Принципы коммутации

ИКМ

Под ИКМ понимают преобразование аналогового непрерывного сигнала в цифровую форму. ИКМ сводится к трем стандартным процедурам:

1. Дискретизация по времени.

2. Квантование по уровню.

3. Кодирование.

1. Дискретизация обеспечивает замену непрерывного аналогового сигнала выборочными значениями, называющимися отсчетами. Т.к. дискретизация является равномерной, то для ее характеристики вводят следующие параметры:

1) Интервал дискретизации Тg.

2) Частота дискретизации fg=1/ Тg.

Технически дискретизация реализуется использованием ключевого элемента, который замыкается через равные промежутки времени.

2. Квантование подразумевает округление отсчетов до ближайшего уровня квантования. Разность между реальным отсчетом и приведенным к уровню квантования называют шумом квантования.

Шумы квантования тем сильнее, чем слабее сигнал. Для снижения шумов квантования применяют следующие способы:

1) Неравномерное квантование. Технически сложно реализуется, поэтому не распространено.

2) Сигнал подвергается компандированию, т.е. на передающей стороне выполняется компрессия, т.е. слабый сигнал усиливается, а сильный ослабевает. На приемной стороне выполняется обратная процедура – экспандирование. Вместе компрессия и экспандирование называются компандированием. Существуют 2 закона компандирования:

а) А87,6/13 - Европа

б) μ = 255 – США и Канада

3) Цифровое квантование. При данном способе сигнал квантуется значительно большим числом уровней, например 4096. Из них выбираются необходимые 256.

3. Кодирование – представление уровней в виде кодов.

Коммутация – соединение между входом и выходом на время, необходимое для передачи сообщений. Она бывает аналоговая и цифровая. Если в пределах коммутационной системы сигнал передается и коммутируется в цифровом виде – цифровая коммутация. В ее рамках различают временную и пространственную коммутацию. Временная коммутация – перемещение кодовых комбинаций входящих КИ (канальные интервалы) по сравнению с исходящими КИ.

На основе временной коммутации строятся Т-ступени. Т-ступени могут строиться на основе переменных управляемых линий задержки либо цифрового ЗУ. Сегодня Т-ступени строятся на цифровых ЗУ. Линии задержки, при всей простоте их организации, широкого распространения не нашли, т.к. обеспечивают коммутацию в последовательном коде. Для осуществления коммутации в параллельном коде требуется значительное увеличение числа линий задержки.

В самом общем случае Т-ступени состоят из двух видов ЗУ: речевого (РЗУ) и управляющего (УЗУ).

В РЗУ осуществляется запись/считывание кодовых слов по адресам, хранящимся в УЗУ или УУ системы. В УЗУ обеспечивается запись/чтение адресов для РЗУ. Т-ступень может работать в двух режимах:

1. Последовательная запись, произвольное считывание.

2. Произвольная запись, последовательное считывание.

Первый режим предполагает последовательную запись кодовых комбинаций (КК) в РЗУ по адресам, сформированным счетчиком, путем наращивания его содержимого на единицу, и произвольного считывания из РЗУ по адресам, сформированным УЗУ, – управление по выходу.

Второй режим предполагает произвольную запись кодовых слов в КИ по адресам, сформированным УЗУ, и последовательного считывания КК из РЗУ по адресам, сформированным счетчиком, – управление по входу.

В настоящее время чаще используется первый режим.

Т-ступень характеризуется следующими параметрами

Т : N × N ; K

, где N – количество входов (вх. КИ);

М – количество выходов;

К – разрядность кодового слова.

Т.к. коммутационные поля на основе Т-ступени строятся по полнодоступной схеме, где число входов равно числу выходов, то получаем :

Т : N × N , 8.

Емкость Т-ступени определяется по следующей формуле:

, гдеТ_ц– время цикла ИКМ (125млс);

8 – разрядность кодового слова;

t_ц – время цикла ЗУ;

р – число одновременно записываемых /считываемых разрядов в ЗУ;

А - параметр, характеризующий способ доступа к ЗУ.

Теоретически, емкость Т- ступени может достигать десятков тысяч точек коммутации, но это сложно и дорого реализовать, поэтому современные КП (коммутационные поля) с использованием Т-ступени имеют следующие параметры:

1024 × 1024 - 32 ИКМ

512х512 – 16 ИКМ

256х256 – 8 ИКМ (старые разработки)

Следовательно, необходимо повышать емкость Т-ступени. Это возможно следующими способами:

1. Одновременно параллельно записывать (считывать) все разряды кодового слова. Вся информация между конструктивными элементами ЦСК передаётся только в последовательном коде. Коммутация осуществляется только в параллельном. Поэтому необходимо осуществлять преобразование из последовательного кода в параллельный перед коммутацией и обратно после коммутации.

2. Уменьшение t_ц. Это возможно при дальнейшем развитии элементной базы. Этот параметр зависит от степени интеграции микросхем.

3. Уменьшение параметра А. Для этого в общую схему Т-ступени дополнительно вводится второе РЗУ и контроллер, вырабатывающий сигнал разрешения записи в РЗУ.

При А = 2 получаем следующую схему:

Для общего случая Т-ступени параметр А = 4. Чтобы А = 2 в схему вводиться РЗУ2 и контроллер. Пока в РЗУ1 производиться запись кодовых слов входящих КИ по адресам из счетчика, из РЗУ2 производиться считывание ранее записанных кодовых комбинаций по адресам, хранящимся в УЗУ. В следующий момент РЗУ1 и РЗУ2 меняются режимами. Это так называемый режим раздельная запись, раздельное считывание.