S12 Modulos
DESCRIÇÃO DOS DIFERENTES MÓDULOS DE HARDWARE
Módulo de Assinantes Analógicos ('Analog Subscriber Module'-ASM-)
O Módulo de Assinantes Analógicos proporciona o circuito terminal de linha aos assinantes analógicos. Cada módulo está formado por placas ALCN ("Analog Line Circuit type N’), que contêm 16 circuitos de linha. O módulo é composto por oito placas, ALCN, proporcionando, portanto, acesso a 128 assinantes. Fazem ainda parte do módulo de assinantes analógicos as placa RNGF (para gerar a corrente de chamada), a placa TAUC (para testes), e a placa RMLC (para coleta de alarmes) que estão conectadas a um elemento de controle implementado em uma placa MCUA por meio de duas vias PCM. Os Elementos de Controle dos Módulos de Assinantes estão conectados em pares de maneira que cada um deles tenha acesso às placas ALCN dos módulos, e todas as placas possam ser operadas por qualquer um dos Elementos de Controle, em caso de falha do outro. No Alcatel 1000 S12, este modo de conexão é chamado CROSSOVER (representado por "X-OVER").
Módulo de Enlace Digital
A função do módulo de juntor digital é atuar como interface entre a via PCM de transmissão a 2Mb/s e as vias internas do sistema a 4Mb/s, e em alguns casos, ser também uma interface entre a sinalização usada no juntor digital e a usada no controle interno da central. Poderão ser encontrados juntores digitais com sinalização de multifrequência, ou através de mensagens (sinalização por canal comum) . Em qualquer caso, existirá uma série de tarefas comuns a serem realizadas por qualquer módulo de juntores digitais :
a) Extração do relógio e conversão do código de linha para binário.
Para poder interpretar corretamente o fluxo de bits que entram, deve ser feita uma regeneração do relógio de 2 Mhz o mais fielmente possível ao usado no lado transmissor. A regeneração é feita por um circuito dedicado através da observação dos impulsos que entram. Por isso, se o sinal que entra contém muitos zeros consecutivos a regeneração do relógio se torna difícil, razão pela qual a informação não é transmitida diretamente em forma binária e sim usando os chamados "códigos de linha"(HDB3).
b) Retemporização ("Re-timing")
Cada central envia os dados pela via de transmissão, utilizando seu próprio relógio, que pode ter algumas diferenças em relação ao da central receptora. Portanto, é necessário uma retemporização ou adaptação do sinal do relógio no lado receptor. Isso é conseguido usando-se um buffer de memória onde são escritos os dados de acordo com um relógio e são lidos seguindo o outro.
c) Detecção do alinhamento de quadro
Na via de transmissão, o começo de cada um dos quadros PCM de 32 canais é indicada transmitindo periodicamente um padrão de alinhamento de forma alternante para cada quadro. Assim, será necessário reconhecer esse padrão para determinar o começo de cada um dos quadros.
Para conseguir isso, um detector de alinhamento observa continuamente se o padrão do canal zero é repetido a cada dois quadros. Se essa detecção falha três vezes consecutivas, o juntor digital será colocado em posição de falha por perda de alinhamento, gerando um alarme denominado LFA ("Loss of Frame Alignment"). Esse alarme será transmitido ao extremo remoto utilizando um bit do canal zero (nos quadros que não levam o padrão de sincronismo), onde será recebido como alarme remoto RJA ("Remote Junction Alarm").
d) Detecção do CRC4.
Como procedimento adicional de proteção, o ITU-T recomenda o uso do Código de Redundância Cíclico CRC4, que consiste na elaboração de um código de comprovação de 4 bits tomando como entrada todos os bits de oito quadros consecutivos. O código, C1C2C3C4, é enviado utilizando o primeiro bit dos quatro canais zero que transportam o padrão de alinhamento do grupo de oito quadros. Esse primeiro bit do canal zero não é usado para o alinhamento porque o padrão somente utiliza sete bits dos oito do canal. O lado receptor calcula o caracter C1C2C3C4 a cada oito quadros e o compara com o que recebe nas oito quadros seguintes. Em função do resultado dessa operação o lado receptor aceita a transmissão como válida ou falsa, produzindo um alarme no segundo caso.
Módulos que operam sinalização multifrequência.
Módulo de Juntores Digitais de baixa terminação ("Digital Trunk Module Low-End" - DTM o DTU -).
Nesse caso, a via de transmissão PCM transporta seus quadros organizados em grupos de 16 quadros, chamados multiquadros. Esses grupos são reconhecidos por um padrão específico enviado no canal 16 do quadro 0. O canal 16 dos quinze quadros seguintes é usado (cada um deles) para enviar a sinalização de linha de dois canais de juntor digital : o canal 16 do quadro 1 para a sinalização dos canais um e dezessete, o do quadro 2 para a dos canais dois e dezoito, etc. Serão empregados quatro bits para a sinalização de linha de cada canal.
Esse método de sinalização de linha é chamado sinalização por canal associado ou CAS ("Channel Associated Signaling").
No sistema Alcatel 1000 S12, todas as tarefas de juntor digital CAS mencionadas são realizadas pelo módulo de juntores digitais de baixa terminação ou DTM constituído por uma única placa, a DTUA.
Módulos que utilizam sinalização por canal comum
Módulo de Juntores Digitais de alta terminação. ("Digital Trunk Module High End" - IPTM -)
Na sinalização por canal comum, pode ser usado um canal de um dos juntores que formam uma rota, para a transmissão das mensagens de sinalização. Essas mensagens, que cumprem a recomendação ITU-T Número 7, podem se referir a qualquer canal da rota, ou seja, a canais da mesma via PCM que transporta a sinalização ou aos de qualquer outra. Em uma rota haverá normalmente, por motivos de confiabilidade, um mínimo de dois juntores digitais de sinalização. No Alcatel 1000 S12, os juntores digitais que não transportam canais de sinalização N7 são conectados a módulos de Juntores digitais de baixa terminação como os vistos anteriormente.
Resumindo, o modo de trabalho é como segue:
- detecção da trama (flags) e comprovação do CRC. - Se está correto, reconhecimento da recepção. - Se o destino é :
- a própria central, envia a mensagem ao módulo de juntor digital que recebe o canal de voz indicado pelo CIC (distribuição). - outra central, envia a mensagem ao módulo de juntores digitais que controla o canal de sinalização adequado (encaminhamento).
No módulo de juntor digital com sinalização N7 existem vários blocos funcionais capazes de efetuar todas as tarefas mencionadas, todos eles contidos em uma só placa chamada DTRI, que é conectada a um elemento de controle do tipo MCUB. O módulo em conjunto é denominado IPTM ("Integrated Packet Trunk Module": Módulo de juntores e pacotes integrado).
Módulo de Sinalização por Canal Comum (HCCM).
O módulo HCCM está composto de um elemento de controle e até oito placas SLTA ("Signalling Link Termination Type A"). Cada placa SLTA opera um link de sinalização.
O canal de sinalização será conduzido através da rede interna de comutação até a MCUA encarregada das oito SLTAs, e a partir dela enviado por um canal fixo i, atribuído a uma SLTA. Já na SLTA, esse canal é comutado no OBCI até um canal fixo do porto 1, que é lido por um ILC. Quando o ILC detecta a presença de quadros, retira os guias, e os grava na memória fazendo DMA.
Um processador dedicado, chamado SC ("Signalling Controller": controlador de sinalização), comprova que o quadro foi recebido corretamente (análise de nível 2) e passa a mensagem a uma memória de porto duplo, avisando o processador OBC. O OBC lê a mensagem e continua com o processo, em função de qual seja o endereço de destino da mensagem. Portanto, encaminhará a mensagem até um módulo de juntor digital (DTUA) que possui o canal de voz definido no CIC, ou até outra SLTA associada ao canal de sinalização pelo qual deve sair a mensagem para atingir o ponto de destino.
Módulos relacionados com linhas e juntores.
Os módulos aqui considerados relacionados com as linhas e os juntores digitais são: o módulo de serviços necessário para a análise dos códigos usados em sinalização multifrequência, e o módulo de testes de juntores digitais.
Módulo de Serviços (SCM - 'Service Circuit Module').
Esse módulo é necessário para a recepção e análise dos códigos dos diversos sistemas de sinalização multifrequência usados entre centrais, e dos códigos de linha multifrequência (DTMF - ‘ Dual Tone Multifrequency"). O módulo de serviços, o qual pode analisar um máximo de trinta e dois canais com códigos multifrequência de até quatro sistemas diferentes. Esse módulo transmite todos os códigos multifrequência dos quatro sistemas até o elemento de controle para que o TCE os distribua às juntores apropriadas. Essa distribuição é realizada transmitindo cada código fixo possível por um canal fixo, dedicando 15 canais para cada um dos sistemas de multifrequência.
Além disso, este módulo pode tratar até quatro conjuntos de multifrequência a mais no lado receptor (p.ex. DTMF na rotina do assinante). A lógica necessária para tratar os trinta e dois canais de entrada de até oito sistemas multifrequência diferentes e para emitir os códigos correspondentes em quatro conjuntos de quinze canais cada um está implementada em apenas uma placa chamada DSPA. Esta placa contém um processador especializado no tratamento dos sinais digitais chamado DSP ('Digital Signal Processor'), um conjunto de filas FIFO programáveis contidas na RAM e uma interface entre todos os elementos.
Um processador 80186 ou compatível, chamado OBC ('On Board Controller'), controla a placa e faz o intercâmbio de informação com o DSP usando um registro de supervisão. Uma vez que a emissão está limitada a um máximo de quatro sistemas diferentes e que a emissão e recepção estão "emparelhados" somente se poderão implementar de modo global até quatro sistemas de sinalização, além do de sinalização do assinante (DTMF) que não precisa de emissão.
Módulo de testes de juntores digitais (TTM - 'Trunk Testing Module').
O TTM é o módulo dedicado a testes de juntores digitais tanto para a detecção de falhas como para a verificação periódica da qualidade do serviço oferecido. O TTM está composto por um elemento de controle (MCUA) e um hardware específico. Com este módulo podem ser realizadas diversas operações nos juntores digitais, uma vez que pode tomar medidas sobre juntores que finalizam em centrais que, embora não sejam o Alcatel 1000 S12, disponham de aparelhos que sigam as recomendações do ITU-T.
O TTM poderá, portanto, avaliar a potência e o nível de ruído de um sinal de voz recebido por qualquer canal de um juntor digital e gerar qualquer sinal da banda vocal no sentido contrário. Os extremos do juntor digital a ser medido se 'entendem' com o TTM por meio de um intercâmbio de sinalização multifrequência que adota o código ITU-T nº5 (ATME2). Este código pode ser detectado e transferido ao CE ou ser gerado pelo mesmo.
O TTM pode constatar a boa recepção do padrão de alinhamento do quadro de qualquer juntor digital (teste LER -'Line Error Rate'-) e também gerar e verificar os padrões cíclicos que serão inseridos em um canal a ser testado, como recomendado pelo CCITT (teste BER -'Bit Error Rate'-); ou fixar o valor da amostra (que será sempre a mesma) a ser enviada por um canal e verifcá-la no outro extremo.
O TTM pode realizar outros testes, que são: passar para analógico e enviar para o lado externo o sinal recebido por um canal específico de um juntor digital, e fornecer o conteúdo de um canal a uma das duas interfaces V.24 para sua conexão ao aparelho de medida correspondente.
Módulo de Relógio e Tons ("Clock and Tone Module" - CTM -).
Este módulo, que é essencial no sistema, será o encarregado da geração do relógio mestre de 8 Mhz que será distribuído a todos os multiportos e elementos de controle, garantindo o sincronismo próprio do sistema. Também é o responsável pela geração dos tons telefônicos básicos da central, além da data e hora atuais. Pela grande importância de suas funções, este módulo se encontra sempre duplicado e ambos os CTMs trabalharão no modo ativo/ativo ("Active/Hot standby").
Cada módulo de relógio e tons envia seu sinal de 8 Mhz ao companheiro e, em ambos, os dois sinais de 8 Mhz entram num circuito de seleção onde é escolhido apenas um, o mesmo para os dois módulos, de forma que a distribução em paralelo do sinal de ambos os módulos leve na realidade o mesmo sinal de relógio. Ou seja, os dois sinais de relógio que chegam a todos os multiportos e elementos de controle são provenientes da mesma fonte: a saída do módulo de relógio e tons ativo nesse instante. O circuito de seleção muda automaticamente de um sinal para outro quando este pára de receber o relógio selecionado nesse momento.
Os tons são distribuídos em paralelo a todos os elementos de controle, entrando através do porto 5 do TI por um padrão de canais fixo adaptável a qualquer administração.
Módulo de Locuções digitais integradas ('Digital Integrated Announcement Module' -DIAM-).
O DIAM é o módulo encarregado de tratar as locuções utilizadas nas diversas mensagens usadas para avisar o assinante chamador sobre certas situações como, por exemplo, que o assinante chamado mudou seu número de telefone. Este módulo também se encarrega de fornecer o serviço de horário.
O DIAM consiste numa só placa chamada DIAA ('Dynamic Integrated Announcements') e opcionalmente uma ampliação de memória com o uso da placa AMEA ('Announcement Memory version A'). As locuções são enviadas ao módulo de relógio e tons de onde são distribuídas pelo bus de tons se forem locuções fixas, ou pela rede até seu destino se forem variáveis. As locuções variáveis como, por exemplo, a mensagem que informa sobre o novo número de telefone do assinante chamado, são compostas pelo elemento de controle do DIAM usando como base locuções elementares.
Módulo de Periféricos e Carga ('Peripheral and Load' -P&L-)
O módulo de periféricos e carga é o responsável por todas as funções de intercomunicação entre o controle da central e os dispositivos periféricos e, por outro lado, pelo carregamento do software nos microprocessadores presentes no sistema. São instalados sempre dois módulos de P&L seja qual for o tamanho da central telefônica. Este par de CEs trabalha no modo Ativo-Passivo.
Quanto às funções associadas aos periféricos, o P&L gerencia a comunicação homem-máquina com o objetivo de recolher os comandos de operação e administração do pessoal da central, apresentar os resultados e visualizar o relatório da situação da central. Para isso utiliza periféricos como VDUs, impressoras, etc.. Também se encarrega dos periféricos de armazenamento em massa de dados (unidades de fita magnética, disco magnético ou disco ótico), os quais contêm os programas e dados de todos os CEs da central.
Por outro lado, o módulo P&L cuida tanto das reinicializações do software de CEs individuais (alimentação ou inicialização forçada pelos programas de manutenção), como das inicializações completas da central.
Módulo de assinantes ISDN('ISDN Subscriber Module' -ISM-).
O ISM está preparado para receber uma 'Interface-U'. Esta interface possibilita que, utilizando o mesmo par de linhas analógicas atuais, se transmita e receba para/do assinante dois canais B a 64 kb/s para voz ou dados e um canal D a 16 Kb/s para sinalização ou pacotes X.25.
No lado do assinante podem ser conectados até oito terminais. Estes são conectados diretamente se forem ISDN ou através de um adaptador de terminal ('Terminal Adaptor' -TA-) se não forem ISDN.
Para possibilitar a transmissão de 144 Kb/s (dois canais B mais um canal D) através de um par metálico, são usados os códigos de linha de três ou quatro níveis. Estes códigos são o '4B/3T', que envia um símbolo ternário para representar um padrão de quatro bits e o '2B/1Q', que envia um símbolo quaternário para representar um padrão de dois bits. Portanto, estes códigos de linha reduzem a velocidade para ¾ ou ½ da velocidade original, dependendo de qual é. O módulo de assinantes se encarrega da conversão deste código para binário.
Além da adaptação do código, o módulo de assinantes também terá que separar os dois endereços de transmissão e cancelar o eco que entra. Por outro lado, a sinalização de linha dos oito possíveis terminais é realizada pela transmissão de mensagens através do canal D. Portanto, os oito terminais devem 'competir' pelo uso dos 16 Kb/s disponíveis. Conceitualmente, as mensagens mencionadas são, de alguma maneira, similares às mensagens N7 entre centrais. Estas mensagens são protegidas com o uso de um nível de juntor para sua transmissão.
Ou seja, as mensagens são enviadas em quadros HDLC ('High-level Data Link Controller') de um formato particular chamado LAPD ('Link Access Protocol D'). Este formato permite a transmissão/recepção de mensagens para/de mais de um terminal, já que contém um campo de identidade de terminal.
O módulo de assinantes ISDN é composto por oito placas ISTA ('ISDN Subscriber Termination type A'). Uma vez que cada uma destas placas comporta oito assinantes, o ISM proporciona acesso a um total de 64 assinantes ISDN. Da mesma maneira que os módulos de assinantes analógicos, cada dois módulos ISM são conectados em crossover (X-OVER).
Módulo de juntores ISDN ('ISDN Trunk Module' -ITM-).
O acesso do assinante estudado anteriormente proporciona apenas dois canais de voz/dados a 64 Kb/s e é chamado acesso básico. Para assinantes de alto tráfego como, por exemplo, uma central ISDN, existe um meio de conexão diferente chamado acesso primário ou PRA ('Primary Access'). Esta conexão é baseada numa via digital PCM de 32 canais, dos quais um está reservado para a sinalização de todos os demais. O módulo que recebe tal interface no sistema Alcatel 1000 S12 é chamado de ITM ('ISDN Trunk Module'). Este módulo está formado por uma placa DTRI e uma MCUB idênticas às usadas no módulo de juntores N7 mas com software diferente. As placas do ITM contêm o software necessário para controlar os níveis 2 e 3 do ISDN.
Modulo de juntores digitais de dados ('Data Link Module' -DLM-)
Quando uma central é conectada a um centro de processamento de dados ('Electronic Data Processsing Centre' -EDPC-) através da rede de comutação de pacotes ('Packet Switching Network' -PSN-) surge uma situação que, no sistema Alcatel 1000 S12, é resolvida com os módulos que mostraremos aqui. Esta conexão é utilizada para a transferência de dados da administração (por exemplo, dados de tarifação), assim como para a operação remota e centralizada de centrais a partir do EDPC. Nestes casos, as centrais operam como equipamentos terminais de dados X.25 ('Data Terminal Equipment' -DTE-).
Esta conexão é traduzida em duas possíveis situações. Na primeira, a central é conectada ao PSN através de um juntor digital. Na central, as funções de DTE e de conexão são realizadas por um módulo de juntores digitais carregado com um software específico que é chamado de IPTM X.25.
Qualquer módulo da central que precise transferir dados ao EDPC (normalmente ACEs de sistema), envia os arquivos correspondentes ao IPTM X.25. O IPTM organiza os dados em pacotes X.25 montados num nível 2 LAPB ('Link Access Protocol B'), e os envia ao PSN por um canal a 64 Kb/s. A capacidade do IPTM X.25 é equivalente à de quatro DTEs, razão pela qual existem quatro canais fixos determinados no juntor digital para o PSN, um canal para cada DTE. Geralmente é conectada uma unidade de adaptação ('Adaptation Unit' -AU-) entre o IPTM e o DCE ('Data Controle Equipment'). Esta unidade está situada no PSN e é necessária para adaptar a velocidade dos dados, as características eléctricas do DCE, etc.
Módulos IRSU ('ISDN Remote Subscriber Unit') e IRIM ('IRSU Interface Module').
A IRSU ('ISDN Remote Subscriber Unit') é um concentrador de linhas telefônicas analógicas e ISDN, projetado para uso tanto em zonas rurais como urbanas. Os assinantes conectados a uma IRSU disfrutam dos mesmos serviços e recursos que os assinantes conectados diretamente a uma central Alcatel 1000 S12.
Uma IRSU permite a conexão de até 976 assinantes analógicos ou 480 assinantes ISDN, podendo também ambos os tipos ser combinados. A quantidade de assinantes de um tipo ou de outro que podem se conectar a uma IRSU é variável para que se possa suprir as necessidades de cada momento, sendo o único requisito se conectar um assinante ISDN para cada dois analógicos. Podem ser conectadas várias IRSUs a uma central Alcatel 1000 S12 e em configurações diferentes, sendo a chamada em cadeia ou 'multidrop' uma configuração pouco onerosa e com grande rendimento. Esta consiste na conexão de até oito IRSUs, que proporcionam acesso a um máximo de 1024 assinantes analógicos ou 512 assinantes ISDN.
O módulo de interface usado na central é chamado IRIM, realizando-se a interface propriamente dita através de juntores digitais.
O diálogo entre o IRIM e as IRSUs é realizado através do uso de um protocolo de sinalização baseado no CCITT N7. O IRIM envia pelo canal 16 quadros de nível 2 parecidos às de N7 (indicadores ou 'flags', número de sequência: FSN e BSN, e CRC) mas com um campo novo que contém o endereço da IRSU, indica o token e trata um multiplexador incluído na IRSU.
Tanto a IRSU como o IRIM são compostos de várias placas específicas, principalmente a DTRH, que é o juntor digital, e a CALC de relógio simplificado e alarmes, a placa do elemento de controle (MCUB) no IRIM, e a placa de assinantes (ALCN/ISTA) na IRSU, além da RNGF e a TAUC para proporcionar a corrente de chamada e as funções de teste respectivamente.
SUB-UNIDADE REMOTA DE TRÁFEGO.
Além da solução IRSU, e para grupos maiores de assinantes, é possível posicionar partes inteiras do equipamento da central Alcatel 1000 S12, incluindo alguns módulos de assinantes e seus comutadores de acesso à DSN, na zona geográfica em que se prestará o serviço, e se conectar à central principal através de juntores por fibra ótica. Estas partes segregadas se denominam Sub-unidades Remotas de Tráfego ou RTSU ('Remote Traffic Sub Unit') e podem ser equipadas com uma ou mais TSUs de assinantes analógicos ou ISDN.
O conceito de RTSU -assinantes remotos e juntores óticos- permite que um grupo de linhas de assinantes de uma central principal estejam dispersos numa extensa área geográfica, evitando os custos de cabeação de pares de assinante e permitindo longas distâncias entre as premissas do assinante e da central. Além disso, a funcionalidade e os serviços dos assinantes remotos são idênticos aos locais.
No caso de isolamento do equipamento remoto, devido a falhas no juntor digital de comunicação, a RTSU proporciona operação de chamadas internas. Portanto, esta unidade remota instala módulos auxiliares aos do assinante para suprir necessidades de chamadas (por exemplo: módulos de serviços -SCM- para suprir as necessidades de tratamento de sinalização MF).