Politechnika Białostocka

Białostocka
Politechnika
WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY
KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych
Temat ćwiczenia: Badanie struktury cyfrowego pola komutacyjnego centrali S12.
Numer ćwiczenia: 2
Laboratorium z przedmiotu:
PODSTAWY TELEKOMUTACJI
KOD:
Opracowali: dr inż. Krzysztof Konopko
Białystok 2015
1
Wprowadzenie
1.1 Podstawowe definicje związane z funkcjonalną architekturą
systemu S12
Blok ochrony (SECURITY BLOCK - SBL) – jest zbiorem powiązanych ze sobą bloków funkcjonalnych. Stanowi on
podstawową jednostkę utrzymaniową, zaś poszczególne bloki SBL-i tworzą strukturę hierarchiczną. Awaria bloku
funkcjonalnego w danym SBL-u powoduje wyłączenie z użytkowania przez system tego SBL-a, oraz SBL-i mu
podległych.
Każdy z SBL-i jest określony przez następujące parametry:
typ; określa typ bloku bezpieczeństwa (SBLTYPE np. CTLE, ASLI),
tożsamość centrali; wszystkie bloki SBL w pojedynczej centrali lub podcentrali mają tę samą identyfikację
(EXCH przyjmuje wartość od 0 do 127 – centrala główna jest oznaczona przez 0),
adres w polu; określa adres dostępu modułu (grupy SBLi) w sieci (NA), składa się z czterech współrzędnych o
wartościach 0 – 15 (W: numer portu łącznika dostępu, X: numer portu pierwszego stopnia komutacji, Y: numer portu
drugiego stopnia komutacji, Z: numer portu trzeciego stopnia komutacji),
numer SBL; określa poszczególne SBL-e w grupie tego samego typu SBL-i mających takie same parametry
SBLTYPE, EXCH i NA (SBLNBR).
W zależności od stanu pracy SBL-a system przydziela mu jeden z następujących statusów:
a)
włączony (In Service - IS):
w ruchu, dostępny dla wszystkich spełnianych funkcji (IT),
w ruchu z uszkodzeniem, dostępny, ale z uszkodzeniem wpływającym na jego działanie (FIT),
gotów, nie wymagający działań utrzymaniowych (RDY),
uszkodzenie zewnętrzne, nie może wypełnić swojej funkcji z powodu uszkodzeń związanych z centralą (EF).
b)
wyłączony (Out of Service - OOS):
uszkodzenie zgodne z potwierdzeniem uzyskanym w SBL (FLT),
programowo wyłączony, zgodnie z uszkodzeniem SBL wyższego w hierarchii (SOS),
naprawa, zgodnie z żądaniem naprawy (REP, FREP),
operator wyłączony, na jego życzenie (OPR).
c)
oprócz wyżej wymienionych występują jeszcze dwa dodatkowe stany, w których SBL nie jest dostępny:
nie działający, nie jest fizycznie udostępniany i dane dla jego obsługi nie zostały zdefiniowane (NEQ),
dopuszczalne wyposażenie nie jest udostępnione, ale dane potrzebne do jego wykorzystania zostały
zdefiniowane (EQALW).
Część wymienialna (REPLACEABLE UNIT - RIT) stanowi najmniejsza wymienialną cześć centrali, która może być
zlokalizowana w czasie testu diagnostycznego. Każdy RIT jest określony poprzez następujące wartości:
tożsamość centrali,
rząd,
stojak, wyznacza stojak w rzędzie,
półka, wyznacza półkę w stojaku,
pozycje w półce.
Blok naprawy (REPAIR BLOCK - RBL) stanowi grupę SBL-i, które powinne być wyłączone przed fizycznym
zastąpieniem danego elementu zastępowalnego.
Grupa bezpieczeństwa (SECURITY GROUP - SGR) jest to grupa, w której każdy z SBL-i może spełniać funkcje
dowolnego innego SBL-a. Przykładami grup bezpieczeństwa są np. wszystkie wychodzące łącza na danej drodze czy
zestaw nadajników tej samej sygnalizacji. Uszkodzenie jednego elementu w grupie nie jest zwykle znaczące, jako że
może on być funkcjonalnie zastąpiony przez jeden z pozostałych. Mimo to, jeśli kolejne elementy by się uszkadzały,
sytuacja może stać się krytyczna i poziom usług może się obniżyć.
2
1.2 Struktura pola
Pole komutacyjne składa się z identycznych elementów. Elementy te noszą nazwę cyfrowych zespołów
komutacyjnymi (DSE) lub multiportów. Ich liczba w centrali zależy od jej pojemności oraz wielkości
obsługiwanego ruchu. Multiporty są połączone ze sobą poprzez łącza PCM z 32 kanałami każde i 16
bitami na kanał przy częstotliwości 4096 kHz. Każdy multiport składa się z 16 dwu-kierunkowych
portów komutacyjnych połączonych ze sobą za pomocą wspólnej telestrady. Porty komutacyjne
ponumerowane od 0 do 7 są zwane niskimi portami a z numerami od 8 do 15 wysokimi portami. Każdy z
portów komutacyjnych składa się z portu odbiorczego, odbierającego sygnały z łącza PCM, analizującego
zawartość każdego kanału i zapamiętującego ich stany, oraz z portu nadawczego wysyłającego zawartość
łączem PCM. Fizycznie, multiport składa się z 8 układów VLSI zmontowanych na pakiecie obwodów
drukowanych i połączonych ze sobą za pomocą telestrady wielokrocia czasowego. Każdy układ VLSI
zawiera porty nadawcze i dwa porty odbiorcze. Multiport może wykonywać komutację przestrzennoczasową pomiędzy przychodzącymi i wychodzącymi łączami PCM, tzn. że informacja przychodząca do
portu odbiorczego jako zawartość jakiegoś kanału łącza wejściowego PCM może być wystana przez
nadajnik w dowolnym kanale (komutacja czasowa) dowolnego łącza wyjściowego PCM. Jak
wspomniano wyżej, wszystkie multiporty tworzące pole komutacyjne muszą mieć wspólny sygnał
odniesienia, tak by pracować synchronicznie. Sygnał ten o częstotliwości 8192 kHz, generowany jest
przez moduł Zegara i Sygnałów Tonowych i rozprowadzony do wszystkich multiportów poprzez
specjalne linie.
Pole komutacyjne jest utworzone z szeregu multiportów połączonych łączami PCM. Tak wiec,
przez wykonanie kroków komutacyjnych w szeregu kolejnych multiportów tworzona jest droga
umożliwiająca transmisję informacji z jednego punktu pola do drugiego. Struktura pola komutacyjnego
pokazana jest na rys. 1.
Podzespół terminalowy (TSU)
Podzespół terminalowy jest nazwą nadaną grupie modułów (maksimum 8) rozdzielających dwa
multiporty zwane łącznikami dostępu (AS - Access Switches). Niskie porty (0 do 7) łączników dostępu
(AS) są dołączone do modułów. Porty 8 do 11 są dołączone do pozostałych multiportów pola, zwanych
łącznikami grupowymi (GS - Group Switches). Porty 14 i 15 mogą opcyjnie być dołączone do
pomocniczych zespołów sterujących (ACE), a porty 12 i 13 mogą być dołączone do modułu zegara i
sygnałów tonowych lub utrzymania i peryferii. Te moduły (C&T i M&P) nie są zorganizowane jak TSU i
stąd nie mają łączników dostępu. Ponadto liczba tych modułów zainstalowanych w centrali nie zależy od
wielkości centrali, tak że tylko trzy centralowe TSU będą miały zajęte swoje porty 12 i 13.
Zespół terminalowy (TU)
Każde 4 TSU tworzą zespól wyższego rzędu zwany zespołem terminalowym (TU) złożony z 8 łączników
dostępu (dwa na TSU), dołączonych do tej samej grupy łączników. 8 łączników dostępu jest
ponumerowanych od 0 do 7. ASy każdego TSU nie są dołączane w kolejności, AS 0 i 4 należą do
pierwszego TSU, 1 i 5 do drugiego, 2 i 6 do trzeciego oraz 3 i 7 do czwartego. Każdy TU ma 32 (4*8)
łączy PCM do reszty pola. TU nie musi zawierać TSU tego samego rodzaju, ale jeżeli to zdarzy się i TU
składa się tylko z TSU liniowych, TU będzie zawierać 4096 (4*1024) linii abonenckich.
Sekcje: 1-y i 2-gi stopień.
Celem umożliwienia połączenia pomiędzy TSU tworzącymi TU, 8 łączników dostępu tworzących TU
może być połączonych razem wykorzystując 8 niskich portów multiportu. Multiport ten tworzy tzw.
jednostopniowe pole. W strukturze tej każde TI każdego TSU jest połączone z innym TI w TU. Widać
również że każdy łącznik dostępu TU jest dołączony do multiportu pierwszego stopnia poprzez port z tym
samym numerem. Tym samym numer portu multiportu pierwszego stopnia pokrywa się z numerem
łącznika dostępu TSU przeznaczenia. Jeżeli liczba abonentów przekracza liczbę tych, którzy mogą być
dołączeni do pojedynczego TU, potrzebny będzie 2-gi stopień dołączający 1-y stopień multiportów do
tych do których są dołączone różne TU. Widać stąd nową strukturę zwaną sekcją, utworzoną z 16
multiportów, 8 w pierwszym stopniu i 8 w drugim. Połączenie pomiędzy pierwszym i drugim stopniem
jest określone przez następujące równania:
3
Numer portu 2 stopnia = numerowi multiportu 1 stopnia
Numer portu 1 stopnia - 8 = numerowi multiportu 2 stopnia
Rys. 1. Struktura cyfrowego pola komutacyjnego centrali S12
Grupy: 3-ci stopień
Jedna sekcja pozwala na połączenie 8 TU z pełną dostępnością. Jeżeli liczba modułów wymaga więcej
niż 8 TU, konieczne będzie zastosowanie 3-go stopnia dla wzajemnego połączenia sekcji. Multiporty 3go stopnia są zestawione w grupach 8 multiportów każda, umożliwiając dołączenie 8 grup w centrali.
Pozwala to połączenie 16 sekcji 1-go i 2-go stopnia. W przypadku 3-go stopnia, wszystkie multiporty
mają zwrócone porty do wnętrza pola, ponieważ 3-ci stopień jest ostatnim możliwym. Zależności
połączeniowe pomiędzy 2-im i 3-im stopniem są wyrażone, jak to można zobaczyć na rysunku, przez
następujące równania:
Numer portu 2-go stopnia - 8 = numerowi grupy 3-go stopnia
Numer multiportu 2-go stopnia = numerowi multiportu 3-go stopnia
Numer sekcji 2-go stopnia = numerowi portu 3-go stopnia
Widać stąd, że np.: port 15 multiportu 7 sekcji 0 jest dołączony do grupy 7, multiportu 7, portu 0
stopnia 3.
Płaszczyzny
Jak widać ze schematu pola, tylko 8 porty łączników dostępu są dołączone do łączników grupowych.
4
Daje to pełną dostępność do terminali, ale tylko 60 kanałów w każdym kierunku pomiędzy łącznikami
dostępu i grupy jednego TSU. Przy wzroście ruchu, celem uniknięcia wewnętrznej blokady, konieczne
jest dostarczenie większej liczby dróg. Z tego powodu, stosuje się więcej grup łączników, dołączonych do
portów 9, 10 i 11 łączników dostępu. Zespół multiportów dołączonych do portów 8 nazywa się 1
płaszczyzną pola, dołączonych do portów 9, 10 i 11 odpowiednio płaszczyzną 2, płaszczyzną 3 i
płaszczyzną 4. Istotne jest zauważenie, że płaszczyzny nie są pomiędzy sobą połączone. Zasady
wymiarowania centrali systemu S12 określają liczbę łączników grupowych na płaszczyznę która jest
potrzebna dla danej liczby terminali, podczas gdy wielkość oczekiwanego ruchu daje liczbę płaszczyzn.
Elementy tworzące pole takie jak łączniki dostępu (AS), multipoorty 1-go, 2-go i 3-go stopnia, łącza itp.
określone są za pomocą adresów pola. Współrzędne NA=h’ZYXW identyfikujące położenie danego
modułu w polu określone są przez przyjęte zasady zawarte w tabeli 1.
Tab. 1: Zasady numeracji elementów pola komutacyjnego
Typy SBL
W
X
Y
Z
0
Łącznik dostępu
Multiport
1 stopnia
Sekcja
Multiporty 1 stopnia
(SE1S)
Płaszczyzna + 8
0
Multiport
1 stopnia
Sekcja
Multiporty 2 stopnia
(SE2S)
Płaszczyzna + 8
Multiport
2 stopnia + 8
0
Sekcja
Multiporty 3 stopnia
(SE3S)
Płaszczyzna + 8
Multiport
3 stopnia + 8
Multiport
3 stopnia + 8
0
Moduł
Łącznik dostępu
Multiport
1 stopnia
Sekcja
Płaszczyzna + 8
Łącznik dostępu
Multiport
1 stopnia
Sekcja
Płaszczyzna + 8
Multiport
2 stopnia + 8
Multiport
1 stopnia
Sekcja
Płaszczyzna + 8
Multiport
2 stopnia + 8
Multiport
3 stopnia + 8
Sekcja
Łączniki dostępu
(ACSW)
Łącza między TI a ACSW
(TASL)
Łącza między ACSW a
multiportami 1 stopnia
(AS1L)
Łącza między multiportami 1
i 2 stopnia
(S12L)
Łącza między multiportami 2
i 3 stopnia
(S23L)
2
Cel i zakres ćwiczenia
W ćwiczeniu analizowana jest struktura cyfrowego pola komutacyjnego centrali S12, pod kątem ilości abonentów,
wielkości obsługiwanego ruchu oraz możliwości rozbudowy.
3
Sposób wykonania ćwiczenia
3.1 Używane komendy centrali
DISPLAY-SBL-DATA
Polecenie umożliwia podanie stanów lub adresów identyfikujących element (SBL-e) w polu
komutacyjnym.
5
DISPLAY-SBL-DATA:
EXCH=
,OPTION=
Parametry:
EXCH
SBLTYPE
NA
NBR
OPTION
,NA=
,NBR=
;
identyfikator centrali (0 do 255), (0 – centrala lokalna),
typ SBL (zgodnie z tabelą określającą adresy elementów pola),
adres w sieci komutacyjnej (H'hhhh),
numer SBL (1 do 32767),
opcja wyświetlania: STADISP wizualizacja stanu pracy danego SBL-a, DEPLIST
wykaz zależnych SBL-i.
DISPLAY-SBL-DATA:
EXCH=
,OPTION=
Parametry:
EXCH
SBLTYPE
STATE
OPTION
,SBLTYPE=
,SBLTYPE=
,STATE=
;
identyfikator centrali (0 do 255), (0 – centrala lokalna),
typ SBL (zgodnie z tabelą określającą adresy elementów pola),
stan SBL = ALL wszystkie stany lub określony stan pracy SBL
opcja wyświetlania DISTR rozkład SBL, STALIST wykaz SBL-i.
3.2 Przebieg ćwiczenia
Używając odpowiednich komend przeanalizuj konfigurację pola komutacyjnego (liczba płaszczyzn i
stopni na płaszczyznach, multiportów odpowiednich stopni oraz łącz łączących poszczególne elementy
komutacyjne). W tym celu należy wyświetlić adresy wszystkich elementów komutacyjnych wchodzących
w skład pola (ACSW, SE1S, SE2S i SE3S) oraz traktów łączących te elementy (AS1L, S12L, S23L).
4
Opracowanie sprawozdania
Przygotowane sprawozdanie z zajęć powinno zawierać opis przebiegu ćwiczenia laboratoryjnego w tym:
wykaz realizowanych komend operatorskich,
przykładowe raporty (wydruki) generowane przez centralę,
analizę cyfrowego pola komutacyjnego (schemat odwzorowujący strukturę pola).
Sprawozdanie powinno też zawierać wnioski dotyczące przeprowadzonego ćwiczenia, w szczególności
analizę struktury pola komutacyjnego pod względem możliwości obsługi ruchu telekomunikacyjnego
(maksymalna ilość modułów dołączonych do pola oraz maksymalna ilość jednocześnie realizowanych
połączeń).
5
Wymagania BHP
W trakcie realizacji programu ćwiczenia należy przestrzegać zasad omówionych we wstępie do ćwiczeń,
zawartych w: „Regulaminie porządkowym w laboratorium” oraz w „Instrukcji obsługi urządzeń
elektronicznych znajdujących się w laboratorium z uwzględnieniem przepisów BHP”. Regulamin i
instrukcja są dostępne w pomieszczeniu laboratoryjnym w widocznym miejscu.
6
6
Literatura
1. A. Jajszczyk „Wstęp do telekomutacji” WNT Warszawa 2004.
2. W. Kabaciński, M. Żal, "Sieci telekomunikacyjne", WKŁ, Warszawa, 2008.
3. SYSTEM 12 Technologia sieci cyfrowej, Alcatel 1998
(dokumentacja eksploatacyjno-usługowa dostępna w laboratorium).
7