Система коммутации

(71) Заявитель Научно-исследовательское республиканское унитарное предприятие НИИ средств автоматизации(72) Авторы Беланович Анатолий Владимирович Авдиенко Владимир Федорович Лукашевич Юрий Александрович Дубко Валерий Матвеевич Ковалев Валерий Викторович Кохно Павел Евгеньевич Говор Сергей Георгиевич Востров Борис Владимирович(73) Патентообладатель Научно-исследовательское республиканское унитарное предприятие НИИ средств автоматизации(57) 1. Система коммутации, содержащая автоматическую телефонную станцию, пульты абонентов, коммутатор каналов, модуль управления радиосетями, коммутатор засекреченной связи, которые имеют информационные входы-выходы и каналы управления, отличающаяся тем, что в автоматическую телефонную станцию введены центральный процессор, шина управления центрального процессора, блок памяти программ и данных,994 интерфейс управления, временной коммутатор, при этом шина управления центрального процессора соединяет центральный процессор с блоком памяти программ и данных и интерфейсом управления, а интерфейс управления соединен с пультами абонентов, коммутатором засекреченной связи, модулем управления радиосетями, коммутатором каналов,временным коммутатором. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что автоматическая телефонная станция содержит формирователь группового канала, который соединен каналом управления с интерфейсом управления, группой входов с временным коммутатором, а его выходы являются межсистемными цифровыми каналами А, В, при этом выход В подключается к выходу А последующей системы коммутации. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что автоматическая телефонная станция содержит блок телефонной автоматики, который соединен с интерфейсом управления и временным коммутатором. 4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что автоматическая телефонная станция содержит адаптер, который соединен с интерфейсом управления, временным коммутатором и имеет выходы к абонентским линиям внешней автоматической телефонной станции. 5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит персональный компьютер, который соединен с центральным процессором. 6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что пульты абонентов содержат дополнительные информационные входы-выходы, соединенные с коммутатором засекреченной связи,который соединен с временным коммутатором и имеет выход к устройствам документирования.(56) 1. Патент 2127025, МПК 6 Н 04 М 3/00, 1999. 2. Патент 2147160, МПК 7 Н 04 М 3/00, 2000. 3. Аппаратура внутренней связи и коммутации. Техническое описание ДЛЯ 1.600.005 ТО. Украина, Запорожье, 1987 (прототип). Полезная модель относится к технике связи и используется для построения специальных сетей открытой, закрытой (засекреченной) телефонной связи и передачи данных между мобильными и (или) стационарными объектами. Известна цифровая коммутационная система 1, содержащая абонентские модули,индивидуальные станционные блоки, блок коммутации, блок линейной сигнализации,шину управления, маркер, блок хранения состояния каналов, блок памяти маршрутов доставки, блок ввода-вывода. Известна цифровая коммутационная система 2, содержащая коммутационное поле,блок приема/передачи, блок взаимодействия, системную шину, цифровую вычислительную машину, контроллер, мультиплексор, блок защиты, телефонный аппарат, модуль оператора. Недостаток аналогов - ограниченные функциональные возможности по причине отсутствия в составе известных систем элементов и узлов, позволяющих расширить функциональные возможности. Наиболее близкое по сущности и области применения техническое решение к предлагаемой полезной модели имеет аппаратура внутренней связи и коммутации 3, содержащая пульты абонентов, стойку централизованной коммутации и управления (СЦКиУ),четырехканальное устройство сопряжения и коммутации (УСК-4 К). В состав стойки СЦКиУ входят блок управления, коммутатор, блок управления радиосетями, два блока операторов. 2 994 Известная аппаратура, принятая за прототип, имеет более широкие функциональные возможности чем в указанных аналогах, однако недостаточные для решения поставленной ниже задачи, так как не обеспечивает объединение нескольких комплектов аппаратуры в единую систему, автоматический режим телефонной связи между абонентами однотипных систем по радиоканалам в режимах открытой и закрытой связи, подключение абонентов аппаратуры к абонентским линиям внешней автоматической телефонной станции,выбор и подключение абонентов к устройствам документирования телефонных переговоров и возможность резервирования маршрутов соединения с абонентами радиосетей. Перечисленные недостатки прототипа снижают вероятность и скорость установления соединения между абонентами. Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание многофункциональной системы коммутации, которая обеспечит надежную и оперативную специальную телефонную связь и передачу данных. Поставленная задача решена при создании предлагаемой полезной модели с техническими результатами обеспечена возможность объединения нескольких систем в единую систему обеспечен автоматический режим телефонной связи между абонентами внутри системы и с абонентами однотипных систем по радиоканалам в режимах открытой и закрытой связи обеспечено подключение абонентов системы к абонентским линиям внешней автоматической телефонной станции обеспечено резервирование маршрутов соединения абонентов системы с абонентами однотипных систем, причем с автоматическим переходом с основного маршрута на резервные обеспечен выбор и подключение абонентов к устройствам документирования телефонных переговоров обеспечено конфигурирование, тестирование, диагностика и отображение текущего состояния системы. Для достижения указанных технических результатов в предлагаемой системе коммутации автоматическая телефонная станция, пульты абонентов, коммутатор каналов, модуль управления радиосетями, коммутатор засекреченной связи соединены между собой информационными входами-выходами и каналами управления, в автоматическую телефонную станцию введены центральный процессор, шина управления центрального процессора, блок памяти программ и данных, интерфейс управления, временной коммутатор,при этом шина управления центрального процессора соединяет центральный процессор с блоком памяти программ и данных и интерфейсом управления, а интерфейс управления соединен с пультами абонентов, коммутатором засекреченной связи, модулем управления радиосетями, коммутатором каналов, временным коммутатором, а также введены формирователь группового канала, соединенный каналом управления с интерфейсом управления, группой входов с временным коммутатором, а его выходы являются межсистемными цифровыми каналами А, В, при этом выход В подключается к выходу А последующей системы коммутации блок телефонной автоматики, соединенный с интерфейсом управления и временным коммутатором адаптер, соединенный с интерфейсом управления,временным коммутатором и имеющий выходы к абонентским линиям внешней автоматической телефонной станции персональный компьютер, соединенный с центральным процессором а в пульты абонентов введены дополнительные информационные входывыходы, соединенные с коммутатором засекреченной связи, который соединен с временным коммутатором и имеет выход к устройствам документирования. Предлагаемая полезная модель представляет собой пространственно-временную коммутационную систему с централизованным программным управлением, в которой осуществляется коммутация и сопряжение оборудования с разнотипными каналообразующими 3 994 средствами (радиостанции с цифровыми, тональными и телеграфными каналами, проводные линии связи с двух-, четырехпроводным окончанием, абонентские линии автоматической телефонной станции с импульсным и тональным набором номера), с устройствами документирования, с системой жизнеобеспечения, с аппаратурой засекречивания и передачи данных. Центральный процессор выполняет функции управления временным коммутатором и взаимодействием отдельных функциональных частей системы через шину и интерфейс управления в соответствии с программой и данными, хранящимися в блоке памяти программ и данных. Формирователь группового канала выполняет функцию объединения нескольких систем в единую систему межсистемными цифровыми каналами. Блок телефонной автоматики, модуль управления радиосетями, коммутатор каналов выполняют функцию автоматической телефонной связи между абонентами системы и абонентами однотипных систем по радиоканалам с автоматическим переходом с основного маршрута на резервные. Адаптер выполняет функцию подключения абонентов системы к абонентским линиям внешней автоматической телефонной станции. Персональный компьютер стандартавыполняет функции конфигурирования, тестирования, диагностики и отображения текущего состояния системы, ввод маршрутно-адресной информации и формирование маршрутно-адресных таблиц. Персональный компьютер совместно с коммутатором засекреченной связи выполняет функцию по выбору абонентов системы для документирования переговоров и их подключению к устройствам документирования. Предлагаемая система коммутации представлена на чертеже в виде структурной схемы. Система коммутации содержит пульты 1 абонента (ПА), автоматическую телефонную станцию 2 (АТС), коммутатор 3 засекреченной связи (КЗС), модуль 4 управления радиосетями (МУРС), коммутатор 5 каналов (КК), персональный компьютер 6 (ПК). В состав АТС 2 входят центральный процессор 7 (ЦП), блок 8 памяти программ и данных (БППД), шина 9 управления процессора, интерфейс 10 управления, временной коммутатор 11 (ВК), блок 12 телефонной автоматики (БТА), формирователь 13 группового канала (ФГК), адаптер 14. МУРС 4 имеет контроллер, шину управления контроллера, блок памяти программ и данных. В каждый ПА 1 введен второй информационный тракт и коммутатор информационных трактов. В КЗС 3 введены плата коммутации и адаптер сопряжения с устройством документирования. Совокупность АТС 2, КЗС 3, МУРС 4, выполненных в виде отдельных конструкций,является функциональным аналогом стойки СЦКиУ прототипа 3, а КК 5 является функциональным аналогом стойки УСК-4 К. Работает система коммутации следующим образом. В ПК 6 загружается программа управления системой коммутации и вводятся исходные данные номер системы коммутации в системе связи, конфигурация системы коммутации (количество подключаемых ПА 1, радиостанций и каналов аппаратуры передачи данных, режим тестирования), маршрутно-адресные таблицы, исходные данные для ПА 1(уровень приоритета абонента, разрешение на работу в различных режимах по каналообразующим средствам, подключение к устройству документирования), радиоданные (значения частот радиосвязи и номера заранее подготовленных частот для радиостанций),адресная информация (собственные адреса системы в радиосетях и направлениях, номера абонентов радиосетей и направлений, номера абонентских линий внешней АТС), текущее время и ключ для имитостойкого кодирования вызывных сигналов в МУРС 4, конфигурация подключения аппаратуры передачи данных к КК 5. Производят запись исходных данных в БППД 8 ЦП 7. После записи исходных данных или при включении электропитания ЦП 7 автоматически проводит инициализацию, при которой исходные данные из БППД 8 ЦП 7 через шину 9 управления процессора, интерфейс 10 управления по каналам управления пересылаются в ПА 1, КЗС 3, МУРС 4, КК 5. 4 994 Рассмотрим установление соединения между абонентами ПА 1 системы. Абонент инициатор связи поднимает трубку. Подъем трубки определяется контроллером ПА 1, который в ответ на команду Запрос от ЦП 7 передает по каналу управления команду Трубка поднята. ЦП 7, получив команду от ПА 1, заносит ее в БППД 8 и передает на ПК 6 для отображения состояния ПА 1 на мониторе. Одновременно ЦП 7 передает команду на БТА 12 и ВК 11, в результате чего в приемные цепи ПА 1 поступает сигнал Ответ станции. Контроллер ПА 1 обеспечивает управление индикатором, на котором отображается состояние трубки. После получения сигнала Ответ станции абонент набирает на тастатуре пульта первую цифру номера, которая отображается на индикаторе и передается по каналу управления на ЦП 7. ЦП 7 записывает первую цифру номера в БППД 8, дает команду в БТА 12 на снятие сигнала Ответ станции, транслирует набранную цифру в ПК 6 для отображения на мониторе. Аналогично осуществляется ввод и отображение последующих цифр номера. ЦП 7 определяет окончание набора номера и проводит его анализ с целью определения принадлежности вызываемого абонента либо к данной системе, либо к взаимодействующим системам и состояния вызываемого абонента. В случае, если абонент свободен и принадлежит к данной системе, ЦП 7 дает на пульт вызываемого абонента команду на включение индикации и команду, содержащую номер вызывающего абонента. После получения команд контроллер пульта включает световую индикацию вызова, отображает номер вызывающего абонента на индикаторе, включает акустическую сигнализацию вызова в громкоговорителе. После подъема трубки вызываемым абонентом и получения соответствующей команды, ЦП 7 передает команду на БТА 12 для снятия сигнала контроля посылки вызова, на контроллер вызываемого ПА 1 - команду на снятие световой и акустической сигнализации вызова и на отображение трубки пульта в поднятом состоянии, на ВК 11 передается команда на соединение разговорных трактов пультов. После окончания переговоров абоненты кладут трубки на пульты, после чего контроллер пульта передает на ЦП 7 команду о том, что трубка положена. ЦП 7 дает на ВК 11 команду на разъединение трактов абонентов и стирает информацию в БППД 8 о номерах абонентов, участвовавших в соединении. Все команды, определяющие стадии соединения между абонентами и номера абонентов, участвующих в соединении, передаются ЦП 7 на ПК 6 для отображения на мониторе. В случае, если вызываемый абонент занят, ЦП 7 передает команду на БТА 12 и ВК 11 для передачи по приемной цепи ПА 1 сигнала Занято. После того как абонент положит трубку контроллер пульта по каналу управления передает на ЦП 7 команду Трубка положена, ЦП 7 передает на БТА 12 и ВК 11 команды на снятие сигнала Занято и отключение БТА 12 от приемных цепей ПА 1. При установлении связи между абонентом ПА 1 и абонентом внешней АТС, вызывающий абонент на ПА 1 набирает номер адаптера 14. Номер по каналу управления передается на ЦП 7, который определяет возможность выхода данного абонента на внешнюю АТС, передает по каналу управления команду на подключение адаптера 14 к внешней АТС (замыкание Шлейфа). ВК 11 и БТА 12 по командам ЦП 7 обеспечивают трансляцию сигнала Ответ станции абоненту ПА 1, после чего абонент осуществляет набор номера абонента внешней АТС. Номер транслируется ЦП 7 на адаптер 14, где он преобразуется в тональные или импульсные посылки и передается на внешнюю АТС. В сторону абонента ПА 1 от внешней АТС поступает сигнал Контроль посылки вызова. После поднятия трубки абонентом внешней АТС сигнал Контроль посылки вызова снимается и устанавливается связь между абонентами. После окончания разговора абонент ПА 1 опускает трубку, ЦП 7 переводит речевой тракт абонента ПА 1 в ВК 11 в исходное состояние, адаптер 14 посылает внешней АТС сигнал Отбой (размыкание шлейфа). 5 994 Рассмотрим взаимодействие между составными частями системы при установлении связи между абонентами радиосети. Абонент ПА 1 снимает трубку и после получения сигнала Ответ станции, набирает номер вызываемого абонента. Номер по каналу управления передается на ЦП 7, который определяет по маршрутно-адресной таблице, хранящейся в БППД 8, маршрут соединения абонентов, дает команду по каналу управления на ВК 11 для подключения речевого тракта абонента к соответствующему входу КК 5, передает по каналу управления команду на КК 5 для включения радиостанции на передачу, передает на МУРС 4 команду с номерами вызывающего и вызываемого абонентов. МУРС 4 преобразует принятые номера в соответствии с исходными данными в сетевые номера, после чего происходит кодирование номеров групповым циклическим кодом с имитозащитой и вызывное сообщение передается через КК 5 и подключенную к нему радиостанцию в радиосеть. После окончания передачи вызывного сообщения МУРС 4 передает по каналу управления ЦП 7 команду об окончании передачи. ЦП 7 передает команду на КК 5 на перевод радиостанции на прием. После приема и декодирования вызывного сообщения МУРС 4 вызываемого абонента передает команду, содержащую номер абонента, по каналу управления на ЦП 7, который идентифицирует вызываемого абонента и передает команду на ВК 11 на подключение речевого тракта ПА 1 к соответствующему входу КК 5, на ПА 1 команду Вызов, на МУРС 4 квитанцию на вызов, на КК 5 команду на включение радиостанции для передачи квитанции. После получения квитанции, ЦП 7 системы, абонент которой передал вызывное сообщение, передает по каналу управления на ПА 1 команду контроллеру на формирование сигнала Контроль посылки вызова по радиостанции, сигнализирующего о прохождении вызова по каналу связи. После подъема телефонной трубки вызываемым абонентом обеспечивается обмен речевой информацией между абонентами. В процессе обмена речевой информацией по полудуплексным радиостанциям абоненты управляют режимом приема/передачи радиостанций с помощью тангенты микротелефонной трубки ПА 1. Положение тангенты анализируется контроллером ПА 1, который по каналу управления передает команды Тангента нажата (Тангента отжата) на ЦП 7, который в соответствии с полученной командой передает по каналу управления на КК 5 команды на перевод радиостанции с приема на передачу и обратно. Если в течение заданного интервала времени после посылки вызывного сообщения ЦП 7 системы, передавший вызов, не получает квитанцию о приеме вызывного сообщения, осуществляется обращение к маршрутно-адресным таблицам с целью определения наличия резервных маршрутов передачи и, при их наличии, повторяет процедуру посылки вызывного сообщения по резервному маршруту. Если резервный маршрут отсутствует или в ответ на вызывное сообщение получено сообщение, что абонент занят, то ЦП 7 передает по каналу управления контроллеру ПА 1 команду на формирование сигнала абоненту Занято по радиостанции. Для завершения связи абонент ПА 1 должен положить трубку на пульт, после чего ЦП 7 дает команды на ВК 11 и ПА 1 на установление в исходные состояния разговорного тракта и индикации на индикаторе ПА 1. При установлении связи между абонентами однотипных систем по цифровому межсистемному каналу, абонент ПА 1 набирает номер вызываемого абонента. Номер по каналу управления передается на ЦП 7, который проверяет разрешение на работу по цифровому каналу, затем передает номера вызывающего и вызываемого абонентов на ФГК 13 и команду на ВК 11 для подключения разговорного тракта ПА 1 к соответствующему каналу ФГК 13. Номера вызывающего и вызываемого абонентов передаются по каналу управления потока 2048 кбит/с на ФГК 13 требуемой системы и далее на ее ЦП 7. ЦП 7 однотипной системы идентифицирует абонента, посылает ему по каналу управления команду вызова и передает команду ВК 11 и БТА 12 на посылку по речевому тракту вы 6 994 зывающему абоненту сигнала Контроль посылки вызова. После подъема трубки вызываемым абонентом ЦП 7 однотипной системы отключает сигнал Контроль посылки вызова и подключает разговорный тракт ПА 1 вызываемого абонента к соответствующему каналу потока 2048 кбит/с. После окончания разговора абоненты опускают трубки, ЦП 7 каждой системы переводят речевые тракты в исходное состояние. Работа в режиме закрытой (засекреченной) телефонной связи. После подъема трубки ПА 1, абонент с помощью функциональных клавиш устанавливает режим засекреченной связи и набирает номер вызываемого абонента. Информация о режиме работы и номере абонента передается контроллером ПА 1 по каналу управления ЦП 7. ЦП 7 после получения заявки на соединение организует посылку вызывного сообщения абоненту радиосети в соответствии с ранее рассмотренным алгоритмом. Вызывное сообщение содержит информацию о номерах абонентов и о требуемом режиме работы. После получения квитанции от ЦП 7 вызываемого абонента о возможности установления соединения, ЦП 7 по каналу управления передает команду контроллеру ПА 1 на переключение разговорного тракта от ВК 11 к КЗС 3, на который поступает команда на коммутацию разговорного тракта ПА 1 к абонентскому входу аппаратуры засекречивания. На КК 5 передается команда на подключение канального входа аппаратуры засекречивания к нужной радиостанции, на контроллер ПА 1 подается команда на формирование абоненту сигнала Контроль посылки вызова по радиостанции. После окончания переговоров все тракты возвращаются в исходное состояние. Рассмотрим документирование переговоров абонентов ПА 1 системы. При работе в режиме открытой телефонной связи разговорные тракты абонентов, заданных при конфигурировании системы, подключены через коммутационное поле ВК 11 к входу, соединенному с КЗС 3. В КЗС 3, при работе абонентов в открытом режиме, разговорные тракты подключены к выходу, предназначенному для подключения устройств документирования. При работе в режиме засекреченной связи разговорные тракты абонентов ПА 1 подключаются к КЗС 3, который сравнивает информацию о номере абонента, подключаемого к аппаратуре засекречивания с исходной информацией о номерах абонентов, подлежащих документированию. При совпадении номеров транзитная цепь от ВК 11 к устройству документирования разрывается и к устройству документирования подключается разговорный тракт от ПА 1. После окончания переговоров в режиме засекреченной связи коммутация разговорных трактов, подключаемых к устройству документирования в КЗС 3 возвращается в исходное состояние. Коммутация каналов передачи данных. Управление коммутацией каналов аппаратуры передачи данных на каналообразующие средства осуществляется с клавиатуры ПК 6. Для каждого канала аппаратуры передачи данных вводится тип выбранного стыка, тип и номер каналообразующего средства. По магистрали управления информация передается на ЦП 7, где формируются команды управления, которые передаются на КК 5. Тестирование и диагностика системы коммутации проводится оператором ПК 6. В соответствии с командами управления ЦП 7 осуществляет диагностику всей системы или ее отдельных функциональных частей. Результаты тестирования отображаются на мониторе ПК 6. Прием сигналов от системы жизнеобеспечения. При получении команды от системы жизнеобеспечения ЦП 7 передает команду контроллерам ПА 1 на формирование тревожного сигнала в громкоговорителе и телефонной трубке, на ПК 6 передается команда для отображения предупреждающей надписи на мониторе. Объединение нескольких систем в одну осуществляется путем последовательного соединения выхода В предыдущей системы с выходом А последующей системы. 7 994 Каждая система коммутации определяет наличие сигналов на выходах А, В. При отсутствии сигналов на выходе А и наличии сигналов на выходе В система коммутации становится ведущей, а остальные ведомыми. Объединенная таким образом система функционирует синхронно. Предлагаемое техническое решение системы коммутации позволило расширить перечень функциональных возможностей системы, согласно требованиям ее области применения и тенденциям развития аналогичных объектов техники на современном этапе, а также обеспечить высокие показатели надежности и оперативности всех осуществляемых системой действий. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.