CAPITOLUL 2 CENTRUL DE COMUTAŢIE

2.1 LOCUL ŞI ROLUL COMUTAŢIEI. CATEGORII DE APEL

Centrul de comutaţie, numit în mod tradiţional centrală sau chiar comutator, fiind component inteligent al reţelei de telecomunicaţii, are rolul şi capacitatea de a realiza funcţia de comutaţie – stabilirea la cerere a unei legături (conexiuni) temporare într-o anumită linie (cale) de intrare şi o anumită linie (cale) de ieşire (fig. 1).

Solicitarea de conexiune apare pe linia de intrare, ea trebuie să conţină identitatea ieşirii care se doreşte a fi conectată.

Legătura stabilită de centrală este menţinută atâta timp cât este cerută de schimbul (bidirecţional) de informaţii. La sfârşitul schimbului informaţional dintre cele terminale implicate în apel, centrul întrerupe legătura între cele două linii, fiecare dintre acestea putând fi antrenate ulterior în alte legături similare.

În prezent, majoritatea reţelelor naţionale au recurs la comutaţia digitală şi la comanda acesteia prin program înregistrat SPC (Stored Program Control).

Printre avantajele majore ale numerotării faţă de tehnica transmisiunilor analogice, enumerăm următoarele:

Viteza mare în stabilirea comunicaţiilor; Volumul mic al echipamentului necesar; Uşurinţa operaţiilor de întreţinere; Calitatea şi siguranţa conexiunilor realizate; Posibilitatea de a introduce uşor servicii noi atât pentru abonaţi cât şi pentru

managementul de reţea; Costul global al echipamentului mai redus; Timp mai scurt de instalare (montare, implementare); Compatibilitatea perfectă a echipamentelor de comutaţie cu cele de transmisiuni,

ceea ce reduce substanţial numărul convertoarelor analog / numerice ce sunt necesare de la un capăt la altul într-o comutaţie.

Comanda prin program înregistrat – aduce şi ea avantaje deosebite, dintre care cele mai importante sunt următoarele:

Simplitatea funcţiilor ale unui centru de comutaţii; Servicii suplimentare pentru abonaţi (de exemplu, reapel la chemat în lipsa

răspunsului la chemător, intrare peste ocupat cu tonalitate de avertizare, conferinţă, mesagerie vocală, semnalizarea identităţii chemătorului suprapusă cu curentul de sonerie etc.);

1

2

n

1

2

m

Fig. 1 Conectarea prin comutarea a liniilor de intrare şi de ieşire.

Linii (căi) de intrare

Linii (căi) de ieşiri

Centrală

1

Funcţii evoluate de exploatare şi întreţinere (taxare diferenţiată a apelurilor pe categorii de abonaţi şi intervale de apel, facturarea detaliată, îndrumare adaptivă dinamică etc.).

CATEGORII DE APEL

1. CATEGORII DETERMINATE DE LOCUL SURSEI ŞI DESTINAŢIEI

Apelurile pot fi împărţite, în funcţie de distanţa care separă sursa şi destinaţia lor, în mai multe categorii, prezentate in fig. 2

- Apel local – un apel iniţiat de un oarecare abonat, fie el abonatul amplasat în centrala A, are ca destinaţie un alt abonat, fie el , amplasat în aceeaşi centrală. Pentru a prelucra un asemenea apel sunt angajate echipamente şi circuite aparţinând exclusiv centralei de origine (centrala A).

- Apel de plecare (de ieşire) – abonatul chemător doreşte o legătură cu abonatul amplasat într-o altă centrală B. În acest caz sunt angajate echipamente de comutaţie din cele două centrale implicate (centrala A şi B), precum şi un circuit din fasciculul de joncţiuni A → B, împreună cu terminaţiile corespunzătoare: jonctor de plecare din A şi jonctor de sosire în B.

- Apel de intrare (de sosire) – un apel iniţiat în exteriorul unei centrale este adresat unui abonat propriu.

- Apel de tranzit – un apel primit pe o joncţiune de intrare nu este destinat unui abonat al centrului de primire. Acest apel constă în a lega o joncţiune de intrare cu o joncţiune de ieşire, ambele aparţinând centrului de primire a apelului. Se recurge la tranzitarea apelurilor în diferite situaţii, şi anume: când terminalele implicate în apel sânt îndepărtate şi ruta de îndrumare a apelului urmează o cale cu tranzituri succesive în conformitate cu structura şi organizarea reţelei, când ruta directă de conexiune între centralele implicate este blocată sau e în deranjament, iar reţeaua prevede rute suplimentare (de ajutor sau de siguranţă).

a*

a

Fig. 2 Îndrumare prin reţea a diferitelor categorii de apel: apel local; apel de ieşire (din A); apel de intrare (în B);

apel de tranzit (prin C).

A

1

2

B

3

b

Jonctor de ieşire din A

Jonctor de intrare în B

Fascicul de joncţiuni A → B

C

4

2

În exemplu reflectat în fig. 2, ruta A – C – B este folosită ca rută suplimentară, cu tranzit prin C, pentru relaţia A → B. Rezultă că orice centrală este traversată de volume de trafic de diferite categorii, ce corespund acestor tipuri de apel şi anume: trafic intern (local – local), trafic de ieşire, trafic de intrare, trafic de tranzit (fig. 3).

2. CATEGORII DETERMINATE DE REZULTATUL PRELUCRĂRII

Dacă se consideră rezultatul prelucrării unui apel, atunci se definesc alte categorii de apel, şi anume:

- Apel satisfăcut – legătura solicitată de abonatul chemător este stabilită şi are loc schimbul de informaţii cu abonatul chemat. un asemenea apel este taxat în funcţie de durata convorbirii şi de distanţa care îi separă pe cei doi abonaţi, ceea ce aduce evident un beneficiu operatorului reţelelor. în acest caz se poate vorbi despre un trafic eficace (taxabil).

- Apel nesatisfăcut – legătura solicitată de chemător nu a putut fi stabilită. Cauzele de nesatisfacere a apelurilor sunt variate: lipsa răspunsului chemat, angajarea chematului într-un apel anterior, blocarea reţelei sau a unei din centralele implicate în apel etc. În asemenea situaţii, caracterizate printr-un eşec de prelucrare, se poate aprecia totuşi durata apelului, ea fiind formată din intervalele de prelucrări tehnice. Apelurile nesatisfăcute constituie un trafic ineficace (netaxabil), adică nu aduce profit.

Durata unui apel este determinată de două componente:

T apelului = T realizarii conexiunii + T convorbirii

La taxarea apelului se ia în consideraţie perioada convorbirii - T convorbirii

Trafic de tranzit

Trafic intern

Fig. 3 Îndrumarea traficului prin centrală.

CENTRUL DE COMUTAŢII

Trafic de ieşire

Trafic de intrare

Trafic oferit de abonaţi chemători

Trafic de sosire

Abonaţi proprii

Alte centrale

Trafic destinat

abonaţilor chemaţi

Trafic de plecare

3

2.2 MODURI DE TRANSFER. COMUTAŢIA DE CIRCUITE ŞI DE PACHETE

MODUL DE TRANSFER

Modul de transfer este o noţiune introdusă de către CCITT pentru a descrie tehnica folosită într-o reţea de telecomunicaţii. De fapt prin această noţiune se precizează modalitatea prin care mai multe comunicaţii concurente împart între ele aceeaşi resursă a reţelei (pentru comutaţie sau pentru transmisie), atât în cadrul unui centru de comutaţie, cât şi în cadrul reţelei în ansamblul ei.

Alegerea unui anumit mod de transfer depinde de anumite restricţii, ce trebuie a fi respectate şi care se referă în principal la următoarele aspecte:

Spectrul serviciilor oferite - în reţeaua de telecomunicaţii există un spectru foarte larg de servicii, care se diferenţiază în mod clar în raport cu debitul informaţiilor transmise şi cu durata comunicaţiilor (fig. 4).

Rata de eroare – este exprimată ca un procent al elementelor binare sau pachetelor eronate din numărul total al celor emise de sursă sau pe o cale de comunicaţii.

Timpul de îndrumare – este întârzierea definită ca timpul scurs între momentul de emisie a unei informaţii de către sursă şi cel al recepţiei sale la destinaţie. Se consideră două componente principale ale timpului de îndrumare:

a) Întârzierea de propagare – depinde de viteza de propagare pe mediul de transmisie şi de distanţa ce trebuie acoperită între cele două terminale ale reţelei;

b) Întârzierea datorată prelucrării informaţiei – depinde în mod esenţial de modul de transfer.

Sporadicitatea – ca măsură a caracterului foarte neregulat în timp al activităţii oricărei surse de informaţii. Astfel, dacă pentru o sursă se defineşte un debit maxim de emisie şi un debit mediu , atunci sporadicitatea sa este:

Pentru serviciul telefonic se apreciază că .

1010 Debit (bit/s)

105

106

103

104

10

102

Fig. 4 Servicii de telecomunicaţii.

Telemetrie

Date la debit mic

VoceDate la debit

ridicatSunet HifiVideofonie

Video de înaltă

calitate

10 102 103 104 105 106 107 108 109

Dur

ata

com

unic

aţie

i (s)

4

COMUTAŢIA DE CIRCUITE

Modul de transfer prin comutaţie de circuite constă în atribuirea resurselor necesare transportului de informaţii pe toată durata comutaţiei şi în mod permanent, independent de informaţia ce este efectiv schimbată (fig. 5).

Comutaţia manuală şi cea automată de tip electromagnetic stau la baza acestei tehnici de funcţionare a reţelei: atribuirea unui circuit fizic (circuit de convorbire) pe toată durata comunicaţiei şi pentru utilizarea individuală.

Această strategie este bine adaptată în cazul telefoniei, care este un serviciu în care timpul de îndrumare este critic, sporadicitatea este scăzută şi restricţiile în ceea ce priveşte ratele de eroare sunt medii. În consecinţă, comutaţia de circuite este specifică reţelelor telefonice clasice, dar ea s-a extins şi se aplică şi în cazul reţelelor ISDN de bandă îngustă.

Datorită procedurilor de multiplexare în timp a comunicaţiilor TDM (Time Division Multiplexing) se pot aduce modificări esenţiale în alocarea resurselor şi anume este posibilă folosirea unui suport unic pentru mai multe comunicaţii simultane. Suportul comun este alocat în mod periodic fiecărei comunicaţii, pentru un scurt interval de timp de durată predeterminată. Informaţia transmisă este eşantionată cu o anumită frecvenţă (de exemplu, în cazul standardului european PCM -32). Unitatea de bază pentru frecvenţa de repetiţie este numită „interval de timp” (time slot). Câteva comunicaţii sunt multiplexate pe acelaşi suport fizic (linie multiplex) prin gruparea unui număr corespunzător de slot-uri într-un cadru, care apoi este repetat cu o frecvenţă constantă. Sunt folosiţi în mod curent termenii „cale telefonică” şi „canal temporar” pentru a desemna poziţia în timp alocată unei anumite comunicaţii pe linia multiplex. Calea temporară poate fi comutată către un centru de comutaţie, operaţiunile fiind controlate printr-o tabelă de translatare, care rămâne neschimbată pe toată durata sesiunii respective de comunicaţie (fig. 6).

Fig. 5 Comutaţia de circuite de-a lungul reţelei.

Circuit atribuit

Centru de comutaţie

Centru de comutaţie

Circuit atribuit

Circuit atribuit

5

Comutaţia de circuite este destul de inflexibilă, deoarece pe de o parte tabelele de translatare intrare – ieşire sunt fixe, iar pe de altă parte, pentru că frecvenţa de bit este fixată odată cu durata slot-ului (de exemplu, în PCM - 32 durata slot-ului cu biţi este de

). Această ultimă caracteristică este total inconvenabilă serviciilor de bandă largă, pentru care se impun diferite frecvenţe de bit, mergând de la foarte joase la foarte înalte.

COMUTAŢIA DE PACHETE

Modul de transfer prin comutaţie de pachete, constă în segmentarea informaţiei ce trebuie transmisă în mai multe blocuri informaţionale, numite mesaje.

Acestor blocuri li se anexează în mod obligatoriu o zonă specială de informaţie, numită etichetă, care este deosebit de utilă în cadrul reţelei pentru rutarea corectă a mesajului, corecţia erorilor, controlul fluxului informaţional.

Mesajul astfel pregătit poate fi îndrumat de-a lungul reţelei, dintr-un nod de comutaţie în altul, în funcţie de destinaţia sa, dar şi de disponibilitatea reţelei (fig. 7). în aşteptarea acestei disponibilităţi, mesajul este memorat, în şiruri de aşteptare, în oricare nod pe care-l traversează

Cadru – 4 căi

1 4 3 2 1

LIm

LI1

Fig. 6 Comutaţia de circuite multiplexe în timp.LI – linie de intrare; LE – linie de ieşire; a/c şi x/z – eşantionare pentru 6 căi diferite.

Reţea cu sincronizare

de cadrua c b a

x z y x

Cadru – 4 căi

1 4 3 2 1

LEn

LE1

y a y

c b x z c

LI1 slot: 1 → LE1 – slot 3 2 → LEn – slot 1 4 → LE1 – slot 2

LIm slot: 1 → LEn – slot 3 3 → LE1 – slot 4 4 → LE1 – slot 1

Tabelă de translatare

Fig. 7 Comutaţia de pachete de-a lungul reţelei.

Circuit virtual (banalizat)

Centru de comutaţie

Circuit atribuit

Circuit atribuit

Memorare şi retransmisie

Centru de comutaţie

Memorare şi retransmisie

6

de-a lungul reţelei, împreună cu alte mesaje ce sunt adresate aceleiaşi rute. Toate mesajele vor vi transmise atunci când circuitul, ce corespunde traseului ales spre destinaţie, devine liber. Rezultă că apar operaţii suplimentare de gestionare a şirurilor de aşteptare şi de alocare optimă a resurselor pe care urmează să se transmită mesajele din şiruri. Deoarece mesajele oferite de surse au lungimi diferite, uneori chiar de mari dimensiuni înseamnă că este dificil să se prevadă memorii de capacităţi convenabile şi care să fie utilizate într-un mod cât mai eficient. Aceste neajunsuri sunt rezolvate prin divizarea mesajelor oferite de surse în unităţi informaţionale de lungime constantă şi mică, aleasă opţional în funcţie de diferite restricţii, care poartă numele generic de pachet. În plus, folosind pachetizarea informaţiilor în locul mesajelor de lugimi mari, se obţine şi micşorarea timpului global de transmisie a informaţiei, deoarece pachetele aparţinând aceluiaşi mesaj sunt prelucrate independent unele de altele.

În comutaţia de pachete sunt utilizate 2 concepte:1) Comutaţia cu conexiune – un circuit virtual este stabilit înainte de a începe emiterea de

pachete. Iniţial, sursa emite un pachet de semnalizare, care este transmis de-a lungul reţelei către destinaţie, în fiecare nod traversat memorându-se informaţiile strict necesare îndrumării (identitatea sursei şi destinaţiei, precum şi următorul nod de atins). Memoria comunicaţiei va fi exploatată de fiecare dată când un pachet de informaţie aparţinând comunicaţiei respective va sosi în nod. În acest fel toate pachetele aparţinând unei comunicaţii vor urma acelaşi drum de-a lungul reţelei.

2) Comunicaţie fără conexiune – fiecare pachet de informaţie al unei comunicaţii este transmis de la sursă la destinaţie independent de celelalte. Astfel două pachete emise de aceeaşi sursă către aceeaşi destinaţie vor putea fi îndrumate pe rute diferite. Fiecare pachet trebuie să conţină o informaţie suficientă care să precizeze apartenenţa lui la o comunicaţie, precum şi locul său în secvenţa de transmisie.

Modul de transfer asincron ATM (Asynchronous Transfer Mode) este o evoluţie importantă a comutaţiei de pachete, cunoscută şi sub numele de comutaţie rapidă de pachete FPS (Fast Packet Switching). În acest caz, pachetele sunt de mică mărime, 53 octeţi, ceea ce produce o reducere substanţială a timpului necesar reţelei pentru a prelucra un pachet şi o creştere corespunzătoare a debitului de transmisie (zeci de Mbit/sec la interfaţa utilizatorului).

2.3 ARHITECTURA GENERALĂ A CENTRALEI TELEFONICE DIGITALE

În arhitectura generală a unei centrale (fig. 8), se disting: căi de date şi căi de comandă.

7

Calea de date – este un canal ce permite îndrumarea informaţiilor generate şi folosite în

mod direct de către utilizatorii reţelei. Calea de comandă – este un canal ce permite îndrumarea informaţiilor necesare unei bune

funcţionări a centralei şi a reţelei în ansamblu.

Într-o centrală digitală se disting următoarele subsisteme:

I. Reţeaua de conexiune RCX (switching network) – este un dispozitiv de mare complexitate, ce îndeplineşte funcţia de a conecta o cale de intrare la o cale de ieşire, sub coordonarea ordinelor primite de la unitatea de comandă CU (Command Unit).

II. Unităţile de linii terminale – reprezintă interfeţele între mediul de transmisie, pe de o parte reţeaua de conexiuni şi cu terminalul abonatului. O unitate terminală astăzi se reprezintă ca o placă de circuite electronice controlată de microprocesor şi asigură supervizarea unui grup determinat de linii.

Interfeţele – sunt echipamente situate la extremităţile centralei şi au rolul de a asigura adoptările între centrală şi mediul său exterior de transmisie. Acest mediu al centralei este format pe de o parte din abonaţii săi proprii şi pe de altă parte din celelalte centrale din reţea.

Linia de abonat – permite racordarea terminalelor utilizatorilor reţelei (aparate telefonice, facsimile, computatoare etc.). Cele mai deseori linia abonaţilor este materializată printr-o pereche de fire de .

Joncţiunile asigură schimbul de informaţii cu alte centrale.Serviciul de exploatare şi întreţinere permite operatorului reţelei de a interveni în

funcţionarea reţelei. Astfel se execută două funcţii principale:1) Exploatarea (administration) – funcţia prin care se pot realiza modificările în condiţiile

de funcţionare ale centralei (crearea de noi abonaţi, citirea contoarelor de taxare, modificarea tabelelor de traducere internă etc.).

Fig. 8 Arhitectura generală a unei centrale digitale.

Exploatare / Întreţinere

Unitate de comandă CU

Reţele de conexiune

UNITĂŢI

AUXILIARE

TERMINALE

C entrală urbană

Linii de abonat

Joncţiuni cu alte

centrale

Cale de comandă

Cale de date

8

2) Întreţinerea (maintenance) – funcţia ce permite remedierea (soluţionarea) unui deranjament sau chiar a unei întreruperi în funcţionarea centralei. În asemenea cazuri, prin blocul de comandă al întreţinerii se lansează un program de localizare a avariei, de scoatere din funcţiune a echipamentului deranjat şi de actualizare a tuturor informaţiilor utile. În mediul actual al centralelor electrice, gestionarea întregii reţele poate fi realizată în mod unitar prin folosirea platformelor TMN.

III. Unitatea de comandă CU – este responsabilă de supervizarea întregului sistem. Centralele realizate în vechile tehnologii rotative au utilizat o comandă prin program cablat. Astăzi orice comutator electronic dispune de o comandă prin program înregistrat. CU este materializată printr-un sistem de tip multiprocesor, care execută programele de exploatare şi întreţinere dar şi programele legate de conexiunile cu unităţile terminale pentru supervizarea comunicaţiei (prelucrarea apelurilor).CU execută următoarele programe ce sunt caracterizate prin:

Amploare deosebită; Prelucrare în timp real; Fiabilitate sporită pentru a asigura permanenta funcţionare a centralei şi a tratării

apelurilor.

IV. Auxiliare – echipamente ce permit informarea utilizatorilor asupra progresării în tratarea de către centrală a apelurilor, sau avertizarea acestora despre eventualele defecţiuni în funcţionare. Aceste echipamente aflate permanent sub comandă şi controlul CU sunt de două categorii:1) Generator de diferite tonalităţi sau de mesaje înregistrate folosite în diferite etape de

prelucrare a unui apel în conformitate cu cerinţele semnalizărilor.2) Receptoarele pentru semnalele de numerotare primite de la abonaţi sau de la alte

centrale.

ETC – Exchange Terminal Circuit

2.4 FAZE DE APEL

Definirea fazelor de apel are ca scop final înţelegerea rolului şi principiului de funcţionare pentru fiecare echipament care conlucrează la realizarea unui apel.

9

Prezentarea se face pe baza fig. 9, care schematizează stabilirea unei comunicaţii între un abonat chemător şi un abonat chemat, prin intermediul unei reţele oarecare.

Această reţea se poate limita la o singură centrală, atunci când cei doi abonaţi sunt conectaţi în acelaşi nod de comutaţie. În caz contrar, reţeaua este constituită dintr-un lanţ de centrale, ceea ce va antrena (utiliza) şi o anumită semnalizare între ele.

Fazele succesive ale unui apel sunt următoarele:1) PRESELECŢIA – un utilizator solicită o comunicaţie, în cazul unei comunicaţii

telefonice este vorba de simpla deschidere a aparatului telefonic (ridicarea receptorului de pe furcă). Centrul de comutaţie la care este racordat chemătorul, sesizează apariţia apelului şi verifică dacă îl poate trata. În caz afirmativ (când blocul de comandă dispune de cel puţin un receptor de numerotare liber), se efectuează o conexiune unidirecţională de la auxiliarul generator al tonalităţii „invitaţie la transmiterea numerotării” către unitatea terminală a liniei chemătoare respective. Transmiterea acestei tonalităţi se face tocmai pentru a informa abonatul chemător despre faptul că în centrala proprie există resurse (dispozitive) care sunt pregătite să prelucreze apelul iniţiat de el. Deci preselecţia este faza de identificare a liniei abonatului chemător şi de conectare a acesteia la un receptor de numerotare.

Revers apel

Cifre succesive

Reţea

Abonat chemător

Abonat chemat

Fig. 9 Fazele unei apel

Solicitare

Invitaţie la transmisie

Alocare de resurse

Traducerea adreseiSelecţia circuitelor

Apel

Răspuns

Conexiune de la un cap la altul şi iniţierea taxării convorbirii

Închidere Invitaţie la închidere

Oprirea taxării

Preselecţie

Numerotare

TraducereSelecţie

Sonerie

Conversaţie

Eliberare

10

2) NUMEROTARE – utilizatorul chemător transmite adresa terminalului pe care doreşte să-l cheme (numărul de apel al chematului). Din momentul recepţiei în centrală a primei cifre de adresă, este întreruptă conexiunea cu generatorul de tonalităţi. Cifrele, pe măsură ce sunt recepţionate, sunt memorate, astfel încât adresa chematului va fi cunoscută şi menţinută în întregime în unitatea de comandă pe toată durata de prelucrare a apelului.

3) TRADUCERE – adresa chematului, formată dintr-o succesiune de cifre zecimale, este convertită într-un cod de selecţie. Conversia se face pe baza logicii interne proprie fiecărei centrale, aceasta depinzând de structura şi dimensiunile reţelei de conexiune, de numerotarea abonaţilor proprii, dar şi de conţinutul planului general de numerotare, de locul centrului de comutaţie în ansamblul reţelei, precum şi de topologia întregii reţele.

4) SELECŢIE – se identifică, corespunzător codului de selecţie stabilit în faza anterioară, linia de ieşire din centrală: aceasta este chiar linia abonatului chemat, dacă apelul este local, sau este o joncţiune de ieşire spre altă centrală, dacă apelul este distant.Dacă linia chematului este disponibilă, atunci se alege un drum, accesibil şi disponibil în

întregime, de-a lungul reţelei de conexiune: linia chemătoare, identificată şi marcată prin preselecţie, şi linia chemată, identificată şi marcată prin selecţie.

În cazul apelului distant, testul de disponibilitate a joncţiunii de ieşire, se face în momentul alegerii acestei joncţiuni din ansamblul fascicolului de legătură cu următoarea centrală de pe lanţul comunicaţiei, aleasă conform structurii reţelei şi planului de îndrumare a traficului.

Trebuie precizat că selecţia se realizează totdeauna printr-un ansamblu de operaţii de alegere a unei ieşiri dorite, alegerea ce se execută în cadrul reţelei de conexiune, corespunzător codului de selecţie.

În urma operaţiilor de selecţie se poate depista situaţii de blocare, ceea ce face ca prelucrarea apelului să se încheie prematur şi fără nici o şansă de stabilire a legăturii solicitate:

Blocarea externă – dacă linia chemată nu este liberă; Blocarea reţelei de joncţiuni – dacă nu există nici o joncţiune liberă spre centrala

destinată ce urmează pe lanţul comunicaţiei în direcţia solicitată; Blocarea internă – dacă de-a lungul reţelei de conexiune a centralei nu există un drum

disponibil în acel moment între extremităţile marcate prin selecţie. În oricare din aceste situaţii, centrala de origine a apelului stabileşte legătură

unidirecţională între generatorul de „tonalitate de ocupat” sau sursa de mesaje înregistrate şi linia abonatului chemător.

Remarcă: în cazul unui apel distant, fazele (2), (3) şi (4) se repetă în mod similar şi obligatoriu în fiecare centrală traversată.

5) SONERIE – în orice situaţie cu „succes de selecţie”, abonatul chemat este avertizat că este solicitat pentru o comunicaţie: în cazul apelului telefonic avertizarea se execută prin intermediul aşa numitului „curent de sonerie” (un semnal de 50 Hz şi o tensiune alternativă de 75 – 80 V, ce este transmis de centrala de destinaţie a apelului). În acelaşi timp, centrala de destinaţie transmite şi abonatului chemător o tonalitate de „revers apel”, prin care se afirmă că a fost identificat chematul şi că acesta este disponibil.

6) CONVORBIREA – din momentul în care abonatul chemat răspunde la „apel”, se stabileşte conexiunea bidirecţională între cei doi utilizatori. Tot în acelaşi moment se întrerup şi circuitele de transmitere a semnalizărilor pe cele două linii ale utilizatorilor implicaţi (curentul de sonerie şi tonalitatea de revers apel şi intră în funcţiune controlul pentru taxarea comunicaţiei.

7) ELIBIRAREA – la cererea unuia dintre utilizatori participanţi la apel, comunicaţia este întreruptă; celălalt utilizator este invitat să renunţe şi el la comunicaţie, transmiţându-i-se, după expirarea unei perioade anumite (30 sec.), o tonalitate de avertizare eventual sub forma „tonului de ocupat”. În acelaşi moment, taxarea încetează şi ansamblul resurselor angajate în comunicaţie sunt eliberate, de asemenea sunt şterse din memoria centralei toate informaţiile referitoare la apelul în cauză şi care au fost folosite numai pentru prelucrarea lui.

11

2.5 FUNCŢII ASIGURATE DE CENTRALA TELEFONICĂ DIGITALĂ

Un centru de comutaţii, indiferent care este poziţia lui în cadrul reţelei de telecomunicaţii sau care este modul de acces căruia îi corespunde în funcţionare, trebuie să îndeplinească în mod obligatoriu următoarele funcţii principale:

FUNCŢIA DE CONEXIUNEUn centru de comutaţii asigură o legătură temporară între linii de abonat şi o joncţiune, sau

doar între două joncţiuni. Aceasta constituie în realitate funcţia de conexiune (de interconectare). Echipamentele care realizează funcţia de conexiunesunt încorporate în „reţea de conexiune”, reprezintă un ansamblu de „puncte de conexiune” ce este structurat după un algoritm determinat de funcţionare. Reţeaua de conexiune, prin algoritmul determinat de interfeţele de mediu sunt elemente ale centralei care rămîn angajate pe toată durata unui apel.

FUNCŢIA DE RELAŢIECentru de comutaţie, trebuie să asigure satisfacerea solicitărilor sosite pe liniile abonaţiilor

sau pe joncţiunile a altor centrale, realizează un schimb bidirecţional de informaţii cu exteriorul. Toate aceste operaţii de dialog cu exteriorul reprezintă manifestarea funcţiei de relaţii. Dialogul este specializat în raport cu principiul de funcţionare a centralei de comutaţie, cu tipul şi categoria terminaţiilor implicate. Protocoalele de dialog, împreună cu toate tipurile de informaţii corespunzătoare sunt cunoscute sub numele de semnalizare.

FUNCŢIA DE COMANDĂInformaţiile de semnalizare constituie una dintre sursele principale ale operaţiilor de

comutaţie. Dar înainte de a se trece printr-o acţiune de comutare aceste informaţii trebuie să fie prelucrate (citite, traduse şi înţelese).

Prelucrarea presupune executarea unor operaţii „inteligente” de către unitatea de comandă a centralei, care este responsabilă cu îndeplinirea funcţiei de comandă.

Acest bloc se prezintă fie sub forma unui sistem informaţional unic, fie sub forma unui ansamblu de echipamente, care colaborează cu prelucrarea apelurilor, executînd fiecare în faze diferite, operaţii diverse.

Toate elementele blocului de comandă funcţionează în regim de aşteptare (memorii).Pentru prelucrarea apelurilor unitatea de comandă foloseşte intelegenţa sa proprie (de tip

cablat sau de tip programat), informaţiile sosite de la mediul exterior în cadrul semnalizării, precum şi informaţiile culese de la restul echipamentelor din centrală. Folosind toate acestea informaţii, ea produce comenzi ce sunt adresate reţelei de conexiune, pentru stabilirea căilor de acces de-a lungul ei şi spre terminalele implicate, precum şi pentru auxiliarele de semnalizare, pentru completarea şi finalizarea apelurilor.

Fig. 10 Funcţiile principale asigurate de CTD

12

Fig. 10, prezintă într-un mod schematic interacţiunele care există între cele trei funcţii principale ale unui centru de comutaţie.

Pe lîngă aceste funcţii principale, un nod de comutaţie mai îndeplineşte şi următoarele funcţii coplimentare:

1. Funcţia de traducere a adresei chematului2. Funcţia de taxare a comutaţiei3. Funcţia de exploatare şi întreţinere

2.6 EVOLUŢIA SISTEMELOR DE COMUTAŢIE COMUTAŢIA MANUALĂ

Prima centrală telefonică din lume cu o capacitate de 21 posturi a intrat în funcţiune la New Haven-SUA, 28 ianuarie 1878, fiind o centrală manuală. Operatarea supraveghează în permamenţă principiul centralei, în care sunt dispuse pe un panou frontal echipamentele de linie ale abonaţiilor, iar pe unul orizontal cheile de apel şi cordoanele de convorbire, vezi fig. 11.

Fig. 11 Schema de principiu a unei centrale manuale.

Un echipament de linie este format dintr-un jack şi o lampă de apel, a cărei aprindere se semnalizează că abonatul respectiv solicită o nouă comunicaţie. Cordonul de convorbire se prezintă sub forma unui „dicord” cu fişe la cele două extremetăţi. Operatoare introduce fişa unui cordon disponibil în jack-ul abonatului chemator, află de la aceasta identitatea chematului, verifică vizual dacă acesta este disponibil şi în caz afirmativ, introduce fişa pereche a cordonului în jack-ul lui. Astfel se stabileşte legătura între cei doi abonaţi.

Dezavantajul esenţial al centralelor manuale este faptul că între cei doi abonaţi, chemator şi chemat, se înterpune operatoarea.

În plus capacitatea centralei manuale nu poate fi prea mare, datorită posibilităţiilor limitate de servirea unei operatoare şi mai ale s este deficil de a asigura permamenţa serviciului 24 de ore.

SISTEMUL PAS-CU-PAS (Strowger)

Primul comutator telefonic automat a fost inventat de Almon B. Strowger în 1891 şi a fost folosit mai ales în primele decenii ale secolului XX. Strowger a inventat un selector cu 2 mişcări, ce funcţionează ca o matrice cu 1×100 linii, fiecare linie avînd la dispoziţie trei conductori. Selectorul este cunoscut sub numele de selector decadic, deoarece terminalele aparţinînd celor

13

100 de linii sunt dispuse cîte 10, într-un semicerc de 10 niveluri suprapuse.Conexiunea intrării cu orice din cele 100 ieşiri, pe 3 fire, se face prin trei perii ce formează un ansamblu unitar numit „car cu perii”, ele sunt legate la intrare printr-un racord flexibil fiind montate pe un ax vertical, pot executa două mişcări diferite: una de ascensiune pe verticală cealaltă de rotaţie în plan orizontal. Rezultatul acestor acţiuni este acela că periile se vor afla în final exact pe terminale, selectată în mod automat, fără participarea unui operator uman, care s-ar interpune între chemator şi chemat.

Dar nu trebuie pierdut din vedere că: - sunt necesare surse de impulsuri pentru comanda de acţionare a fiecărui

electromagnet- este necesar un sincronizm perfect între mişcarea blocului „car cu perii” şi parametrii

impulsurilor de comandă- după orice angajare, selectorul va trebui să revină în stare de repaos, pentru că la

angajarea următoare să se poată corect numărarea terminalelor din cîmp

Pentru a constitui o centrală cu o sută de abonaţi, folosind selectarea dicadică, ar trebui ca fiecărei linii de abonat să se ataşeze un asemenea selector, vezi fig 12.

Fig. 12. Schema de principiu a unei centrale pas-cu-pas cu 100 de abonaţi.

S-au constituit atunci comutatoare pas-cu-pas cu o singură mişcare (uniselector), care fiind asociate fiecărei linii de abonat trebuiau să funcţioneze în preselecţie (au fost deci nimite preselectoare, PS) şi să asigure concentrarea traficului spre selectoarele decadice, anexate cordoanelor de convorbire. Acestea sunt selectoare finale, SF, a cărui adresă este comutată centralei de abonatul chemator.

SISTEME CU COMANDĂ PRIN REGISTRU

Pentru a înlătura dependenţa strictă dintre numerotarea abonaţiilor din reţea şi funcţionarea centralelor, a fost necesarea crearea şi utilizarea unor echipamente speciale de comandă.

Elementul principal al acestor echipamente, care trebuie să coordoneze activitatea celorlalte, a fost numit registru. El primeşte şi memorizează în întregime adresa abonatului chemat, care apoi cu ajutorul unor traductoare este tradus după o logică internă proprie fiecărei centrale, eliberează codurile de selecţie, care sunt necesare îndrumării apelului spre şi pînă la destinaţia sa. Funcţionarea etajelor de selecţie are loc în raport cu codurile traduse, nefiind în mod direct

14

coordonată de cifrele din adresă. În acest caz selectoarele nu mai sunt încărcate cu nici un fel de sarcini de comandă.

În fig. 13, este prezentată diagrama de legături a unei centrale cu comandă prin registru (tip Rotary 7A2).

Fig 13. Diagrama de legături a centralei Rotary 7A2, cu comandă prin registru.

CA- căutător de apel;CC- cautător de cordon;R- registru;CR- căutător de registru;CJ- căutător de joncţiuni;SG- selector de grup;SF- selector final.

Studiind diagrama se poate destinde:- pentru asigurarea unei legături locale - (chematorul şi chematul aparţin aceleiaşi

centrale) este implicat un lanţ de selecţie format din 4 selectoare: 3 selectoare de grup (SG-1, SG-3 local, şi SG-4) şi un selector final SF;

- pentru relizarea unor legături cu alte centrale - joncţiunele de ieşire sunt conectate fie direct în cîmpul unui SG-1, fie în cîmpul unui selector de grup auxiliar, SG-3 local;

- toate joncţiunele de intrare, indifirent care este provinenţa lor, sunt preluate de un etaj special de selecţie de grup, SG-3 de intrare, ale cărui ieşiri sunt legate împreună cu cele ale unui etaj de selecţie de acelaşi nivel şi anume cu SG-3 local;

Concluzia este că lanţul de selecţie este diferit pentru diversele categorii de apeluri. Trebuie de precizat că fiecărui etaj de selecţie de grup, angajat în prelucrarea unui apel, îi corespunde o anumită cifră din numărul de apel al chematului iar selectorului final 2 cifre. Sistemele de registru au existat în diferite variante, în raport cu tipul selectorului folosit, şi anume:

- Selector rotativ R6 cu 50 linii şi cu o singură mişcare de rotaţie- Selector Rotary cu 200 şi 300 de linii şi cu două mişcări de rotaţie

15

- Selector Ericsson cu 500 de linii şi cu două mişcări în coordonate polare- Selector Panel cu 300 linii şi cu o mişcare de rotaţie şi una de translaţie, ş.a.

SISTEME CROSSBAR

O soluţie care a rezolvat în mare măsură dezavantajele sistemelor rotative este comutatorul crossbar. Comutatorul crossbar (cu bare încrucişate), prezentat schematic în figura 14. ,conţine un set M×N puncte de conexiune, care sunt distribuite sub forma unei matrici cu M intrări şi N ieşiri.

Fig 14. Comutatorul crossbarPentru ca o legătură intrare - ieşire să se stabilească, trebuie să fie acţionat un punct de

conexiune, iar pentru aceasta este necesar ca în matrice să se execute două comenzi, una pe verticală şi alta pe orizontală. Electromagneţii care operează bazele de selecţie (bazele orizontale) sunt numiţi „magneţi de selecţie”, iar cei ai bazelor verticale sunt „magneţi de menţinere”. Legătura solicitată se realizează în consecinţă prin acţionarea punctului de conexiune de la intersecţia unei baze orizontală cu una verticală, de aici apare denumirea acestui element de comutaţie: comutator cu bare încrucişate (crossbar).

COMUTAŢIA ELECTRONICĂ

Cercetătorii din domeniilor comunicaţiilor au ajuns la concluzia că un grup de registre, cu traductoarele asociate, pot fi înlocuite cu succes de un singur calculator puternic. Ca unitate centrală de comandă într-o centrală telefonică este folosit un calculator specializat pentru a îndeplini funcţia de tratare a apelurilor şi de explotare şi întreţinere a centralei şi chiar a reţelei în ansamblul ei. Ca rezultat imediat al întroducerii acestui calculator în centrale este creşterea siguranţei în funcţionare, diminuarea substanţială a duratelor de tratare a apelurilor şi extinderea gamei de servicii puse la dispoziţia abonaţiilor. Dintre noile servicii alocate abonaţilor pot fi citite următoarele:

- ultimului apel selectarea apelurilor: abonatul poate restricţiona selectare apelurilor de la aparatul său a anumitor apeluri, ca fiind neautorizate, sau poate restrînge apelurile la intrare, atunci cînd nu doreşte să fie deranjat sau cînd nu se doreşte să răspundă la apel.

- repetarera ultimului apel: dacă linia solicitată este ocupată, chematorul poate încerca mai tîrziu efectuarea legăturii, fără a mai fi necesar să formeze în întregime numărul chematorului, acesta trasmiţindu-se automat doar printr-o singură comandă de „repetare”.

16

- apeluri la comandă: centrala poate fi programată pentru a chema un abonat în mod automat, în momente prestabilite pentru ai transmite anumite mesaje (de exemplu apeluri de trezire la oră fixă ).

- redirecţionarea apelurilor: centrala poate fi programată să conecteze apeluri de intrare la o altă adresă, atunci cînd abonatul nu se află la postul său. Adresa de redirecţionare este totdeauna aceeaşi sau poate fi stabilită la dorinţa abonatului înainte de a-şi părăsi postul.

- apel în trei: centrala poate fi programată să conecteze la comandă un al treilea abonat într-un apel aflat în desfăşurare.

- contorizarea de control: ca rezultat al unei solicitări exprimate de un abonat la începutul apelului său, centrala poate comunica la sfîrşitul apelului respectiv durata de convorbire, precum şi taxa aplicată.

Noi perspective pentru dezvoltarea comunicaţiilor, au fost lărgite de perfecţionarea tehniciilor şi sistemelor de multiplexare în timp a comunicaţiilor, care au permis îndeplinirea unor elemente de comunicaţii deosebit de performante şi în acelaşi timp suficient de ieftine

În prezent există două tipuri de sisteme electronice de comunicaţii:- Sisteme de divizare spaţiale- Sisteme cu diviziune în timp

Ala zasmenco-mama

17