Системы документальной электросвязи

Принцип непосредственного  соединения реализуется в системе  коммутации каналов (КК). Под коммутацией  каналов понимается совокупность операций по соединению каналов для получения  сквозного канала, связывающего через  узлы коммутации один оконечный путь с другим. При этом выражение «соединение  каналов» следует понимать не только в смысле физического соединения, но и более широко – как занятие, резервирование средств передачи и  коммутации для пары взаимодействующих  ОП во время сеанса связи. Таким образом, при коммутации каналов сначала  организуется сквозной канал передачи сообщений между взаимодействующими абонентами через узлы коммутации, а затем осуществляется передача сообщений.  До тех пор пока взаимосвязанные абоненты не сообщат о своём решении ликвидировать установленное соединение, выделенные ресурсы сети находятся в их монопольном владении независимо от того, используются ли они в данный момент или нет.  Такой режим имеет определённое достоинство, связанное с тем, что после организации соединения абоненты могут вести передачу в любое время независимо от нагрузки, поступающей от других абонентов. Кроме того, передачи осуществляются с фиксированной задержкой, т.е. может быть реализован режим передачи в  реальном масштабе времени, что особенно важно при работе в режиме диалога (переговоров двух абонентов или обмене информацией между двумя компьютерами).

Однако этот метод имеет  недостатки, главным из которых является плохое использование ресурсов сети, в частности каналов, если взаимодействующие  абоненты недостаточно активны и  между передачами сообщений наблюдаются  длительные паузы. В реальных системах передачи сообщений доля пауз может  быть достаточно большой. Даже в телефонных каналах речь занимает менее половины времени, а при передаче данных при  диалоговом обмене человека и компьютера полезная нагрузка составляет единицы  процентов от выделенной пропускной способности.

Для повышения эффективности использования пропускной способности трактов сети в таких диалоговых системах и были разработаны методы коммутации, при которых пропускная способность сети не закрепляется на все время сеанса связи двух абонентов, а представляется им лишь по мере необходимости при появлении у них сообщений для передачи.

Коммутацией с накоплением  называется совокупность операций при  приеме на УК сообщения или его  части, накопления и последующей  передачи сообщения или его части  в соответствии с содержащимся в  нем (ней) адресом. При системе коммутации с накоплением (КН) ОП имеет постоянную прямую связь со своим УК (иногда с несколькими) и передает на него информацию. Затем эта информация поэтапно передается через узлы коммутации другим абонентам, причем в случае занятости  исходящих каналов информация запоминается в узлах и передается по мере освобождения каналов в нужном направлении. Известны две разновидности системы с  накоплением: система коммутации сообщений (КС) и система коммутации пакетов (КП). В сети с КС процесс передачи следующий:

- вызывающий абонент Аб_n передает в узел коммутации подлежащее передаче сообщение вместе с условным адресом абонента Аб_m;

- в узле КС сообщение  запоминается и по его адресу  определяется канал, по которому  оно должно быть передано;

- если канал к соседнему  узлу КС свободен, то сообщение  немедленно передается на соседний  узел КС, в котором повторяется  та же операция;

- если канал к соседнему  узлу КС занят, то сообщение  хранится в устройствах памяти  вплоть до освобождения канала;

- хранящиеся сообщения  устанавливаются в очередь по  направлениям передачи с учетом  категории срочности.

Такой способ обслуживания, при котором заявка, поступившая  в момент отсутствия свободных линий  или приборов, ожидает их освобождения, называется обслуживанием с ожиданием.

Метод КС нашел применение на телеграфных сетях общего пользования.

Метод коммутации пакетов по своей идеологии совпадает с методом КС и отличается лишь тем, что длинные сообщения передаются не целиком, а разбиваются на относительно короткие части - пакеты.

 

2. Телеграфный  коммутационный сервер «Вектор-2000»

   ТКС "Вектор-2000" предназначен для установки на узлах телеграфной (документальной) связи в качестве замены морально и физически устаревшего каналообразующего оборудования тонального телеграфирования и станций коммутации телеграфных каналов. Комплекс имеет возможность работы как в существующих сетях документальной связи, базирующихся на использовании выделенных каналов ТЧ, так и в современных цифровых сетях передачи данных с интеграцией услуг.

  ТКС "Вектор-2000" предназначен для использования на:

Объединённой сети АТ/Телекс РФ;

Телеграфной сети общего пользования  ТгОП РФ;

 Ведомственных телеграфных  сетях;

          Предприятиях и организациях, в качестве многофункционального шлюза      между телеграфными сетями и сетями передачи данных.

  ТКС "Вектор-2000" выполняет функции: 

               Аппаратуры уплотнения телеграфных каналов с поддержкой протоколов       взаимодействия с аппаратурой тонального телеграфирования различных типов (ТТ-5, ТТ-12, ТТ-24, ТТ-48, ТТ-144, П-327, П-318, П-314 и др.);

              Станции коммутации телеграфных  каналов АТ/Телекс с поддержкой  всех существующих типов межстанционных  и абонентских сигнализаций;

             Аппаратуры, обеспечивающей передачу  телеграфных сигналов в цифровых  сетях передачи данных, использующей  в качестве протокола соединения - протокол TCP/IP;

             Вынесенной емкости телеграфной  станции (Вынос);

             Коммутатора каналов по схемам  связей типа "Узор" (ККСУ);

             Контрольно-оценочного оборудования, включая функции СОРМ (КОО).

Внедрение ТКС "Вектор-2000" на вторичных сетях связи РФ дает следующие возможности:

              Вывод из эксплуатации морально  и физически изношенного каналообразующего  оборудования тонального телеграфирования, контрольно-измерительную аппаратуру, объемный телеграфный кросс и  прочее вспомогательное оборудование;

              Значительное высвобождение площадей, занимаемых аппаратурой ТТ и вспомогательным оборудованием (ПСП, СПМ, СКК, измерительные комплексы, кроссы и др.);

              Экономия электроэнергии в несколько  раз;

              Снижение трудоемкости эксплуатации  за счет встроенных функций  контроля и проверки оборудования  и каналов связи, уменьшения  объема специализированного телеграфного  оборудования.

             Возможность поэтапного ухода  от работы по аналоговым каналам  связи с переводом телеграфного  трафика на цифровую сеть передачи  данных, что соответствует концепции  перевода системы связи на  цифровое телекоммуникационное  оборудование;

            Создание распределённой системы  документальной электросвязи с  произвольной иерархической системой  администрирования.

Состав оборудования и программного обеспечения.

При разработке ТКС “Вектор-2000” использовалась концепция максимального применения современных методов цифровой обработки сигнала в целях минимизации объема специализированного телеграфного оборудования и получения открытого, масштабируемого, унифицированного технического решения. Подключение к ТКС “Вектор-2000” физических двухполосных (четырехпроводных) телеграфных линий осуществляется посредством интеллектуальных встраиваемых телеграфных адаптеров ВТГА-2П-8 (8 каналов) и ВТГА-2П-16 (16 каналов). Для подключения однополюсных (двухпроводных) телеграфных линий используются конверторы телеграфных линий КТЛ (1 канал) и КТЛ-8 (8 каналов), объединяющиеся в блоки (БКТЛ). Для реализации функций каналообразования были разработаны специализированные встраиваемые контроллеры с цифровой обработкой сигналов ВКТТ-4 (4 канала ТЧ) и ВКТТ-8 (8 каналов ТЧ), способные поддерживать протоколы взаимодействия со всем парком применяемого в настоящее время оборудования тонального телеграфирования (ТТ-144, ТТ-48, ТТ-24, П-327, П-318, TgFm, ДОТ, КАУ и т.п.). Встраиваемые контроллеры ВКТВУ-4 (4 групповых канала ВРК) обеспечивают сопряжение со стандартной аппаратурой временного уплотнения телеграфных каналов. Это означает, что замена каналообразующей аппаратуры на реконструируемом узле телеграфной связи не приводит к необходимости одновременной замены оборудования на смежных узлах и абонентском участке. Встраиваемые телеграфные адаптеры ВТГА и контроллеры каналообразования ВКТТ; ВКТВУ устанавливаются на стандартные шины ISA или PCI (в зависимости от исполнения) в Блок Коммутации Телеграфных Каналов (БКТК), основой которого служит компьютер (сервер) в промышленном или офисном исполнении. Для оперативного отображения обобщенной информации о состоянии БКТК и каналов (линий) связи каждый блок может комплектоваться (по требованию заказчика) вынесенной интеллектуальной индикационной панелью, подключаемой к БКТК через коммуникационный порт (RS-232 интерфейс). Индикационная панель позволяет с расположенной на ней же клавиатуры вводить команды управления и получать необходимые данные на информационном поле. Для крупных и средних узлов связи, где необходимо обеспечить большое количество точек подключения физических телеграфных линий и каналов ТЧ, в качестве БКТК используются промышленные компьютеры с возможностью установки до 14 адаптеров ВТГА и контроллеров ВКТТ; ВКТВУ. В этом случае один БКТК обеспечивает подключение до 224 физических телеграфных линий или до 112 каналов (систем) ТЧ, или до 56 каналов (групповых трактов) ТВУ, либо – комбинированное количество каналов/линий в соответствии с числом установленных адаптеров и контроллеров. Дальнейшее увеличение сервера производится за счет объединения нескольких БКТК с установленными контроллерами ВТГА и ВКТТ в коммутационную систему. Максимальное количество БКТК в коммутационной системе, а соответственно и максимальная емкость ТКС “Вектор-2000” практически не ограничена. Объединение БКТК, а также прочего оборудования ТКС “Вектор-2000” осуществляется посредством технологического сегмента (Fast Ethernet 10/100 Mb) локальной вычислительной сети (ЛВС).

При организации горячего резервирования в составе оборудования ТКС “Вектор-2000” используется два идентичных комплекта БКТК – основной и резервный, способные переключаться как в ручном режиме по команде администратора, так и в автоматическом режиме при обнаружении аварийных ситуаций. Переключение может производиться между двумя выбранными парными блоками основного и резервного комплекта, не затрагивая остальные БКТК коммутационной системы.

Коммутационная  система. Коммутационная система ТКС “Вектор-2000” состоит из БКТК, объединенных технологической локальной вычислительной сетью и функционирующих под управлением отказоустойчивой серверной операционной системы (ОС) Linux. Коммутация каналов, организация шлюзов с СПД и сбор статистических данных обеспечивается специализированным программным обеспечением (ПО).

Автоматизированное  Рабочее Место (АРМ) “Администратор”. АРМ “Администратор” используется для различных операций по конфигурации комплекса, настройке каналов, выполнению контрольно-оценочных функций, обработке статистических и тарифных данных. АРМ “Администратор” выполнен на базе персонального компьютера в офисном исполнении под управлением ОС Windows 9X/ME/NT/2000/XP. Подключенного к технологическому сегменту локальной вычислительной сети сервера.

АРМ “Монитор событий”. Это специализированное программное обеспечение, устанавливаемое на любой компьютер, локально или удаленно подключенный к технологическому сетевому сегменту ТКС “Вектор-2000”. АРМ “Монитор событий” предназначен для оповещения эксплуатационно-технического персонала о сбоях оборудования и программного обеспечения сервера, а также об аварийных ситуациях, возникающих на линиях и каналах связи.

Модуль “Центр коммутации сообщений” (ЦКС). Модуль ЦКС – это автономный программно-аппаратный комплекс, реализованный на базе компьютера в промышленном или офисном исполнении под управлением ОС Windows 9X/ME/NT/2000/XP. Модуль ЦКС выполняет в полном объеме функции центра коммутации сообщений (ЦКС) телеграфной сети общего пользования. Для управления работой модуля и обслуживания нагрузки к нему подключаются автоматизированные рабочие места (АРМ ЦКС).

АРМ Модуль “ЦКС”. В составе комплекса предусмотрены следующие АРМ: диспетчера, контрольно-справочной службы (КСС), выносных рабочих мест индексации телеграмм (ВРМИТ), обработки внекатегорийных телеграмм (ОВТ), сброса телеграмм, приема криптограмм на перфоленту (КРИПТ), приема телеграмм в кассе (ПТ), приема телеграмм по телефону (ПТТ) службы “06”. АРМ Модуль “ЦКС” выполняется на базе компьютера в офисном исполнении под управлением ОС Windows 9X/ME/NT/2000/XP.

Модуль “WEB-доступ”. Представляет собой специализированное программное обеспечение, устанавливаемое на любой компьютер (сервер WEB-доступа) под управлением ОС Windows 9X/ME/NT/2000/XP, локально или удаленно подключенный к технологическому сетевому сегменту ТКС “Вектор 2000” и доступный из Internet/Intranet сетей. Посредством модуля WEB-доступа пользователи Internet/Intranet сетей получают возможность доступа к телеграфным сетям, используя обычный Internet Explorer (у пользователей установки дополнительного оборудования и программного обеспечения не требуется).

Модуль Маршрутизатор  электронной почты. С помощью этого модуля пользователи услуг электронной почты (ЭП) могут получать и отправлять телеграфные сообщения. Для этого необходимо зарегистрировать пользователей ЭП в базе данных ТКС “Вектор-2000” как новых абонентов. При регистрации электронному адресу (E-Mail) пользователя ставится в соответствие телеграфный номер.

Модуль “Шлюз  СПД”. Шлюз СПД используется для обеспечения взаимодействия между несколькими ТКС “Вектор-2000” и другими сетями документальной электросвязи по сетям передачи данных (СПД), поддерживающим протокол IP.

АРМ Телеграфиста (АРМТ) “Вектор-32”. К средствам IP-телеграфии в комплексе ТКС “Вектор-2000” относится мощное автоматизированное рабочее место телеграфиста (АРМТ) “Вектор-32”. Установив программное обеспечение АРМТ “Вектор-32” на любой компьютер, имеющий доступ к Internet/Intranet сети, пользователь получает многоканальную оконечную установку со всеми сервисными функциями (ведение диалогов, установление связи в автоматическом режиме, проверка автоответов, вызов оператора и многие другие).

Внешний вид ТКС  «Вектор-2000»

Все оборудование комплекса  ТКС "Вектор-2000" размещается в  одном 19" телекоммуникационном шкафу. Гарантированное электропитание комплекса  обеспечивается комплектацией ТКС "Вектор-2000" источниками бесперебойного питания (ИБП) типа "On-line".

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Проектирование  телеграфного узла

3.1 Расчет потоков  телеграфного узла

 

Рисунок 3. Схема потоков  телеграфного узла

 

Рассчитываем исходящий  и входящий обмены от ОП по формулам:

 [1]

 [2]

где N – количество оконечных пунктов.

Q_{исх i} (Q_{вх i}) – исходящий (входящий) обмен i-го пункта.

(тлг)

(тлг)

Определим обмен от оконечных  пунктов, поступающий на магистральные  каналы:

 [3]

где К_вз – доля внутризонового обмена.

(тлг)

Обмен от магистральных связей, поступающих на ОП рассчитывается:

 [4]

(тлг)

Найдем обмен от узла связи, поступающий на магистральные связи:

 [5]

где - коэффициент магистрального транзита,

- входящий обмен, который  поступает с магистральных связей  на телеграфный узел.

  [6]