Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Многофункциональные мультиплексоры и системы телефонной сигнализации

М. Б. Куперман, Ю. К. Лясковский, Г. Г. Котов

Передача голоса и данных по одному каналу любой физической природы становится все популярнее. Экономичные решения построения сетей с интеграцией услуг, реализующих такую передачу, возможны на базе так называемых многофункциональных мультиплексоров (ММ)1. Эти устройства, как правило, выполняют функции коммутатора и устройства доступа к территориальным сетям (Х.25, Frame Relay), моста и маршрутизатора для связи удаленных ЛВС, а также мультиплексора голосовой, факсимильной информации и данных.

Приятно отметить, что прогнозы, сделанные нами в прошлом году, полностью оправдались, и многофункциональные мультиплексоры используют в самых разных регионах России. Сегодня актуальным является обсуждение особенностей применения различных типов ММ.

Одним из важных моментов при создании сетей, базирующихся на ММ, является решение проблемы маршрутизации голосовой и факсимильной информации. Пользователь должен хорошо понимать, какие возможности по маршрутизации голосового трафика дает тот или иной ММ. Гибкость же решения в этой области зависит, в первую очередь, от реализованных в мультиплексоре интерфейсов подключения телефонного оборудования, различия между которыми касаются, прежде всего, поддерживаемых типов телефонной сигнализации. В данной статье мы остановимся на наиболее употребляемых типах сигнализации. Они присутствуют как в большинстве ММ, так и в большинстве УАТС (учрежденческих АТС) зарубежного и отечественного производства. Исключением здесь является интерфейс (тип сигнализации) E&M, который присутствует в большинстве ММ, однако, исходя из нашего опыта, малопопулярен у российских пользователей. Описание интерфейса E&M приводится в связи с тем, что он позволяет более гибко решать задачи построения сетей. Мы считаем, что пользователи, приобретающие модульные цифровые АТС, должны обратить на него свое внимание.

О телефонной сигнализации

Кратко рассмотрим некоторые наиболее распространенные типы телефонной сигнализации, используемые, в первую очередь, в УАТС, а также для подключения абонентов к городским АТС.

В настоящее время на абонентских и соединительных телефонных линиях применяются три основных типа сигнализации: loop-start (ее иногда называют сигнализацией по шлейфу. — Прим. ред.), ground-start (также называемая сигнализацией с заземлением. — Прим. ред.) и E&M.

Сигнализация loop-start

Изначально сигнализация loop-start использовалась на абонентских линиях между телефонами в квартирах абонентов или телефонами-автоматами и городскими АТС, обеспечивая условия для стандартного подключения телефонных аппаратов к АТС (рис. 1).

АТС питает абонентские линии постоянным напряжением (60 В для российских линий, 48 В для большинства зарубежных). В исходном состоянии трубка лежит на телефонном аппарате, поэтому цепь разомкнута и ток в абонентской линии отсутствует. При снятии трубки к двухпроводной телефонной линии в качестве нагрузки подключается микротелефонная пара, в результате чего цепь замыкается и по ней начинает течь электрический ток. АТС переходит в состояние готовности и отвечает непрерывным гудком — приглашением к набору номера требуемого абонента. После окончания разговора, когда абонент вешает трубку, цепь размыкается и вся схема возвращается в исходное состояние.

В данном случае сигнализация несимметрична: со стороны АТС имеется напряжение 60 В, а абонентское окончание находится в открытом состоянии. Освобождение цепи происходит только со стороны абонентского телефона. Если запрос на соединение приходит одновременно с двух сторон, то это приводит к встречному включению и невозможности установления соединения.

Сигнализация ground-start

Сигнализация ground-stаrt используется на двухпроводных соединительных линиях между УАТС и стандартными городскими АТС и позволяет избежать конфликтных ситуаций, таких как одновременное появление на одних и тех же соединительных линиях входящих и исходящих вызовов (рис. 2).

Рассмотрим процесс установления соединения между УАТС и городской АТС.

Чтобы вызвать городскую АТС, УАТС пытается захватить первую свободную соединительную линию путем замыкания цепи ring (в телефонии — провод, по которому передается голос) на землю, что приводит к появлению в ней электрического тока. АТС “понимает” наличие тока в цепи и интерпретирует его как запрос на захват линии. Она подтверждает запрос путем замыкания цепи tip (в телефонии — провод “земля”). После того как УАТС “распознает” наличие тока в цепи tip, она отключает цепь ring от земли и коммутирует источник питания АТС на цепь tip. Происходит удержание линии между цепями tip и ring, что является условием для прохождения тока от АТС к УАТС и обратно (шлейф по току), и в трубке слышится ответ АТС (непрерывный гудок). На этом процесс установления соединения заканчивается. Для его разрыва достаточно положить телефонную трубку с любой стороны.

Для установления соединения с УАТС городская АТС запрашивает соединительную линию путем замыкания цепи tip и подачи по ней переменного тока (посылок вызывного сигнала). УАТС подтверждает запрос, имитируя снятие трубки, после чего шлейф замыкается и происходит захват линии.

Сигнализация E&M

При использовании сигнализации Е&M задействуются разные цепи для передачи голоса и сигнальной информации (рис. 3). Существуют четыре различные схемы подключения сигнальных цепей (формально их 5, однако одна практически не применяется), а для передачи голосовой информации может быть выбрана двух- или четырехпроводная линия.

Рассмотрим, как происходит установление соединения при использовании сигнализации E&M.

Абонент А, подключенный к УАТС А, хочет установить соединение с удаленным абонентом, подключенным к УАТС В. Для этого он набирает соответствующий номер. Поскольку номер абонента В не входит в адресное пространство УАТС А, она запрашивает разрешение на захват линии с использованием сигнальных проводов E&M. Вызов происходит путем перевода провода М (от англ. mouth) в активное состояние. Обнаружив протекание тока по проводу Е (от англ. ear)2, УАТС В определяет поступление вызова и подсоединяет к линии регистр, в который заносится номер требуемого абонента. Абонент В отвечает на вызов (снимает телефонную трубку).

По окончании разговора УАТС В переводит в активное состояние свой провод М, что является указанием УАТС А к разрыву соединения.

Далее рассмотрим более подробно различные типы сигнализации E&M, каждая из которых имеет свою уникальную схему подключения цепей.

Тип 1 (рис. 3, а). Батареи питания для проводов Е и М располагаются в УАТС. Когда телефон свободен (трубка лежит на аппарате), провод М замкнут на землю с каждой стороны. При использовании этого типа сигнализации надо очень аккуратно проводить заземление во избежание ложного захвата линии.

Тип 2 (рис. 3, б). Добавляются два новых сигнальных провода: сигнальная батарея (SB) и сигнальная земля (SG). Провод Е работает на провод SG, а провод М — на провод SB. В отличие от сигнализации E&M типа 1, провода Е и М заземляются только с одной стороны.

Тип 3 (рис. 3, в). Управление цепью Е производится, как в сигнализации 1-го типа, а провод М замыкается по току, как в сигнализации 2-го типа. В свободном состоянии провод М подключен к проводу SG. Для перевода в рабочее состояние провода М УАТС замыкает его на SB. Чтобы перевести в рабочее состояние провод Е, аппаратура сигнализации замыкает его на землю. Этот тип сигнализации встречается очень редко.

Тип 5 (рис. 3, г). Является стандартом Международного союза электросвязи для сигнализации E&M. Очень похож на сигнализацию 1-го типа , отличаясь от нее расположением батареи питания для провода М.

Интерфейсы мультиплексоров

ММ должны “разговаривать” с телефонным оборудованием на его языке. Описывая способ подключения ММ к телефонному оборудованию, обычно оперируют терминами интерфейсов, точно так же, как и при подключении ММ к оконечному оборудованию данных.

“Телефонные” интерфейсы определяются в боўльшей степени передаваемой по ним телефонной сигнализацией. Поэтому размещенные в голосовых модулях мультиплексора станционные интерфейсы (через которые ММ подключается к учрежденческим или городским АТС) имитируют “поведение” телефонного аппарата, тогда как интерфейсы на абонентской стороне (через которые к ММ подключаются телефонные аппараты) — “поведение” АТС.

Голосовой модуль мультиплексора подключается к АТС по интерфейсу FXO (Foreign Exchange Office) и выполняет следующие функции:

· обнаружение вызова от станции;

· замыкание шлейфа после обнаружения того, что абонент снял трубку;

· воспроизведение импульсов набора номера.

Интерфейс FXO в большинстве случаев поддерживает сигнализацию loop-start.

Голосовой модуль мультиплексора подключается к телефонному аппарату по интерфейсу FXS (Foreign Exchange Subscriber) и обеспечивает выполнение следующих функций:

· формирование и передача вызова абоненту при обнаружении вызова в соответствующем линейном интерфейсе;

· обнаружение того, что абонент снял трубку (замыкание шлейфа);

· прекращение посылки вызова в абонентскую линию после обнаружения того, что абонент снял трубку;

· обнаружение импульсов набора номера.

Как правило, интерфейс FXS поддерживает сигнализации loop-start и ground-start. Как мы уже упоминали в начале статьи, наиболее гибким интерфейсом подключения голосового модуля мультиплексора к АТС является интерфейс, использующий сигнализацию E&M (интерфейс E&M). Обычно голосовые модули ММ поддерживают любой тип сигнализации E&M.

Об импульсном и частотном наборе

Ниже мы на примерах поясним, какие именно возможности дают различные типы голосовых интерфейсов, однако прежде хотели бы упомянуть еще об одном важном факторе, влияющем на возможность установления голосового соединения через ММ. А именно — каким способом происходит набор номера на подключенном к ММ телефонном аппарате, импульсным или частотным.

Если телефонный аппарат имеет дисковый номеронабиратель, набор номера осуществляется следующим образом: при вращении диска по часовой стрелке до пальцевого упора прерыватель номеронабирателя замыкает линию накоротко, а при обратном вращении — размыкает линию число раз, соответствующее набранной цифре. Следует отметить, что разговорная часть микротелефонной трубки (микрофон и телефонный капсюль) во время вращения диска как в прямом, так и в обратном направлении отключается от линии. После остановки диска номеронабирателя к линии вновь подключается микротелефонная пара. Цикл набора каждого импульса цифры составляет 100 мс: 60 мс линия находится в замкнутом состоянии и 40 мс в разомкнутом.

В настоящее время перспективными являются кнопочные телефонные аппараты с частотным набором номера, которые используются при работе с электронными и квазиэлектронными АТС. Передача каждой цифры в частотном номеронабирателе осуществляется за 0,04 с многочастотным кодом 2 из 8. Этот код обеспечивает 16 комбинаций сигнальных частот, 10 из которых используются для набора номера. Кнопки # и * применяют при наборе кодов дополнительных видов обслуживания.

Частотный набор номера дает более широкие возможности по установлению “многоступенчатых” голосовых соединений через сеть, образованную на базе ММ. В этом случае можно, задействуя только двухпроводные интерфейсы (FXO/FXS), через городскую телефонную сеть и УАТС в автоматическом режиме “дозвониться” до ближайшего мультиплексора сети, затем установить соединение с нужным ММ через корпоративную (“мультиплексорную”) сеть, а потом выйти через УАТС снова в городскую телефонную сеть. Понятно, что при этом телефонный номер конечного абонента получится достаточно длинным. Ясно также, что все городские АТС и УАТС, участвующие в установлении соединения, должны поддерживать частотный набор номера (или, что менее удобно, прозрачно транслировать частотный набор). В данном случае может оказаться полезной имеющаяся в некоторых мультиплексорах функция прямой и обратной трансляции частотного и импульсного наборов.

Рассмотрение всех возможных сочетаний голосовых интерфейсов, типов телефонных аппаратов и устройств ММ, участвующих в установлении некоего гипотетического соединения, сделало бы статью слишком громоздкой. Мы же, прежде всего, хотели дать читателю общее представление о тех ограничениях, с которыми он может встретиться при построении сети с интеграцией услуг на базе ММ, и о путях преодоления этих ограничений. Поэтому приведем лишь несколько примеров использования различных типов голосовых интерфейсов в сети с интеграцией услуг.

Варианты построения сетей

Переходя к рассмотрению типовых вариантов построения сетей на базе ММ, следует упомянуть об одной функциональной особенности мультиплексоров, которая в боўльшей степени влияет на проект, хотя, строго говоря, и не относится к функциям интерфейсных модулей. Речь идет о возможности мультиплексоров выполнять функции АТС. Для обозначения данной функции чаще всего используется термин “коммутация голоса” (voice switching). Эта функция реализована далеко не во всех мультиплексорах. Чаще всего она встречается в мультиплексорах, упаковывающих оцифрованный голос в кадры Frame Relay, реже — в мультиплексорах с временныўм разделением каналов (TDM).

Стандартное подключение мультиплексоров по двухпроводным интерфейсам (FXO и FXS) представлено на рис. 4. Это решение предъявляет минимальные требования к оборудованию УАТС. Интерфейсы FXO и FXS имеются во всех зарубежных и отечественных УАТС (обычно в отечественных УАТС они называются “внешней” и “абонентской” линиями соответственно). Однако при использовании такого подключения возникают ограничения по объединению нескольких УАТС в единую сеть с возможностью автоматического дозвона до любого абонента. Это не значит, что проблему вообще невозможно решить, однако многое зависит от конкретного типа АТС и конкретного телефонного аппарата. Если УАТС и (или) телефонный аппарат поддерживают частотный набор, то можно набирать номер в два этапа. При этом первую часть телефонного номера можно набирать и в импульсном режиме, а затем переходить к частотному. В данном случае также имеет значение, поддерживает ли мультиплексор трансляцию импульсной сигнализации в частотную.

Пример использования интерфейсов E&M приведен на рис. 5. При наличии этого интерфейса, имея даже самый “простой” мультиплексор, не поддерживающий функцию коммутации голоса, можно получить единое адресное пространство (пространство автоматически коммутируемых телефонных номеров) в сети с любым числом УАТС и телефонных аппаратов.

Число необходимых портов УАТС и мультиплексоров можно уменьшить, используя цифровой интерфейс E1 (рис. 6). С помощью E1 можно поддерживать одновременно 30 телефонных соединений. Однако такой интерфейс имеют далеко не все мультиплексоры.

И наконец, с помощью мультиплексоров Frame Relay, поддерживающих коммутацию голоса, можно вообще обойтись без УАТС (рис. 7). В этом случае все телефонные номера транслируются в мультиплексоре в адрес объекта сети Frame Relay. Далее кадры с оцифрованным голосом маршрутизируются в сети точно так же, как кадры, содержащие данные. Единственное отличие заключается в том, что кадры, содержащие голос, обрабатываются с более высоким приоритетом. Сеть в данном случае может иметь любую топологию. Каждый мультиплексор, конечно, вносит задержку в передачу голоса, однако наш опыт показывает, что во всяком случае наличие 8 транзитных узлов не влияет критическим образом на качество голоса.

***

Мы надеемся, что данная статья выполнила свою задачу, и теперь у читателя появилось общее представление о возможностях многофункциональных мультиплексоров по организации “распределенной” АТС в рамках сети с интеграцией услуг и об основах некоторых типов телефонной сигнализации.

При написании статьи использовались материалы фирм RAD data Communications, Motorola ISG, Memotec Communications.


распечатать статью




  
7 '1996
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Камо грядеши, сетевой компьютер?

локальные сети

• Новатор или умеренный консерватор?

• LANtegrity — новое средство защиты серверов NetWare

• Контроль за работой сервера

• Нелегкое бремя сетевого планирования

• Основы построения структурированной кабельной системы. Часть I

• Накопители DAT

• Инфракрасная последовательная связь

• NetWare/IP разгружает распределенную сеть

корпоративные сети

• Услуги связи в сетях АТМ

• RSVP — гарантия качества обслуживания в сетях TCP/IP

• Эх, дороги...

• ЛВС: коммутатор, маршрутизатор... и толстый-толстый слой программного обеспечения

• Гарантированное качество обслуживания в сетях АТМ и TCP/IP

услуги сетей связи

• Многофункциональные мультиплексоры и системы телефонной сигнализации

• Цифровые каналы для распределенных компьютерных сетей

• Роуминг и сотовый пейджинг

• Технологии коммуникаций мультимедиа

• Архитектуры и технологии систем беспроводного абонентского доступа

• CDMA. По пути обманутых надежд

• Передача речи по сетям Frame Relay

• Что мешает внедрению ISDN

интернет и интрасети

• Мир TCP/IP. Протокол SNMP

• Готовьте “виртуальный кошелек”

• ILTF на пути к мировому порядку ХХI века

• MIME: передача двоичных файлов через Internet

приложения клиент-сервер

• Средства разработки приложений для Internet

• Informix примеpяет “перчатки” MobileWare

защита данных

• Системы бесперебойного питания

• Передача конфиденциальной информации в корпоративных сетях

новые продукты

• Sniffer 5.0: все лучше с годами Семейство TurboStack фирмы Allied Telesyn International, Семейство стековых коммутаторов Visage, Elite 23: рекордная емкость, Optivity 7.0 и StackProbe: коммутируемые сети в надежных руках

только на сервере

• На пороге компьютеризации общения

• Пять способов улучшить доступ к Web-серверу



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх