MUNKAANYAG. Érdi Péter. A T-S-T kapcsolófokozat kiépítése. A követelménymodul megnevezése: Távközlési szaktevékenységek

Átírás

1 Érdi Péter A T-S-T kapcsolófokozat kiépítése A követelménymodul megnevezése: Távközlési szaktevékenységek A követelménymodul száma: A tartalomelem azonosító száma és célcsoportja: SzT

2 A T-S-T KAPCSOLÓFOKOZAT KIÉPÍTÉSE ESETFELVETÉS-MUNKAHELYZET Két távoli előfizető szeretne egymással telefonálni. A digitális telefonközpontok PCM trönkkel csatlakoznak egymáshoz. A PCM trönkön a beszélgetéseket időrésekben viszik át. A primer PCM trönkön 30 beszélgetés továbbítható. Például az első központból érkező 4. vonal 8. időrését kellene átkapcsolni a 3. központ felé menő 2. vonal 25. időrésébe. Hogyan lehet az egyik időrés tartalmát áttenni egy másik időrésbe? 1. ábra. Hívásfelépítés Ezt valósítja meg a T-kapcsoló. Miként lehet T-kapcsolókat összekötni? Erre szolgál az S- kapcsoló. A vezetékes és a mobil hívások egyaránt alkalmazzák a T és S fokozatokat. Szeretne a távközlésben dolgozni? Akkor ismerje meg a különféle kapcsolófokozatok működésének lényegét! Ha elsajátította a tananyagot, akkor ismertesse új kollégáival a digitális telefonközpontok kapcsolófokozatainak működését! Mutassa be a hívás felépítését! 1

3 SZAKMAI INFORMÁCIÓTARTALOM T-KAPCSOLÓK A csatornák időbeli helyzetét megváltoztató kapcsoló (T-kapcsoló Time-switch) feladata, hogy bármelyik bemeneti időrésének a tartalmát (az abban található 8-bites PCM mintát) képes legyen tetszőleges kimeneti időrésben továbbítani. 2. ábra. T-kapcsoló elve A bemeneti k-adik időrés tartalmát a kimeneti PCM jelfolyam n-edik időrésébe helyezi át. Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy a bemeneti időrésben lévő kódszót addig kell tárolni egy átmeneti tárolóban (BM= beszéd memória), ameddig a kimeneti időrés időpontja be nem következik. 3. ábra. Időrés áthelyezése Az első minta áthelyezése ugyanabban az időrésben következik be, mert a k<n. A második esetben a k n, ezért a következő időrésben kerül áthelyezésre a PCM minta. 2

4 1. A 32 időréses bemeneti T-kapcsoló működése 4. ábra. 32 időréses bemeneti T-kapcsoló A BM beszédmemória tárolónak annyi a sora (rekesze), amennyi időrés van a bemeneten - itt 32. A beszédmemóriát minden keretidő alatt (125 µs) feltöltjük a bemeneti időrések tartalmával. A soros-párhuzamos átalakító segítségével a beszédmemóriába párhuzamosan íródnak be az időrések, mind a nyolc bit egyszerre. A beszédmemóriába történő beírás a bemeneti időrések sorrendjében történik, tehát a 0. sorba a 0. időrés, az 1. sorba az 1. időrés, a 31. sorba a 31. időrés tartalma kerül. A BM beszédmemória véletlenszerű (nem sorrend szerint történő) kiolvasását a KM kapcsoló memória vezérli. A központi vezérlő híváskezelő programja írja be a kapcsoló memória rekeszeibe a kapcsolandó bemeneti időrésnek a címét. Tehát a KM egy-egy sorában a BM kiolvasandó sorának a száma van. A T-kapcsoló bemeneti és kimeneti időréseinek száma megegyezik egymással. Ezért 125 mikroszekundumonként beírás, illetve kiolvasás történik. A beolvasás a 125 µs egyik fele alatt, a kiolvasás a 125 µs másik fele alatt történik. Beírunk egy 8-bites kódszót a BM-be, majd kiolvasunk onnan egyet. A beszédmemória mindegyik sorába 125 µs múlva írjuk be ugyanannak a beszédnek a következő beszédmintáját. Éppen ezért bizonyosnak tekinthető, hogy minden új kódszót kiolvasunk a beszéd memóriából még annak előtte, hogy a sorrendben következő kódszó megjelenne ugyanannál a memóriarekesznél. A BM beíró dekódere 0-31-ig lép egyesével úgy, hogy 125 mikroszekundumonként ugyanarra a sorra lép. Ahol a dekóder áll, abba a BM beszédmemória sorba íródik a minta. A beíró dekóder léptetése a beíró számláló ütemezése szerint történik. A beíró számláló és a beíró dekóder akkor áll nullán, amikor a vonal nulladik időrését kell beírni. 3

5 A kapcsoló memória vezérli a BM kiolvasó dekóderét. A kiolvasó dekóder nem egymás utáni beszéd memória sorokat olvastat ki, hanem a KM kapcsoló memória soraiban véletlenszerű sorrendben található BM beszédmemória sorokat. (A véletlen valójában a tárcsázott számoktól függő hívott kiválasztását jelenti.) A kapcsoló memória soraiban a kiolvasandó beszédminta BM beszédmemória sorának a száma van. A KM kapcsoló memória szinkronizálása a kimenő vonal nulladik időrése alapján történik. A bemeneti T kapcsolóba párhuzamosan íródnak be a bitek, és párhuzamosan távoznak. 2. Az 512 időréses bemeneti T-kapcsoló működése A gyakorlatban különböző méretű T-kapcsolókat használunk. Vannak kicsi, egy primer PCM keretet kapcsolók és léteznek nagy, 16 primer PCM keretes T-kapcsolók is. A digitális előfizetői központok 16 primer T-kapcsolókat alkalmaznak. (Pl. AXE bemeneti T-kapcsoló 16 primer PCM keretet tartalmaz (16x32=512 időréses). Az EWSD bemeneti T-kapcsolója 4 szekunder PCM keretet használ (4x128=512 időréses). Mindkét központtípus T-kapcsolója 512 időrés átkapcsolását teremti meg időrésenként. Itt tehát nagy a sebesség, hiszen 125 µs alatt kell beírni és kiolvasni mind az 512 időrést. A beolvasás az időrések sorrendjében történik. Először a 0. vonal 0. időrését, majd az 1. vonal 0. időrését, végül a 15. vonal 0. időrését olvassuk be. Ez kerül a BM beszédmemória első 16 rekeszébe (0-15-ig). A BM 16. sorába a 0. vonal 1. időrése íródik, a 17. sorba az 1. vonal 1. időrése, a 18. sorba a 2. vonal 1. időrése kerül. A kiolvasást a KM kapcsoló memória vezérli úgy, hogy pl. a 8. sorában látható 37 azt jelenti, hogy a kimeneti 8. időrésbe kerül a BM beszédmemória 37. sorába írt beszédminta. Ez jelenti az időkapcsolást, másképpen fogalmazva: a 37. időrést átkapcsoltuk a 8. időrésbe. A hibátlan működést minden telefonközpontban két bitről-bitre egyformán működő kapcsolófokozattal biztosítják. A kimenetre csak az egyik jelét továbbítják, de hiba esetén 125 µs alatt átkapcsolnak a másik kapcsolófokozatra. 4

6 5. ábra. 512 időréses bemeneti T-kapcsoló Az AXE központban paritásbittel ellenőrzik, hogy hibátlan-e az átvitel. Hiba esetén váltás történik a másik kapcsolósíkra. Ezt az úgynevezett síkváltó bittel oldják meg. Az AXE központban a 8 bites minta mellé egy paritásbitet és egy síkváltó bitet tesznek. Itt tehát nem 8, hanem 10 bitet visznek át minden keretidőben. Az EWSD központban csak 8 bites mintákat továbbítanak, de az átviteli utat minden hívás kezdetén leellenőrzik. Csak hibátlanul működő kapcsolási úton épül fel a hívás. Ha menet közben történik hiba, akkor átkapcsolnak a másik kapcsolósíkra. 2. Kimeneti T kapcsoló A központ kimeneti oldalán megoldandó feladat, hogy az eddig használt belső időrést tegyük át annak a vonalnak az első szabad időrésébe, amin elérhető a hívott. Ez a kimeneti T kapcsoló feladata. A működése megegyezik a bemeneti T kapcsolóéval. A különbség mindössze annyi, hogy ide párhuzamosan érkeznek a bitek. A kimeneti jelfolyam azonban primer PCM formátumú, ahol a bitek sorosan helyezkednek el az adott időrésben. Ezért a kimeneti oldalon párhuzamos-soros átalakítóra van szükség. A kimeneti T kapcsolóba párhuzamosan íródnak be a bitek, és sorosan távoznak. 6. ábra. Kimeneti T-kapcsoló A T-kapcsoló KM kapcsoló memóriájába a BM beszédmemória annyiadik sorának a számát írjuk, ahányadik átvinni kívánt PCM mintát tároljuk. Másképpen fogalmazva ugyanezt: a KM annyiadik sorába írjuk a BM sorának a számát, amelyik időrésbe át akarjuk tenni a beszédmintát. 5

7 A tananyag elsajátításának megkönnyítésére és ellenőrzésére ajánljuk a T-kapcsolók önellenőrző feladatainak megoldását. Kérdésről-kérdésre érdemes haladni, átgondolni a működést. S-KAPCSOLÓ Az S-kapcsolót az angol Space-switch - elnevezés alapján magyarul tér-kapcsolónak nevezzük. 7. ábra. S-kapcsoló elve Időbeli helyzetet, azaz időrést nem vált, csak a bejövő-kimenő vonalakat köti össze. A digitális kapcsolómezőben az S-kapcsolót arra használjuk, hogy a bemeneti T-kapcsolók kimeneteit összekössük a kimeneti T-kapcsolók bemeneteivel a beszédmintát tartalmazó időrés megérkezésekor. Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy a bemeneti k-adik időrésben érkező kódszó a kimeneten is a k-adik időrésben, azaz a bemenethez képest változatlan időbeli, de más térbeli helyzetben fog megjelenni. Az S-kapcsoló bemeneti és kimeneti T-kapcsolókat köt össze. 6

8 8. ábra. S-kapcsoló felépítése A k-adik bemeneti T-kapcsoló x-edik időrésének tartalmát a z-edik kimeneti T-kapcsoló x-edik időrése továbbítja egy pillanatig, majd 125 µs múlva ismét. A következő időpillanatban (x+1. időrés) a k-adik bemenet valószínűleg egy másik kimenethez kapcsolódik. Azaz a k-z kapcsolat 125 µs-onként jön létre az x-edik időrés megjelenésekor. Ugyanekkor a többi bemenet és kimenet is kapcsolódik valamilyen formában. A multiplexereket a KM kapcsoló memória címezi meg. Annyi multiplexer kell, amennyi kimenet. A kapcsoló memóriának több szegmense van, mindegyik egy-egy multiplexerhez van hozzárendelve. A KM kiolvasása az időrések sorrendjében történik ciklikusan. Az S- kapcsoló KM memóriájában minden szegmens minden sorában egy-egy bemenet címe található. A példa alapján a z-ik multiplexert címző memóriaszegmens x-edik sorában a bemenet száma, azaz k található. Ugyanekkor (x. időrés) pl. az N-1-ik kimenet a 2-ik bemenettel lesz összekötve. A memóriaszegmensek egy sorában szerepel az összes bemenet, de csak egyszer. Ha többször lenne beírva ugyanaz a bemenet, akkor ez a beszélgetés több kimenetre jutna. Konferenciakapcsolást azonban nem a kapcsolómezőben hozunk létre. 7

9 Az S-kapcsolóba párhuzamosan mennek be - és jönnek ki a PCM kódszavak. Az ábrán látható multiplexerek egy bitet továbbítanak. Ezért egy multiplexert úgy képzeljünk el, mintha a 8 bitnek megfelelően egymás fölött 8 multiplexer lenne. Mindegyik egy-egy bitet továbbít. Az S-kapcsoló késleltetés nélkül teszi át a bemeneti időrések tartalmát a kimeneti időrésekbe. Nagy kapacitású kapcsolómezőkben az S-kapcsoló bemeneti, illetve a kimeneti csatornaszáma nem 32, hanem ennél nagyobb, pl Ott az S-kapcsolóban nem változik más, csak a KM kapcsoló memória rekeszeinek száma növekszik meg 512-re, és a kapcsoló működési sebessége is ezzel arányosan nagyobb lesz. A vezérlést a központi vezérlő híváskezelő egysége állítja be a szegmenseken. Röviden összefoglalva az S kapcsoló azon memória szegmensét használjuk, amelyik a kiválasztott kimenetet eléri. Ennek a memória szegmensnek annyiadik sorába írunk, ahányadik időrést szeretnénk átvinni. Ebbe a sorba a multiplexer bemenetének számát írjuk. A tananyag elsajátításának megkönnyítésére és ellenőrzésére ajánljuk az S-kapcsolók önellenőrző feladatainak megoldását. Kérdésről-kérdésre érdemes haladni, átgondolni a működést. T-S-T KAPCSOLÓMEZŐ A digitális kapcsolómező három fokozatból áll: T be -S - T ki 8

10 9. ábra. T-S-T kapcsolómező Példaképpen az első bemeneti T-kapcsoló 5. vonalának 12. időrésében jön be a hívó előfizető PCM mintasorozata. (Előre irány szürke vonal). A beszédmemória 12x16+5=197. sorába kerülnek a hívó beszédmintái, másodpercenként 8000 darab. A beadott számjegyek ismeretében a híváskezelő (központi vezérlő) találja meg a hívott felé menő vonalat. A T be1 kapcsoló memóriája átteszi a mintát az S-kapcsoló felé menő 512 időrésének egyik szabad időrésébe, pl. a 256. időrésbe. A kapcsoló memória 256. sorába a híváskezelő 197-et ír. 9

11 A példán látszik, hogy az N-edik kimeneti T-kapcsoló felé kell felépíteni a hívást. Ennek biztosításához az S-kapcsoló N-edik memóriaszegmensének 256-odik sorába 1-et ír a híváskezelő. Az N-edik kimeneti T-kapcsoló 125 µs-onként kapja a hívótól érkező PCM mintákat. Az érkező minták a beszédmemória 256. sorába kerülnek. Ezeket átteszi a hívottat elérő kimeneti vonal egyik szabad időrésébe. A PCM minta a hívott előfizetői kártyáján alakul át analóg jellé. Minden összeköttetésben két átviteli irány épül fel. Előre irányban a hívást kezdeményezőtől a hívottig, és vissza irányban a hívó felé, de általában ezt nem szokás ábrázolni. (A mi rajzunkon kék színnel ábrázoltuk a visszairányú összeköttetést is. A 9. ábrán a kék szaggatott vonal jelzi a hívottól a hívóig terjedő visszairányú szakaszt.) A digitális telefonközpontok kapcsolófokozatai általában kis, közepes és nagy kapacitásúak lehetnek. Például N=4 T-kapcsolóval rendelkező központ kapacitása: 4x16 primer PCM vonalon 4x16x30=1920 beszédcsatorna vihető át. Mondjuk az összes előfizető ötödrésze beszélhet egyszerre, akkor 5x1920, majdnem tízezer előfizetőt lát el a kis kapacitású kapcsolómező. A közepes kapacitású kapcsolómező N=16 T-kapcsolós lehet. 16x16x30=7680 egyidejű beszélgetés lehetséges. Az 5x7680= at is elérheti a központba bekötött előfizetők száma. Magyarországon nagykapacitású kapcsolófokozatot nem alkalmaznak. A tananyag elsajátításának megkönnyítésére és ellenőrzésére ajánljuk a T-S-T kapcsolómező önellenőrző feladatainak megoldását. Kérdésről-kérdésre érdemes haladni, átgondolni a működést. TANULÁSIRÁNYÍTÓ A digitális kapcsolómező bemeneti és kimeneti T-kapcsolókból, valamint S-kapcsolóból áll. Külön-külön egymás után érdemes elsajátítani a működést. Éppen ezért külön önellenőrző feladatok vannak a T, az S és a T-S-T fokozat gyakorlásához. Amennyiben sikerült elsajátítani az anyagot, tekintsen kicsit messzebbre. Interneten nézzen utána, és írásban válaszoljon az alábbi kérdéseke! 1. Mikor és hol helyezték üzembe az első digitális telefonközpontot Magyarországon? 2. Milyen típusú digitális telefonközpontok vannak a vezetékes telefonhálózatban? 3. Milyen típusú digitális telefonközpontok vannak a mobil telefonhálózatban? 4. Írjon le nem európai digitális telefonközpontot gyártó cégneveket! 10

12 ÖNELLENŐRZŐ FELADATOK T KAPCSOLÓ ÖNELLENŐRZŐ FELADATAI 1. feladat Rajzolja le egy kisebb központ bemeneti T kapcsolóját, aminek mindössze két primer PCM bemenete van! A bemenő vonalak számozása: 0. és feladat Az előző T kapcsoló 1. vonalának 28-ik bemeneti időrését tegyük át a 60. kimeneti időrésbe! A KM melyik sorába mit írunk? A KM.sorába írunk. 11

13 3. feladat Válaszoljon írásban az alábbi kérdésekre! 1. Hány soros a BM? 2. A BM egy sorában hány bit van? 3. Hány soros a KM? 4. A KM egy sorában hány bit van? primer PCM vonal esetén a 2. vonal 3. időrése a BM melyik sorába kerül beírásra? primer PCM vonal esetén a 3. vonal 2. időrése a BM melyik sorába kerül beírásra? primer PCM vonal esetén a 15. vonal 31. időrése a BM melyik sorába kerül beírásra? 12

14 8. Találjon ki egy képletet a beírás sorrendjére! 9. Mihez szinkronizálják a bemeneti időrés számlálót? 10. Mihez szinkronizálják a kimeneti időrés számlálót? 11. Ha a BM 8. sorát a kimenet 24. időrésébe akarjuk áttenni, akkor a KM melyik sorába mit írunk. S KAPCSOLÓ ÖNELLENŐRZŐ FELADATAI 1. feladat Rajzolja le egy kisebb központ S kapcsolóját, aminek mindössze négy bemeneti és négy kimeneti 512 időréses T kapcsolója van! A T kapcsolók számozása: 0., 1.,2.,3. 13

15 2. feladat Az 1. bemeneti T kapcsoló 400-ik időrésében levő beszédmintát tegyük át a 3. kimeneti T kapcsolóba! Melyik memória szegmens, hányadik sorába írunk, és mit? 3. feladat A. memória szegmens.sorába írunk. Írásban válaszoljon a kérdésekre! 1. A memória szegmensek egymást követő soraiban ugyanaz-e a beírás? 2. A memória szegmensek egy sorában mi szerepel? 14

16 3. Hány multiplexerre van szükség? 4. A példában tárgyalt v-z kapcsolat egy beszélgetés alatt végig össze van kapcsolva? 5. Ha nincs beszélgetés valamelyik időrésben, akkor mit kapcsolunk? 6. Mi találja ki, hogy a memória szegmensek soraiba mi legyen beírva? 7. Hány kódszót továbbítunk beszélgetésenként, másodpercenként 32, illetve 512 időréses kapcsolás esetén? 8. Ha azt mondjuk, hogy 5. bemenet, akkor ezen hány fizikai vezetéket értünk? 9. Hányszor nagyobb egy 512 időréses S-kapcsoló sebessége egy 32 időrésesénél? 15

17 10. Ugyanannak a memória szegmensnek egymás alatti sorában lehet-e ugyanaz a szám? T-S-T KAPCSOLÓMEZŐ ÖNELLENŐRZŐ FELADATAI 1. feladat Rajzolja le egy kisebb központ T-S-T kapcsolófokozatát, aminek mindössze két bemeneti és négy kimeneti 512 időréses T kapcsolója van! A T kapcsolók számozása: 0 és feladat A beszédminta az 1. T kapcsoló 88. sorában érkezik. A kimeneti T kapcsoló memória 222. sorába 111 van írva. Írja be az előző ábrába a beszéd és a kapcsoló-memóriák adatait! 16

18 MEGOLDÁSOK T KAPCSOLÓ ÖNELLENŐRZŐ FELADATAINAK MEGOLDÁSA 1. feladat 2. feladat A KM 57. sorába 60-at írunk. Az 57 úgy jön ki, hogy 2x28+1=57 3. feladat 1. A BM 512 soros, ig számozva. 10. ábra. 2. A BM egy sorában AXE esetén 10, EWSD esetén 8 bit van. 3. A KM 512 bites 4. A KM egy sorában 7 bit van, hiszen ennyivel lehet a BM 512 sorát megcímezni. 5. A BM 35. sorába íródik. 6. A BM 50. sorába íródik. 7. A BM 511., utolsó sorába íródik az utolsó vonal utolsó időrése. 17

19 8. Képlet: V +16 x i, azaz vonalszám +16 x időrés szám. 9. A bemeneti időrés számlálót a bemenő vonal 0. időréséhez szinkronizálják. 10. A kimeneti időrés számlálót a kimeneti vonal 0. időréséhez szinkronizálják. 11. A KM 24. sorába 8-at írunk. S KAPCSOLÓ ÖNELLENŐRZŐ FELADATAINAK MEGOLDÁSA 1. feladat Rajzolja le egy kisebb központ S kapcsolóját, aminek mindössze négy bemeneti és négy kimeneti 512 időréses T kapcsolója van! A T kapcsolók számozása: 0., 1.,2.,3. 2. feladat 11. ábra. A 3. memória szegmens 400. sorába 1-et írunk. 3. feladat 1. Nem. 2. Az összes bemenet száma egyszer 3. Amennyi kimenet van. 4. Nem, csak másodpercenként 8000-szer egy pillanatra. 5. Az utolsó mintát továbbítjuk mindaddig, ameddig nem lesz új beszélgetési kódszó. 18

20 6. A központi vezérlő. 7. Minden esetben 8000-et at, mindegyik bitnek egy-egy vezeték kell szor, amennyiszer az 512 nagyobb a 32-nél. 10. Lehetséges, de kicsi a valószínűsége. A T-S-T KAPCSOLÓMEZŐ ÖNELLENŐRZŐ FELADATAINAK MEGOLDÁSA 1. feladat 2. feladat 12. ábra. A beszédminta az 1. T kapcsoló 88. sorában érkezik. A kimeneti T kapcsoló memória 222. sorába 111 van írva. Írja be az előző ábrába a beszéd, és a kapcsoló-memóriák adatait! 19

21 IRODALOMJEGYZÉK FELHASZNÁLT IRODALOM Dr. Seres Péter: Vezetékes távközlő-hálózatok digitális kapcsolás- és jelzéstechnikája (Kiadó: Puskás Tivadar Távközlési Technikum 2006) Érdi Péter: Ábragyűjtemény (Kiadó: Puskás Tivadar Távközlési Technikum 2004) AJÁNLOTT IRODALOM Interneten megtalálható a digitális központok fényképe NOKIA központ képe (TELENOR mobil hálózat) ss.html AXE központ képe (T-mobil központok, vezetékes központok) SIEMENS központ képe (Vezetékes központok) 20

22 A(z) modul 028-as szakmai tankönyvi tartalomeleme felhasználható az alábbi szakképesítésekhez: A szakképesítés OKJ azonosító száma: A szakképesítés megnevezése Távközlési műszerész Antenna szerelő Beszédátviteli rendszertechnikus Elektronikus hozzáférési és magánhálózati rendszertechnikus Elektronikus műsorközlő és tartalomátviteli rendszertechnikus Gerinchálózati rendszertechnikus Távközlési üzemeltető A szakmai tankönyvi tartalomelem feldolgozásához ajánlott óraszám: 10 óra

23 A kiadvány az Új Magyarország Fejlesztési Terv TÁMOP / A képzés minőségének és tartalmának fejlesztése keretében készült. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. Kiadja a Nemzeti Szakképzési és Felnőttképzési Intézet 1085 Budapest, Baross u. 52. Telefon: (1) , Fax: (1) Felelős kiadó: Nagy László főigazgató