Уменьшение стоимости элементов памяти в начале 70-х годов позволило начать внедрение цифровых КП второго класса. Среди синхронных КП этого типа наибольшее распространение получили подструктуры с применением предварительного мультиплексирования и последующего демультиплексирования, поскольку базовые структуры КП второго класса имели малую емкость. Упрощенные структурные схемы базовой структуры T—S-T и подструктуры MUX-r-S-r-DMUX показаны соответственно на рис. 3.5 (а и б).
Отметим некоторые особенности построения таких КП.
1)Применение дополнительных ступеней пространственной коммутации увеличивает емкость и пропускную способность поля, но не влияют на принципы его функционирования.
2)Предварительное мультиплексирование (рис. 3.5, б) фактически обеспечивает вторичное уплотнение входящих цифровых трактов, а последующее демультиплексирование восстанавливает их, что приводит к увеличению пропускной способности цифрового КП без применения дополнительных ^-ступеней.
3)Для увеличения скорости обработки данных в КП на входе, как правило, производят преобразование последовательно кода в параллельный. Для этого на каждой входящей линии устанавливается преобразователь последовательно-параллельного типа, а на выходящей - параллельно-последовательного.
Рис. 3.5. Структуры цифрового КП второго класса
Рассмотрим некоторые варианты реализации цифровых КП второго класса.
1. Цифровое поле MUX-r-DMUX(в выражении для подструктуры г = 0).
Цифровые КП такого типа использовались при создании АТС малой емкости и имели наименьшую стоимость. Максимальное уменьшение емкости Г-ступени было предложено японскими специалистами. В такой схеме (рис. 3.6) Г-ступени имеют параметры Т: 8x8,8 и коммутируют одноименные биты кодовых слов всех восьми входящих ИКМ линий. Такое решение позволяет иметь одно управляющее ЗУ для всех восьми речевых ЗУ Г-ступени. Особенностью этой схемы является использование двух мультиплексоров - первичного и вторичного, что связано с использованием в качестве входящих и исходящих линий стандартных ИКМ линий.
Рис. 3.6. Пример подструктуры MUX-T-DMUX
2. Цифровое поле MUX-TS-T-DMUX (в выражении для подструктуры к= г = 1).
Подавляющее количество трехзвенных цифровых КП второго класса имеют коммутационную подструктуру MUX-T^-r-DMUX. В такие цифровые КП можно включать свыше 60 тыс. канальных интервалов или, при использовании концетраторов, свыше 100 тыс. абонентских линий. Емкость такого КП определяется скоростью цифровых потоков групповых трактов (например, числу канальных интервалов цикла ИКМ линии) и параметрами S-ступени. Например, при емкости входящей Т-ступени равной 512 КИ и пространственном коммутаторе 32x32 емкость КП составит 16384 канальных интервалов.
Принцип функционирования цифрового КП этого типа рассмотрим на примере структурной схемы, изображенной на рис. 3.7. Входящая Т-ступень имеет речевые ЗУ (РЗУ0 -РЗУт), куда поступают кодовые слова входящих ИКМ линий. Цикл ИКМ линий после мультиплексирования имеет определенное количество канальных интервалов (например 512 или 1024), каждый из которых содержит, как правило, по 8-битному параллельному кодовому слову. Обычно доступ в ячейки памяти РЗУ первого каскада для записи кодовых слов является последовательным, а для считывания - произвольным. Тогда, для максимальной симметрии в алгоритме поиска соединительного пути в КП, в третьем каскаде (исходящей Г-ступени), наоборот, используют режим произвольного доступа для записи и последовательный для считывания. Перезапись кодовых слов из РЗУ первого каскада в РЗУ третьего каскада допускается в любом временном отрезке в течение цикла передачи и с использованием любой свободной промежуточной ИКМ линии между Т и S ступенями.
Рис. 3.7. Коммутационное поле MUX-T-S-T-DMUX
Управление речевыми ЗУ входящей и исходящей Г-ступеней осуществляют соответственно управляющие ЗУ (УЗУ1 и УЗУЗ), емкость которых равна количеству адресов, соответствующих числу канальных интервалов цикла ИКМ линии. Управление Т-ступенью осуществляет УЗУ2. Каждая ячейка УЗУ2 содержит адрес точки коммутации коммутационной матрицы Т-ступени, которая должна быть замкнута в нужный канальный интервал.
Предположим, что необходимо произвести коммутацию КИ2 входящей линии 0 и КИ10 выходящей линии М. (В данном случае в качестве входящей/исходящей ИКМ линии для коммутационного поля рассматривается уплотненная линия после блока мультиплексирования.) Пусть для передачи кодового слова из входящей Т-ступени в S-ступень процессор выбрал КИ7 промежуточной ИКМ линии. Тогда в ячейку памяти УЗУ1, соответствующую РЗУо, будет записан адрес ячейки 2. В УЗУ2 Т-ступени записывается информация о том, что ключ ОМ (горизонталь 0, вертикаль М) должен быть замкнут в течение канального интервала 7 промежуточного ИКМ цикла. В ячейку памяти УЗУЗ, соответствующую РЗУт записывается адрес ячейки 10.
После проверки правильности записи данных в указанные ячейки передается разрешение на коммутацию и соединение считается установленным. Тогда в течение канального интервала 2 цикла входящей ИКМ линии кодовое слово записывается в ячейку 2 РЗУ0. Это слово находится там до наступления времени КИ7 промежуточной ИКМ линии, когда из УЗУ2 считывается адрес 2 произвольного считывания из РЗУ0 первого каскада, а из УЗУЗ адрес 10 записи в РЗУт третьего каскада. В течение КИ7 кодовое слово подается на нулевую входящую горизонталь S-ступени, снимается с выходящей вертикали М и записывается в ячейку 10 РЗУт. Затем с помощью последовательного считывания в течение канального интервала 10 цикла исходящей ИКМ линии кодовое слово считывается в выходящую линию М.
Если проследить развитие ЦКС с цифровым КП структуры TS-T (табл. 3.1), то можно сделать интересный вывод: практически все производители цифровых АТС (ЦАТС) осуществляли увеличение емкости трехзвенного КП в основном за счет увеличения размера S-ступени. Однако, при определенных условиях это приводит к ряду технических затруднений и повышению стоимости поля. Поэтому становится экономически выгодно перейти к структуре с большим количеством звеньев.
Таблица 3.1.Сравнительные характеристики ЦАТС
Тип ЦАТС
Размер T-ступени
Размер S-ступенн
Емкость КП (КИ)
KB 270
1024x1024
4x4
D70
1024x1024
16x16
D60
1024x1024
32x32
FETEX 150
1024x1024
64x64
AXE 10
512x512
32x32
64x64
128x128
3. Цифровое поле MUX-T- SSSS-T-DMVX.
Примером данной подструктуры (в выражении для подструктуры к = 1, г = 4) является цифровое КП международной АТС №4 ESS (компании Bell, США). Практически такое поле имеет наибольшую емкость среди цифровых КП второго класса. Структура цифрового КП АТС №4 ESS приведена на рис. 3.9.
SMUX SDMUX
Рис. 3.8. Структура цифрового КП системы NEAX 61
Рис. 3.9. Структура КП АТС № 4 ESS
Мультиплексор на входе КП №4 ESS осуществляет объединение в линию ИКМ-120 пяти линий ИКМ-24 или десяти ИКМ-12. При этом 120 канальных интервалов используются для передачи речевых сигналов, а 8 - для управления и техобслуживания. Буферная память служит в КП №4 ESS для синхронизации входящих ИКМ потоков, которые могут приходить от разных источников с различными запаздываниями. С выхода буферов синхронизированные цифровые потоки подаются на декоррелятор, имеющий 7 входов и 8 выходов. Декоррелятор обеспечивает функции распределения и расширения. Он распределяет нагрузки семи внутренних линий ИКМ-120 на восемь линий ИКМ-120, что уменьшает вероятность внутренних блокировок. При этом используются максимально 107 канальных интервалов в каждой из восьми линий ИКМ-120. Кроме того, декоррелятор позволяет равномернее распределить нагрузку по внутренним ИКМ линиям КП. Структурные параметры Т- и S- ступеней цифрового КП №4 ESS следующие - Т: 128x128, S1: 8x8,52: 16x16, S3: 8x8.
Цифровое КП №4 ESS может пропустить нагрузку 47 000 Эрл и емкость - порядка 107 520 канальных интервалов.
Дальнейшее увеличение емкости многозвенных цифровых КП путем увеличения числа S-ступеней приводит к проблемам монтажа. Поэтому дальнейшее развитие таких КП примерно с начала 80-х годов шло по пути использования S/T-ступеней.