Цифровое коммутационное устройство Советский патент 1988 года по МПК H04Q11/04 

JIuH.SxoS Лин.Вяхоё flm.SxoS uaJtasd

- чч.

Изобретение относится к технике связи и повышает точность коммутации при сопряжении с синхронными линиями связи. Устр-во содержит г-р 1 сигна- лов синхронизации, группу абонентских модулей 2, группу модулей 3 дальней связи, двугшправленную высокоскоростную параллельную адресную шину 4, двунаправленную высокоскоростную параллельную, информац. шину 5, Каждьга модуль 2 содержит приемный блок -памяти (БП), передающий БП, регистр () ввода, Р вывода, счетчик слов ввода, счетчик слов вьшода, ключи ввода и вывода, Р адреса, дешифратор адреса, Р команд, дешифратор команд, сигнальный ключ, выходной и входной согласующие усилители. Модуль 3 содержит группу приемных БП, два эл-та ИЛИ, Р ввода, входной и выходной согласующие усилители, счетчик слов ввода, шифратор служебных кодов, дешифратор адреса. Р адреса, Р команд, дешифратор команд, ключи ввода и вывода, группу передающих БП, Р вывода, блок прерываний, счетчик слов вывода и дешифратор служебных кодов. 3 ил. В

Kmaffiffi/a К г«КяЬ«

tiiraS - 12 II

еыхвд Katai/ibfi u кзтти. кт

то8

Кан

12 II

кзтти. кт

то8

Канвшнш

11378088

Изобретение относится к технике, связи и может использоваться в системах передачи информации.

Цель изобретения - повышение точности коммутации при сопряжении с синхронными линиями связи.

На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемогоцифрового коммутационного устройства; |Q содержит группу приемных блоков 54

памяти, первый.элемент ИЛИ 55, регистр 56 ввода, входной согласующий усилитель 57, счетчик 58 слов ввода, шифратор 59 служебных кодов, дешифра 5 тор 60 адреса, регистр 61 адреса, ре гистр 62 команд, дешифратор 63 команд,, ключ 64 ввода, ключ 65 вывода, группу передающих блоков 66 памяти, второй элемент ИЛИ 67, регистр 68 вы вода, выходной согласуюпщй усилитель 69, блок 70 прерываний, счетчик 71 слов вьшода и дешифратор 72 Служебных кодов. На фиг. 3 также показаны: шина 73 кодов команд, шина 74 команды

на фиг. 2 - структурная электрическая схема абонентского модуля; на фиг.З - структурная электрическая схема модуля дальней связи.

Цифровое коммутационное устройство содержит генератор 1 сигналов синхронизации, группу абонентских модулей 2, группу модулей 3 дальней связи, двунаправленную высокоскоростную параллельную адресную шину 4, двуна- 20 правленную высокоскоростную цараллель- Пую информационную шину 5., На фиг. 1 также показаны: шина 6 запроса, шина 7 разрешения, шина 8 таймерных сигналов, шины 9 линейных входов, шины 1Q 25 записи адреса, шина 75 команды вклю- линейных выходов, шины 11 канальных входов, шины 12 канальных выходов, шина 13 синхронизации счетчиков абонентских модулей, шина 14 синхронизации пакетов информации, шина 15 то- 30 нальных дельта-модулированных сигналов, шина 16 синхронизации, дельта- кодеков, шина 17 синхронизации счетчиков дальней связи, шина 18 синхронизации каналов линий дальней связи.

Каждый абонентский модуль 2 (фиг, 2) содержит приемный блок 19 памяти,, передаюшдй блок 20 памяти,

40

35

регистр 21 ввода, регистр 22 вывода, счетчик 23 слов ввода, счетчик 24 слов вывода, ключ 25 ввода, ключ 26 вывода., регистр-27 адреса, дешифра- :Тор 28 адреса, регистр 29 команд, дешифратор 30 команд, сигнальный ключ 31., вь ходной 32 и входной 33 согласующие усилители. На фиг., 2 также обозначены: шина 34 кодов команд, шина 35 команды синхронизации дельта- кодеков, шина 36 команды считывания cocTOHHvm абонента, шина 37 команды посыпки вызова абоненту, шина 38 включения в рабочий режим, шина 39 команды выключения счетчиков, шина 40 команды записи адреса, шина 41 вывода информации, шина 42 ввода информации, шина 43 записи команд, шина 44 управления приемным блоком памяти, шина 45 управления передающим блоком

45

50

55

чения, шина 76 команды считывания, шина 77 команды выключения счетчиковшина 78 записи команд, шина 79 вывод информации, шина 80 ввода информации шина 81 ввода слов, шина 82 вывода слов, шина 83 приема информации, шин 84 выдачи информации, шина 85 служебных кодов, шина 86 управления группой приемных блоков памяти, шина 87 управления гpyriпoй передающих блоков памяти и шина 88 переполнения счетчика.

.Цифровое коммутационное устройство работает следующим образом.

Генератор 1 сигналов синхронизации вырабатывает следующие сигналы: сигнал с частотой F, 500 Гц (таймер устройства) для управляющей ЭВМ; сигнал с частотой J 7 1 кГц для счетчиков 23 и 24 абонентских модулей; сигнал с частотой FJ 16 кГц для дельта-кодеков цифровых абонентских телефонных аппаратов; сигнал с частотой р4. 30 кГц для счетчиков 58 и 71 модулей дальней связи; сигнал с тактовой частотой Fj 480 кГц для линий дальней связи; сигнал с частотой F (, 1 МГц для коммутации пакетов через шину 5; сигнал тональной частоты F для вызова абонентов.

Цикл работы шины 5 составляет Т ц 64 мс. Число временных каналов в цикле Тц равно N 256.

памяти, шина 46 окончания вывода,шина 47 выходной информации, шина 48 запуска счетчика слов ввода, шина 49 запуска счетчика слов вывода, шина 50 окончания ввода, шина 51 переполнения счетчика, шина 52 вывода слов и шина 53 ввода слов.

Модуль 3 дальней связи (фиг. 3)

гистр 56 ввода, входной согласующий усилитель 57, счетчик 58 слов ввода, шифратор 59 служебных кодов, дешифра- тор 60 адреса, регистр 61 адреса, регистр 62 команд, дешифратор 63 команд,, ключ 64 ввода, ключ 65 вывода, группу передающих блоков 66 памяти, второй элемент ИЛИ 67, регистр 68 вывода, выходной согласуюпщй усилитель 69, блок 70 прерываний, счетчик 71 слов вьшода и дешифратор 72 Служебных кодов. На фиг. 3 также показаны: шина 73 кодов команд, шина 74 команды

записи адреса, шина 75 команды вклю-

записи адреса, шина 75 команды вклю-

чения, шина 76 команды считывания, шина 77 команды выключения счетчиков, шина 78 записи команд, шина 79 вывода информации, шина 80 ввода информации, шина 81 ввода слов, шина 82 вывода слов, шина 83 приема информации, шина 84 выдачи информации, шина 85 служебных кодов, шина 86 управления группой приемных блоков памяти, шина 87 управления гpyriпoй передающих блоков памяти и шина 88 переполнения счетчика.

.Цифровое коммутационное устройство работает следующим образом.

Генератор 1 сигналов синхронизации вырабатывает следующие сигналы: сигнал с частотой F, 500 Гц (таймер устройства) для управляющей ЭВМ; сигнал с частотой J 7 1 кГц для счетчиков 23 и 24 абонентских модулей; сигнал с частотой FJ 16 кГц для дельта-кодеков цифровых абонентских телефонных аппаратов; сигнал с частотой р4. 30 кГц для счетчиков 58 и 71 модулей дальней связи; сигнал с тактовой частотой Fj 480 кГц для линий дальней связи; сигнал с частотой F (, 1 МГц для коммутации пакетов через шину 5; сигнал тональной частоты F для вызова абонентов.

Цикл работы шины 5 составляет Т ц 64 мс. Число временных каналов в цикле Тц равно N 256.

Абонентские модули 2 осуществляют коммутацию пакетов цифровой информации в абонентской сети через шину 5 со скоростью С, 16 Мбит/с (1 млн. - 16-разрядных слов в секунду). Модули

3дальней связи коммутируют пакеты

в сети дальней связи через шины 5 со скоростью С между уплотненными линиями дальней связи, работающими со |Q скоростью, определяемой частотой .F . Взаимодействуя между собой, модули 2 и 3 дсуществляют коммутацию пакетов между абонентской сетью и сетью дальней связи через шину 5 со скоростью С 5

Управляющая ЭВМ, подключаемая к устройству, получает от него сигналы с частотой F, на основе которых ведет учет временных ресурсов шины 5, вьщеляет временные окна для комму- 2Q тации пакето в устройства и осуществляет соединения и разъединения абонентов в сетях и между сетями. Формирование пакетов, их уплотнение, коммутация и разуплотнение осуществля- 25 ются непосредственно устройством без участия ЭВМ.

Абонентский модуль 2 работает следующим образом.

ЭВМ с периодом в 1 с последовательно обращается ко всем модулям 2 и 3 устройства и выдает в адресную шину

4коды их адресов, и в информационную шину 5 - код соответствующей команды управления. Код адреса постусчитывает содержимое регистра 22 указанного абонентского модуля 2. Если в регистре 22 содержится код

30

нулей, . это означает, что при емный абонент свободен, и ЭВМ выдает в регистр 29 команд пер дающего абонентского модуля 2 команд Посылка вызова,покоторой 15 через сигнальныйклгоч 31 и выходной со ласующий усилитель 32 в абонентсклто лн нию поступают сигналы счастотой F.

После поднятия приемным абоненто трубки в регистр 22 вывода передающего абонентского модуля 2 поступае соответствующий код, который ЭВМ сч тывает в очередном цикле обращения данному абонентскому модулю 2. Зате ЭВМ по команде Запись выдает в ре гистр 27 адреса приемного абонентск го модуля 2 адрес передающего абоне тского модуля 2, а в регистр 29 команд - команду Работа, по которой включается счетчик 24 слов ввода, н который из шины 13 через ключ 26 вы вода поступают сигналы с частотой F На выходе счетчика 24 последователь формируются коды адресов ячеек пере дающего блока 20 памяти, в который записываются из регистра 22 вывода кодовые 16-разрядные речевые сигналы поступающие от передающего абонента После заполнения передающего блока 20 памяти приемного абонентского модуля 2 речевым пакетом с выхода

пает в дешифратор 28, на выходе кото- счетчика 24 вывода в шину 6 запроса

рого вырабатывается сигнал записи.команды управления в регистр 29 команд. На выходах дешифратора 30 команд вы- рабатываются сигналы, по которым ЭВМ управляет работой модуля 2.

В дежурном режиме по команде Синхронизация сигналы частоты F выдаются из шины 16 через ключ 31 и выходной согласующий усилитель 32 в абонентскую линию. Из абонентской линии на вход входного согласующего усилителя 33 поступают кодовые сигналы состояния цифрового телефонного аппарата абонента.

При наборе передающим абонентом номера приемного абонента соответствующие кодовые сигналы поступают в регистр 22 вьтода абонентского модуля 2. По команде Считывание ЭВМ считывает данный код, определяет адрес соответствующего передающего абонентского модуля.2, к которому подключен приемный абонент и затем

считывает содержимое регистра 22 указанного абонентского модуля 2. Если в регистре 22 содержится код

0

нулей, . это означает, что приемный абонент свободен, и ЭВМ выдает в регистр 29 команд передающего абонентского модуля 2 команду Посылка вызова,покоторой 15 через сигнальныйклгоч 31 и выходной согласующий усилитель 32 в абонентсклто лн- нию поступают сигналы счастотой F.

После поднятия приемным абонентом трубки в регистр 22 вывода передающего абонентского модуля 2 поступает соответствующий код, который ЭВМ считывает в очередном цикле обращения к данному абонентскому модулю 2. Затем ЭВМ по команде Запись выдает в регистр 27 адреса приемного абонентского модуля 2 адрес передающего абонентского модуля 2, а в регистр 29 команд - команду Работа, по которой включается счетчик 24 слов ввода, на который из шины 13 через ключ 26 вывода поступают сигналы с частотой F,, На выходе счетчика 24 последовательно формируются коды адресов ячеек передающего блока 20 памяти, в который записываются из регистра 22 вывода кодовые 16-разрядные речевые сигналы, поступающие от передающего абонента. После заполнения передающего блока 20 памяти приемного абонентского модуля 2 речевым пакетом с выхода

счетчика 24 вывода в шину 6 запроса

0

5

поступает сигнал Запрос, в ответ на который из шины 7 разрешения на вход ключа 26 вьшода поступает сигнал Разрешение, по которому из шины 14 синхронизации пакетов информации через ключ 26 в счетчик 24 слов вывода поступают сигналы с частотой F, , В результате из блока 20 памяти приемного абонентского модуля 2 в Ш11ну 5 со скоростью 1 мегаслов/с выдается речевой пакет. Из регистра 27 адреса в адресную шину 4 вьщается адрес передающего абонентского модуля 2,который был ранее записан в регистр 27. В передающем абонентском модуле 2 на выходе дешифратора 28 адреса появляется сигнал, по которому из шины 14 через ключ 25 ввода в счетчик 23 слов ввода коммутируются сигналы . 5 с частотой Fj. В результате речевой пакет вводится из информационной шины 5 в приёмный блок 19 памяти данного

0

модуля 2 с указанной частотой F,

По

окончании коммутации речевого пакета на выходах счетчиков 24 и 23 соответственно приемного и передающего абонентских модулей 2 вырабатываются. сиг налы окончания коммутации, которые переводят ключи 26 и 25 в состояние коммутации сигналов с частотой F из шины 13 в счетчики 23 и 24. При этом выход сдвигового регистра 21 ввода передающего абонентского модуля 2 через сигнальный ключ 31 коммутируется на выходной согласующий усилитель 32, В результате начинается цикл выдачи пакета речевой информации або- ненту из приемного блока 19 памяти, передающего абонентского модуля 2 и накопления пакета от абонента в пере- дающем блоке 20 памяти прием- -него абонентского модуля 2. Очередной цикл коммутации, а затем выдачи и накопления пакета начинается после переполнения счетчика 24 слов вывода приемного абонентского модуля 2 и выдачи в шину 6 сигнала Запрос.

Установление соединения и коммутация информации по обратному каналу осуществляется аналогичным образом, но в другом временном окне,, которое ЭВМ распределяет за рассмотренными двумя абонентскими модулями 2 по команде Работа.

В процессе обмена ЭВМ периодически контролирует состояние регистров 22 работающих пар абонентских модулей 2 и, если хотя бы в одном из них код нулей, вьщает в данные модули команду Выключено, по которой останавливаются счетчики 23 и 24, а модули 2 прекращают обмен речевой информацией, освобождая временные окна информационной шины 5 для других каналов,

Модуль 3 Дальней связи работает следующим образом.

Дешифраторы 60 и 63 адреса и команд, счетчики 58 и 71 слов ввода ч вывода, регистры 61 и 62 адреса И команд, а также ключи 64 и 65 ввода и вьшода функционируют так же, как и соответствующие элементы абонентских модулей 2. Из двух групп блоков 54 и 66 памяти по одному блоку выделено для хранения сигнальных (служебных) пакетов канала сигнализации (на фиг,3 эти блоки специально не выделены), а остальные служат для хранения речевых пакетов. Число речевых блоков памяти в каждой группе равно числу

каналов в уплотненной линии дальней связи и составляет No 27,

Обмен информацией между модулями 3 дапьн1вй связи через линии дальней связи осуществляется кадрами,в каждом из которых содержится Nj речевых и один сигнальный пакет. Взаимодействующие ерез линию дальней связи модули 3 синхронизации по тактам,пакетам и кадрам. При установлении соединения в начале кадра в приемный модул 3 дальней связи поступает код признака наличия информации (код ИНИ) и следом за ним сигнальный пакет с номерами передающего и приемного абонентов. После прохождения кодовых сигналов через выходной согласующий усилитель 69, регистр 68 вьшода и дешифратор 72 служебных кодов в блок 70 прерываний поступает сигнал, по которому блок 70 выдает в информационную шину 5 код вектора прерываний работы ЭВМ, а в сигнальный передающий блок 66 памяти записывается сигнальный пакет, В очередном цикле Тц ЭВМ обращается к данному модулю 3 через дешифратор 60 адреса и регистр 62 команд и считывает через элемент ИЛИ 67 и информационную шину 5 сигнальный пакет. После расшифровки кода номера приемного абонента ЭВМ выдает в соответствующий передающий модуль 3 дальней связи команду Запись, по которой из ЭВМ через щину 5 в шифратор 59 служебных кодов вводится код ИНИ, а в сигнальный приемный блок 54 памяти - сигнальный пакет. Далее из шифратора 59 через элемент ИЛИ 55, сдвиговый регистр 56 ввода и входной согласующий усилитель 57 в- линию дальней связи выдается код ШШ, а из сигнального блока 54 памяти - сигнальный пакет.

По обратному каналу в передающий модуль 3 дальней связи, а затем в ЭВМ поступает сигнальный пакет состояния абонента с кодом Свободен или Занят, который выдается на ЭВМ в приемный модуль 3 дальней связи и далее по обратному каналу этого модуля 3 передающего абонента,

Если приемный абонент свободен, то в соответствующий передающий блок 66 памяти приемного модуля 3 дальней связи поступает речевой пакет, который выдается через элемент ИЛИ 67 и шину 5 в соответствующий приемный блок 54 памяти передающего модуля 3

дальней. связи и далее в линию дальней связи.

процедура коммутации пакетов повторяется без участия ЭВМ, Вслед за выдачей в передающий модуль 3 дальней связи сигнального пакета и кода Свободен по обратному каналу в передающий модуль. 3 поступают речевые пакеты, алгоритм коммутации которых в пр иемном модуле аналогичен рассмотренному.

Установленные соединения и коммутация информации между абонентской сетью и сетью дальней связи осуществляется путем взаимодействия абонентских модулей 2 и модулей 3 дальней связи. При этом алгоритмы работы модулей 2 и 3 аналогичны рассмотренным, но :коммутация речевых пакетов осущест йляется между передающим и приемным блоками 20 и 54 памяти модулей 2 и 3, а также между передающим и приемным блоками 66 и 19 памяти модулей 3 и 2.

Фор м у л а изо б р е т а н и я

Цифровое коммутационное устройство, содержащее генератор сигналов синхронизации, выходы которого под- ключены к синхронизирующим входам абонентских модулей и модулей дальней связи, соединенных с двунаправленными параллельными адресной и информационной шинами, отличающееся тем, что, с целью повышения точности коммутации при сопряжении с синхронными линиями связи, каждый из абонентских модулей выполнен в виде последовательно соединенных регистра ко- манд, дешифратора команд, счетчика слов ввода, приемного блока памяти, регистра ввода, сигнального ключа и выходного согласующего усилителя, ключа ввода, первый вход которого соединен с вторым выходом счетчика слов ввода и вторым входом сигнального ключа, а выходы подключены к второму и третьему входам счетчика слов ввода, последовательно соединенных регистра адреса и дешифратора адреса, выход которого подключен к адресному входу регистра команд и второму входу ключа ввода, последовательно соединенных входного согласую

щего усилителя, регистра вывода и пе редеющего блока памяти, последовательно соединенных ключа вывода и счетчика слов вьшода, первый выход

сЮ 5-20

25

30 Q35

45

55

которого подключен к второму входу передающего блока памяти, а второй выход подключен к первому входу ключа вывода, второй вход которого сое- дине.н с вторым выходом дешифратора команд и вторым входом счетчика слов вывода, третий вход которого соединен с первым выходом дешифратора команд, третий выход которого подключен к управляющему входу регистра адреса, при этом четвертый выход дешифратора ..команд подключен к второь у входу регистра вывода, пятый и шестой выходы дешифратора команд подключены к третьему и четвертому входам сигнального ключа, пятый и шестой входы которого, объединенные третьи входы и объединенные четвертые входы ключа ввода и ключа вывода являются синхронизи- руюшд ми входами абонентского модуля, информационные входы регистра команд, регистра адреса и приемного блока памяти являются информационными входами, а выходы регистра вывода и передаю щего блока пямяти являются информационными выходами абонентского модуля, адресными выходами и входами которого

являются выходы регистра адреса и входы дешифратора адреса, четвертый вход счетчика слов вывода соединен с пятым входом ключа вывода и является входом Запрос абонентского модуля, входом Разрешение которого является шестой вход ключа вьшода, а каждый модуль дальней стзязц вьтолнен в виде последовательно соединенных шифратора служебных кодов, первого элемента ИЛИ, регистра ввода, выходного согласующего усилителя, приемных блоков памяти, . выходы которых подключены к другим входам первого элемента ИЛИ, последовательно соединенных ключа ввода, и счетчика слов ввода, первый выход которого подключен к управляющим входам приемных блоков памяти, а второй выход подключен к первому входу ключа ввода, последовательно соединенных ключа вьшода и счетчика слов вьшода, первый выход которого подключен к первым входам передающих блоков памяти, выходы которых подключены к входам второго элемента ИЛ1-1, последовательно соединенных входного согласующего усилителя, регистра вывода, выход которого подключен к вторым входам передающих блоков памяти, дешифратора служебных кодов и блока прерываний, последовательно соединенных

дешифратора адреса, регистра команд, дешифратора команд и регистра адреса, выходы которого подключены к входам дешифратора адреса и являются адрес- ными входами модуля дальней связи, при этом второй выход дешифратора команд подключен к вторым входам счетчика, слов ввода и счетчика слов вывода, третий выход дешифратора команд подключен к третьим входам передающих блоков памяти, а четвертый выход дешифратора команд подключен к третьему входу счетчика, слов вывода и первому входу ключа вывода, второй вход которого соединен с вторым выходом счетчика слов вьшода и является выходом Разрешение модуля дальней связи, информационными входами которого являются информационные входы приемных блоков памяти, шифратора служеб- ньпс кодов, регистра команд и регистра сщреса, а информационньми выходами - выходы блока прерываний и выходы второго элемента ИЛИ, третий вход вывода является входом Разрешение модуля дальней связи, синхронизирующими входами которого являются тактовый вход шифратора служебных кодов, объединенные второй вход ключа ввода и четвертый вход ключа вывода, объединенные третий вход ключа ввода и пятый вход ключа вывода.

Фие,2

FS

Фие.З