Курсовая работа: Пространственно-временной коммутатор 7x7
Курсовая работа: Пространственно-временной коммутатор 7x7
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Уфимский государственный авиационный технический университет
Кафедра АСУ
КУРСОВАЯ РАБОТА
по коммутации
на тему: Пространственно-временной коммутатор 7x7
ОГЛАВЛЕНИЕ
коммутатор преобразователь дешифратор
1. Задание
2. Введение
3. Разработка функциональной схемы
4. Назначение основных элементов коммутатора и принцип их работы
4.1 Последовательно-параллельный и параллельно-последовательный преобразователи, стробирующие регистры
4.2 Дешифратор
4.3 Речевое и адресное запоминающие устройства
4.4 Счетчик
4.5 Мультиплексоры
5. Расчет блокировок коммутационного поля в режиме индивидуального искания
6. Заключение
1. Задание
Разработать пространственно-временной коммутатор потоков DS1 (30 каналов) и рассчитать блокировки построенного на его основе коммутационного поля в режиме индивидуального искания.
Исходные данные: общее число входов коммутационного поля N=4;
число входов одного коммутатора n=2;
число коммутаторов в среднем звене m=4;
интенсивность нагрузки Y =0,8 Эрл.
Структура коммутационного поля, соответствующая исходным данным, представлена на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Структура коммутационного поля.
2. Введение
Вторая половина ХХ века ознаменовалась переходом от так называемого индустриального способа общественного производства к информационному, в котором главенствующую роль начинает играть информация как основной критерий развития. Как следствие, повышаются требования к качеству систем коммутации и способам передачи, для повышения качества сигнала. Изобретение компьютеров тем более усилило процесс эволюции, так как резко возросшие объемы предаваемой информации, вводили проблему с ее обработкой, и введение дополнительного аналогового оборудования уже не могло решить эту проблему. Необходимо было создавать качественно новые системы связи.
Данную проблему удалось решить к началу 1980-х годов, когда началось чувствоваться влияние сетей ISDN, концепции Интеллектуальной сети, идеи Информационной магистрали. Одной из наиболее существенных технологий среди перечисленных выше являются цифровые АТС с программным управлением. Эпоху цифровой реализации телекоммуникационной сети предопределило наличие двух очень важных устройств: кодеков и модемов. Именно они, наряду с цифровизацией многоканальной электросвязи – систем передачи с ИКМ, обусловили появление цифровых систем коммутации.
Переход на цифровую передачу и коммутацию немедленно привел к резкому возрастанию числа обсуживаемых абонентов и улучшению качества речи, к уменьшению массогабаритных параметров, а как следствие экономия сырья на изготовление микросхем; значительно возросла надежность оборудования, ввиду использования автоматизированного процесса изготовления и настройки. Также были введены вспомогательные и дополнительные виды обслуживания абонентов (например, услуги Интеллектуальной сети).
Особенности цифровых коммутационных устройств с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ) сигналов: процессы на входах, выходах и внутри устройств согласованы по частоте и времени (синхронные устройства).
3. Разработка функциональной схемы
Структурная схема пространственно - временного коммутатора 7x7 представлена на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Структурная схема пространственно - временного коммутатора 7x7:
S/P - последовательно-параллельный преобразователь;
P/S - параллельно-последовательный преобразователь;
РЗУ - речевое запоминающее устройство;
АЗУ - адресное запоминающее устройство;
СЧ - счетчик;
МX1 - мультиплексор адреса РЗУ;
МX2 - мультиплексор адреса АЗУ.
Данный коммутатор осуществляет пространственно-временную коммутацию входящих трактов ИКМ в исходящие.
Последовательно-параллельный преобразователь S/P осуществляет преобразование входящих ИКМ-трактов, представленных в последовательной форме, в параллельную.
РЗУ предназначено для записи и хранения в определенных ячейках, по адресам счетчика, кодовых комбинаций и считывания их в нужный момент времени.
АЗУ используется для записи и хранения информации о том, какой входящий и исходящий канал необходимо скоммутировать, и в последующем обеспечивает считывание в нужный момент времени номера входящего канала на адресные входы РЗУ при помощи счетчика.
Счетчик в свою очередь выдает адреса на РЗУ для записи по ним входящих каналов, а на АЗУ для считывания по ним номеров входящих каналов.
Дешифратор, получая адреса со счетчика, выдает логическую 1 на соответствующих выводах, что необходимо для разрешения параллельной загрузки информации на регистры S/P, и P/S при преобразовании кода в последовательную форму в исходящем тракте.
Мультиплексор MХ1 РЗУ осуществляет переключение сигналов со счетчика и сигналов, приходящих с АЗУ на выход, осуществляя тем самым запись и считывание по приходящим адресам.
Принцип работы мультиплексора МХ2 АЗУ аналогичен.
Параллельно-последовательный преобразователь P/S преобразует параллельную кодовую комбинацию с выхода РЗУ в последовательную форму для последующей коммутации с заданным исходящим каналом.
Пример коммутации 3-го входящего канала в 8-й исходящий представлен на временных диаграммах (Приложение В).
Установим основные требования к элементам функциональной схемы коммутатора:
Разрядность шины счетчика 
, где скобки 
означают
округленное до целого в большую сторону значение. Для коммутатора 7Ч7
входящих/исходящих трактов ИКМ-24 получим
Так как при считывании с РЗУ под
действием адресной информации, приходящей с выхода АЗУ (через мультиплексор
адреса), содержимое каждой ячейки речевой памяти может быть извлечено в какой-либо
канальный интервал исходящего тракта, то, очевидно, должны адресоваться все
ячейки РЗУ. Поскольку таких ячеек в РЗУ 
, то для их считывания необходима
адресная шина шириной не менее 
разрядов.
С другой стороны, при емкости
коммутатора nЧm цифровых трактов, количество канальных интервалов на его выходе
равно mK (содержание речевой памяти может считаться в mK временных интервалах,
позиции которых определят моменты считывания адресных слов из АЗУ).
Следовательно, емкость АЗУ должна быть равна 
-разрядных ячеек. Для данного
коммутатора 
.
Очевидно, что для исключения потери информации содержимого входящих цифровых трактов, за время цикла (Тц) необходимо успеть осуществить запись nK восьмиразрядных слов в РЗУ и считать их оттуда. Т.е. на запись и считывание одного канального слова в РЗУ квадратного коммутатора должно отводиться время не более
,
что определяет требование по быстродействию речевого ОЗУ при заданном числе входных каналов или, наоборот, требования к количеству входящих канальных интервалов или цифровых трактов при заданном быстродействии ОЗУ
.
Все вышеперечисленные требования отражены на рис. 3.1.
4. Назначение основных элементов коммутатора и принцип их работы
4.1 Последовательно-параллельный и параллельно-последовательный преобразователи, стробирующие регистры
В последовательно-параллельном преобразователе используются 15 регистров К155ИР13. Первые восемь из них работают в режимах параллельной загрузки и сдвига вправо (режим определяется сигналами, приходящими с дешифратора), данные с входящих ИКМ трактов поступают на параллельные входы D0-D7 8 регистров, а снимаются с выходов Q7. Затем данные поступают на входы последовательного ввода данных остальных 7 регистров (второй ряд) и сдвигаются вправо, что необходимо для синхронного вывода данных с последовательно-параллельного преобразователя, причем каждый из 7 этих регистров осуществляет задержку на разное число тактов, так регистр обрабатывающий младший разряд кода сдвигает принятый импульс на 7 тактов, регистр обрабатывающий следующий разряд – соответственно на 6 тактов и т.д.
Элементная база и принцип действия параллельно-последовательного преобразователя аналогичны. Так как коммутатор 7х7, то в 8-ом канальном интервале полезных данных не содержится, и в параллельно-последовательном преобразователе достаточно использовать 13 регистров: 7 в режиме параллельной загрузки и сдвига, 6 только в режиме сдвига вправо.
Так основным критерием коммутационных устройств с ИКМ-модуляцией является согласование всех входов и выходов по частоте и времени (синхронные устройства), то для надлежащей работы схемы необходимо применять стробирующие регистры задержки на 1 такт.
