komutacioni sistemi predavanja

Komutaciona tehnika 3. razred Elektrotehničar telekomunikacija

3 Funkcije komutacionog sistema

Osnovni zadatak telekomunikacione mreže je da omogući prenošenje poruka od mesta gde one nastaju do mesta gde suupućene tj. odredišta. Pri tome poruke mogu biti različite vrste: govorne, pisane, telekomande, podaci iz računara i dr. U zavisnostiod toga telekomunikacione mreže se dele na: telefonske, telegrafske, telekomandene, mreže za prenos podataka itd. Novijeg datumasu telekomunikacione mreže tzv. Integrisanih službi, koje omogućavaju prenošenje poruka različitih vrsta na čemu počiva Internet.

Telekomunikaciona mreže se sastoji od:● učesničkih aparata (telefon, faks, računar),● spojnih puteva,● komutacionih sistema.

Primer organizacije jedne telekomunikacione mreže dat je na slici 3.1. Učesnički aparati su predajnici i prijemnici poruka. U običajeno je dasu funkcije predaje i prijema objedinjene u jednom istom aparatu. Svaki aparat ima svog korisnika, npr. čoveka koji se služi aparatom.

Slika 3.1 Organizacija telekomunikacione mreže.

40


Međutim, korisnik može biti i automat (računar). U oba slučaja upotrebićemo termin korisnik telekomunikacione mreže. Zaporuke koje se razmenjuju između učesnika u telekomunikacionoj mreži koristiće se termin učesničke poruke.

Pod spojnim putevima u telekomunikacionim mrežama podrazumijevaju se tehnička sredstva koja omogućavaju prenos porukaizmeđu različitih tačaka mreže. Njima se ostvaruju veze učesničkih aparata sa komunikacionim sistemima i obrnuto, kao ikomunikacionih sistema međusobno.

Komutacioni sistemi su tehnička sredstva koja omogućavaju usmeravanje puteva u telekomunikacionoj mreži između učesnikakoji imaju potrebu za razmenom poruka. To podrazumeva da kad prestane potreba za razmenom poruka, između dva korisnika,da se veza, putem ovih sistema, raskine. Međutim, u specijalnim slučajevima uspostavlja se veza i tri ili više korisnika/učesnika.Proces uspostavljanja i raskidanja veza u komuntacionim sistemima naziva se komutacionim procesom. Ili samo komutacijom, paotuda potiče i njen naziv.

3.1 Hijerarhija komutacionih sistema

Na slici 3.1. se vidi da u telekomunikacionoj mreži postoji više vrsta telekomunikacionih sistema. To su:● lokalni komutacioni sistemi,● komutacioni sistemi prvog nivoa,● komutacioni sistemi drugog nivoa.

Na lokalne komutacione sisteme povezani su učesnički aparati odgovarajućim spojnim putevima. Ako treba uspostaviti vezuizmeđu učesnika koji su povezani na različite lokalne komutacione sisteme, to se može ostvariti međusobnim povezivanjem svihlokalnih komutacionih sistema u telekomunikacionoj mreži. Međutim, u slučaju mreže sa većim brojem ovakvih komutacionihsistema, njihovo povezivanje po principu svaki-sa-svakim postaje neekonomično.

Tada se uvode komutacioni sistemi višeg hijerarhijskog nivoa.Uloga komutacionog sistema prvog nivoa je da ostvari komutacioni proces za sve lokalne komutacione sisteme povezane na

njega. Time omogućuje i ostvarivanje veza između korisnika u različitim lokalnim komutacionim sistemima.Komutacioni sistem drugog nivoa služi da se na njega odgovarajućim spojnim putevima povezuju grupe komutacionih sistema

prvog nivoa, za koje on obavlja komutacioni proces. Na taj način ostvaruje se veza korisnika koji su povezani na različite lokalnekeomutacione sisteme, a pripadaju različitim komutacionim sistemima prvog nivoa. Da bi veze mogle da se ostvauju izmeđuučesnika u celoj telekomunikacionoj mreži, svi komutacioni sistemi drugog nivoa povezani su međusobno odgovarajućim spojnimputevima.

U slučaju velikih telekomunikacionih mreža uvode se još viši hijerarhijski nivoi. Tako na primer u javnoj međumesnoj telefonskoj mreži u Srbijipostoje:

● krajnje telefonske centrale, koje odgovaraju lokalnim komutacionim sistemima● čvorne telefonske centrale, prvi nivo● glavne telefonske centrale, drugi nivo● tranzitne telefonske centrale● međunarodne telefonske centrale.

41


3.2 Blok šema komutacionog sistema

Osnovni elementi komutacionog sistema, prikazani na slici 3.2, su:● učesnički pribori (UP1-UPn)● spojni organi (SO1-SOk)● prenosnici (PN1-PNm)● komutaciono polje (KP) i● upravljački organ (UO).

Učesnički pribori su organi kojima se sprežu učesnički aparati sa komutacionim poljem radi ostvarivanja prilagođenja uelektričnom smislu. S druge strane pomoću njih se vrši razmena svih signala koji nose upravljačke poruke, a potrebni su zaostvarivanje i raskidanje veze odgovarajućih učesnika. Svi putevi ovih signala, koji vode prema upravljačkom organu, označeni suisprekidanim linijama.

Sponji organi učestvuju u uspostavljanju i raskidanju lokalnih veza tj. veza učesničkih aparata priključenih na posmatrani komutacioni sistem.

Slika 3.2 Blok šema komutacionog sistema.Prenosnici su organi kojima se spreže komutaciono polje sa spojnim putevima koji vode prema drugim komutacionim

sistemima. Drugim rečima to su organi čijim posredstvom se ostvaruju dolazne i odlazne veze učesnika, kao i trenzitne veze.Komutaciono polje spregnuto je sa svim učesničkim priborima, prenosnicima i spojnim organima. Njegova funkcija je da ostvari

komutacioni proces za učesnike koji to traže, odnosno da uspostavi vezu između aparata pozivajućeg i traženog učesnika,omogućujući na taj način razmenu učesničkih poruka, a po završetku ove razmene da raskine vezu. Upravljanje komutacionimprocesom obavlja upravljački organ.

42


Upravljački organ spregnut je sa svim ostalim organima komutacionog sistema što mu omogućava da vrši upravljačku funkcijuu komutacionom sistemu. Postoje različiti principi organizacije obavljanja upravljačkih funkcija, počevši od decentralizovanih pado jednog centralizovanog upravljačkog organa.

Osim organa prikazanih na slici 3.2. postoje organi koji imaju pomoćnu ulogu u ovom procesu, kao što su: izvori za napajanje, razdelnici, organi zaispitivanje ispravnosti rada i sl. Ili specijalni organi kao što su: brojači tarife, prijemnici i predajnici signala koji nose upravljačke poruke itd.

3.3 Komutaciono polje

Komutaciono polje obavlja osnovnu funkciju komutacionog sistema – komutacioni proces. Zbog toga se posvećuje posebnapažnja organizaciji i realizaciji komutacionog polja u svakom komutacionom sistemu.

Prema obliku organizacije, načinu grupisanja i povezivanja osnovnih komutacionih sklopova komutaciona polja delimo na:● jednokaskadna komutaciona polja, i● višekaskadna komutaciona polja.

Na slici 3.3. prikazan je primer jednokaskadnog komutacionog polja.

Slika 3.3 Jednokaskadno komutaciono polje.Za njega je karakteristično da se veza od nekog ulaza do nekog izlaza ostvaruje preko jedne komutacione tačke. U njoj se nala zi

komutacioni element, koji je na slici principski predstavljen prekidačem.Na slici 3.4. predstavljeno je višekaskadno komutaciono polje.

43


Slika 3.4 Višekaskadno komutaciono polje.Ono se sastoji od više komutacionih matrica poređanih u n kaskada. Matrice susednih kaskada povezane su tzv. međuvezama.Realizacija komutacionog polja zasniva se na dva osnovna principa:

1. Princip prostorne raspodele koji se svodi na to da se veza između ulaza i izlaza ostvaruje u originalnom obliku i relanomvremenu, bez kašnjenja.

Postoji više načina izvođenja komutacionog polja na ovom principu što je posledica tehnološkog razvoja komunikacija. Poseban značaj imajukomutaciona polja realizovana biračima tipa:

● korak-po-korak● krozbar birač● sa diskretizovanim komutacionim elementima.

Birač korak-po-korak je elektro-mehanički sklop, koji omogućava prespajanje jednog ulaza na jedan od više izlaza.

Krozbar birač je elektromehanički sklop, čija se konstrukcija zasniva na radu elektromagnetnog relea. U komutacionom smislu on sadrži m ulaza,od kojih svaki može da se prespoji na n izlaza. Odgovarajuće komutaciono polje dobije se prespajanjem međusobno povezanih krozbar birača.

Diskretizovani komutacioni elemementi su mehaničke ili električne komponenete koje se grupišu u module u oblikukomutacionih matrica. Mogu biti elektromehanički (rid-relei) i elektronski (tiristori).

2. Princip vremenske raspodele koji se zasniva na uspostavljanju veze između ulaza i izlaza komutacionogpolja signalima u diskretnom obliku (digitalnom obliku) uz eventualni vremenski pomeraj.

Komutaciono polje na principu vremenske raspodele se sastoji od poluprovodničkih komponeneti. Koristi se postupak impulsnekodovane modulacije ( Pulse Code Modulation) – PCM. To je postupak u kome se analogni signal prevodi u digitalni oblik(digitalizacija). Digitalno komutaciono polje realizuje se obično različitim kombinacijama vremenske i prostorne komutacije.

44


3.4 Saobraćaj u komutacionom sistemu

Pod saobraćajem se podrazumeva u komutacionom sistemu ukupno zauzimanje svih elemenata, sklopova i većih funkcionalnihcelina u ovom sistemu, koji će se sa aspekta saobraćaja zvati organima. Pri tome ovo zauzimanje može biti namerno ili nenamerno,kratkotrajno ili dugotrajno, pri uspostavljenoj ili neuspostavljenoj vezi učesnika.

Saobraćaj nastaje kao neposredna poteba učesnika za međusobnim komuniciranjem te su oni u stvari izvor saobraćaja.Svako zauzimanje komutacionog sistema od izvora saobraćaja naziva se pozivom. Pri tome se poziv može završiti uspostavljanjem veze sa drugim

učesnikom, ali ne mora.Veličina saobraćaja se menja u toku vremena što je posledica više faktora; namene i lokaci je komutacionog sistema, strukture

učesnika, doba dana i noći, dana u sedmici, godini itd. Zbog toga je uveden tzv. čas najvećeg opterećenja, definisan kao perdiodvremena od 60 uzastopnih minuta za vreme kojeg je veličina saobraćaja najveća.

Veličinu saobraćaja definiše srednji broj istovremeno zauzetih organa i to je poznato kao saobraćajna vrednost. Jedinicasaobraćajne vrednosti je erling (označava se sa E). Po definiciji organ koji je ukupno zauzet neko vreme t u posmatranom intervaluvremena T ima saobraćajnu vrednost t/T erlinga.

Postoji više načina da se izrazi vrednost saobraćaja, a jedan koji se često koristi je:A = ctm

gde je: A - vrednost saobraćaja, c – broj poziva u jedinici vremena, tm – srednje vreme zauzeća organa izraženo u jedinici vremena.

3.5 Podela komutacionih sistema

Najbrojniji su sistemi za komutaciju govornih učesničkih poruka. tzv. telefonski komutacioni sistemi. Negovorni komutacionisistemi su telegrafski ali naglim razvojem računarske tehnike postaju veoma aktuelni sistemi za komutaciju podataka, paketapodataka i poruka u računarskim mrežama (internet).

Podelu komutacionih sistema možemo izvršiti na nekoliko različitih osnova:● prema vrsti učesničke poruke, telefonski, telegrafski, telekomande itd.● prema načinu uspostavljanja veze, manuelni, poluautomatski i automatski,● prema hijerarhijskom mestu u mreži, lokalni, prvog hijerarhijsko nivoa itd.● vrsti elemenata i sklopova, koračni, krozbar, elektronski itd.● kapacitetu, malog, srednjeg i velikog kapaciteta,● realizaciji komutacije, sa vremenskom i prostornom raspodelom u komutacionom polju,● upravljanju, sa centralizovanim ili decentralizovanim upravljačkim organima, tj. direktnim, registarsko-markerskim i programskim

upravljanjem.

45


3.6 Telefonska centrala

U slučaju telefonije vrede nazivi za:● telekomunikaciona mreža – telefonska mreža,● učesnički aparat – telefonski aparat,● komutacioni sistem – telefonska centrala.

Poslednja generacija tradicionalne mreže je digitalna mreža integrisani uskopojasnih usluga ISDN (Integrated ServicesDigital Network). Ona je još uvek osnovna mreža za govornu komunikaciju, mada brzo ustupa mesto IP mrežama. ZnačajISDN mreže je ogroman, sa stanovišta pristupa standadizaciji usluga, posebno dodatnih, signalizacijskih principa koje je primenilasignalizacija po zajedničkom kanalu SS7.

Najvažnije funkcije telefonske centraleSve funkcije jedne ISDN centrale podeljene su u tri kategorije:

● Funkcije upravljanja: one se odnose na upravljanje vezama i službama i pri tome obuhvataju funkcije:posluživanja veza, obrade službe i signalizaciju. Kada se primi zahtev za nekom službom, onda se koristi funkcija obradeslužbe za identifikaciju vrste veze koja odgovara zahtevanoj službi, a onda se veza uspostavi preko funkcije posluživanjaveza i resursa.

● Funkcije veze: direktno se odnose na putanju kojom se veza realizuje kroz centralu.● Funkcije eksploatacije i održavanja: za razliku od predhodno navedenih funkcija koje služe za

uspostavljanje poziva, ove se funkcije odnose na eksploataciju, upravljanje i održavanje, tj. vrši se kontrola, nadgledanje.Struktura telefonske centraleTelefonska centrala se sastoji iz tri osnovna dela:

● pretplatničkog stepena,● komutacionog polja,● upravljačkog dela.

Posljednja dva dela se zajednički nazivaju grupni stepen.Pretplatnički stepen ISDN centralePretplatnička petlja je bazirana na nekoliko vrsta dostupa:

● konvencionalna simetričana parica za analogni govorni kanal 3-4 Khz ili ISDN 2B+D kanala, te različiti oblici širokopojasnog DSL kanala.

● radio link za analogni ili digitalni govorni kanal (NMT, DECT, GSM) ili podataka (GSM, GPRS, EDGE, WLL, UMTS).● E1, E3 linije za poslovne korisnike sa više govornih kanala.

Za vezu sa drugim telefonskim centralama se koriste prenosnici. Najčišći su:● standardne PCM PDH multipleks grupe (E1, …, E4)● standardne SDH grupe (STM-1, ..., STM-16) koje prenose standardne PDH/PCM signale.

46

Komutaciona tehnika 3. razred Elektrotehničar telekomunikacijaPrenosnički interfejs ima sledeće funkcije:

● tajming i sinhronizacija (bit i byte nivo) ka liniji putem clock signala od centrale ili iz mreže;● genersanje i alociranje okvira;● multipleksiranje/demultipleksiranje.

Pretplatnički stepen telefonske centrale je oragnizovan u više pretplatničkih koncentratora koji koncentrišu pretplatnike premaulazu komutacionog polja. Oni mogu biti lokalni ili geografski izdvojeni RSM (Remote Subscriber Module). Izdvojeni pretplatničkistepen koji je karakteristika sistema sa digitalnom komunikacijom se koristi u cilju ekonomičnije izgradnje pretplatničke mreže. Onse povezuje sa grupnim stepenom digitalnim sistemima prenosa, dok se pretplatnički kablovi polažu samo u okolini izdvojenogstepena što donosi uštede u paricama. U njemu se vrši koncentracija saobraćaja od korisnika ka čvoru.

Ponekad izdvojeni pretplatnički stepen obavlja i funkcije lokalne komutacije. U zavisnostiod tih funkcija ovaj stepen može bi ti ililinijski koncentrator ili komutacioni blok. Ako je potrebno više blokova na istoj lokaciji, izdvojeni pretplatnički stepen se možeorganizovati kao sistem sa više blokova. U slučaju prekida veza između centrale i izdvojenog pretplatničkog stepena mogu seuspostavljati pozivi unutar izdvojenog stepena koji se tada ne tarifiraju.

Analogna korisnička linija podrazumeva klasične telefonske pretplatnike. Na korisničkoj strani se nalazi telefonski aparat koji seoznačava oznakom ATA (analogni telefonski aparat). Na strani centrale se nalazi KOA (korisnički organ analogni) koji je deučesničkog bloka. Svaki pretplatnik je povezan sa svojim KOA u centrali. Interfejs između centrale i ATA je analogni Z-interfejs.

ATAPostoje dve kategorije ATA:

● stari mehanički telefonski aparati (koji imaju brojčanik i mehaničke i pasivne električne elemente) koji omogućavaju samo dek adno biranje,

● elektronski aparati (redukovan je broj mehaničkih delova, a ostali su zamenjeni elektronskim delovima) koji omogućavaju i dekadno itonsko (DTMF) biranje.

Blok-šema ATA je data na slici:

Slika 3.5 Analogni telefonski aparat – blok šema.

47


ATA na svom kraju ima upredenu paricu (linije a i b (oznaka u Evropi), koje se još označavaju sa tip i ring (oznaka uAmerici)). Preko te upredene parice ATA je povezan na glavni razdelnik na strani centrale. Za vezu između analognih telefonskihpretplatnika (ATA) i centrale je definisan od strane ITU-T organizacije Z-interfejs. Ulazna impedansa ovog interfejsa je 600 Ω ,frekvencijski opseg je 300Hz-3400Hz, a potreban odnos signal/šum 30dB.

Sa MTK (mikrotelefonska kombinacija) je označena telefonska slušalica koju čine mikrofon M i slušalica S. Sa hibridom jeoznačen transformator koji povezuje MTK sa telefonskom paricom.

Hibrid je nesavršen tj. de signala sa mikrofona se vraća na slušalice što je učinjeno radi boljeg subjektivnog osjećaja (da govornikčuje sebe). Takođe, u MTK je prenos sa 4 žice, a ovim hibridom prelazimo na dvožični prenos preko upredene parice (2 žice).

Varistor je otpornik čija otpornost zavisi od struje. Njegova uloga je da kompenzuje vrednost struje koja napaja mikrofon.Ukoliko je struja koja dolazi ka mikrofonu veća od dozvoljene, taj višak otiče preko varistora.

Generator adresnih signala šalje cifre (adresu) korisnika koga pozivamo. Postoje dve vrste biranja cifara:dekadno (bazira se na prekidanju strujne petlje) i tonsko (bazira se na slanju tonske kombinacije centrali).

Viljuška (hook) ima ulogu prekidača koji uključuje/isključuje govorni dio telefona i prijemnik poziva. Kada je MTKspuštena to je stanje hook-on i tada je uključen prijemnik poziva. Kada je MTK podignuta to je hook-off stanje i tada jeuključen govorni dio telefona, a isključen je prijemnik poziva.

Prijemnik poziva (zvono) je uključen dok je MTK spušten. Ako nas neko nazove dok je MTK spuštena tada će da zazvoni telefon tj.prijemnik poziva će da primi poziv i aktivira zvono.

KOAKOA obavlja skup funkcija koje su označene kao BORSCHT funkcije:

● B (Battery feed) funkcija – Napajanje telefonskih pretplatnika. Ovu funkciju obavlja jednosmerni generator(baterija) od –48V. Pomoću ove baterije se napaja telefonski aparat koji se tako ne napaja iz javne električne mreže negoiz telefonske centrale, pa ako i nestane struje u domaćinstvu, telefon i dalje radi jer se napaja iz centrale. Takođe, usledpostojanja ove funkcije omogućen je i prenos adresnih signala (cifre koje određuju traženog korisnika) putem prekidanjastrujne petlje (dekadno biranje). Baterija ima negativnu vrednost napona da bi se izbegao galvanski efekat odnošenjabakra sa korisničkog voda. Otpornici Rb i korisnički vod čine napojni vod. Kondenzator sprečava kratak spoj baterije tj.sprečava da se baterija troši kad je korisnik spustio MTK i raskinuo strujnu petlju i time smanjuje potrošnju u centrali.Kad se to ne bi učinilo, svaki pretplatnik bi trošio određenu snagu bez obzira imao spuštenu ili podignutu MTK, pasamim tim, used velikog broja pretplatnika na centrali, potrošnja centrale bi bila ogromna. Pri tome SE za vrednostkondenzatora bira vrednost tako da za prenos govornog signala on bude praktično kratak spoj (u opsegu 300-3400Hz)da bi se što više govornog signala tj. njegove snage prenelo preko transformatora dalje u centralu. Kalemi se napaja ju takoda su jednosmerne struje u njima suprotne da bi se izbeglo zasićenje jezgra transformatora.

● O (Overvoltage) funkcija – Prekostrujna zaštita koja se uvodi da bi se zaštitili delovi centrale i sprečila njihovaoštećenja od smetnji koje mogu doći sa korisničke strane. Na samom glavnom razdelniku se ostvaruje primarna (spora) zaštitakoja se realizuje kao gasna dioda koja probije ukoliko dođe neka visokoenergetska smetnja koja može biti naponska ili

48


strujna. Naponske imaju vrednost do nekoliko kV, a strujne do nekoliko desetina mA. Ova zaštita nije dovoljna, jer da bi se a ktivirala,potrebna je velika smetnja. Zato se koristi i sekundarna (brza) zaštita koja se radi od dioda i zener dioda i ona je finija od spore zaštite.

● R (Ringing) funkcija – Signal poziva. Ova funkcija obezbeđuje da telefon zvoni kad nas neko zove. Generatornaizmeničnog napona se periodično priključuje na liniju kad nas neko zove. Kod nas je perioda 5s, pri čemu je 4s pauza(generator isključen), a 1s je zvonjava (generator uključen). Ovo se radi zato što kad bi generator bio stalno uključen, bilobi nemoguće detektovati podizanje slušalice od strane traženog pretplatnika. Napon generatora je 90Veff, a frekvencija je25Hz. Logika kontroliše priključenje generatora na liniju.

● S (Signaling) funkcija – Funkcija signalizacije između pretplatnika i centrale. Ovom funkcijom se centralaobaveštava da li je MTK podignuta ili ne. Kada je MTK spuštena, tada je viljuška u ATA u položaju da je strujna petljaraskinuta i priključen je prijemnik poziva. U slučaju da je MTK podignuta, onda je strujna petlja zatvorena i used toga senapon na detektoru menja. U zavisnosti napona na detektoru i praga, detektor zaključuje da li je MTK spuštena ilipodignuta i tu informaciju šalje ka logici, a ova dalje funkciji upravljanja. Takođe, pod ovom funkcijom se podrazumeva islanje adresnih signala centrali, kao i slanje tarifnih signala (impulsa) koje generiše logika ka pretplatniku.

● C (Coding) funkcija – Funkcija kodiranja služi za dobijanje digitalnog signala. Prvo se govorni signal kojidolazi od pretplatnika filtrira kroz NF filter, zatim se odabire periodom od 8kHz po teoremi o odabiranju i na izlazuodabirača se dobija IAM (impulsno amplitudski modulisan) signal koji se vodi u blok za A/D konverziju. Tu se vršikonverzija analognog signala u digitalni signal pri čemu se svaki odbirak koduje sa 8 bita po A zakonu kompresije uEvropi (μ zakon u Americi). U prijemnom smeru se vrši dekompresija i D/A konverzija i pojačanje signala.

● H (Hybrid) funkcija – Hibrid. Ovaj deo obezbeđuje prelaz sa dvožičnog prenosa na četvorožični i obrnuto.On se sastoji od transformatora i balansne impedanse ZB. Prenos do centrale je dvožični (upredena parica) koji jesimetričan (obe žice ravnopravne), a u centrali je četvorožičan (po dve žice za svaki smer i pri tome u svakom paru jejedna referentna žica, a druga aktivna žica se još naziva i 'vrući kraj', iako su u praksi tri žice, jer je referentna žicazajednička) i upravo hibrid vrši taj prelaz sa jednog tipa prenosa na drugi. Ovaj hibrid teži da bude idealan tj. ononemogućava da se primljeni govorni signal od drugog pretplatnika ne vrati ka njemu samom tako što će se reflektovatiod transformatora. Ta pojava se naziva eho. Da bi se ta pojava što više minimalizovala tj. da bi se eho što više potisnuo(oslabio), koristi se balansna impedansa ZB.

● T (Testing) – Testiranje. Preko releja se testeri (uređaji za testiranje) uključuju na liniju. Postoje testerikorisničke linije, ali i testeri centrale. Neke centrale pri svakoj uspostavi veze testiraju liniju.

Opisane funkcije se mogu videti i na sledećoj slici 3.6.

49


3.8.2 Blok-šema telefonske centrale

Slika 3.7 Opšta blok-šema telefonske centrale.Glavni razdjelnik (GR) služi za... povezivanje pretplatničkih parica sa linijskom opremom.Blok komutacije obavlja funkciju komutacije... kanala/paketa/ćelija sa svakog ulaza na izlaz, zavisno od zadate upravljačke informacije.

Prenosnički blok predstavlja... blok koji prenosi pakete/ćelije iz komutacionog polja ka odredištu.

Blok pomoćnih organa se koristi... za obavljanje pomoćnih funkcija u prenosu. Upravljački blok obavlja...upravljanje rada komutacionog polja i svih internih resursa.Blok za generisanje takta služi za generisanje svih taktova koji se koriste u centrali. U ovom bloku se... obrazuju taktovi koji služe sa sinhronizaciju.

Blok napajanje služi za... napajanje telefonske centrale sa energetske mreže i agregata.

50


3.7 Signalizacija sa okolinom

Pod okolinom komutacionog sistema podrazumevaju se svi učesnici koje komutacioni sistem opslužuje. Signali koji noseupravljačke poruke se pojavljuju pri procesu uspostavljnja i raskidanja veza između učesničkih aparata.

U zavisnosti od toga kako su učesnici spregnuti sa komutacionim sistemom, posmatrani signali se mogu podeliti na dve vrste:● signali za rad komutacionog sistema sa učesničkim aparatima,● signali za međusobni rad komutacionih sistema u telekomunikacionoj mreži.

3.7.1 Signali za rad sa učesničkim aparatima – telefonima

Na slici 3.8. prikazan je princip razmene signala između komutacionog sistema (KS) i učesničkog aparata (UA). Pri tome je saUAp označen pozivajući učesnički aparat, a sa UAt traženi učesnički aparat.

Slika 3.8 Razmena signala pozivajućeg i traženog učesničkog aparata.U toku uspostavljanja i raskidanja veze između ova dva učesnička aparata KS sa svakim od njih razmeni određeni broj signala.

Svaki od ovih signala ima različito značenje, jer nosi različitu upravljačku poruku.Procedura uspostavljanja veze dva učesnička aparata započinje kada UAp uputi signal najave, kojim obaveštava KS da želi da

započne sa uspostavljanjem veze. Komutacioni sistem, ukoliko ima mogućnosti da opsluži ovog učesnika, šalje prema UAp signalpotvrde. U suprotnom slučaju KS šalje signal odbijanja.

51


U slučaju da postoje uslovi za uspostavljanje veze, KS šalje signal najave prema UAt i očekuje od njega signal odziva. Priprijemu ovog signala KS šalje prema UAp signal odziva, čime je veza UAp – UAt uspostavljena.

Prekid prethodno uspostavljene veze UAp – UA t može se inicirati sa obe strane pri čemu inicijator prekida šalje signalraskidanja prema KS, a ovaj šalje odgovarajući signal prema drugom učesničkom aparatu. Međutim, kod nekih sistema je prekidveze jednostran zbog uvedenih prioriteta. Tako npr. u javnoj telefonskoj mreži pozivajući učesnik plaća za ostvarenu vezu, pa ima iprioritet za njenim prekidom.

3.7.2 Signali za rad komutacionih sistema

Na slici 3.9. prikazan je princip međusobne razmene signala između dva komutaciona sistema. Sa KSp i KSt su označeni komutacioni sistemipozivajućeg, odnosno traženog učesnika.

Slika 3.9 Razmena signala između dva komutaciona sistema.Signalizacija na releciji učesnički aparat – komutacioni sistem, kako za pozivajućeg tako i za traženog učesnika odgovara skupu signala

prikazanom na slici 3.8.Posmatrajući signale na relaciji učesnički aparat – komutacioni sistem i komutacioni sistem – komutacioni sistem može se

zapaziti da oni, po sadržaju poruke koje nose, mogu da se podele u dve grupe:● upravljačke signale, koji učestvuju u procesima uspostavljanje i raskidanja veza, a nazivaju se još i linijski signali, i● adresne signale, koji nose poruke o adresama učesnika. U većini komutacionih sistema ove poruke su cifre, koji su

sastavni delovi pozivnih brojeva učesnika. Pri tome se pod pozivnim brojevima podrazumevaju adrese učesnikakomutacionog sistema, odnosno telekomunikacione mreže po kojima se ovi međusobno razlikuju. Nazivaju se još iregistarski signali.

52


3.8 Sistemi signalizacije

Pod sistemima signalizacije podrazumevamo skupove signala koji omogućavaju razmenu upravljačkih poruka prema unapred definisanimuslovima.

3.8.1 Telefonski sistemi signalizacije

U slučaju telefonije vrede nazivi za:● telekomunikaciona mreža – telefonska mreža,● učesnički aparat – telefonski aparat,● komutacioni sistem – telefonska centrala.

Upravljački signali koji se prenose od telefonskog aparata prema telefonskoj centrali dobijaju se prekidanjem toka jednosmerne struje usignalizacionoj petlji. Pri tome signalizacionu petlju obrazuju učesnički vod (UV) tj. vod koji veže telefonski aparat i telefonsku centralu.

Upravljački signali od telefonskog aparata pozivatelj su:● signal najave● signal raskidanja.

Upravljački signali od telefonskog aparata onog koga se poziva su:● signal odziva,● signal raskidanja.

U slučaju automatske telefonske centrale poruke o pozivnom broju traženog učesnika prenose se skupovi adresnih signala odautomatskog telefonskog aparata (ATA). Postoji više načina za generisanje adresnih signala.

Na slici 3.10 su prikazani adresni signali koji se dobiju tehnikom prekidanja signalizacione petlje za slučaj ATA sa brojčanikom.Ovi signali nose adresene poruke o izabranom pozivnom broju 32. Pozivni broj se sastoji od tzv. biračkih cifara, od kojih svakapredstavlja poseban signal. Ovaj se sastoji od biračkih impulsa, čiji broj odgovara brojnoj vrednosti odgovarajućeg dela adresneporuke.

Svaki birač impulsa se sastoji od impulsa i pauze. Normalna vrednost vremena impulsa tj. bezstrujnog stanja (BS) u petlji učesničkogvoda je 62 ms, a pauza između impulsa tj. strujno stanje (SS) u je 38 ms. Minimalna vrednost pauze između cifara iznosi 200 ms.

Slika 3.10 Adresni signali telefonskog aparata sa brojčanikom.

53


Na slici 3.11. prikazano je ako se formiraju adresni signali u slučaju ATA sa tastaturnim biranjem na principu tehnike višefrekvencija. Pritiskom na taster kodira se adresni signal na taj način što se šalju dve unapred određene frekvencije, od koji h jednapripada skupu nižih vrijednosti (fn), a druga skupu viših vrednosti (fv). Na ovaj način je moguće znatno brže birati nego u slučajuATA sa brojčanikom jer je minimalno potrebno vreme za raspoznavanje primljenih frekvencija na prijemnom delu automatsketelefonske centrale je 40 ms.

Slika 3.11 Adresni signali telefonskog aparata sa tastaturom. Upravljački signaliod telefonske centrale prema telefonskom aparatu su:

● pozivni signal, koji ima određene električne karakteristike potrebne za pobudu akustičkih indikatora (najčešće zvona) u telefonskom aparatutraženog učesnika, i

● tonski signali, (signal slobodnog biranja, zauzeto, kontrola poziva idr.), koji se šalju prema telefonskom aparatu onog koji poziva.

54


3.8.2 Signalizacije u telefonskoj mreži

Signalizacija u telefonskim, računarskim i integrisanim mrežama predstavlja podršku funkcijama upravljanja radom mreže.Podrazumeva skup procedura kojima se ostvaruju pojedine funkcije mreže - uspostava i raskid veze, puštanje u rad mrežnog bloka,reset pojedinih organa i slično. U okviru signalizacionih procedura elementi mreže razmenjuju signale, koji nose informacije оželjenim radnjama.

U odnosu na uređaje koji učestvuju u signalizacionim procedurama postoje dve osnovne signalizacije: korisnička (pristupna) signalizacija imrežna signalizacija.

Pretplatnička signalizacijaKorisnička ili pretplatnička signalizacija postoji između korisničkih uređaja i krajnjih tačaka javne mreže, dok mrežna

signalizacija postoji između dva mrežna čvora. U klasičnoj telefonskoj mreži korisnička signalizacija (iniciranje veze-podizanjeslušalice, adresiranje pozvanog korisnika i raskid veze-spustanje slušalice), se obavlja uspostavljanjem i prekidanjem strujne petlje ukorisničkom aparatu (impulsno biranje) i eventualno tonskim (DTMF -Dual Tone Multi Frequency) biranjem odredišneadrese. Prekidanjem strujne petlje izbor adresnih cifara traje od 100 ms za cifru jedinice do 1 sec za cifru 0, što znači da fazauspostave poziva traje nekoliko sekundi. Kod tonskog biranja izbor adresnih cifara realizuje se slanjem tonova određene frekvencijei trajanja stotinak ms, što znači da faza uspostave veze traje više od jedne sekunde. Takođe, skup DTMF tonova je ograničen na 16članova, slika 3.12a, čime se redukuju signalizacione mogućnosti mreže. Signali u obrnutom smeru, od mreže ka korisniku surazličiti tonovi (slobodno biranje, zauzeće, kontrola poziva, blokada), struja poziva (zvono) i tarifni impulsi, slika 3.12b.

Slika 3.12 Skup DTMF tonova.I kod impulsne i kod tonske korisničke signalizacije signalizacija se obavlja preko kanala koji se koristi i za prenos

govora/informacija (in-band signaling). Kod impulsnog biranja ovo ograničava signalizaciju samo na fazu uspostave veze,dok aparati sa tonskim biranjem dozvoljavaju veoma redukovanu korisničku signalizaciju u fazi konverzacije.

Mrežna signalizacijaSignalizaciona mreža u klasičnoj telefoniji realizovana je u sklopu komutacionih čvorova (telefonskih centrala), dok se sama

signalizacija ne razlikuje bitno od korisničke signalizacije. Postoje signalizacije koje se prostiru preko prenosničkih (govornih)kanala (in-band signaling) i signalizacije koje se prostiru preko posebnih signalizacionih kanala (out-band).

U postojećoj telefonskoj mreži signalizacija van govornih kanala je prvenstveno realizovana kod

55


PCM digitalnih (Pulse Code Modulation) prenosnika. Osnovni (2 Mbit/s) PCM prenosnik sadrži 32 kanala, od kojih je jedansignalizacioni kanal. Na osnovu načina korištenja signalizacionog kanala razlikuju se signalizacije po pridruženom kanalu - CAS(Channel Asociated Signaling) i signalizacije po zajedničkom kanalu – CCS (Common Channel Signaling).

Signalizacija preko prenosničkih kanala postoji kod analognih prenosnika, gde su signali strujni impulsi zadate dužine ilitonovi odredene frekvencije. Analogni prenosnici mogu biti dvožični ili četverožični, ali su češće četverožični radi minimiziranjabroja hibrida u tandemskoj vezi između više centrala. U tabeli 3.1 pokazani su osnovni tipovi analognih prenosnika.

Tabela 3.1 Osnovni tipovi analognog prenosnika.

Analogni prenosnici digitalnog sistema mogu biti bilo kojeg od ovih tipova, i na njih se mogu vezati bakarne parice, analognisistem prenosa koji koristi frekventnu modulaciju po bakarnom kablu, radiju ili koaksijalnom kablu.

Komutacioni sistem signalizira „podizanje slušalice“ da bi zauzeo prenosnik. Ovaj signal zauzeća se prenosi ka sledećemkomutacionom sistemu koji ga detektuje i sprema odgovor. Ako se koristi multifrekventna signalizacija udaljena centrala spaja svojMF prijemnika na dati prenosnik i šalje početnoj centrali potvrdu zauzeća. Početna centrala tad šalje birani broj.

Kod četverožičnog E&M (Ear and Mouth) sistema E i M su signalne žice odvojene od dve predajne i dve prijemne žice (za prenos govora). Mžica predaje signale od komutacionog ka prenosnom sistemu, a koji ih proslijeđuje na prijemnu E žicu udaljenog komutacionog sistema.

Analogni prenosnici sa signalizacijom putem raskidanja i uspostavljanja petlje, određenog trajanja, ili uvođenja različitihvrednosti otpora u petlju, su dvožični i primenjuju se za povezivanje susednih analognih centrala, kućnih ili javnih.

Zauzimanje i oslobadanje prenosničkih kanala obavlja se strujnim impulsima zadate dužine (npr. 150 i 600 ms), dok se adresnisignali (cifre pozvanog korisnika) prenose impulsno ili tonski. Postoje dve vrste mrežnih signala: linijski i registarski. Linijski signaliupravljaju stanjem prenosničkog kanala: zauzimanje i oslobadanje kanala, tabela 3.2 dok registarski kanali nose adresu i stan je(slobodan-zauzet) pozvanog korisnika.

56


Topologija signalizacione mreže u potpunosti se poklapa sa topologijom informacione (telefonske) mreže, signali su izograničenog skupa, a vreme razmene signalizacionih informacija je iznad 1 sekunde. Mrežne signalizacije se prostiru prekoanalognih i digitalnih sistema prenosa, a najviše se koriste sledeće signalizacije:

● R2 registarska (tonska) i impulsna linijska signalizacija po analognim i digitalnim sistemima prenosa (D1/R2),● Y registarska i impulsna linijska signalizacija po analognim i digitalnim sistemima prenosa,● dekadska registarska i impulsna linijska signalizacija po 4-zičnim, 3-zičnim i 2- zičnim fizičkim vodovima, po analognim

i digitalnim sistemima prenosa (D1/D1, D2/D2, balansna), i● R2 registarska i digitalna verzija linijske signalizacije po digitalnim sistemima prenosa (R2D).

3.8.2.1 R2 signalizacija, najraširenija analogna mrežna signalizacija

R2 signalizacija je analogna signalizacija regionalne primene najraširenija u svetu. Sled unapred i unazad signala je čvrstouvezan (compelled), slika 3.13. R2 signalizacioni sistem se bazira na razmeni signala s kraja-na-kraj. Međučvorišta uzimajusamo informaciju koja im je potrebna za rutiranje poziva, nakon čega se uspostavlja veza. R2 koristi multifrekventno kodovanje kodkojeg je signal kombinacija dve od šest frekvencija. Šest frekvencija og kojih se formiraju signali s predajne strane su :1380, 1500,1620, 1740, 1860 i 1980 Hz, dok se povratno s prijemne strane šalju kombinacije drugih šest frekvencija: 1140, 1020, 900, 780, 660 i540 Hz. Oba smera veze formiraju po 15 signala, tabela 3.3 Signali se dele u dve podgrupe (svaki fizički signal se koristi dva puta).Primenu podgrupa određuje prijemna strana.

Slika 3.13 R2 signalizacija.Petnaest signala koji se šalju od predajne strane (Forward Signalas) se klasifikuju u Grupu I i Grupu II. Petnaest signala

koji se šalju od prijemne strane (Backward Signals) se klasifikuju u Grupu A i Grupu B. U opštem slučaju, sigali predajeGrupe I i signali prijema Grupe A služe za upravljanje uspostavljanjem veze i predaju adresne informacije između predajnogregistra i prijemnog registra. Prijemni registar može signalizirati predajnom registru da pređu na Grupu II i Grupu B signala .Grupa II predajnih signala daje kategoriju pozivaoca, a Grupa B prijemnih signala daje stanje linije pozvanog pretplatnika. GrupaB, takođe signalizira B-tonove koji su obično poslednji u protokolu (naprimjer B-3 znači da je pozvani zauzet). Signalizacija morapočeti sa predajnim signalima Grupe I, a kojima slede prijemni signali Grupe A da potvrde prijem svakog

57


signala. Oni takođe mogu tražiti dopunsku informaciju od prijemne strane. Svaki signal zahteva odgovor od suprotne strane. Svakiodgovor znači potvrdu događaja i događaj na koji suprotna strana mora da odgovori. Prijemni signali služe da naznače određenastanja nastala za vreme uspostavljanja veze ili da naznače prelazak na alternativne grupe signala. Na primer, da bi se dalo stanjelinije pozvanog mora se preći na Grupu II i Grupu B.

Tabela 3.3 Dve grupe signala slanje – prijem.

Signali prijemnog registra mogu zahtevati:● predaju adrese (pošalji sledeću cifru, pošalji predposlednju cifru, pošalji predpredposlednju itd.)● pošalji kategorju poziva, prirodu i izvor: nacionalni ili međunarodni, operator ili pretplatnik, prenos podataka, testni poziv itd.● uključuje li kanal satelitski prenos

58

Komutaciona tehnika 3. razred Elektrotehničar telekomunikacija● kod (prefiks) zemlje i jezik za međunarodne pozive● da li se koristi poništavač eha.

Signali prijemnog registra mogu naznačavati:● adresa je kompletna – pošalji kategoriju poziva● adresa kompletna – uspostavi vezu● međunaradno, nacionalno ili lokalno zagušenje● stanja pretplatničke linije (pošalji ton dugotrajne nedostupnosti, linija zauzeta, broj se ne može pronaći, linija slobodna- tarifiraj nakon

potvrde, linija u kvaru itd.)Značenje nekih predajnih signala može biti zavisno od pozicije u signalizacionoj sekvenci. Osnovni nedostacianalognih signalizacija su:

● Mali skup signala, te je teško dodati nove usluge,● Značenje signala je zavisno od „konteksta“ te je teško uraditi modularne programe,● Signalizaciona mašina sa konačnim brojem stanja upravlja stanjima resursa centrale na mikro nivou, što komplikuje upravljanje vezama,

● Potrebne su različite DSP (Digital Signal Processing) strukture za generisanje i filtriranje R2 i DTMF signala,● Govorni kanali moraju biti zauzeti da bi se signalizacija počela obavljati,● Teško je upravljati pozivom nakon uspostavljanja veze, jer je teško odvajati MF signale od govornih signala,● Postoji mnogo raznih varijanti u raznim nacionalnim mrežama.

3.8.2.2 R2 digitalna signalizacija

Kod CAS (Channel Associated Signaling) signalizacije 16-ti, signalizacioni, kanal se vremenski multipleksira na 30podkanala od po 4 bita, koji nose linijsku signalizacionu informaciju za jedan govorni kanal. Multipleksiranje signalizacionog kanala jejednoznačno korespodentno PCM multipleksu, tako da svakoj signalizacionoj četvorci bita odgovara uvek isti govorni kanal. StrukturaPCM rama pokazana je na slici 3.14. Stoga se ovakva signalizacija i naziva Signalizacija po pridruženom kanalu. Za prenossignalizacionih kriterijuma za svih govornih 30 kanala formiran je multiram koji traje 2ms i koji se sastoji od 16 uzastopnih ramovanumerisanih K0 do K15.

Slika 3.14 Struktura PCM rama.

59


Kanalski vremenski kanal broj 16 rama K0 koristi se za sinhronizaciju multirama, a vremenski kanal br. 16 ramova K1 -K15koriste se za signalizaciju za vremenske (govorne) kanale 1-15 i 17-30. Osam bita u vremenskom kanalu br. 16 raspoloživi su za dvagovorna kanala, za svaki kanal po četiri bita. ABCD biti u vremenskom kanalu 16 su linijski signali koji služe za prikaz stan ja linije.Svaki bit ima svoje značenje, ali se biti C i D u praksi retko koriste, te se ostavljaju konstantnim (zavisnim od nacionalne va rijante).Obično se označavaju kao XX, a najčešće se postavljaju na 01, slika 3.15.

Slika 3.15 ABCD biti u vremenskom kanalu.Osnovni nedostatak CAS signalizacije je inherentna slabost vremenskog multipleksa da kanali zauzimaju propusni opseg i kada nisu aktivni.

60


3.8.2.3 Signalizacija po zajedničkom kanaluKod signalizacije po zajedničkom kanalu kroz signalizacioni kanal se razmenjuju računarske poruke, koje predstavljaju signale .

U okviru svake signalizacione poruke postoji identifikacija kanala na koga se poruka odnosi, tako da redosled poruka nijevremenski određen. Poruke se razmenjuju samo za govorne kanale na kojima postoji aktivnost. Istorijski posmatrano CASsignalizacija je prethodila CCS signalizaciji, ali savremeni sistemi danas koriste isključivo CCS.

ISDN (Integrated Services Digital Network) se razvio na iskustvima iz postojećih telefonskih mreža i mreža zaprenos podataka. Sa korisničkog aspekta osnovna razlika u odnosu na telefonsku mrežu predstavlja digitalizacija korisničkogpriključka, tj. umesto analognim telefonskim aparatom korisnik se priključuje na mrežu digitalnim terminalom. Metodomvremenskog multipleksa, u korisničkom terminalu se razdvajaju kanali za prenos informacije (govor i podaci) od signalizacionogkanala. U odnosu na propusni opseg korisničkog priključka uskopojasni ISDN razlikuje dva korisnička priključka: bazni iprimarni. Bazni priključak pod razumeva dva informaciona (B) kanala od 64Kbit/s i signalizacioni (D) kanal sa 16 Kbit/s. Primarnipristup sadrži 30 В kanala i jedan D kanal brzine 64 Kbit/s. Između ISDN terminala i mreže korisnička signalizacija obavlja se Dkanalom, DSS1 signalizacijom (Digital Subscriber Signaling No. 1), u kome terminal i mreža razmenjuju računarske- HDLC (High Data Link Control) poruke, isto kao X.25 terminal i mreže za komutaciju paketa. D kanal je potpunonezavisan od kanala za prenos informacija, čime je realizovana signalizacija van informacionog kanala (out-of-bandsignaling). Signalizacione informacije prenose se porukama, koje su definisane tipom i sadržajem. Tip poruke definiše vrstukorisničkog zahteva (npr. uspostava nove veze-SETUP, raskid veze-DISCONNECT), dok sadržaj poruke daje parametre zahteva(npr. adresa pozvanog korisnika u SETUP poruci). Brzina prenosa signala od terminala do mreže odredena je brzinom na Dkanalu i veličinom signalizacione poruke. Tipična SETUP poruka, koja je inače najduža signalizaciona poruka, dugačka je do 50bajta, što na 16 Kbit/sec znači da prenos poruke traje 50*8/16384 = 25 ms. Obzirom da uspostava veze podrazumeva razmenunekoliko poruka između više čvorova u mreži, i da zavisi od opterećenja signalizacione mreže, vreme uspostave veze u ISDN mrežiiznosi 100-500 ms.

Osim velike razlike u brzini uspostave veze računarska priroda DSS1 signalizacije korisnik-mreža povećava fleksibilnostsignalizacione mreže, pošto se nove mogućnosti definišu proširenjem skupa i sadržaja signalizacionih poruka.

U ISDN mreži je realizovan signalizacioni sistem broj 7 (SS7), koji je kao i korisnička pristupna signalizacija, potpuno digi talan,realizovan HDLC porukama na signalizacionim linkovima brzine 64 Kbit/sec. Primera radi, IAM poruka (Initial AddressMesage) za uspostavu veze, dužine 50 bajta prenosi se između dva čvora za 50*8/65536 = 6 ms, što ilustruje brzinusignalizacione mreže. Osim brzine, bitna karakteristika signalizacione mreže u ISDN je da ne mora pratiti topologiju prenosničkih(govornih) kanala, odnosno da signalizacioni čvorovi u principu formiraju računarsku mrežu za prenos podataka koja je nezavisnaod prenosničke mreže. Na ovaj način, uz velik repertoar signalizacionih poruka, postiže se velika fleksibilnost signalizacionogsistema u podršci raznovrsnim mrežnim uslugama.

Slika 3.16 ilustruje postojanje korisničke i mrežne signalizacije u ISDN i funkcionalne blokove u krajnjoj ISDN centrali, koj aobezbeđuje konverziju korisničke u mrežnu signalizaciju. Ukupne prednosti signalizacije u ISDN-u (DSS1 i SS7) u odnosu nasignalizaciju u postojećoj telefonskoj mreži jesu:

● znatno veća brzina signalizacije,

61

Komutaciona tehnika 3. razred Elektrotehničar telekomunikacija● veliki broj signala (tipova poruka) i njihova informativnost (sadržaj poruka),● generička podrška dodatnim uslugama mreže (suplementary services),● softverska realizacija, čime se obezbeđuje laka proširivost,● globalna standardizacija,● struktuiranje funkcionalnih celina po OSI modelu povezivanja otvorenih sistema, odnosno standardizacija realizacije mrežnih elemenata,

● signalizaciona mreža je realizovana kao računarska mreža sa komutacijom paketa, što je podloga uvođenju inteligentnih servisa .

Slika 3.16 Korisnička i mrežna signalizacija u ISDN-u.

3.8.2.3.1 Signalizacioni sistem 7 - signalizacija po zajedničkom kanaluKako je već navedeno da bi se uspostavila i raskinula veza u telekomunikacionim mrežama između pozivajućeg i pozvanog korisnika koristi

se skup signala nazvan jednim imenom sistem signalizacije. U okviru ISDN mreža se razlikuju dva osnovna tipa signalnih sistema:

● Digitalni korisnički signalni sistem broj 1 (Digital Subscriber Signalling System No.1-DSS1) – koristi se zavezu korisnika i njemu pripadajuće komutacije (User-to-Network interface - UNI) i

● Signalni sistem po zajedničkom kanalu broj 7 (Common Channel Signalling System No.7 – SS7) – koristi se za vezuizmeđu komutacija (Network-to-Network interface -NNI).

Na slici 3.17 dat je jednostavan primer veze dva korisnika u ISDN mreži.

Slika 3.17 Veze dva korisnika u ISDN mreži.

62


3.9 Upravljanje u telefonskoj centrali

Upravljanje u telefonskoj centrali je skup procesa koji se odvijaju na više procesora različite arhitekture.

Kod centralizovanog upravljanja sve upravljačke akcije za uspostavu/raskidanje veza vrši centralna procesna jedinica. Obraduobično deli više procesora. Arhitektura procesora je hijerarhijska ili ne-hijerarhijska, slika 3.18.

Slika 3.18 Centralizovano upravljanje.Kod distribuirane strukture upravljanja, slika 3.19, upravljaćke funkcije deli više procesnih jedinica koje su međusobno

uglavnom nezavisne. Komutaciono polje je podeljeno na više delova od kojh svaki ima svoj upravljački procesor.

63


Slika 3.19 Distribuirano upravljanje.Obe strukture imaju svoje prednosti. U svakom slučaju, veliki se značaj daje pouzdanosti, te su svi delovi uparvljanja potpuno redudantni.

U poslednje vreme, zbog rasta procesne moći procesora, prednost se daje jednostavnijoj centralizovanoj strukturi, koja seponekad naziva i centralizovano-distribuirana struktura zbog postojanja regionalnih procesora.

Upravljanje sistemom osigurano je snažnom distribuiranom strukturom procesiranja. Ta struktura uključuje centralni procesor(CP- Central Processor) koji provodi kompleksne zadatke odlučivanja u realnom vremenu, i određen broj regionalnihprocesora (RP - Regional Processor), distribuiranih kroz centralu koji obavljaju manje kompleksne zahteve. Procesori sumeđusobno povezani sabirnicama, LAN ili optičkim vezama.

Uzlazno/izlazni stepen je deo upravljačkog sistema, osigurava komunikaciju čovek-mašina u čvoru. Uzlazno/izlazni stepen osigurava određenibroj veza za alfanumeričke terminale (kao što su PC računari) i podatkovne uređaje (kao što su tvrdi diskovi). Ponaša se kao интерфејс za:

● osoblje za opsluživanje i održavanje koje obavlja spajanje pretplatnika, otkriva greške, snima statistiku prometa i upravlja mrežom;● spoljašnje sisteme, uključujući centre za obračun i centre za opsluživanje i održavanje (OMC - Operation and Maintenance

Centre).Ceo sistem upravljanja je sklop specificiranih funkcija, implementiranih u funkcijske blokove. Ti su blokovi kombinovanitako da čine podsisteme.Uz udvostručeno odvojeno napajanje svake komponente ostvaruje se i potpuno redundantan i maksimalno pouzdan sistem.Hardverska struktura Ericsson-ovog komutacionog čvora AXE 810 je prikazana na slici 3.20.Osnovu čini centralni neblokirajući komutator (Group Switch) GS890 sastavljen od više modula kapaciteta 512 Kbyte, koji

komutira uskopojasne kanale 64 Kbit/s. Završeci centrale ET ka prenosnicima i pretplatničkim koncentratorima su vezani nainterfejse DL2, DL3 i DL34 kapaciteta od 128 do 2688 vremenskih odsečaka, pri čemu je osnovni modul štampana ploča kapaciteta128 vremenskih odsečaka, povezanih bus-om brzine 222 Mbit/s na koji je vezan i centralni komutator.

64


Moguće je vezati prenosnike različitih kapaciteta, naprimjer do 8 STM-1 (155 Mbit/s) prenosnika. ETC interfejsima su vezani PDHprenosnici i pretplatnički koncentatori raznih kapaciteta. Interfejs ka ATM komutaciji ALI (ATM Link Interface) preko SDHfizičkog nivoa 155 Mbit/s. Interplatformska mreža IPN (interplatform network ), bazirana na Gigabit Ethernet-u, služi zavrlo brze komunikacije između centralnog procesora CP i pomoćnih procesora AP. DLEM multiplekseri ogućavaju konverzijebrzina, na primer DL34 u D3. Većinom funkcionalnih modula upravljaju regionalni procesori RP.

Ulazno-izlazni podsistem APG, baziran na standardnoj PC platformi, služi za potrebe administracije, održavanja i operativnogvođenja. Novije generacije centrala, kao AXD 301 su više okrenute podatkovnim uslugama u mrežama nove generacije. Kod njihtipični upravljački sistem ima kapacitet od 10 Gbit/s i sadrži procesorski (CPU) par koji radi u načinu raspodele opterećenja(load-sharing), dok u slučaju kvara jednog od procesora drugi preuzima celokupno upravljanje sistemom. U konfiguracijamavećega kapaciteta moguće je imati više procesorskih parova, maksimalno jedan par po svakom 10 G modulu. Povećanje brojaprocesora omogućava povećanje broja poziva koje sistem - može uspostaviti u jedinici vremena. Osnovni modul osim toga sadržiudvostručeno komutaciono polje, sinhronizacijske i ulazno/izlazne upravljačke module.

65


Slika 3.20 Hardverska struktura Ericsson-ovog komutacionog čvora AXE 810.U svakom slučaju osnovu upravljanja čini programska podrška, (software). Osnovni princip svih programskih modela je odvajanje usluga, tj.

aplikacija od sklopovske zavisnosti.

66


3.9.1 Programske strukture

Jedna od najraširenijih telefonskih centrala u svetu je navedena AXE 810, sa arhitekturom aplikativnog softvera pokazanoj na slici 3.21.

Aplikacije su realizovane u aplikativnim modulima koji koriste zajedničku resursnu platformu RMP. Sve komunikacije izmeđuaplikativnih modula se vrše putem protokola čiji su nosioci implementirani u RMP.

Slika 3.21 Arhitekturom aplikativnog softvera AXE 810.Formalizovani, klijent-server, interfejs APSI (Application Platform Service Interface) povezuje RPM sa aplikativnim modulima.

Podskupovi od APSI, ili zasebni interfejsi poznati su kao specifikacije servisa SES. Oni pružaju usluge aplikativnim modulima. Najpoznatije usluge su:● konekciona koja služi za uspostavljanje fizičke veze;● komunikaciona služi za uspostavljanje komunikacija među aplikativnim modulima;● objekt menadžer služi za potrebe održavanja i operativnog vođenja;● APC nosilac protokola AM;● usluga tarifiranja;● usluge za podršku signalizacije SS7, kao MTP (Message Transfer Part) usluga.

Ukupni koncept se sastoji od RMP, APSI i aplikativnih modula AM sa protokolima koji ih povezuju. Modularnost konceptaomogućila je životni vek sistema od 30 godina. Resursna platforma je podeljena na više resursnih modula RM. Interfejsi koje o niomogućuju formalizovani su u specifikacijama resursnog nivoa RLSES. Prilikom razvoja novih AM i RM je upravo specifikacijainterfejsa SES i RLSES u ranoj fazi razvojnog procesa. Kada se interfejsi „zamrznu“ posebni sistemski moduli se projektujumeđusobno nezavisno, često i na raznim geografskim lokacijama. Sklopove (hardware) vode pojedini resursni moduli.Aplikativni moduli jednostavno traže usluge putem APSI, tj. nemaju veze sa sklopovima.

Data arhitektura, koja se pojavila početkom osamdesetih godina prošlog veka, se počela menjati početkom ovog veka. Pojavljuju se dva nova tipačvorova:

67

Komutaciona tehnika 3. razred Elektrotehničar telekomunikacija● server ili kontroler medijskog prolaza (Media Gateway Controler) i● medijski prolaz (Media Gateway).

Dolazi do razdvajanja servera i prevodnika (mrežnog prolaza). Da bi se zadovoljili zahtevi nove arhitekture morao se menjati iaplikativni softver, od tradicionalnog TDM govornog prometa ka paketskom okruženju ATM pa zatim IP.

U novoj arhitekturi server upravlja pozivom ili sesijom, dok medijski prevodnik samo prenosi medij na konekcionom nivou.Prednost razdvajanja upravljanja vezom i upravljanja medijem je u jednostavnoj migraciji prenosne tehnologije, od STM prekoATM ka IP, bez uticaja na upravljanje vezom, tj. bilo je moguće adaptirati postojeću AM arhitekturu. Razdvajanje se izvelo nasistemskim modulima, sa pojavom novih i modifikovanih AM i RM modula, bez fundamentalne promene u softverskoj arhitekturi.

Temeljno drugačija je upravljačka arhitektura komuacionog čvora AXD 301 (Ericsson) koja je paketska u suštin (ATM).

Da bi razvoj bio jeftiniji koriste se standardni protokoli, komercijalno raspoloživi sklopovi i operativni sistemi. Na vrhu logičkestrukture, upravljački i uslužni nivo postaju zajednički za sve usluge i realizuju se koristeći serverske platforme, koje up ravljajurazličitim uslugama (npr., uspostavom govornog telefonskog poziva), dok pri tome nikakav korisnički promet osim signalizacijefizički ne prolazi kroz njih. Zahvaljujući korištenju standardnih protokola (H.248/MEGACO), svaki od takvih servera sposoban jekomunicirati s bilo kojim medijskim prevodnikom i upravljati pružanjem usluga. Isto tako, komunikacija između različitih serveratemelji se na primeni standardnih protokola (SIP, Q.1901/BICC), dok se dodavanje usluga, od kojih neke mogu obuhvatati funkcijeviše različitih servera, realizuje korištenjem otvorenih, standardnih aplikacijskih programskih interfejsa (API - ApplicationProgramming Interface) kao što su OSA (Open Service Architecure)/Parlay itd.

Da bi se obezbedila pouzdanost novog programskog sistema ravna višedecenijski razvijanom softveru AXE, primenjen je sistemsoftverske redudancije. Takav sistem omogućava pokretanje niza odvojenih virtualnih čvorova koji čine distribuirani sistem, a moguse odvijati na istom ili različitim instancama operativnoga sistema. Tako je u AXD 301 jezgra sistema izgrađena oko jezgrekomercijalnog operativnog sistema Solaris® koji obavlja osnovne I/O funkcije i osigurava TCP/IP komunikaciju sa sistemima zanadzor i upravljanje (slika 3.22).

Slika 3.22 Sistemi za nadzor i upravljanje.

68


Nad Solaris jezgrom "mozak" sistema čini OTP izvedbeni sistem, u kojem je realizovana glavnina programskog koda AXD 301sistema. OTP dozvoljava veliku fleksibilnost u dogradnji sistema, bilo novim funkcijama ili kapacitetom (dodavanje novihprocesora). Na taj način su osnovne funkcije sistema razdeljene u različite module koji se po potrebi uključuju u rad.

Na primer, "Voice Services” i UNI signalizacija su neki od aplikativnih modula u AXD 301 programskom sistemu.

Osim modularnosti komponenata, programski sistem poseduje još jedno važno svojstvo: svaki proces unutar nekog čvorapotpuno je nezavisan od ostalih procesa i njegov eventualni nestabilan rad ne utiče na funkcionisanje ostalih procesa. Isto tako, usistem su ugrađene napredne funkcije nadzora i kontrole procesa te upravljanja resursima i tzv. "garbage collection", štosistemu omogućava neprekidan rad kroz duga razdoblja bez degradacije performansi.

U konkretnom primeru, dva procesora u osnovnom modulu izvode dva OTP čvora koja deluju kao jedinstveni sistem imeđusobno distribuiraju procese. U normalnom radu, jedan od procesora izvodit će procese kontrole poziva (CallProcessing), dok će drugi obavljati funkcije rada i održavanja (O&M - Operation and Maintenance). U slučajuispada jednog od procesora, drugi će preuzeti njegove funkcije. Budući da sistem sadrži deljenu distribuiranu bazu podataka,kvarom jednog od procesora bit će zahvaćeni samo pozivi u fazi uspostave.

U slučaju dodavanja novih procesora u sistem, zadaci se automatski razdeljuju kako bi se uravnotežilo opterećenje. Na taj načinse postiže gotovo linearna povezanost broja procesora koji upravljaju uspostavama poziva i kapaciteta sistema za istovremenuobradu zahteva za uspostavom poziva. Istovremeno, sistem je spreman za dodavanje novih funkcija i proširivanje postojećih.

U svim arhitekturama programska struktura telefonskih centrala se sastoji iz tri osnovna dela: održavanja i operativnog vođenja, obrade veza(kontrola poziva) i obrada signalizacije.

Hijerarhijska organizacija softvera telefonske centrale prikazana je na slici 3.23a, dok je primer procesne strukture prikazan na slici 3.23 b.

Slika 3.23 Hijerarhijska organizacija softvera telefonske centrale.

69


Na vrhu hijerarhijske strukture su procesi administracije, održavanja i operativnog vođenja telefonske centrale, koji rade upribližno realnom vremenu (near real-time). Deo tih procesa su i statistike koje su prikazane kao modul STU na slici 3.23b.Ona sakuplja informacije o ispadima, trajanju veza i slično. Ostali procesi imaju imena u skladu sa tradicionalnim elementimaupravljanja telefonskih centrala:

● CCSU – cedinica signalizacije po zajedničkom kanalu obrađuje SS7 signalizacione poruke;● CM – centralna memorija, ona je zajednička za različite upravlljačke jedinice;● LSU – jedinica linijske signalizacije obrađuje linijske signalizacije;● M – upravlja uspostavljanjem kanala kroz komutaciono polje, kao marker u crossbar centralama;● RU – registarska jedinica zapisuje informacije vezane za poziv, naprimer billing informacije;● SSU- jedinica pretplatničkog stepena upravljanje pretplatničkim stepenom.

70

Documents

komutacioni sistemi predavanja