Введение к работе
Актуальность темы. Современный этап развития электросвязи характеризуется созданием на основе телефонной интегральной цифровой сети сеязи цифровой сети интегрального обслуживания (ЦСИО), предоставляющей возможность сквозного цифрового соединения с целью обеспечения аирокого круга служб.
Зтот качественный скачок в развитии сети связи стал возможным только благодаря достижениям в области микроэлектроники, широкому применении специализированных интегральных схем '"О к, особенно, больших интегральных схем (ВМС). При этом в структуре телефонных цифровых систем коммутации (ЦСи) наметилась тенденция к индивидуализации абонентского оборудования и децентрализации управления.
Однако использование этих принципов для построения ЦСК ЦСИО сказались на высокой стоимости номера ЦСК ЦСИО, более чем в 3 раза превышающей стоимость номера ЦСК. Высокая стоимость номера ЦСИО и значительное отставание уровня телефонизации наыей страны от потребностей общества требуют изыскания новых способов построения ЦСК и особенно абонентских подсистем ЦСК, позволяющих решать проблему телефонизации и одновременно создавать условия для перехода с минимальными затратами к ЦСИО.
Эти задачи могут быть решены только при условии комплексной миниатюризации средств абонентских подсистем ЦСК нэ основе специализированных Ж и при осуществлении принципа опережающей унификации аппаратно-программных средств.
Диссертационная работа выполнялась в рамках Координационных планов АН СССР на 1986-1990 гг. по проблеме "Информационно-вычислительные сети", Плана важнейших работ вузов страны по фундаментальным проблемам микроэлектроники на 1986-1990 гг. Диссертационная работа непосредственно связана с тематикой хоздоговорных работ, проводимых на кафедре микроэлектроники и конструирования электрорадиоаппаратуры Московского института связи.
Цель работы. Разработка способа обеспечения пользователей услугами ЦСИО в условиях перехода от аналоговых к цифровым сетям связи; разработка структуры абонентских подсистем различной емкости и назначения, удовлетворяющей требованиям микроэлектронной технологии; функциональное и архитектурно-схемотехническое проектирование специализированных ИС, реализующих
предлагаемые научно-обоснованные решения по построению абонентских подсистем; а также разработка средств автоматизированного проектирования программного обеспечения для ЦСК.
Основные задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Разработать структуру ЦСК на основе принципов комплексной миниатюризации и специализированных БИС с целью определения функций, выполняемых абонентскими подсистемами.
-
Проанализировать известные способы доступа к сети связи и структуры абонентских подсистем ЦСК с целью выявления возмок-ностей обеспечения пользователей услугами ЦСИО в условиях перехода от аналоговых к цифровым сетям связи.
-
Разработать процедуру взаимодействия оборудования пользователя с сетью связи, поддерживающую предложенный способ доступа.
-
Разработать принципы построения на основе средств микроэлектроники абонентских подсистем с предложенным способом доступа.
-
Провести функциональное и архитектурно-схемотехническое проектирование, специализированных ИС, реализующих предлагаемые ' научно-обоснованные решения по построению абонентских подсистем.
-
Разработать структуры и исследовать качество обслуживания вызовов абонентскими подсистемами различной емкости и назначения с предлагаемым способом доступа.
-
Разработать математический аппарат и программу структуризации алгоритмов для системы автоматизированного проектирования программного обеспечения (ПО) ЦСК.
Методы исследования. В процессе решения перечисленных Еыше научно-технических задач были использованы методы теории синтеза микроэлектронной аппаратуры,, теории'телетрафика, вычислительной математики, теории вероятности, математической статистики. Ряд исследований связан с моделированием на
эш. . -
На учная новизна работы.
-
Сокращен объем информационного запоминающего устройства разработанной специализированной БИС микрокоммутатора в 8 раз посредством реализации предложенного способа коммутации, заключающегося в изменении формата информационных ротоков.
-
Предложен способ доступа к сети связи, реализуемый мик-
роэлектронными средствами'и обеспечивающий каждого пользователя услугами ЦСИ0 и заключающийся в возможности непосредственного подключения в режиме разделения времени к'абонентской линии аналогового телефонного аппарата и цифрового терминала со стандартизованными МККГТ по ПСИО стыковыми характеристиками.
-
Предложена структура абонентской подсистемы ЦСК, реализующая данный способ доступа и удовлетворяющая требованиям микро-злектроішой технологии. Абонентская подсистема содержит блок пространственной коммутации, который подключает к абонентской линии в зависимости от типа запроса либо речевой кодек, либо служебный комплект ЦРИО, а также обеспечивает более высокое использование этого дорогостоящего оборудования посредством концентрации нагрузки. .
-
Для абонентской подсистемы с .интеграцией доступа разработаны микроэлектронные модули, содержащие новые научно обоснованные технические решения:
абонентский модуль (А.с. СССР № 1626443, Бюл. № 5, 1991);
резервированный абонентский модуль (А.с. СССР № 1578838, Бюл. №26, 1990); -
коммутационный модуль (А.с. СССР W 1626444, Вал. №5, 1991);
абонентский комплект (A.'c. СССР3 1543566, Бия. & 6, 1990);
устройство сопряжения с двухпроводной абонентской линией (Положительное реиение на-выдачу'а.с. СССР # 4749236/24-09 с приоритетом II.10.1989).
Предложенные схемотехнические решения, реализованные в виде-комплекта специализированных-Ж, позволяют сократить объем дорогостоящего оборудования (в частности речевые кодеки и служебные комплекты ЦСИО), предоставить каадому абоненту доступ к услугам ЦСИО, уменьшить непроизводительное занятие каналов при телефонном соединении, повысить надежность управляющего устройства абонентских подсистем.
5. Разработана методика для расчета на ЭБМ потерь вызовов по
методу О'Делла. :
Практическая ценность работы.
-
Приведен, вариант микроэлектронной реализации предложенного способа доступа,.который позволит.в минимальные сроки обеспечить пользователей услугами ЦСИО. '.:
-
Разработаны модула абонентских подсистем, реализуемые в виде комплекта специализированных КС и содержащие технические рс-
5.
іг;н;п, зачищенные авторскими свидетельствами СССР.
-
Разработана имитационная модель абонентской подсистемы с интеграцией доступа, позволяющая исследовать качество обслу?кива-ния вызовов при различных параметрах поступающей нагрузки, емкости и назначения цифровой системы коммутации.
-
Разработаны программы для расчета потерь вызовов по методу О'Днлм и структуры ненолпэдоступного пучка приборов.
-
Разрабитана программа структуризации алгоритмов для системы автоматизироЕанного проектирования программного обеспечения цифровых систем коммутации.
Реализация результатов работы.
Результаты исследований, разработанные структуры и схемотех-і-їнчось'ие решения, реализуемые на основе комплекта специализиро-зьнных Ж, аппаратно-программных модулей абонентских подсистем с интеграцией Доступа ЦСІІ были реализованы в опытно-конструкторской работе по созданию и комплексной миниатюризации абонентского циф-^в-го концентратора, использованы в НИР, проводимой 'Институтом ..^Слек .:нфоркэтики ЛН СССР, по построении и комплексной миниатю-риз".ции средств Локальной аналого-цифровой сети с интеграцией /уступы, а такие являются составными частями четырех научно-иссле-дл.ьтельских работ, выполненных по заданию предприятий Министерств;; связи и министерства электронной промышленности СССР. Ряд результатов внедрен в учебный процесс Московского института связи. чрограмшше средства приняты в отраслевой и Государственный фонды "Алгоритмы и программы".
Л проб а ц и л р а б о т ы. Материалы диссертации обсузх-д.-ілись:
но Всесоюзных ьколах-семинарзх г.о вычислительным сетям, организуемых Научным Советом АН СССР по комплексной проблеме "Кипе ,.нетика" (Алма-Ата 19Ь8г., Минск 1989 г., Ленинград 1990 г.);
ш Всесоюзных научно-технических конференциях:"Организационно-экономические проблемы проектирования вычислительных систем" О.'^сква 1987 г.), "Прибламы разработки измерительных приборов со встроенным интеллектом и перспективы их развития" (Каунас 1988г.), "Повышение эффективности производства и качества продукции (услуг) связи на базе олектронизации оборудования предприятий связи" (Во-роїіе:^ 1988 г.), "Принципы построения и функционирования сетей интегрального обегукиванил" (Ташкент 1989 г.), "Интегральные инфор-маг;;ышыс системы" (Москва 1989 г.), "Развитие телематичебиих
служб в СССР" (Москва 1990 г.);
на Всесоюзных научных сессиях, посвященных Дню радио (Москва 1988, 1989 гг.);
на Всесоюзном семинаре "Состояние и перспективы развития микроэлектронной аппаратуры и ее элементной базы" (Севастополь 1991 г.);
на научно-технических конференциях Московского института связи (I987-I99I гг.).
Публикации. Бо материалам диссертации опубликовано 26 печатных работ, в том числе 13 статей, 5 изобретений.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения. Изложена на 151 страницей машинописного текста, содержит 35 рисунков, список литературы, пять приложений, где размещены тексты программ, а также акты внедрения диссертационной работы.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Изменение формата информационных потоков позволяет сократить объем информационного запоминающего устройства (ЗУ) специализированной БШ ыикрокоммутатора в 8 раз.
-
Использование в абонентских подсистемах микроэлектронного блока пространственной коммутации позволяет не только сократить объем дорогостоящего оборудования, но и обеспечить пользователей услугами цифровой сети" интегрального обслуживания.
-
Использование блока шнуровых комплектов для замыкания внутренней телефонной нагрузки без аналого-цифрового преобразования речевого сигнала позволяет в зависимости от коэффициента распределения вызовов сократить объем оборудования аналого-цифрового преобразования и число соединительных линий на величину до 75 % .
-
Идентификация .запроса на обслуживание в абонентской подсистеме с интеграцией доступа на физическом уровне позволяет использовать для дальнейшего взаимодействия оборудования пользователя с сетью связи процедуры, стандартизованные МККГТ.
-
Подача из абонентского оборудования на специализированных ИЗ тональных сигналов сокращает непроизводительное занятие каналов для телефонных соединений в соединительных линиях и коммута- ' ционном поле цифровой системы коммутации, которое составляет до 10 % продолжительности телефонных сообщений.
-
Формирование циклических конструкций при проходе алгорит-
ма от начала к концу обеспечивает развязку сцепленных циклов.
