1.2. ЭВОЛЮЦИЯ ПРОТОКОЛОВ СИГНАЛИЗАЦИИ
Одним из основных факторов , оказывающих влияние на существование описанных выше трех классов систем сигнализации , является обусловленность взаимосвязью систем сигнализации , поддерживаемых той или иной АТС , с используемым в этой АТС принципом управления обслуживания вызовов .
Так исторически сложившиеся системы сигнализации первого класса очевидным образом ассоциируются с аналоговыми декадно-шаговыми станциями , реализующими принципы непосредственного управления . Эти станции состоят из отдельных ступеней искания , каждая из которых имеет свой собственный механизм управления и совмещает тем самым функции управления и коммутации . Для этих станций в процессе обслуживания вызова линейные и разговорные сигналы проходят один и тот же путь внутри станции , и они также проходят одинаковый путь вне станции по межстанционным соединительным линиям.
Передача сигналов по телефонным каналам (физическим цепям ) постоянным током может осуществляться гальваническим , шлейфным или батарейным способом .
При батарейном способе сигналы передаются по проводам a, b или c с использованием станционных батарей АТС и земли в качестве обратного провода.
При шлейфном способе в отличие от батарейного сигналы передаются в шлейфе без использования земли в качестве обратного провода , т.е. от станционной батареи одной станции . В этом случае возможная разность потенциалов заземлений на передачу сигналов не оказывает влияния . Состояния шлейфа постоянного тока в разговорной цепи обозначают передаваемую информацию . Использование шлейфной сигнализации на межстанционных соединительных линиях ограничено возможной дальностью передачи сигналов постоянным током , необходимостью « обхода » усилителей , не пропускающих импульсы постоянного тока , а также невозможностью работы по каналам систем передачи с частотным разделением каналов (ЧРК) . Тем не менее , эти способы нашли применение на городских и сельских телефонных сетях .
Гальванический способ характеризуется тем , что цепи передачи сигналов даже при наличии трансформаторов имеют гальваническую связь . Данный способ передачи сигнализации нашел применение на сельских телефонных сетях при связи сельских АТС с ручными телефонными станциями системы ЦБ , а также для ручных станций системы МБ при связи с АТС , когда станции МБ не оборудованы источниками электропитания напряжением 24В. Недостатком способа является то , что сигналы управления проходят по обоим проводам линии в одном направлении и поэтому оказывают значительное индуктивное влияние на соседние цепи .
На сельских телефонных сетях нашел применение индуктивный способ передачи сигналов для связи центральной станции с узловыми и оконечными АТС , а также для связи узловой станции с оконечными по физическим двухпроводным соединительным линиям . В качестве приемника индуктивных импульсов используется поляризованное реле . Положительной стороной индуктивного способа является возможность образования искусственных цепей, что для сельских телефонных сетей в отдельных случаях могло иметь определенное значение .
Следующий этап развития коммутационных станций : здесь уже отдельные ступени искания шаговых станций заменяются коммутационными блоками , а для установления соединений и разъединений вводятся специальные управляющие устройства ( регистры и маркеры ) , отделенные от коммутационных приборов . Такая технология позволяет добиться большей гибкости в управлении вызовами и является более экономичной .
Система сигнализации второго класса – сигнализация по выделенному сигнальному каналу (ВСК) – обычно ассоциируется с этим классом станций . Сигнальная информация проходит по тому же пути , что и соответствующий разговор , но они разделены внутри станции . Здесь разговорные телефонные цепи организуются коммутационными блоками , а сигнальная информация передается и принимается управляющими устройствами станции ( Рег/М управление) .
Появление этого поколения коммутационных станций вызвало также более активное использование различных способов сигнализации переменным током .Все они базируются на сигналах различной частоты : либо в той же полосе частот , что и разговорные сигналы ( от 300 до 3400 Гц ) , либо в более низкой ( менее 300 Гц ) , либо в более высокой ( более 3400 Гц ) полосе частот .
Внутриполосная сигнализация предусматривает передачу
сигнальной информации по тому разговорному каналу , к которому эта информация
относится . Передача сигнальной информации достигается генерацией одного или
нескольких тональных сигналов и передачей их по соответствующему разговорному
каналу . На другом конце содержание информации анализируется с помощью тонального
приемника .
В межстанционных трактах передачи эти сигналы обрабатываются точно так же , как обычная речь – для обработки сигнала используются усилители разговорного тракта , что приводит к гораздо большей дальности использования сигнализации , чем это возможно в системах сигнализации с постоянным током .
Системы внутриполосной частотной сигнализации могут использоваться как для линейной , так и для регистровой сигнализации , причем для регистровой сигнализации более эффективно применение специальной разновидности сигнализации токами тональной частоты – так называемых многочастотных систем сигнализации .
Линейная сигнализация токами тональных частот может осуществляться передачей одночастотных или двухчастотных сигнальных посылок . Значение сигнала определяется направлением сигнала , частотой сигнала и соответствующим этапом в процессе установления соединения , в котором этот сигнал послан . Для линейной сигнализации чаще применяются непрерывные неконтролируемые протоколы сигнализации , для которых факт передачи сигнала обозначается включением/выключением тональной частоты. Отсутствие взаимного контроля означает , что подтверждение приема сигнала не требуется для прекращения его посылки . Примером такого типа сигнализации может служить система Bell SF (табл .1.2.1).
Таблица 1.2.1. Пример непрерывно неконтролируемой системы сигнализации
( система Bell SF )
Сигнал |
Прямой сигнал |
Обратный сигнал |
| Исходное состояние |
Включен |
Включен |
| Занятие |
Выключен |
Включен |
| Ответ |
Выключен |
Выключен |
| Разъединение |
Включен |
Произвольный |
В импульсных внутриполосных системах сигнализации информация передается тактированными импульсами тонального сигнала . Значение сигнала определяется направлением , длиной импульса и этапом последовательности соединения , в котором передается сигнал . Достоинство импульсного вида внутриполосной сигнализации состоит в том , что возможен большой набор сигналов ( позволяющий передать больше параметров ) , возможны более высокие уровни сигналов ( благодаря ограниченной длительности сигналов ) и их меньшее влияние друг на друга ( опять таки вследствие их ограниченной длительности ) . Однако необходимость эффективного распознавания сигналов приводит к тому , что оконечные комплекты сигнализации относительно сложны и дорогостоящи . Типичными примерами импульсных внутриполосных систем сигнализации могут служить российская одночастотная система сигнализации 2600 Гц , или английская система сигнализации АС9 , представленная в таблице 1.2.2.
Таблица 1.2.2. Примеры сигналов в импульсной внутриполосной системе сигнализации ( система UK AC9 )
| Сигнал |
Тональный импульс ( частота 2280 Гц ) , мс |
| Занятие |
70 |
| Цифры |
60 |
| Ответ |
250 |
| Разъединение |
Более 700 |
Внутриполосные системы сигнализации могут применяться двумя методами : от звена к звену и из конца в конец . При методе сигнализации от звена к звену вся адресная информация обрабатывается в каждой станции ( перед тем как послать ее к следующей станции ) .
Для метода сигнализации из конца в конец сигналы между исходящей и входящей АТС передаются прямо по разговорному тракту , без преобразования или анализа их в промежуточных коммутационных узлах . Поэтому при сигнализации из конца в конец сигналы (например сигнал ответа ) могут передаваться достаточно быстро .
Внеполосные системы сигнализации используются в системах передачи с частотным разделением каналов (ЧРК) . В таких системах каждый разговорный канал обычно размещается в частотном спектре 4 кГц , но для передачи речи используется только диапазон 300-3400 кГц , а для сигнализации – оставшаяся часть частотного спектра 3400-4000 Гц (рекомендуется 3825 Гц) . Преимущества внеполосной сигнализации включают возможность передачи сигнала одновременно с передачей речи и ненужность мер для преодоления имитации сигналов обычной речью . Недостаток внеполосной сигнализации в том , что она может применяться только в системах передачи , которые допускают более широкий частотный спектр , чем обычные немультиплексированные системы передачи . В результате она обычно ограничивается только системами передачи с частотным разделением каналов .
Природа внеполосной сигнализации предоставляет возможность ее использования в многочисленных режимах , включая непрерывный режим и импульсный режим , которые описаны выше для тональной частотной сигнализации . Обычные применения – это непрерывный , не взаимно контролируемый режим в двух модификациях : использующий для свободного состояния включенный тональный сигнал или использующий для свободного состояния выключенный тональный сигнал .
Примером первой модификации с включением тонального сигнала для свободного состояния является линейная сигнализация R2 . Примером применения второй модификации с отключением тонального сигнала в свободном состоянии является английская система сигнализации АС8 , сигналы которой представлены в таблице 1.2.3 .
Таблица 1.2.3. Примеры сигналов в системе с передачей
свободного состояния отключением тонального сигнала (система UK AC8)
| Сигнал |
Тональный сигнал в прямом направлении |
Тональный сигнал в обратном направлении |
| Исходное состояние |
Выключен |
Выключен |
| Занятие |
Включен |
Выключен |
| Импульс набора |
Включен |
Выключен |
| Ответ |
Включен |
Включен |
| Разъединение |
Выключен |
----- |
Системы сигнализации первых двух классов обладают ограниченными возможностями передачи сигнализации , в частности , ограниченным объемом сигнальной информации ( например , ограниченное число состояний шлейфа постоянного тока или ограниченное число комбинаций частот ) и ограниченными возможностями передачи (например , невозможно передать сигналы на частоте разговорного спектра на стадии разговора , не вызывая неудобств у абонентов или без принятия специальных мер ) .
Еще одним ограничением , проявившимся по мере развития международной сети связи , было « урезание разговора » . Как уже отмечалось выше , для ряда протоколов сигнализации необходимо отделить разговорный тракт во время установления соединения для того , чтобы избежать прослушивания тональных сигналов вызывающим абонентом . Это приводит к задержкам в передаче сигнала «Ответ» , и если вызываемый абонент начинает говорить сразу после ответа , то начало его фразы теряется .
Все это послужило историческими предпосылками к созданию третьего класса способов сигнализации – общеканальной сигнализации , философия которой заключается в отделении тракта сигнализации от разговорного тракта .
В дополнение к снятию указанных ограничений имелись еще факторы , обусловившие принятие ОКС для национальных и международных сетей связи: быстро развивающиеся методы программного управления узлами коммутации ; эволюционный потенциал , заложенный в концепцию системы ОКС , для оперативного добавления новых возможностей в соответствии с новыми требованиями сети . Система ОКС была разработана не только для удовлетворения сиюминутных потребностей тогдашней телефонной сети . Она обладает значительной гибкостью с точки зрения удовлетворения требований , которые возникли позже и могут возникнуть в будущем .