Структура и принципы работы цифровых АТС

Структура и принципы работы цифровых АТС

Цифровая АТС и её возможности

Цифровая АТС – это современная телефонная станция, в которой коммутация и управление являются полностью цифровыми, что позволяет бесконечно расширять перечень ее функций и возможностей. Сигнал, идущий от первоисточника, оцифровывается в отделе абонентского комплекта и передаётся внутри АТС и между автоматическими телефонными станциями в цифровом виде. Это является гарантией отсутствия затухания и минимизирует помехи, независимо от длины пути сигнала. Универсальность цифровых АТС заключается в том, что путем изменения конфигурации программного обеспечения можно создавать системы с большим спектром функций, в зависимости от нужд и требований потребителя.

Цифровая АТС может функционировать как : - телефонная станция локального масштаба; - транзитная телефонная станция; - концентратор;  - сельская телефонная станция; - станция в рамках учреждений (а также для малого и среднего бизнеса) ; - МТС - коммутаторная система; - коммутационный центр цифровой сети интегрального обслуживания); - как часть интеллектуальной сети и узел услуг коммутации (IN). К положительным качествам, присущим цифровым АТС относятся: - высокая совместимость с различными типами АТС; - надежность и пригодность к ремонту; - возможность наращивать аппаратные средства при необходимости увеличить число абонентов; - адаптируемость программного обеспечения, которое поставляется в комплекте со станцией; - возможность ввода комплекса дополнительных услуг для абонентов; - доступная стоимость, не превосходящая стоимость АТС других типов - отвечающие современным требованиям технические параметры оборудования.

Наиболее популярные абонентские услуги, которые обеспечивает цифровая АТС : - переадресация вызовов; - набор номера в сокращенном варианте; - установка вызова в позицию «ожидание», «не беспокоить»; - соединение с занятым абонентом; - идентификация номеров, в том числе злонамеренных вызовов («хулиган»); - индикация номера абонента, осуществляющего вызов - поиск с различными алгоритмами поиска.

Автоматическая телефонная станция ,  АТС  — устройство, автоматически передающее сигнал вызова от одного  телефонного аппарата  к другому. Система автоматических телефонных станций обеспечивает установление, поддержание и разрыв соединений между аппаратами, а также дополнительные возможности. Это обеспечивается применением телефонной сигнализации .

  Машинные АТС

В машинных АТС для группы искателей предусматривается общий машинный привод, состоящий из нескольких постоянно вращающихся валов. Подвижная часть искателя приводится в движение при её временном сцеплении с вращающимся валом. Помимо привода, характерными особенностями автоматических станций машинной системы являются не декадное построение контактного поля, и обусловленное этим наличие регистра, то есть использование не прямого, а обходного принципа управления исканием.

Декадно-шаговые

В них коммутационным элементом является  декадно-шаговый искатель  — довольно сложное электро-механическое устройство, которое имеет последовательно движущиеся контакты. В местах контактов образуется  окисление , повышается  сопротивление , к тому же, мощные  электромагниты  создают постоянную вибрацию , в результате чего сопротивление контактов становится переменным. Всё это приводит к появлению на линии значительных  помех , сильно осложняющих передачу по таким каналам цифровой информации.

Координатные

В качестве коммутационных устройств используются  многократные координатные соединители  (МКС), представляющие собой электро-магнитные приборы параллельного действия. Основным отличием от  декадно-шаговых АТС  является отсутствие индивидуальных управляющих устройств на каждом коммутационном приборе. Вместо них используются регистры (принимают и запоминают информацию) и маркёры (устанавливают соединение на отдельных ступенях искания по информации, получаемой от регистра). Причём маркёр обслуживает целую группу многократных координатных соединителей на данной ступени искания и занимается только на время установления соединения на данной ступени.

Квазиэлектронные

Коммутация осуществляется  герконами , а управление — электронное, микропроцессорное. Термином «квазиэлектронная АТС» часто называют также координатные АТС с электронным управлением. (В последнее время координатные АТС достаточно часто улучшают, заменяя релейные управляющие приборы на электронные схемы; получившееся сочетание часто называют  квазиэлектронной АТС ). Качество связи — хорошее, однако на «Кванте» часто встречаются абонентские комплекты с нестандартным (заниженным) напряжением в линии, что вызывает большие проблемы у модемов и «кнопочных» телефонов.

Электронные Аналоговые

Коммутация аналогового сигнала осуществляется полупроводниковыми приборами, управление — микропроцессорное. Прижились только в качестве  малых АТС  очень малой ёмкости, откуда вытеснены электронными цифровыми. Применение в городских АТС не представляется возможным из-за низкой помехозащищённости.

Цифровые АТС

Коммутация и управление полностью цифровые. Аналоговый сигнал оцифровывается в абонентском комплекте и передаётся внутри АТС и между АТС в цифровом виде, что гарантирует отсутствие затухания и минимальное число помех независимо от длины пути между АТС. Также, «цифровыми АТС» часто называют коммутаторы цифровых потоков  E1  

Принцип работы

Для объединения в сети ISDN различных видов трафика используется технология  TDM  ( англ.   Time Division Multiplexing ,  мультиплексирование по времени ). Для каждого типа данных выделяется отдельная полоса, называющаяся  элементарным каналом  (или  стандартным каналом ). Для этой полосы гарантируется фиксированная, согласованная доля полосы пропускания. Выделение полосы происходит после подачи сигнала  CALL  по отдельному каналу, называющемуся  каналом внеканальной сигнализации .

В стандартах ISDN определяются базовые типы каналов, из которых формируются различные пользовательские интерфейсы.

Тип

A

Полоса

Описание

—

B

Аналоговая телефонная линия, 4кГц.

64 кб/с

C

D

передача данных или 1 телефонная линия (1 поток оцифрованного звука)

8/16 кб/с

E

16/64 кб/с

передача данных

H0

64 кб/с

Канал внеканальной сигнализации (управление другими каналами)

H10

384 кб/с

Внутренняя сигнализация ISDN

передача данных

1472 кб/с

H11

передача данных

1536 кб/с

H12

передача данных

1920 кб/с

передача данных

Архитектура сети ISDN

Сеть ISDN состоит из следующих компонентов:

• сетевые терминальные устройства (NT,  англ.   Network Terminal Devices )
• линейные терминальные устройства (LT,  англ.   Line Terminal Equipment )
• терминальные адаптеры (TA,  англ.   Terminal adapters )
• Абонентские терминалы
• Абонентские терминалы обеспечивают пользователям доступ к услугам сети. Существует два вида терминалов: TE1 (специализированные ISDN-терминалы), TE2 (неспециализированные терминалы). TE1 обеспечивает прямое подключение к сети ISDN, TE2 требуют использования терминальных адаптеров (TA).

Возможности ISDN

• В первую очередь следует сказать о значительно более высоких скоростях передачи информации по отношению к аналогичным показателям, характерным для аналоговой телефонии. Обмен данными по линиям ISDN осуществляется с более высокими скоростями и значительно большей надежностью, чем с помощью самых скоростных модемов. Технология ISDN обеспечивает передачу данных со скоростью 64 Кбит/с при одном и 128 Кбит/с при двух каналах связи.
• Вторая примечательная особенность, отличающая ISDN от аналоговых принципов передачи сигналов, заключается в значительно более широком диапазоне типов передаваемых сообщений. Собственно говоря, весь "диапазон", используемый в аналоговой телефонии, ограничивался передачей речевых сигналов. ISDN же предоставляет пользователям поистине уникальный сервис: помимо традиционного обмена звуковой информацией, они получают возможность обмениваться цифровыми данными, текстом и видеоизображением. При этом и скорость, и надежность, и качество передаваемых сообщений настолько высоки, что способны удовлетворить требованиям самого взыскательного пользователя.
• Третьей важной особенностью, весьма привлекательной для пользователей, является адаптируемость средств ISDN с существующими аналоговыми телефонными сетями. Абоненты ISDN - станций смогут наряду с ISDN устройствами (ISDN телефон, ISDN факс, ISDN адаптер для компьютера и т.д.) по-прежнему использовать обычные аналоговые телефоны, факсы и модемы, которые подключены через адаптеры ISDN, при этом улучшатся качество связи и появляются дополнительные услуги ISDN.

• Области применения сетей ISDN

Стандартное подключение линий ISDN осуществляется по интерфейсам BRI (Basic Rate Interface) или PRI (Primary Rate Interface). Первый из них поддерживает два дуплексных B-канала по 64 Кбит/с каждый. Причем в качестве линии ISDN BRI телефонная компания чаще использует медный кабель телефонной сети общего пользования (ТСОП), за счет чего снижается окончательная стоимость ISDN-линии. Каждому В-каналу присваиваивается номер, аналогичный телефонному.

При подключении крупных организаций для обеспечения более высоких скоростей передачи или для одновременного подсоединения к центральному офису нескольких удаленных филиалов применяется PRI-интерфейс. В Европе его суммарная пропускная способность равна 2,048 Мбит/с. Он содержит 30 B-каналов для передачи информациии и специальный служебный D-канал c пропускной способностью 64 Кбит/с. Кроме того, PRI часто используется для подключения учрежденческих АТС к цифровой телефонной сети.

Цифровые сети c интеграцией услуг ISDN можно использовать для решения широкого класса задач по передаче информации в различных областях, в частности: телефония; передача данных; объединение удаленных LAN; доступ к глобальным компьютерным сетям (Internet); передача трафика, чувствительного к задержкам (видео, звук); интеграция различных видов трафика.

Оконечным устройством сети ISDN могут быть: цифровой телефонный аппарат, отдельный компьютер с установленным ISDN-адаптером, файловый или специализированный сервер, мост или маршрутизатор LAN, терминальный адаптер с голосовыми интерфейсами (для подключения обычного аналогового телефона или факса), либо с последовательными интерфейсами (для передачи данных).

Эффективность использования ISDN

При объединении удаленных LAN, при доступе в корпоративную LAN, Internet или интерактивные службы по каналам ISDN часто используется подключение с повременной оплатой. В этом случае наибольший интерес представляет оборудование, позволяющее осуществлять сжатие передаваемых данных и, следовательно, уменьшать время использования линии на единицу передаваемой информации. К тому же, компрессия передаваемых данных является дополнительной защитой, снижая вероятность расшифровки информации при несанкционированном подключении к линии.

Коэффициент компрессии сильно зависит от типа передаваемых по линии данных. Хуже всего поддается сжатию предварительно заархивированная информация. Хорошо сжимаются базы данных и файлы, содержащие графическую информацию.

Важным средством, обеспечивающим эффективность использования линии, является установление соединения по требованию (Connect on demand) - только на время сеанса передачи данных. По его завершению физическое соединение разрывается. Использование каналов связи по требованию позволяет осуществлять доступ к сети или, наоборот, прерывать связь в зависимости от заданных условий или произошедших в сети событий. Многие производители оборудования поддерживают функцию spoofing. По сетям передается большое количество служебных пакетов, которыми обмениваются между собой серверы, маршрутизаторы, рабочие станции. Большинство таких пакетов содержит редко меняющуюся информацию. При наличии функции spoofing служебные пакеты передаются по магистральному каналу только один раз, а ответы на запросы автоматически генерируются на оконечных узлах, не загромождая дополнительной информацией линию связи. Правда, эта функция нуждается в тщательной настройке.

ISDN и удаленный доступ к ЛВС

Сегодня работа любой средней или крупной компании, имеющей географические рассредоточенные офисы, вряд ли будет эффективной без организации удаленного доступа к ЛВС филиалов. Для этого часто приобретают выделенную линию, но это не всегда дает нужный эффект. Частые обрывы связи, низкая скорость обмена. А иногда это просто не возможно, так как длина линии превышает приемлемую для ваших модемов. Стоимость же волоконно-оптических, радиорелейных и спутниковых каналов связи для основной массы компаний все еще выглядит астрономической. В этом случае идеальным решением, как по функциональным возможностям, так и по стоимости является технология ISDN, способная обеспечить и приемлемый уровень производительности, и необходимое качество передачи информации, и максимально полный перечень услуг - и все это за вполне доступную цену.

Сети ISDN способны обеспечивать такие функции, как связь по требованию, пропускная способность по требованию (объединение нескольких B-каналов в один логический канал), компрессия данных в канале, защита информации, позволяя реализовывать самые разнообразные решения проблем организации связи с филиалами.

ISDN и Internet

Такие сервисы, как WWW (World Wide Web), обеспечивают доступ абонента практически к любой интересующей его информации, предоставляют возможность "поделиться" ею с широким кругом абонентов, а также позволяют создавать постоянно действующие каналы для технической поддержки пользователей. Подобный набор услуг предполагает обмен по сети Internet самого широкого спектра сообщений, включая графику, звук, текст и цифровые данные, что, в свою очередь, предъявляет весьма жесткие требования к пропускной способности сетей. Существующие сегодня способы установления соединений по аналоговым телефонным линиям с помощью модемов не способны обеспечить требуемой производительности, а также накладывают ряд ограничений на использование сервисных функций, крайне важных для организации современного бизнеса. Иными словами, имея в своем арсенале обыкновенный модем и мощный ПК, вы обрекаете последний на значительный простой и, следовательно, крайне медленную его аммортизацию, ведь современный ПК, оборудованный специальным ISDN адаптером, может выступать в роли видеотелефона, при этом предоставляю массу других полезных функций (например работать факсом или автоответчиком)

Средства ISDN

Любая концепция должна базироваться на комплексе средств, посредством которых она может быть реализована. ISDN не является исключением. К числу основных средств ISDN можно отнести:

• ISDN-станции (ISDN-коммутаторы);
• ISDN-терминалы (цифровые телефонные аппараты);
• внутренние адаптеры ISDN (мосты/маршрутизаторы) для подключения ПК к ISDN-сети;
• внешние устройства (блоки) для подключения ПК или ЛВС к ISDN-сети;
• сетевые окончания (Network Terminator);
• линии связи (интерфейсы PRI и BRI).

Преимущества сетей ISDN

• Полностью цифровая сеть, обеспечивающая высокую надежность передачи информации.
• Высокая скорость передачи интегрированной информации различной природы.
• Широкий набор функций для телефонии, высокое качество звука.
• Широкая доступность и распространенность в мире.

Вместе с тем, сети ISDN не лишены и некоторых недостатков , например:

проблемы совместимости ISDN-оборудования различных поставщиков;

сложность модернизации центральных коммутаторов и построения новой цифровой инфраструктуры;

сложность заказа сервиса; необходимость значительных первоначальных финансовых вложений.