Принцип реализации пространственно-временного коммутатора

Пространственно-временная коммутация.

В настоящее время на реальных телефонных станциях используются оба варианта, но в виде комбинированных пространсвенно-временных коммутаторов, когда коммутация производится одновременно в другой тракт и другое временное положение.

Рис. 3.10

Принцип построения пространственно-временного коммутатора с использованием запоминающего устройства аналогичным по принципу построения временного коммутатора.

Рис. 3.11 реализация пространственно-временной коммутации на базе запоминающего устройства (N цифровых трактов по 32 временных положения в каждом)

Информационная память устанавливается для каждого информационного тракта. Адресная память устанавливается в объёме, равном суммарному числу каналов для всех трактов всех трактов и управляет всеми трактами по принципу временной коммутации. Суммарное число каналов, которое может быть обслужено адресной памятью, зависит от её быстродействия. Время опроса всех каналов должно быть равно времени одного цикла, т.е. 125 мкс. При работе коммутатора происходит два обращения к памяти:

• Первое, когда внешнее управляющее устройство определяет номер временного положения и адрес записи в ЗУ;

• Второе, когда содержимое управляющей памяти, соответствующее временному интервалу, выбирается в качестве адреса считывания. Операции записи и считывания должны выбирается в качестве адреса считывания.

Операции записи и считывания должны выполняться для каждого временного канала. Предполагая, что эти времена равны, максимальное число каналов для заданной скорости работы памяти определяется следующим образом:

,

где 125мкс – длительность цикла для частоты дискретизации речевого сигнала;

t_c – длительность обращения к ЗУ в микросекундах.

Современные ЗУ имеют значительно меньший цикл обращения. Поэтому суммарное количество каналов по всем цифровым трактам может достигать 1024 – 2048 каналов, т.е. 32 – 64 тракта по 32 канала в каждом.

Для организации пространственно-временной коммутации на базе запоминающего устройства можно мультиплексировать несколько потоков и проводить коммутацию этого высокоскоростного потока. На выходе можно снова разделить поток на несколько исходящих (рис. 3.11).

Рис. 3.12 Элемент пространственно временной коммутации каналов с разделением по времени

Для построения пространственно-временных коммутаторов применяются более сложные схемы. На рис. 3.12 представлена схема, содержащая 16 двухсторонних портов на 32 цифровых канала каждый. Под термином «порт» подразумевается часть схемы коммутации, принимающая и передающие части. На рисунке подробно показана входящая часть 0-го тракта и исходящая часть 15-го тракта. Магистраль данных содержит 16 шин, магистраль порта – 4 шины, магистраль канала 5 шин, число шин для передачи обратных сигналов и тактовых последовательностей – 14.

Временные тракты включаются во входящую часть порта. Далее информация накапливается в преобразователе последовательной информации в параллельную. Параллельная передача информации позволяет уменьшить время обмена между портами в 16 раз и тем самым увеличить число обслуживаемых потов. В соответствии с временным интервалом из адресной памяти считываются заданные адреса порта канала.

Форматы управления портами имеют следующий вид:

Рис. 3.12 Форматы коммутируемых сообщений

Формат включает 16 битов, что требует увеличения скорости передачи по сравнению с байтовым форматом в два раза, т.е. до 4096 кбит/с. Где первые два бита, определяют тип режима работы управляющего устройства коммутационных элементов.

1. Режим свободного канала (признак 00) характеризует поступление формата, не содержащего информацию, и соответствует свободному временному каналу (коммутация не производится).
2. Режим установления соединения (признак 01). Работа элемента заключается в определении и записи информации в соответствии с вариантами поиска, записанными в поле тип поиска. Тип поиска (в телефонии соответствует понятию виды искания) определяет номера портов, в котором существуют свободные каналы, и передаёт в этот порт информацию о поиске канала. Затем по обратной шине получает информацию о номере канала и записывает в собственную память. При этом учитывается число оставшихся каналов. Если канал задан в формате (б), то информация просто записывается в память.

Возможны следующие типы поиска:

• Любой канал Q в портах с номером Р=12…15 (для выходов звена А);
• Любой канал Q в портах с номером Р=0…11 (для выходов звена А);
• Любой канал Q в портах с номером Р=7…15 (для выходов звенев В, С);
• Любой канал Q в портах с номером Р=0…7 (для выходов звенев В, С);
• Любой канал Q в любом порте Р (для каждого из типов матриц);
• Любой канал Q в портах с конкретным номером Р, содержащимся в формате коммутируемого сообщения (рис. 3.12 б) (для каждого из значений 0 – 11, 12 – 15, 0 – 7, 8 – 15. 0 - 15). В формате указывается отдельный код типа поиска;
• Канал с конкретным номером Q в порте с конкретным номером Р.
1. Режим передачи речи (данных) (признак 01) формат поступает в соответствии в соответствии с временным положением. Из адресной памяти считываются сначала адрес порта, а в следующем такте – адрес канала.

На исходящей стороне порта дешифраторы принимают адреса порта и канала и записывают информацию с шины данных в память. В дальнейшем эта информация считывается в соответствии с временным промежутком исходящей стороны.

Для обеспечения дуплексной передачи, устанавливаются пары исходящих и входящих портов.

В соответствии с типом поиска элемент может настраиваться на различные модификации. При этом информацию можно коммутировать не только от входов к выходам, но и между любыми входами одной матрицы. Информация 0-го канала воспринимается самим элементом коммутации для поддержания синхронизма порта с внешними источниками и передаётся автоматически в другие нулевые каналы.

При современных скоростях элементная база порта может поддерживать тракт до 64 и более каналов, что в целом составляет минимум двойную потребность. Поэтому каждый порт имеет два входа и два выхода и называется «дуальный порт».

Рассмотренный формат в соответствии с форматом позволяет использовать его в трёх модификациях. Все модификации создаются программным путём по назначению в поле «тип поиска».

Первая модификация (рис.3.13 а), позволяет коммутировать информацию от любого из 16 входов к любому 16 выходов. (Любой канал Q в любом порте Р). Данная модификация, как правило, используется в группообразовании на звене D.

Вторая модификация (рис.3.13 б) распределяет порты на входные (номера 0…7) и выходные (номера 8…15). Коммутация производится в основном от входного порта к выходному, но возможна коммутация между входными (выходными) портами. Тип поиска – любой канал в портах 0…7 или любым потом 0…15. Эта модификация применяется для построения группообразования на звеньях В и С.

Третья модификация (рис.3.13 в) даёт возможность осуществлять концентрацию. Позволяет коммутировать 12 входных портов 0…11 с 4-я выходными портами 12…15 и на оборот. Тип поиска – любой канал с любым каналом в портах 0…11. Также возможна коммутация между входными (выходными) портами. Даня модификация используется для построения группообразования на звене А.

Рис. 3.14 Модификации матрицы пространственно-временной коммутации в зависимости от поля «тип поиска»