PL175810B1

PL175810B1 - System telefoniczny cyfrowy rozproszony

Info

Publication number: PL175810B1
Application number: PL94314727A
Authority: PL
Inventors: Alexandru S. Gliga; Stephen H. Diaz
Original assignee: Raychem Corp
Priority date: 1993-12-07
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1999-02-26
Also published as: HUT75276A; BR9408252A; IL111638A; IL111638A0; CA2177582A1; HU9601383D0; EP0733296A1; CZ155996A3; JPH09506489A; PE45795A1; PL314727A1; AU1102195A; TW238444B; WO1995016328A1; CO4290468A1; CN1167558A; KR960706754A; ZA949249B; US5692043A; US5592475A

Abstract

1. System telefoniczny cyfrowy rozpro- szony do uslug telefonicznych dla wielu abo- nentów, znamienny tym, ze zawiera inter- fejs (202) zespolu laczy dalekosieznych umieszczony centralnie i dolaczony do urza- dzenia przelaczajacego centrali telefonicz- nej (102) przez pierwszy cyfrowy srode transmisyjny, co najmniej jedna stacje roz- dzielcza (208) umieszczona w poblizu wielu abonentów (100) i dolaczona do interfej- su (202) zespolu laczy dalekosieznych prze drugi cyfrowy srodek transmisyjny i co naj- mniej jeden terminal zdalny (210) umiesz- czony w poblizu wielu abonentów (100) i dolaczony do co najmniej jednej stacji roz- dzielczej (208) przez trzeci cyfrowy srode transmisyjny. FIG. 2 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest system telefoniczny cyfrowy rozproszony do świadczenia podstawowych usług telefonicznych.

Znane przełączane systemy telefoniczne zawierają centralę telefoniczną łączącą się z jednostkami liniowymi przy pomocy jednostki grupowej. W typowej konfiguracji jednostka grupowa realizuje funkcję połączeń skośnych i łączy się z każdą jednostką liniową poprzez 120 kanałów przy zastosowaniu czterech łączy E1. Każda jednostka liniowa obsługuje od 700 do 1000 linii telefonicznych abonentów odległych. W związku z tym konieczne jest zastosowanie od 700 do 1000 par skręconych przewodów miedzianych, przenoszących sygnały telefoniczne i łączących telefony z każdą jednostką liniową w centrali telefonicznej. Ruch wywoływany przez tych 700 do 1000 linii koncentruje się w 120 kanałach, to jest 120 kanałów podzielonych jest między 700 do 1000 linii, dając w wyniku dopuszczalnie małe prawdopodobieństwo zablokowania. Centrala telefoniczna, łączy się z innymi podobnymi centralami telefonicznymi poprzez łącza dalekosiężne, ułatwiając łączność telefoniczną na obszarze geograficznym. Format tych łączy podlega standaryzacji, powszechnie używa się standardów R2D i SS7.

W celu kontroli wytwarzania sprzętu z przełączanym dostępem użytkownika, główni producenci urządzeń przełączających stosują własny system przesyłania sygnałów przez łącza E1 między każdą jednostką liniową i jednostką grupową. Ponadto każdy producent urządzeń przełączających opracował odmienny standard interfejsu. W rezultacie nie tylko dostęp do przełączanych sieci telefonicznych jest ściśle ograniczony, ale również skomplikowane jest sprzęganie jednego typu sprzętu z kilkoma odmiennymi typami urządzeń przełączających. Przy obsłudze dużych, nowo utworzonych obszarów, użytkownik albo musi uzyskać abonament na dostęp do istniejącego urządzenia przełączającego albo konieczne jest zainstalowanie kompatybilnego urządzenia przełączającego jako uzupełnienie istniejącej sieci.

Na obszarze, na którym istnieje już infrastruktura sieci telefonicznej, koszt nowego sprzętu jest nieznaczny w porównaniu z dodatkowymi kosztami związanymi z odmiennymi typami systemów. Natomiast w regionach świata, gdzie linie telefoniczne mają dopiero dotrzeć, koszty związane z uzyskaniem i instalacją nowych urządzeń przełączających central telefonicznych, jak również instalacja par skręconych przewodów miedzianych na dużych odległościach dla każdego abonenta jest główną przeszkodą w poszerzaniu usług.

System według wynalazku zawiera interfejs zespołu łączy dalekosiężnych, umieszczony centralnie i dołączony do urządzenia przełączającego centrali telefonicznej przez pierwszy cyfrowy środek transmisyjny, co najmniej jedną stację rozdzielczą umieszczoną w pobliżu wielu abonentów i dołączoną do interfejsu zespołu łączy dalekosiężnych przez drugi cyfrowy środek transmisyjny i co najmniej jeden terminal zdalny umieszczony w pobliżu wielu abonentów i dołączony do co najmniej jednej stacji rozdzielczą przez trzeci cyfrowy środek transmisyjny.

175 810

Korzystne jest, gdy pierwszy cyfrowy środek transmisyjny zawiera wiele pierwszych łączy i drugi cyfrowy środek transmisyjny zawiera wiele drugich łączy, przy czym co najmniej jeden terminal zdalny stanowi wiele terminali zdalnych i co najmniej jedna stacja rozdzielcza zawiera sieć łączącą, włączoną pomiędzy wiele drugich łączy i wiele terminali zdalnych. Ta sieć łączącą łączy dowolny z wiele terminali zdalnych z dowolnym z wielu drugich łączy, procesor dołączony do sieci łączącej, do sterowania tą siecią łączącą i filtr zasilania dołączony do wielu drugich łączy dla poboru mocy przez dowolny z wielu terminali zdalnych z. dowolnego lub wielu drugich łączy.

Korzystne jest, gdy co najmniej jeden terminal zdalny zawiera wiele kart liniowych zawierających obwód liniowy pętli abonenckiej, wykorzystujący elementy transformatorowe i procesor dołączony do wielu kart liniowych.

Korzystne jest, gdy co najmniej jeden terminal zdalny jest umieszczony w obudowie zabezpieczającej, która zawiera co najmniej jedną płytę tylną zawierającą co najmniej jedno złącze, co najmniej jeden aktywny moduł elektroniczny mający złącze do wetknięcia do co najmniej jednego złącza co najmniej jednej płyty tylnej, ten moduł elektroniczny do wprowadzenia aktywnego obwodu do podtrzymywania podzespołu wielu abonentów i blok terminalowy dołączony do co najmniej jednej płyty tylnej dla wprowadzenia wielu terminali.

Korzystne jest, gdy co najmniej jedna płyta tylna zawiera złącza mostków magistralowych do łączenia z inną płytą tylną przy użyciu mostka magistralowego.

Korzystne jest, gdy nie używane złącze spośród dowolnego z co. najmniej jednego złącza co najmniej jednej płyty tylnej i złączy mostków magistralowych jest pokryte przez nasadkę.

Korzystne jest, gdy niedopasowane złącze spośród dowolnego z wymienionych, co najmniej jednego złącza co najmniej jednej płyty tylnej i złączy mostków magistralowych, jest dołączone do alarmu.

Korzystne jest, gdy pojemność co najmniej jednego terminalu zdalnego jest rozszerzalna przyrostowo przez wprowadzenie dodatkowych złączy spośród co najmniej jednego aktywnego modułu elektronicznego w złączu płyty tylnej, przy czym co najmniej jeden aktywny moduł elektroniczny jest chroniony przez uszczelnianą pokrywę i wszystkie złącza są uszczelnione.

Korzystne jest, gdy uszczelniona pokrywa zawiera przezroczyste okno do pokazywania elementów emitujących światło.

Korzystne jest, gdy co najmniej jeden aktywny moduł elektroniczny zawiera ponadto czujnik wilgotności dołączony do procesora systemu.

Korzystne jest, gdy procesor systemu jest dołączony do alarmu dołączonego do czujnika wilgotności co najmniej jednego aktywnego modułu elektronicznego.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku system zawiera stację rozdzielczą umieszczoną w ścisłej bliskości podzespołu wielu abonentów, stacja rozdzielcza zawiera procesor, wiele kart z obwodami przełączników krzyżowych, z których każda łączy co najmniej jedną linię transmisyjną rozpoczynającą się w centrali telefonicznej z wieloma liniami transmisyjnymi dołączonymi do wielu abonentów w pętli, magistralę sterującą do łączenia procesora z wieloma kartami z obwodami przełączników krzyżowych i filtr zasilania do doprowadzania mocy odbieranej z co najmniej jednej linii transmisyjnej każdej z wielu kart z obwodami przełączników krzyżowych.

Zaletą wynalazku jest zapewnienie systemu telefonicznego cyfrowego opartego na nowoczesnej architekturze rozproszonej, która przyczynia się do szybkiego i skutecznego świadczenia usług telefonicznych dla dużej liczby abonentów. Ze względu na rozproszoną postać organizacji takiego systemu i przy stosunkowo dużym zagęszczeniu abonentów, wynikowe pętle abonenckie są bardzo krótkie · i zwykle mają mniej niż około 170 m. Rozproszona organizacja oraz wynikające z tego krótkie pętle abonenckie zapewniają zasadnicze oszczędności w zużyciu. mocy.

Główną zaletą systemu telefonicznego według wynalazku w porównaniu z konwencjonalną siecią telefoniczną jest możliwość transmisji sygnałów cyfrowo na długich odległościach między terminalami zdalnymi, umiejscowionymi blisko abonentów i urządzeniem

175 810 przełączającym. Uzyskuje się to przy użyciu tylko sześciu łączy E1, czyli 12 par przewodów, prowadzących od centrali telefonicznej do stacji abonenckiej i przy użyciu tylko jednego łącza E1, czyli dwóch par prowadzących od stacji abonenckiej do terminalu. Poza poprawą jakości transmisji, zaletąjest także znacznie mniejsze zużycie ilości wymaganych przewodów miedzianych. Zamiast około 1000 par przewodów wymaganych przy instalowaniu nowej jednostki liniowej, potrzebnych jest tylko 12 par do połączenia interfejsu ze stacją abonencką. Z kolei stacja abonencka obsługuje kilka terminali zdalnych, a każdy z nich określa do 160 obwodów telefonicznych.

Wiele zalet uzyskuje się w systemie telefonicznym według wynalazku w wyniku bardzo bliskiego umiejscowienia zespołów elektronicznych względem abonenta. Aby to uzyskać, wymaga się zastosowania systemu o elastycznej konfiguracji i zdolnej do dostosowania się do różnorodnych technologii. Dzięki temu jest możliwe rozmieszczanie układów elektronicznych w małych zespołach na podstawie żądań serwisowych, co upraszcza rozruch systemu. Elektroniczne zespoły multipleksujące instaluje się w stosunkowo małych podsystemach na terenie otwartym, dzięki czemu zapewnia się bardzo skuteczną ochronę wszystkich składników systemu przed oddziaływaniem środowiska. Natomiast elastyczne upakowanie modularne umożliwia rozbudowę i ponowną zmianę organizacji podsystemów, gdy system rozszerza się lub gdy żąda się bardziej zaawansowanych usług cyfrowych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia konwencjonalną, przełączaną sieć telefoniczną, fig. 2 - system telefoniczny cyfrowy rozproszony według wynalazku, połączony z konwencjonalną przełączaną siecią telefoniczna, fig. 3 - bardziej szczegółowo strukturę systemu tElEfonicznego według wynalazku, fig. 4 - konfigurację logiczną systemu telefonicznego według wynalazku, fig. 5A, 5B i 5C - elementy składowe interfejsu zespołu łączy dalekosiężnych dla różnych konfiguracji systemu telefonicznego według wynalazku, fig. 6 - elementy składowe stacji rozdzielczej systemu tElEfonicznEgo, fig. 7 - konfiguracje terminalu zdalnego systemu telefonicznego, fig. 8 - modularne upakowanie zespołów elektronicznych systemu telefonicznego i fig. 9 schemat rozdziału mocy w systemie telefonicznym.

Powszechnie stosowana jest obecnie sieć telefoniczna o hierarchii drzewowej, łącząca abonentów i centra przełączające poprzez analogowe linie telefoniczne.

Figura 1 przedstawia w uproszczonym schemacie część typowej lokalnej sieci telefonicznej. Abonenci 100 łączą się z centralą telefoniczną 102 poprzez analogowe linie telefoniczne 104. Każda z kilku jednostek liniowych 106 w centrali telefonicznej 102 obsługuje od 700 do 1000 linii telefonicznych. Każda z jednostek liniowych 106 koncentruje od 700 do 1000 linii telefonicznych do współpracy ze 120 kanałami cyfrowymi, które są podłączone do urządzenia przełączającego jednostki grupowej 108 poprzez cztery łącza E1. Każde łącze E1 zawiera 30 kanałów głosowych wraz z dwoma dodatkowymi kanałami sygnalizacji. Urządzenie przełączające jednostki grupowej 108 realizuje ogólne funkcje połączenia skośnego, jak również funkcje administracyjne i taryfikacyjne przy pomocy systemów komputerowych 110 i 112. W hierarchii sieci telefonicznej w Ameryce Północnej urządzenie przełączające centrali telefonicznej na tym poziomie jest nazywane końcową centralą telefoniczną, która łączy się z innymi podobnymi centralami końcowymi i centrami międzymiastowymi 114, przy użyciu łączy dalekosiężnych opartych na standardowym przekazywaniu sygnałów, takim jak standard R2 i SS7. Centrum międzymiastowa 114 jest zasadniczo urządzeniem przełączającym jednostki grupowej, które realizuje przełączanie z połączeniem skośnym między kilkoma końcowymi centralami telefonicznymi i centrami taryfikacyjnymi. Ta sieć telefoniczna stosuje w ten sposób do pięciu poziomów hierarchii do zestawiania całej sieci.

W konwencjonalnej konstrukcji systemu lokalnej lub końcowej centrali telefonicznej, funkcje realizowane przez każdy z tych elementów składowych przedstawiają się następująco. Jednostki liniowe 106 wykonują zadania przekazywania sygnałów na stosunkowo dużych odległościach kablami telefonicznymi 104 do telefonów abonenckich 100 i dokonują koncentracji ruchu przed jego przekazaniem do jednostki grupowej 108. Jednostka grupowa 108 wykonuje ogólne funkcje połączenia skośnego, jak również funkcje administracyjne i taryfika6

175 810 cyjne. Połączenie między jednostką grupową 108 i jednostkami liniowymi 106 jest zastrzeżone przez producenta urządzenia przełączającego.

Koncentracja jest istotna ze względu na ekonomiczność konstrukcji urządzenia przełączającego. Nawet w godzinach ruchu szczytowego tylko mała liczba abonentów wymaga obsługi w tym samym czasie. Jednostka grupowa jest znacznie upraszczana przez zapewnienie tylko wystarczającej liczby połączeń skośnych w celu obsługi ruchu szczytowego. Z tego powodu jednostki liniowe 106 są wyposażone w koncentrator, którego zadaniem jest zapewnić zestawienie połączeń tych nielicznych abonentów, którzy tego potrzebują, poprzez łącze do jednostki grupowej 108. Skuteczność tego procesu silnie zależy od wielkości puli abonentów dołączonych do koncentratora w jednostce liniowej. Im większa jest pula, tym skuteczniejsza jest koncentracja. Zależność ta zachodzi w dość dużej jednostce liniowej 106. Duża pula abonentów, na przykład do 1000 na fig. 2, wymaga zastosowania dalekiego zasięgu jednostki liniowej 106 w celu pokrycia większego obszaru geograficznego, na którym abonenci są rozrzuceni. Wymaganie wynikające z potrzeby przekazywania sygnałów analogowych na dużych odległościach powoduje, że system jest narażony na rozłączenia zasilania. Unikalna architektura rozproszona według wynalazku zapewnia znaczne zmniejszenie trudności wynikających z zaniku mocy w cyfrowym systemie abonenckim, który może pracować z większością jednostek grupowych, niezależnie od tego, kto jest ich wytwórcą.

Figura 2 przedstawia system telefoniczny cyfrowy rozproszony 200 według wynalazku, który ma nową architekturę rozproszoną z możliwością włączenia bezpośrednio do istniejącej sieci telefonicznej. System telefoniczny cyfrowy rozproszony 200 wykorzystuje interfejs 202 zespołu łączy dalekosiężnych, który spełnia funkcje ogólnego sterowania systemem telefonicznym. Interfejs 202 zapewnia połączenie z urządzeniem przełączającym centrali telefonicznej 102, jak również zapewnia realizację kombinacji pewnych funkcji jednostki grupowej 108 i jednostki liniowej 106, to jest administracji, taryfikacji, utrzymania i koncentracji. Interfejs 202 łączy się z jednostką grupową poprzez standardowe łącze dalekosiężne zawierające do 4 łączy E1, przy użyciu standardowej sygnalizacji łączy dalekosiężnych R2. Mimo że to połączenie jest podobne do połączenia między centrum taryfikacji 114 i jednostką grupową 108, to zaleca się, aby interfejs 202 umiejscowić fizycznie w tym samym budynku, co urządzenie przełączające, z którym ten interfejs się łączy. Takie rozwiązanie zapewnia uniwersalny, standardowy interfejs dla sieci. Z tego powodu poprzez interfejs 202 uzyskuje się połączenie z większością istniejących urządzeń przełączających centrali telefonicznych niezależnie od producenta, bez wymagania modyfikacji.

Ze względu na to, że system telefoniczny według wynalazku nie używa zasobów taryfikacyjnych i administracyjnych przełączanej jednostki grupowej 108, konieczna jest realizacja tych funkcji przez interfejs operatora. Do tego celu interfejs 202 wykorzystuje mały komputer, taki jak komputer osobisty 204. Interfejs 202 jest w stanie zbierać informacje sygnalizacyjne i koncentrować ruch przychodzący od abonentów 100 oraz reorganizować go w celu dostosowania do standardów łączy dalekosiężnych tak, że jednostka grupowa 108 zaakceptuje ten ruch, chociaż przychodzi on z odległego urządzenia przełączającego. Jednak pozostała część systemu elektronicznego jest rozproszona w bardzo bliskim sąsiedztwie abonenta w celu optymalizacji wydajności i zużycia mocy.

Zgodnie z tym cyfrowa linia transmisyjna zawiera klika, np. 6 łączy E1 łączących interfejs 202 ze zdalną stacją rozdzielczą 208, która mieści się przeważnie w obszarze zajmowanym przez abonentów 100. Następnie stacja rozdzielcza 208 łączy się z pewną liczbą terminali zdalnych 210 przez pojedyncze łącza E1, przy czym wymagane są dwie pary. Każdy terminal zdalny 210 jest umieszczony bardzo blisko abonentów 100, zwykle w odległości nie większej niż około 300 m. Transmisja z terminalu zdalnego 210 do abonentów zachodzi jako transmisja analogowa. Liczba abonentów 100 obsługiwanych przez pojedynczy terminal zdalny 210 zmienia się w zależności od topologii. Przy typowym rozmieszczeniu terminal zdalny 210 zasila od 16 do 160 poszczególnych linii telefonicznych poprzez parę skręconych przewodów miedzianych.

Figura 3 przedstawia system telefoniczny według wynalazku bardziej szczegółowo. Dla zachowania tego samego prawdopodobieństwa zablokowania, jak w systemie konwencjonal175 810 nym, stacja rozdzielcza 208 jest połączona z interfejsem 202 poprzez co najmniej sześć łączy El 300, to jest 180 kanałów transmisyjnych i interfejs 202 jest połączony z jednostką grupową 108 poprzez cztery łącza El 302. Stacja rozdzielcza 208 wykonuje kilka fhnkcji. Po pierwsze, poprzez jej umieszczenie w istniejącej szafie przełącznicy kabli, powstaje wygodny punkt rozdzielczy do rozdziału sygnałów oraz mocy na poszczególne terminale zdalne 210. Po drugie, dostarczane są środki do podłączenia kilku małych terminali zdalnych 210 do pojedynczego łącza El 300 w celu zwiększenia całkowitej skuteczności systemu. Po trzecie, dostarczane są środki do podziału mocy pomiędzy sześć łączy El 300 tak, ze jeśli jedno łącze El 300 przenosi duże obciążenie, to może ono pobierać moc z innego łącza El 300, gdy według statystycznego oszacowania nie wolno dopuścić, aby było tak bardzo obciążone.

Figura 3 przedstawia przykład fizycznej organizacji stacji rozdzielczej 208. Stacja rozdzielcza 208 dzieli się na trzy niezależne sekcje, które są zwykle sterowane przez pojedynczy procesor, który będzie opisany dalej. Każda sekcja zawiera dwa łącza El 300 i zdalnie przełączaną przełącznicę 304 oraz obsługuje do 8 terminali zdalnych 210. Jedna para przewodów 306 prowadzi do terminalu zdalnego 210, a druga para z powrotem. Powrotna para podlega zapętleniu w stacji rozdzielczej 208 do następnego terminalu zdalnego 210 w pętli. W ten sposób wiele terminali zdalnych 210 może dzielić pojedynczą pętlę El. Pojedyncza pętla ma od jednego do ośmiu terminali zdalnych 210. Połączenie między terminalami zdalnymi 210 tworzy pierścień logiczny i gwiazdę fizyczną. Daje to kilka korzyści. Połączenie pierścienia logicznego z każdym terminalem 210 regenerującym sygnał pozwala uniknąć problemów z synchronizacją transmisji, powodowanych niejednakowymi opóźnieniami, które często powstają w konfiguracjach o postaci gwiazdy logicznej. Jednocześnie ze względu na organizację gwiazdy fizycznej, dostępne jest maksimum przekroju przewodów miedzianych w celu dostarczania mocy i sygnałów ze stacji rozdzielczej 208 do terminali zdalnych 210. Czwarta funkcja stacji rozdzielczej 208 polega na dostarczaniu zdalnie przełączalnej przełącznicy 304, co umożliwia zmianę organizacji terminali zdalnych 210 w sześciu łączach El 300. Na fig. 3 każdy terminal końcowy 210 ma dostęp do dwóch łączy El 300, prowadzących z powrotem do interfejsu 202. Zdalnie przełączalna przełącznica 304 jest stosowana do zmiany przydziału terminali zdalnych 210 z jednego łącza El 300 na inne łącze w przypadku uszkodzenia.

Figura 4 przedstawia konfigurację logiczną systemu telefonicznego cyfrowego rozproszonego. Stacja rozdzielcza 208 podlega sterowaniu za pomocą sygnałów interfejsu 202. Sygnały te są transmitowane przez kanał sygnalizacyjny, funkcjonujący wjednym z sześciu łączy El pomiędzy interfejsem 202 i terminalami zdalnymi 210. Dla celów sygnalizacyjnych stacja rozdzielcza 208 przegląda stan interfejsu 202, gdy właśnie inny element składowy pętli z niej korzysta. Pozostałe pięć łączy jest po prostu powtarzanych przez stację rozdzielczą 208 w pętlach terminali zdalnych 210. Dlatego też z perspektywy interfejsu 202 występuje sześć pętli El do zdalnego sprzętu, z których każdy zawiera terminale zdalne 210, a jedna z nich zawiera stację rozdzielczą 208, jak również terminale zdalne 210.

Zostanie teraz opisany interfejs 202 zespołu łączy dalekosiężnych, który jest głównym sterownikiem systemu telefonicznego cyfrowego rozproszonego i zawiera układy realizujące funkcje obsługi połączeń i komunikacji.

Figury 5A, 5B i 5C przedstawiają elementy składowe interfejsu 202 dla interfejsu konwencjonalnego R2, małego systemu z interfejsem R2 i systemu z interfejsem SS7. Interfejs 202 zawiera karty sygnalizacji wieloczęstotliwościowej DTMF 500, a na każdej z nich znajduje się 12 odbiorników DTMF przeznaczonych do interpretacji abonenckich numerów telefonicznych DTMF. Zależnie od natężenia mchu w systemie telefonicznym, może występować jedna lub dwie karty DTMF 500. Karty TSI/CLK 502 realizują wymianę szczelin czasowych TSI (TSI - Time Słot Interchange), synchronizację zegarową CLK (CLK - Clock) i funkcję generatora sygnałów akustycznych. Karta TSI umożliwia połączenie dowolnej wewnętrznej szczeliny czasowej z dowolną szczeliną czasową łącza dalekosiężnego centrali telefonicznej 102. Zespoły obwodów synchronizacji zegarowej umożliwiają użycie dowolnej, jednej z czterech linii El urządzenia przełączającego centrali telefonicznej 102 jako zegara głównego dla systemu telefonicznego. Zespoły obwodów generatora sygnałów akustycznych generują sygnały akustyczne wymagane przy dostarczaniu usług abonenckich, to jest sygnału

175 810 wywołania, zwrotnego sygnału wywołania, sygnału do automatycznego zestawiania połączenia i tak dalej.

Interfejs 202 zawiera procesor 504, który steruje operacjami interfejsu 202. W uzupełnieniu zwykłych zespołów procesora, procesora typu 68000, pamięci o dostępie swobodnym RAM, pamięci tylko do odczytu ROM, procesor 504 ma znaczną pojemność pamięci trwałej do przechowywania oprogramowania o istotnym znaczeniu. System telefoniczny wykorzystuje protokół sterowania łączem synchronicznym SDLC przepływu danych pomiędzy interfejsem 202 oraz terminalami zdalnymi 210. Dlatego też interfejs 202 zawiera dwa sterowniki typu SDLC, które umożliwiają procesorowi 504 komunikowanie się z terminalami zdalnymi 210 i stacją rozdzielczą 208. Procesor 504 jest wyposażony w dwa porty do komunikowania się z dwoma mikrokomputerami osobistymi, tak więc procesor 504 może mieć stały dostęp do działającego mikrokomputera osobistego, aby pamiętać dane taryfikacyjne lub inne dane krytyczne. W typowej sytuacji występuje jeden mikrokomputer osobisty, jak komputer osobisty 204 na fig. 2, zapewniający obsługę interfejsu użytkownika w zakresie taryfikacji, administracji i utrzymania. Mikrokomputer osobisty udostępnia również port kompatybilny z magistralą szeregową RS-485, co umożliwia dzielony dostęp do niego wielu systemom telekomunikacyjnym w tej samej centrali telefonicznej. Drugi mikrokomputer osobisty realizuje te same funkcje oraz zapewnia opcjonalną kopię zapasową. Duża pojemność pamięci trwałej dołączonej do procesora 504 umożliwia działanie systemu telefonicznego bez straty danych przez wiele godzin, nawet jeśli nie działają obydwa mikrokomputery osobiste. Dlatego też procesor 504 obsługuje wszystkie funkcje administracyjne, utrzymania i przetwarzania wywołań.

Interfejs 202 zawiera ponadto karty E1 506, które sterują łączami E1 oraz wytwarzają ciąg ramek. Gdy używa się standardowego formatu transmisyjnego E1, wtedy należy koniecznie określić punkt początkowy dla każdej ramki danych. Funkcje te wykonuje karta E1 506 wytwarzająca ciąg ramek. Każda karta E1 506 dostarcza dwa łącza przełączane i trzy łącza rozproszone. W systemie rozproszonym może być jedna albo dwie karty E1 506 wytwarzające ciąg ramek, zależnie od wielkości systemu. Karty E1 506 wytwarzające ciąg ramek realizują również rozdzielanie mocy pochodnej do stacji rozdzielczej 208.

System telefoniczny według wynalazku zapewnia sprzężenie z oboma urządzeniami przełączającymi, analogowym i cyfrowym, ponieważ oba typy urządzeń są wyposażone w standardowe interfejsy łączy dalekosiężnych. Dla ułatwienia sprzężenia z cyfrową przełącznicą R2, w skład interfejsu 202 wchodzi karta R2MF 508, która zapewnia dla protokołu R2 generowanie oraz detekcję sygnału akustycznego. R2 jest protokołem z wymuszoną sygnalizacją wewnątrz pasma, który używa specjalnych sygnałów akustycznych do przekazywania informacji sygnalizacyjnej: W uzupełnieniu tych sygnałów, stan linii w każdym kierunku przekazuje się poprzez manipulację paru bitami w kanale sygnalizacyjnym E1 nr 16. System sygnalizacji SS7 jest systemem w pełni cyfrowym, lecz protokół stanowi, że urządzenie przełączające musi żądać ciągłości sprawdzenia przed umieszczeniem wywołania w innym urządzeniu przełączającym. Dlatego też pierwsze urządzenie przełączające nadaje akustyczny sygnał testowy, który musi zostać odebrany i zweryfikowany przez odbierające urządzenie przełączające. Karta 510 detekcji tonu zapewnia detekcję ciągłości akustycznych sygnałów testowych dla protokołu, gdy interfejs 202 sprzęga się z urządzeniem przełączającym SS7.

Interfejs 202 może zawierać drugi procesor 512, który jest identyczny' z procesorem 504 i używa dwóch sterowników SDLC do komunikowania się z urządzeniem przełączającym centrali telefonicznej 102. Drugi procesor 512 służy do zapewnienia możliwości łączenia z odmiennymi typami łączy komutacyjnych z minimalnymi modyfikacjami oprogramowania. Umożliwia to napisanie większości oprogramowania interfejsu 202 niezależnie od interfejsu urządzenia przełączającego; Zmiana interfejsu łącza dalekosiężnego R2 na interfejs łącza dalekosiężnego SS7 wymaga wymiany karty R2Mf 508 na kartę 510 detekcji sygnału akustycznego oraz załadowania do drugiego procesora 512 nowego oprogramowania. Oprogramowanie w głównym komputerze 504 nie wymaga żadnych zmian. Drugi procesor 512 dostarcza protokół interfejsu urządzenia przełączającego, steruje kartą R2MF 508 lub kartą 510 detekcji sygnału akustycznego oraz steruje kartami E1 506 wytwarzającymi ciągi ramek.

175 810

Drugi procesor 512 współpracuje z głównym procesorem 504 w celu dostarczenia kompletnego zestawu funkcji przetwarzania wywołań.

W końcu interfejs 202 zawiera gniazdo pomocnicze 514, które jest gniazdem zapasowym w płycie tylnej dla przyszłych potrzeb. Magistrale sterujące 516 łączą wszystkie elementy składowe interfejsu 202. Gniazdo pomocnicze 514 zapewnia także możliwość instalacji karty mostkowej do łączenia magistrali sterujących 516 interfejsu 202, a przez to w małych systemach nie jest potrzebny drugi procesor.

Figura 6 przedstawia elementy składowe stacji rozdzielczej 208 w przykładowej konfiguracji. Stacja rozdzielcza 208 zawiera obwody do rozdziahi mocy do terminali zdalnych 210, przetwarzania danych E1 między interfejsem 202 i terminalami zdalnymi 210 oraz dostarcza środków do przełączania terminali zdalnych 210 między podzespołem łączy E1, sterowania ruchem oraz odtwarzania stanów po uszkodzeniu. Występuje też procesor 600, który steruje wszystkimi zespołami stacji rozdzielczej 208, włączając w to karty z obwodami przełączników krzyżowych 602. Procesor 600 komunikuje się z interfejsem 202 przy użyciu protokołu SDLC w jednym kanale, np. w kanale 16 jednego z sześciu łączy E1 z fig. 2 i fig. 3. Procesor 600 steruje konfiguracją kart z obwodami przełączników krzyżowych 602 przez magistralę sterującą 604 płyty tylnej. Procesor 600 kontroluje kilka parametrów, aby określić, czy wystąpiło poważne uszkodzenie. Kontroluje on stopę błędów cyfrowych łączy E1 prowadzących do interfejsu 202 i terminali zdalnych 210. Poszukuje również zwarć zasilania w dowolnym z tych łącz. Jeśli nastąpi identyfikacja uszkodzenia, to stacja rozdzielcza 208 zgłasza ten problem do interfejsu 202 i wykonuje instrukcję. Jeśli przerwana jest komunikacja z interfejsem 202, to stacja rozdzielcza 208 wykona domyślną procedurę korekcji uszkodzenia, którą przechowuje się w pamięci lokalnej. Interfejs 202 podejmuje takie działania, jak przełączenie terminalu zdalnego 210 z jednego łącza na inne lub przełączenie uszkodzonego terminalu zdalnego 210 poza łańcuch. W tej przykładowej konfiguracji każda karta z obwodami przełączników krzyżowych 602 łączy dwa łącza E1 interfejsu 202 z ośmioma łączami E1 terminali zdalnych. Stacja rozdzielcza 208 zawiera trzy karty 602 z obwodami przełączników krzyżowych, każda z nich jest w stanie połączyć dowolną z ośmiu linii E1 terminali zdalnych w pętli z dowolną z dwóch linii E1 interfejsu 202. Np. jedna linia E1 interfejsu 202 może być połączona w pętli z trzema terminalami zdalnymi 210, natomiast druga linia E1 interfejsu 202 może być połączona w pętli z pięcioma terminalami zdalnymi 210, co widać na fig. 3 i fig. 4. Ta konfiguracja stacji rozdzielczej 208 umożliwia pełne odizolowanie dowolnego z terminali zdalnych 210 w celach konserwatorskich. Również procesor 600 może łączyć swój kanał sterujący z jednym z kilku kanałów sterujących w łączach E1 interfejsu 202.

Zasilanie podawane do stacji rozdzielczej 208 i terminali zdalnych 210 poprzez sześć łączy E1 300 łączone jest w stacji rozdzielczej 208 za pomocą środków diodowego układu logicznego LUB, za pomocą którego dowolny z terminali zdalnych 210 może pobierać zasilanie z jednego z sześciu łączy E1 300.

Figura 6 przedstawia połączenie logiczne zasilania poprzez sześć łączy E1 z sześcioma diodami 900. Wyjścia sześciu diod 900 są połączone we wspólnym węźle, który łączy się ze wszystkimi terminalami zdalnymi 210. Umożliwia to rozdział mocy z wszystkich sześciu łączy E1 300 w taki sposób, w jaki wymagają tego terminale zdalne 210, tzn. jeśli jedno łącze E1 300 przenosi duży ruch, to może czerpać moc z innego łącza E1 300.

Figura 7 przedstawia elementy składowe terminalu zdalnego 210. Terminal zdalny 210 zapewnia sterowanie kilkoma, np. dziesięcioma kartami liniowymi 700, które sprzężone są z telefonami abonenckimi 100. Każda karta liniowa 700 zawiera 16 poszczególnych obwodów 706 interfejsu abonenckiego. Terminal zdalny 210 zawiera procesor 702, który steruje wszystkimi zespołami obwodów terminalu zdalnego 210, włączając w to karty liniowe 700. Procesor 702 komunikuje się z interfejsem 202, używając protokołu SDLC w kanale 16 łącza E1, poprzez które to łącze terminal zdalny 210 łączy się oraz steruje działaniem kart liniowych 700 poprzez magistralę sterującą 704 płyty tylnej. Procesor 702 kontroluje zużycie mocy przez terminal zdalny 210 oraz podejmuje działania zabezpieczające, jeśli wartości progowe poboru mocy są przekroczone. Procesor 702 przegląda bity nadzorcze karty liniowej 700 i przekazuje stan linii abonenckiej do interfejsu 202. Terminal zdalny 210 steruje

175 810 kartami linowymi 700 pod nadzorem interfejsu 202 oraz tylko wtedy steruje niezależnie zespołami obwodów karty liniowej, gdy nastąpi całkowita utrata komunikacji z interfejsem 202. Karta liniowa 700 jest wieloportowym, w przykładowym przypadku 16-portowym, analogowym obwodem liniowym, który zapewnia interfejs łącza analogowego a/b z abonentem 100. Każdy z 16 obwodów liniowych 706 karty liniowej 700 wykonuje konwersję PCM mowy abonenta z sygnału analogowego na cyfrowy. Unikalna architektura systemu telefonicznego, w której pętle abonenckie są bardzo krótkie, umożliwia prostą konstrukcję obwodu liniowego 706, o wysokim współczynniku wykorzystania mocy. Ważnym czynnikiem branym pod uwagę przy konstrukcji obwodu liniowego 706 jest wartość szumu wzdłużnego, który powstaje w parze przewodów telefonicznych w wyniku indukcyjnego sprzężenia ze źródłami energii takimi, jakimi są przewody zasilające. W pętli abonenckiej występuje przepływ prądów, powodowany sprzężeniem pojemnościowym z ekranem wokół kabla oraz innymi strukturami. W celu zaradzenia temu problemowi wymaga się tak starannego zrównoważenia obwodu interfejsu pętli abonenckiej, który jest częścią obwodu liniowego 706, aby skasowane zostały efekty tych prądów w każdym z dwóch przewodów w parze. Jednak w przypadku systemu telefonicznego według wynalazku, pętla abonencka jest bardzo krótka. Skutkuje to małym szumem wywoływanym przez sprzężenie indukcyjne oraz małą pojemnością względem ziemi. Dlatego też dokładność zrównoważenia obwodu liniowego w systemie według wynalazku może być dużo mniejsza niż dla obwodu liniowego położonego w centrali telefonicznej, który musi przekazywać sygnały na odległość do około 6000 m. Umożliwia to użycie prostszych konstrukcji. Innym ważnym czynnikiem w konstrukcji obwodu liniowego 706 jest wielkość dysponowanej powierzchni w centrali telefonicznej, która to powierzchnia jest bardzo droga. Dlatego też konieczne jest wykonanie konwencjonalnej, obejmującej 1000 linii, jednostki liniowej 106 tak małej, jak jest to tylko możliwe. Jednak w konstrukcji rozproszonej zakres funkcjonalny jednostki liniowej 106 zwiększa się z 6 do 24 terminali zdalnych 210, które są instalowane na zewnątrz budynków. W takim przypadku nie uwzględnia się tak bardzo problemu zajmowanej przestrzeni. Dlatego też do obwodów liniowych mogą być użyte bardziej solidne obwody oparte na transformatorach, mimo że zajmują one więcej miejsca niż obwody półprzewodnikowe, które są obecnie wyposażeniem central telefonicznych. Dalsze uproszczenie jest związane z dodatkowym zabezpieczeniem elektrycznym wymaganym przez obwody półprzewodnikowe.

System telefoniczny według wynalazku obsługuje w pełni cyfrowe wyposażenie abonenckie i dlatego nie ogranicza się do zestawów telefonii analogowej. Terminal zdalny 210 można wyposażyć w wiele różnych obwodów liniowych 706, aby dostarczyć np. usługę cyfrową o przepływności 64 kBit do takiego wyposażenia abonenckiego, jak telefony cyfrowe 710 i komputery 712. Automaty telefoniczne są innego rodzaju wyposażeniem abonenckim, które może być obsługiwane przez terminal zdalny 210.

W uzupełnieniu elastyczności konfigurowania systemu, obwód liniowy 706 według wynalazku spełnia pewne specjalne wymagania dotyczące wydajności, pomocne w utrzymaniu zużycia mocy na bezwzględnym minimum. Dzięki temu wszystkich 1000 linii systemu może być zasilanych z centrali telefonicznej bez baterii akumulatorów w terenie.

Pewną zaletą systemu telefonicznego według wynalazku jest możliwość zasilania 1000 linii systemu telefonicznego jedynie poprzez 12 par przewodów, sześć łączy E1, które łączą centralę telefoniczną ze stacją rozdzielczą 208 oraz dalej zasilanie jedynie poprzez dwie pary przewodów, jedno łącze E1, które łączą stację rozdzielczą 208 z każdym terminalem zdalnym 210. Spełnia się to przez kombinację środków. Po pierwsze, energię dostarcza się przy podwyższonym napięciu, wykorzystując powszechnie używaną organizację zasilania torem pochodnym. Standardy., przemysłowe zalecają, żeby ze względu na bezpieczeństwo montera napięcie dowolnego przewodnika względem ziemi było niższe niż 140 woltów, a moc dostarczana przez dowolną parę przewodów była mniejsza niż 100 watów. W zalecanym przykładzie wykonania +130 woltów napięcia prądu stałego względem ziemi podaje się na jedną połowę przewodów par oraz - 130 woltów napięcia prądu stałego podaje się na drugą połowę przewodów par. To rozwiązanie dostarcza napięcia roboczego 260 woltów i jeszcze spełnia wymagania bezpieczeństwa rozważane powyżej.

175 810

Po drugie, rozważania dotyczące ruchu włącza się do zarządzania mocą systemu. Chociaż jest 1000 abonentów, to udostępnia się tylko 120 kanałów w urządzeniu przełączającym. Dlatego też konieczne jest podawanie zasilania tylko do maksimum 120 telefonów. W nietypowym przypadku, gdy więcej niż 120 abonentów stara się uzyskać połączenie w tym samym czasie, to zablokowany 121 rozmówca otrzyma ostrzeżenie podawane specjalnym sygnałem akustycznym przez 15 sekund, a potem całe zasilanie tej pętli zostanie wyłączone. Wytwarzanie tonu ostrzegawczego wymaga bardzo mało mocy. Mimo że specjalny sygnał akustyczny podaje się tylko przez 5% cyklu pracy, to słychać go wyraźnie. Dlatego też w praktyce, gdy linie są przełączane, pętle zwierane, to rośnie zużycie mocy przez system, dopóki globalnie nie zostanie załączonych 120 linii. Wtedy, gdy załącza się jeszcze więcej linii, to zużycie mocy przez system rośnie łagodnie cały czas, aż do 1000 załączonych linii.

Dalsze zaoszczędzenie mocy uzyskuje się przez uwzględnienie kilku zastrzeżeń w konstrukcji obwodu pętli abonenckiej i systemach wspomagających, które zmniejszają wartość mocy wymaganej przez załączoną linię, zwartą pętlę. Telefony wymagają minimum 20 mA do normalnej operacji włączenia. Ponadto niektóre maszyny odzewowe wymagają 35 woltów do poprawnego działania w stanie rozwartej pętli. Dlatego też obwód liniowy 706 jest zaprojektowany tak, aby dostarczać 35 woltów napięcia, przy poborze prądu mniejszym niż 1 mA, gdy wyposażenie abonenckie znajduje się w pętli rozwartej. Lecz w przypadku, gdy pętla abonencka przechodzi w stan zwarcia, to obwód regulatora mocy w obwodzie liniowym przełącza się na tryb prądu stałego, dostarczając około 20 mA. Z powodu niewielkiej długości pętli abonenckiej, pobiera ona tylko 500 mW, przy zasilaniu jej w stanie zwarcia. Generator sygnału dzwonienia może również działać przy obniżonym napięciu i tym samym przy zmniejszonym poborze mocy, ze względu na niewielką długość pętli. Prosty, wydajny energetycznie generator dzwonka telefonicznego został zaprojektowany poprzez zsumowanie wyjść trzech generatorów fal prostokątnych, a następnie wygładzenie wynikowej fali za pomocą niewielkiego kondensatora. Tego typu formy fal prostokątnych wytwarza się za pomocą sprzętu cyfrowego, który jest w stanie obsługiwać inne cyfrowe funkcje systemu.

Inny ważny czynnik rozważany przy zmniejszaniu mocy zużywanej przez system odnosi się do poboru mocy w stanie pętli rozwartej. W dowolnie danym czasie większość telefonów systemu znajduje się w pętlach rozwartych. Np. w okresie czasu o dużym natężeniu ruchu, jeśli 100 linii tworzy pętle zwarte, to 900 tworzy pętle rozwarte. Z powodu tej dużej liczby, moc zużywana przez pętle rozwarte jest wielkością szczególnie krytyczną. Zastosowany w systemie telefonicznym według wynalazku, obwód oparty na transformatorze zużywa w stanie pętli rozwartej tylko 4 mW w porównaniu ze 100 do 150 mW zużywanych w konwencjonalnych konstrukcjach. W wyniku tego zaoszczędzenia mocy, całkowite zużycie mocy dla każdej pętli abonenckiej w stanie rozwarcia wynosi około 10 mW, prawie o rząd wielkości mniej w porównaniu z systemem konwencjonalnym.

Inną unikalną właściwością systemu telefonicznego według wynalazku jest schemat rozdziału mocy. Moc dostarczana do stacji rozdzielczej 208 i terminali zdalnych 210 poprzez sześć łączy E1 300 podlega filtracji tak, że dowolny z terminali zdalnych 210 może ją pobierać z jednego lub większej liczby z sześciu łączy E1 300.

Figura 9 przedstawia schemat rozdziału mocy. W interfejsie 202 filtr zasilania 900 odbiera prąd stały o napięciu ±130 woltów i podaje go do sześciu łączy E1 300. Podobny filtr zasilania stosuje się na końcu łączy E1 od strony stacji rozdzielczej 208 w celu odseparowania mocy z sygnału na każdym łączu i udostępnienia jej dla wszystkich terminali zdalnych 210. Umożliwia to dystrybucję mocy z wykorzystaniem wszystkich łączy E1 300, gdy ta moc jest potrzebna do terminali zdalnych 210, tzn. wtedy, gdy jedno łącze E1 300 przenosi ruch o dużym natężeniu, to może ono pobierać moc z innego łącza E1 300. Filtry zasilania 900 mogą być realizowane przy użyciu dobrze znanych dolnoprzepustowych technik filtracyjnych, takich jak pochodne sieci transformatorowe lub sieci diodowe typu LUB.

Zostanie teraz opisana komunikacja wewnętrzna. Funkcje sygnalizacyjne sieci telefonicznej odnoszą się do środków przeznaczonych do przenoszenia informacji sterującej związanej z siecią, między różnymi terminalami, węzłami komutacyjnymi i użytkownikami sieci. System telefoniczny według wynalazku wykorzystuje wspólny kanał sygnalizacyjny CCS na

175 810 łączach E1 między interfejsem 202, stacją rozdzielczą 208 i terminalami zdalnymi 210. Sposób ten charakteryzuje się użyciem pojedynczego kanału sterującego dla wszystkich funkcji sygnalizacyjnych grupy kanałów danych. W tym opisie do sterowania komunikacją elementy składowe systemu używają szczelinę czasową lub kanał 16 z każdego łącza E1.

W celu synchronizacji transmisji musi być użyte specjalne kodowanie liniowe, aby mieć gwarancję, ze każdy odbiornik może synchronizować lokalny zegar próbkowania z przepływnością przychodzącej sygnalizacji. System telefoniczny według wynalazku wykorzystuje protokół sterowania łączem synchronicznym SDLC do przesyłania danych, który opiera się na algorytmie wstawiania bitu zerowego, podobnego do protokołu CCITT sterowania łączem wysokiego poziomu HDLC za wyjątkiem tego, że zawiera specjalny znacznik stanu przepytywania działania pętli. Pętla działa następująco. Interfejs 202 jako sterownik łącza wysyła komunikat do terminali zdalnych 210 i przepytuje je, aby zebrać komunikaty, które one mają dla interfejsu 202. Terminale zdalne 210 i stacje rozdzielcze 208 nie komunikują się między sobą, ze względu na to, że nie ma informacji sterującej do przekazania. Kiedy interfejs 202 jest gotowy do zbierania komunikatów z terminali zdalnych 210 na łączu E1, rozsyła znaczniki stanu przepytywania binarnie 11111110. Kiedy terminal zdalny 210 wykryje znaczniki stanu przepytywania, musi określić, czy ma komunikat do wysłania. Jeśli nie ma, to po prostu przetwarza znacznik stanu przepytywania i odsyła go z powrotem do pętli. Jeśli natomiast rzeczywiście ma komunikaty do wysłania, to zmienia ostatni bit znacznika stanu przepytywania na 1, czyniąc go zwykłym, wypełniającym znacznikiem stanu, występującym między ramkami i nadaje swój komunikat do pętli. Po wysłaniu komunikatu, terminal zdalny 210 wysyła zwrotny znacznik stanu do pętli tak, że następny w łańcuchu terminal zdalny 210 może wysłać swój komunikat. Interfejs 202 pełni podwójną rolę, początku oraz końca pętli tak, że każdy komunikat, który wysyła, ostatecznie jest przez niego odbierany.

Zostaną teraz opisane przetwarzanie wywołań, utrzymanie i administracja. W celu przetwarzania wywołań, każdy terminal zdalny 210 sprawdza stan abonenta poprzez skanowanie stanu kart liniowych 700 i przekazuje stan do interfejsu 202. Interfejs 202 określa, jakie działanie ma być przedsięwzięte, komunikuje się z urządzeniem przełączającym centrali telefonicznej 102 i wysyła komendy do terminalu zdalnego 210, aby sterować kartami liniowymi 700. Stacja rozdzielcza 208 nie jest zaangażowana w przetwarzanie wywołań.

W ramach czynności utrzymania, każdy element składowy systemu telefonicznego uruchamia sprawdzanie swoich obwodów procesorowych w tle. Każdy taki element jest również odpowiedzialny za kontrolę poboru mocy i przedsiębranie działań zabezpieczających, jeśli przekroczone zostaną wartości progowe poboru mocy. Oprogramowanie utrzymujące interfejs 202 steruje wykonaniem testów i nadzorem wszystkich innych obwodów. Oprogramowanie utrzymujące interfejs 202 odpowiada również za obsługę alarmów, izolowanie uszkodzeń i usuwanie błędów. Ładowanie oprogramowania do wszystkich zastosowanych elementów składowych systemu koordynuje oprogramowanie utrzymania interfejsu 202. Porty techniczne dostępu dla personelu technicznego MAP, służące celom utrzymania, występują w interfejsie 202, stacji rozdzielczej 208 i terminalu zdalnym 210. Port techniczny umożliwia personelowi realizującemu utrzymanie, kontrolę kluczowych funkcji systemu, przez podłączenie małego przenośnego komputera do systemu za pomocą powszechnie używanego portu cyfrowego, jakim jest RS-232. Połączenie to wykonuje się w interfejsie 202 za pomocą wtyczki elektrycznej. Z uwagi na wilgotne oraz zanieczyszczone środowisko, które oddziałuje w otwartym terenie, aktywne zespoły elektroniczne stacji rozdzielczej 208 i terminalu zdalnego 210 umieszcza się w specjalnej uszczelnionej membranie. Dlatego tez zaleca się, aby porty techniczne dla stacji rozdzielczej 208 i terminali zdalnych 210 wykonać za pomocą łącza wykorzystującego technikę podczerwieni podobną do sterowania zdalnego używanego w elektronicznym sprzęcie domowym. Przezroczyste okno zainstalowane w uszczelnionej membranie umożliwia przenikanie sygnałów z płyty procesorowej do nadajnika-odbiornika pracującego w podczerwieni oraz dołączonego do modułu w pobliżu okna, bez narażania płyty elektronicznej na działanie cząstek. System ten eliminuje potrzebę instalowania uszczelnionych złączy, które muszą być niezawodnie szczelne nawet po kilkuset cyklach rozłączania. Szczegóły upakowania systemu telefonicznego są opisane w dalszej części.

175 810

Czynnościami administracyjnymi steruje oprogramowanie administracyjne w interfejsie 202. Terminale zdalne 210 i stacja rozdzielcza 208 są wyposażone w proste oprogramowanie administracyjne, które jest w stanie konfigurować odpowiednie fragmenty, kiedy z interfejsu 202 odebrane zostaną komendy administracyjne.

Zostaną teraz opisane środki transmisji. Poprzednio opisano kanały transmisyjne jako kanały, które używają pary -przewodów. Kanały te mogą być wykonane z różnymi ułatwieniami, wliczając w to kable współosiowe, mikrofalowe łącza radiowe typu punkt-punkt i włókna optyczne, światłowody.

Zainstalowania obejmujące dużą liczbę obwodów można realizować w sposób prostszy za pomocą środków o większej szerokości pasma, takich jak system kabli współosiowych lub optyka światłowodowa. Pojedynczy kabel współosiowy może zastąpić ponad 100 par przewodów, dając w efekcie radykalne zmnięjszEniE liczby przewodów. Ponadto większa szerokość pasma systemu kabli współosiowych umożliwia jednoczesną transmisję sygnałów telewizji kablowej. Widmo telewizji kablowej powszechnie ogranicza się w przybliżeniu do zakresu 50 MHz do 500 MHz, z około 75 kanałami, każdy o szerokości 6 MHz. Pozostawia to dolny zakres 50 MHz do wykorzystania przez sygnały telefoniczne.

Taki system, jak system telefoniczny według wynalazku, który jest w stanie obsługiwać 1000 linii abonenckich, wymaga zastosowania szerokości pasma cyfrowego odpowiadającego przepływności około 13 Mbit/sec. W innym przykładzie wykonania system telefoniczny według wynalazku wykorzystuje kable współosiowe. W przykładzie używa się konstrukcji modemu z prostą modulacją częstotliwościową w celu - pzzepły wu danych telefomcrnych w pierwszych 50 MHz widma kabla. Przy zastosowaniu dostępnych technik kodowania, takich jak kwadraturową modulacja amplitudy QAM, system umieszcza dane tElefonicznE w widmie o szerokości 3 MHz. W celu ułatwienia jednoczesnej transmisji sygnału telewizji kablowej CATV i sygnału telefonicznego, stosuje się mechanizm filtracji w stacji rozdzielczej 208, który oddziela poszczególne łącza E1 przed przepuszczeniem ich do terminali zdalnych 210. Kable współosiowe łączą interfejs 202 ze stacją rozdzielczą 208, podczas gdy połączenie stacji rozdzielczej 208 i terminalu zdalnego 210 można wykonać przez kabel współosiowy, skręconą parę przewodów lub ich kombinację. Zasilanie prowadzi się kablem współosiowym lub oddzielnie, skręconą parą przewodów. Jednak w tych przykładach wykonania, które używają systemów optyki światłowodowej, zasilanie mogłoby być prowadzone oddzielnie przez skręconą parę przewodów lub można by je pobierać z lokalnej baterii akumulatorów umieszczonej w pobliżu stacji rozdzielczej. Wadą systemu kabli współosiowych jest to, że powoduje on duże tłumiEniE sygnałów o większej częstotliwości. Dlatego też wzdłuż linii transmisyjnej niezbędne są obwody wzmacniakowe zapewniające regenerację oraz wzmocnienie. Dodatkowe zespoły obwodów zwiększają potencjalne zagrożenie niezawodności. Jednak przy mniejszych częstotliwościach, w paśmie, gdzie umiejscowione są sygnały telefoniczne, nie doświadcza się prawie tak wielkiego tłumienia. Stąd filtr dolnoprzepustowy, który tworzy obejście wszystkich obwodów wzmacniakowych, umożliwia obniżenie strat sygnałów telefonicznych przez obejście wadliwie funkcjonujących wzmacniaków, nawet w przypadku ich uszkodzenia. Usuwa to przyczyny powstawania potencjalnych problemów telefonicznej niezawodności, związanych z kablem współosiowym. Środki transmisji współosiowej upraszczają zespoły elektroniczne terminalu zdalnego 210. Jak to juz poprzednio rozważano, terminal zdalny 210 zawiera obwody ramkujące wytwarzające ciąg ramek danych, określające punkt początkowy każdej ramki danych. Po jednym z tych obwodów koniecznie trzeba zainstalować na końcach każdego łącza E1. Stosując dodatkową parę przewodów, można niezbędną informację taktującą przesłać wraz z danymi cyfrowymi, eliminując tym samym potrzebę stosowania drogich obwodów ramkujących. Jest to niepraktyczne w systemie, który stosuje pary skręcone, gdyż zwiększa to ilość stosowanej miedzi o 50%. Jednak z powodu szerokiego pasma kabla współosiowego, możliwa jest transmisja informacji taktującej na odmiennym paśmie częstotliwości, eliminując przez to z systemu wiele drogich obwodów ramkujących.

Zostanie teraz opisane upakowanie systemu telefonicznego. Upakowanie elementów składowych systemu telefonicznego zostało specjalnie zaprojektowane w celu łatwej instalacji i skutecznego rozmieszczenia. Zespoły elektroniczne przeznaczone do stosowania w tere14

175 810 nie otwartym zwykle upakowuje się w wentylowanych obudowach, które chronią zespoły elektroniczne przed deszczem. Przeciwdziałanie skraplaniu, powodowane zmianami temperatury, uzyskuje się w wyniku ciepła oddawanego w tych dużych systemach o małej mocy. Wystarczy tylko parę stopni różnicy temperatury, aby zapobiec skraplaniu się pary wewnątrz obudowy na płytach z obwodami i tym samym zapobiec uszkodzeniom powodowanym przez wodę. Aby jednak zrealizować według wynalazku to, co zostało wyrażone wraz z przyległymi celami, należy rozmieścić części systemu, przeznaczone do instalacji w warunkach zewnętrznych, w małych blokach i bardzo blisko abonenta. Dodatkowo części systemu przeznaczone do instalacji w warunkach zewnętrznych muszą działać przy bardzo niskim poziomie mocy, aby wyeliminować potrzebę stosowania baterii w terenie. Zgodnie z powyższym, system telefoniczny używa modularnych, uszczelnionych, hermetycznych jednostek upakowania, które osobno uszczelniają każdą płytę z obwodami elektronicznymi i wykorzystują uszczelnione złącza umożliwiające elastyczne rozmieszczenie modułów w oparciu o wymagania użytkownika.

Początkowa inwestycja, prowadząca do zestawienia systemu telefonicznego, obejmuje pojedynczy interfejs 202 i mikrokomputer osobisty 204 umieszczony w centrali telefonicznej, 12 skręconych par przewodów do połączenia centrali telefonicznej z terminalami zdalnymi 210 oraz zewnętrzne szafy terminali zdalnych 210, które montuje się na zewnętrznych murach lub w stojakach.

Figura 8 przedstawia terminal zdalny 210 bez pokrywy zabezpieczającej w celu zobrazowania modularnego upakowania elementów konstrukcyjnych stosowanych wewnątrz. Zewnętrzna część szafki jest środkiem zabezpieczającym przed uszkodzeniem mechanicznym, lecz nie można w oparciu o nią uzyskać szczelnego zabezpieczenia przed wilgocią z powodu niskich kosztów konstrukcji oraz częstego otwierania przez montera. Dlatego też wszystkie elektroniczne elementy składowe wewnątrz szafki są specjalnie uszczelniane.

Terminal zdalny 210 zawiera uszczelnioną płytę tylną 800 o konstrukcji modułowej. Każdy moduł płyty tylnej zawiera pewną liczbę, np. trzy uszczelnione złącza 802, w które wkłada się uszczelnione, aktywne moduły elektroniczne 804. Złącza 802 są również uszczelnione przy użyciu specjalnego żelu uszczelniającego.

Uszczelnione, aktywne moduły elektroniczne 804 zawierają wszystkie zespoły aktywnych obwodów terminalu zdalnego 210, wymagane do obsługi grupy terminali abonenckich. Moduł 804 zawiera przezroczyste okno 812, które umożliwia widzenie sygnalizacji świetlnej stanów, zamontowanej na płycie. Przezroczyste okno 812 umożliwia również transmisję sygnałów w podczerwieni do nadajnika-odbiornika działającego w paśmie fal podczerwonych i przymocowanego do modułu, aby połączyć się z portem technicznym MAP.

Każdy moduł płyty tylnej 800 może łączyć się z innym modułem 800 przy użyciu mostka magistralowego 806 i uszczelnionych żelem złączy mostków magistralowych 808. Moduł płyty tylnej 800 łączy się z blokiem terminalowym 810, który zawiera dużą liczbę, np. 96 uszczelnionych terminali. W okresie czasu, gdy następuje rozmieszczenie systemu, niektóre złącza 802 i 808 nie są używane. Niedopasowane złącza są podatne na uszkodzenia powodowane przez wodę i szczątki. W celu ochrony przed uszkodzeniami tego typu, każde złącze jest wyposażone w nasadkę, która chroni złącza, dopóki są one w użyciu. Dla zapewnienia, aby wszystkie złącza były zakryte przez moduł albo nasadkę ochronną, do nasadki ochronnej i aktywnego modułu elektronicznego 804 dołącza się dwa wyprowadzenia, które odbierają alarm nie zakrytego złącza. W zalecanym przykładzie wykonania oba te wyprowadzenia są razem zwarte. Terminal zdalny 210 lub procesor stacji rozdzielczej 208 przegląda, czy wszystkie te styki są zwarte. Jeśli którekolwiek nie są zwarte, to alarm dźwiękowy wywołany w interfejsie 202 przyciąga uwagę osoby nadzorującej korygowanie warunków.

Ze względu na to, że w swym zalecanym przykładzie wykonania wynalazek umiejscawia większą część zespołów elektronicznych w terenie otwartym, poza budynkami, decydującą sprawą jest zapewnienie integralności uszczelnienia każdego aktywnego modułu elektronicznego 804. Dlatego też w każdym aktywnym module 804 instaluje się czujnik wilgotności w celu kontroli stanu uszczelnionych modułów. Stany czujników wilgotności przegląda terminal zdalny 210 lub procesor stacji rozdzielczej 208. Jeśli wilgotność w środowisku

175 810 uszczelnionego modułu podniesie się ponad pewien poziom, np. 70%, to alarm dźwiękowy wywołany w interfejsie 202 przyciąga uwagę osoby nadzorującej w celu dokonania wymiany modułu nieszczelnego pod względem działania wody oraz jego naprawy.

System telefoniczny cyfrowy rozproszony według wynalazku umożliwia uszczelnianie terminali, złączy i modułów. W konwencjonalnym systemie, w którym pobór mocy i gęstość upakowania sprzętu są dużo większe, głównym problemem staje się przegrzewanie. W konsekwencji tego decydującą sprawą jest uzyskanie stałego przepływu powietrza, co z konieczności nie dopuszcza do użycia materiału uszczelniającego w większości sytuacji.

Terminale zdalne 210 umieszcza się w obudowach zabezpieczających, zaleca się użycie obudów z dwoma przedziałami. W jednym przedziale zamyka się elektroniczne elementy składowe - aktywne moduły elektroniczne 804, natomiast w drugim zamyka się terminale z przewodami - bloki terminalowe 810. Przedziały te zamyka się za pomocą dwóch specjalnych kluczy, jeden otwiera tylko przedział z przewodami, podczas gdy drugi umożliwia dostęp do obu przedziałów. Dla dodatkowego bezpieczeństwa, szafy terminali zdalnych 210 wyposaża się w alarmy sygnalizujące nieuprawniony dostęp. Można zastosować urządzenie wykorzystujące efekt Halla lub inne podobnie działające urządzenia w celu zapamiętania uwarunkowań alarmu i zasygnalizowania w centrali telefonicznej, ze nastąpiło otwarcie jednego z przedziałów. Można zastosować ręczne kasowanie automatycznego zgłoszenia alarmowego na konsoli nadzorczej.

System umożliwia użytkownikowi, operatorowi sieci, nabywać w przeciągu pewnego okresu czasu droższe moduły elektroniczne 804, utrzymując przez to początkowe koszty inwestycyjne na poziomie minimum. Przy okablowaniu abonenckim zainstalowanym w fazie budowy nowej struktury dla wszystkich potencjalnych abonentów, to jest okablowaniu prowadzącym od terminali zdalnych 210 do abonentów 100 na stosunkowo krótkiej odległości, dołączenie większej liczby abonentów do systemu telefonicznego staje się tak łatwe, jak łatwe jest włożenie nowego, aktywnego modułu elektronicznego 804.

¹⁷⁵ 8lo

175 810

FIG. δ

175 810

< Ο η ο z w w z

Ν Η) α >ι <^j ο Ν < Ζ Εμ D Ζ

S Ο ο α «

175 810

KONFIGURACJA R2

KONFIGURACJA MAŁEGO SYSTEMU

KONFIGURACJA SS7

A B C

STEROWANIE

DANE PCM

POŁĄCZENIE OPCJONALNE

F/G 5.

175 810

FIG. 6

175 810

F/G 7

175 810

-F/

F/G. &

175 810

175 810 r

I

I [

I

L.

FIG.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. System telefoniczny cyfrowy rozproszony do usług telefonicznych dla wielu abonentów, znamienny tym, że zawiera interfejs (202) zespołu łączy dalekosiężnych, umieszczony centralnie i dołączony do urządzenia przełączającego centrali telefonicznej (102) przez pierwszy cyfrowy środek transmisyjny, co najmniej jedną stację rozdzielczą (208) umieszczoną w pobliżu wielu abonentów (100) i dołączoną do interfejsu (202) zespołu łączy dalekosiężnych przez drugi cyfrowy środek transmisyjny i co najmniej jeden terminal zdalny (210) umieszczony w pobliżu wielu abonentów (100) i dołączony do co najmniej jednej stacji rozdzielczej (208) przez trzeci cyfrowy środek transmisyjny.
2. System według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy cyfrowy środek transmisyjny zawiera wiele pierwszych łączy (E1) i drugi cyfrowy środek transmisyjny zawiera wiele drugich łączy (E1), przy czym co najmniej jeden terminal zdalny (210) stanowi wiele terminali zdalnych (210) i co najmniej jedna stacja rozdzielcza (208) zawiera sieć łączącą (602), włączoną pomiędzy wiele drugich łączy (E1) i wiele terminali zdalnych (210), ta sieć łączącą (602) łączy dowolny z wiele terminali zdalnych (210) z dowolnym z wielu drugich łączy (E1), procesor (600) dołączony do sieci łączącej (602) do sterowania tą siecią łączącą i filtr zasilania (900) dołączony do wielu drugich łączy (E1) dla poboru mocy przez dowolny z wielu terminali zdalnych (210) z dowolnego lub wielu drugich łączy (E1).
3. System według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jeden terminal zdalny (210) zawiera wiele kart liniowych (700) zawierających obwód liniowy (706) pętli abonenckiej, wykorzystujący elementy transformatorowe i procesor (702) dołączony do wielu kart liniowych (700).
4. System według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jeden terminal zdalny (210) jest umieszczony w obudowie zabezpieczającej, która zawiera co najmniej jedną płytę tylną (800) zawierającą co najmniej jedno złącze (802), co najmniej jeden aktywny moduł elektroniczny (804) mający złącze do wetknięcia do co najmniej jednego złącza (802) co najmniej jednej płyty tylnej (800), ten moduł elektroniczny (804) do wprowadzenia aktywnego obwodu do podtrzymywania podzespołu wielu abonentów i blok terminalowy (810) dołączony do co najmniej jednej płyty tylnej (800) dla wprowadzenia wielu terminali.
5. System według zastrz. 4, znamienny tym, że co najmniej jedna płyta tylna (800) zawiera złącza mostków magistralowych (808) do łączenia z inną płytą tylną przy użyciu mostka magistralowego (806).
6. System według zastrz. 5, znamienny tym, że nie używane złącze spośród dowolnego z co najmniej jednego złącza (802) co najmniej jednej płyty tylnej (800) i złączy mostków magistralowych (808) jest pokryte przez nasadkę.
7. System według zastrz. 6, znamienny tym, że niedopasowane złącze spośród dowolnego z wymienionych, co najmniej jednego złącza (802) co najmniej jednej płyty tylnej (800) i złączy mostków magistralowych (808), jest dołączone do alarmu.
8. System według zastrz. 5, znamienny tym, że pojemność co najmniej jednego terminalu zdalnego (210) jest rozszerzalna przyrostowo przez wprowadzenie dodatkowych złączy spośród co najmniej jednego aktywnego modułu elektronicznego (804) w złączu (802) płyty tylnej, przy czym co najmniej jeden aktywny moduł elektroniczny (804) jest chroniony przez uszczelnianą pokrywę i wszystkie złącza są uszczelnione.
9. System według zastrz. 8, znamienny tym, że uszczelniona pokrywa zawiera przezroczyste okno (812) do pokazywania elementów emitujących światło.
10. System według zastrz. 8, znamienny tym, że co najmniej jeden aktywny moduł elektroniczny (804) zawiera ponadto czujnik wilgotności dołączony do procesora systemu.

175 810
11. System według zastrz. 10, znamienny tym, że procesor systemu jest dołączony do alarmu dołączonego do czujnika wilgotności co najmniej jednego aktywnego modułu elektronicznego (804).
12. System telefoniczny cyfrowy rozproszony do usług telefonicznych dla wielu abonentów, znamienny tym, że zawiera stację rozdzielczą (208) umieszczoną w ścisłej bliskości podzespołu wielu abonentów, stacja rozdzielcza (208) zawiera procesor (600), wiele kart z obwodami przełączników krzyżowych (602), z których każda łączy co najmniej jedną linię transmisyjną rozpoczynającą się w centrali telefonicznej z wieloma liniami transmisyjnymi dołączonymi do wielu abonentów w pętli, magistralę sterującą (604) do łączenia procesora (600) z wieloma kartami z obwodami przełączników krzyżowych (602) i filtr zasilania (900) do doprowadzania mocy odbieranej z co najmniej jednej linii transmisyjnej każdej z wielu kart z obwodami przełączników krzyżowych (602).