img src="/cache/referats/11371/image037.gif" v:shapes="_x0000_s1238"><img src="/cache/referats/11371/image038.gif" v:shapes="_x0000_s1237"><img src="/cache/referats/11371/image039.gif" v:shapes="_x0000_s1221"><img src="/cache/referats/11371/image040.gif" v:shapes="_x0000_s1210">
-<span Times New Roman"">
2,048 Мбит/с-<span Times New Roman"">
16,384 Мбит/с-<span Times New Roman"">
Шины обмена УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯШина обмена с внешним контроллером управления
Рис. 3.5.
<img src="/cache/referats/11371/image041.gif" v:shapes="_x0000_s1207 _x0000_s1209 _x0000_s1234 _x0000_s1235 _x0000_s1239 _x0000_s1240 _x0000_s1241 _x0000_s1251 _x0000_s1252">Рассмотрим подробнее назначение блоков:
Блок тактовой синхронизации .
Синхронизацияпо тактам ( фазе ) входящей линии тракта передачи с фазой коммутационного поля КС.
Блок цикловой синхронизации .
Блок цикловой синхронизации должен выполнять следующие фун-кции :
·<span Times New Roman"">
поиск синхросигнала ;·<span Times New Roman"">
вхождение в синхронизм ;·<span Times New Roman"">
поддерживание синхронизма ;·<span Times New Roman"">
обнаружение входа из синхронизма при сбоях .Блок мультиплексора /демультиплексора .Мультиплексор/ демультиплексор осуществляет связь внутренней шины с информационными и служебными каналами тракта ИКМ. Мульти-плексная внутренняя шина служит для обмена информацией между каналами ИКМ тракта и шиной управляющей микро-ЭВМ, через соответствующие интерфейсы :
–<span Times New Roman"">
интерфейс служебных сигналов выполняет функции выделения, буферизации и ввода/вывода сигналов информационных каналов ( например, посылка вызова,отбой и др .) ;–<span Times New Roman"">
интерфейс 16–го канала осуществляетввод/вывод служебной информации 16–го канала, необходимой для межпроцессорного обмена ;–<span Times New Roman"">
интерфейс абонентских каналов обеспечивает доступ к любому абонентскому каналу и может использоваться для сопряжения уплотненного канала передачи данных с групповым трактом ИКМ, а также для диагностики абонентских каналов .Блокформирователя ИКМ .
Передатчик цикловых синхроимпульсов предназначен для формирования в групповом исходящем канале циклового и сверхциклового синхросигналов в формате внутрисистемного обмена,либо в формате стандартного канала ИКМ–30/32 .
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: KO;mso-bidi-language:AR-SA">РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНО–ЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ БЛОКОВ ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА
3.1. Функциональные характеристики, архитектура и
схемотехника блока группового канального интерфейса .
Блок ГКИ предназначен для обеспечения стыка ( подключения ) групповых цифровых входящих каналов ИКМ-30/32 абонентских и соединительных линий с коммутационным оборудованием цифровых АТС синхронной сети связи .
Основные функции, выполняемые ГКИ следующие :
–поиск и выделение сигналов цикловой и сверхцикловой синхронизации входящего ИКМ тракта ;
–фазовая и цикловая синхронизация входящего ИКМ канала с групповыми входами АТС ;
–ввод служебных сигналов АТС в любой информационный канал группового тракта ИКМ ;
–ввод / вывод служебного 16-го канала группового тракта ИКМ ;
–соединение шины управляющей ЭВМ с любым информационным каналом ИКМ тракта ( ввод / вывод ) ;
–формирование циклового и сверхциклового синхронизма исходящего группового канала ИКМ -30/32 ;
–ввод служебных сообщений в 16-й канал исходящего интерфейса группового канала ИКМ -30/32 .
Входящий групповой канал ИКМ-30/32 поступает на вход блока фазовой синхронизации. С выхода блока фазовой синхронизации групповой канал ИКМ, синхронизированный по фазе ( по тактам ) с АТС, поступает на входы блока выделения циклового синхросигнала и буфера цикловой синхронизации .
Блок выделения циклового синхросигнала обеспечивает поиск синхросигнала и вхождение в синхронизм, а также задает моменты установки начального адреса каналов при записи в буфер цикловой синхронизации и выдает служебные сигналы в устройство управления при возникновении сбоев .
С выхода буфера цикловой синхронизации входящий канал ИКМ, синхронный с АТС, через мультиплексор/демультиплексор и буферную схему поступает на выходы ГКИ .
Мультиплексор/демультиплексор осуществляет связь внутренней шины ГКИ с информационными и служебными каналами тракта ИКМ.
Мультиплексная внутренняя шина служит </span