Centrale cyfrowe

Określenie systemów komutacji nie jest obecnie jednoznaczne. Tradycyjnie obowiązujący do tej pory podział na systemy komutacji (centrale telefoniczne powyżej 10 000 abonenckich numerów NN) i centrale lokalne (prywatne, zakładowe) przestaje funkcjonować, gdyż wiele abonenckich systemów cyfrowych PABX może już obsługiwać trafik powyżej 25 000 numerów NN przejmując większość funkcji komunikacyjnych z nadrzędnych systemów komutacji i umożliwiając trafik powyżej 10 000 erlangów.

Rewolucja w centralach

Zasadniczym przełomem w rozwoju central i systemów komutacji było wprowadzenie do telekomunikacji cyfryzacji sygnałów głosowych za pomocą modulacji kodowo—impulsowej PCM. Dotychczasowe linie abonentów analogowych mogą być dołączone do centrali cyfrowej (cyfrowego systemu komutacji) przez kodek PCM znajdujący się na obrzeżu systemu komutacji, natomiast cyfrowe linie abonenckie są przyłączone bezpośrednio do portów wyjściowych traktowanych jako łącze główne systemu komunikacji.

Kodek brzegowy PCM zamienia dwukierunkowy sygnał analogowy symetrycznej linii abonenckiej na dwa jednokierunkowe tory cyfrowe, każdy o przepływności 64 kb/s. Sygnały cyfrowe PCM64 mogą być komutowane bezpośrednio z innymi abonentami tego samego systemu lub podlegają zwielokrotnieniu przed ich przesłaniem do innego systemu komutacji. Taka koncepcja pozwala na całkowicie cyfrowe komutowanie, przetwarzanie i przesyłanie informacji oraz sygnalizacji na wszystkich poziomach wielowarstwowej sieci telekomunikacyjnej.

Rewolucyjne zmiany w cyfrowych systemach komutacji nastąpiły w momencie, gdy okazało się, że tanie sieci pakietowe pierwotnie przeznaczone do transmisji danych nadają się do przekazów głosowych prowadzonych w czasie rzeczywistym. Stało się to możliwe, dzięki znacznemu postępowi w technikach konwersji głosu do postaci cyfrowej PCM 64 kb/s (G.711), a następnie jego kompresji do strumienia o przepływności kanałowej: początkowo 32 kb/s (G.723), 16 kb/s (G.728), 8 kb/s (G.729) i 6,3 kb/s (G.723.1), a obecnie 5,3 kb/s (G.723.1). Są one uzyskiwane z wykorzystaniem szybkich procesorów sygnałowych DSP (Digital Signal Processing), jeszcze nie w pełni powszechnie dostępnych w rozwiązaniach komercyjnych.

Pole komutacyjne

Integralną cechą nowoczesnego systemu komutacji jest cyfrowe pole komutacyjne, umożliwiające przestrzenno-czasowy rozdział szczelin czasowych TDM (Time Division Multiplexing) między wszystkimi współpracującymi modułami komunikacyjnymi centrali komutującej. Zapewnienie bezkonfliktowej komutacji wymaga zwykle stosowania światłowodowego medium transmisyjnego o gigabitowej przepływności bitowej, w którym znajduje się kilkadziesiąt tysięcy przyporządkowanych na stałe lub zmiennych w czasie szczelin. Swobodna alokacja szczelin czasowych w topologii sieci komutującej jest najnowszym rozwiązaniem komutatorów przestrzenno-szczelinowych.

Topologie sieci komutującej mogą przyjmować różne formy: cyfrowej sieci pierścieniowej, kratowej lub mieszanej; stosowane najczęściej topologie mieszane stanowią indywidualną i chronioną cechę każdego systemu komutacji.

Zarządzanie TMN

Sposób zarządzania siecią telekomunikacyjną określa architektura funkcjonalna zwana TMN (Telecommunication Management Network). Definiuje ona funkcje związane ze sterowaniem, monitorowaniem i rejestrowaniem zasobów sieci w celu zapewnienia efektywnego jej wykorzystania zgodnie z przeznaczeniem. Funkcje zarządzania telekomunikacją TMN obejmują następujące obszary działań:

• administrowanie — zmierzające do wspomagania świadczenia usług telekomunikacyjnych;
• sterowanie — ujmujące zbiór działań technicznych do realizacji funkcji i adaptacji do zachodzących zmian w otoczeniu telekomunikacji;
• utrzymanie — obejmujące technikę zapewniającą sprawne funkcjonowanie sieci;
• zabezpieczanie — ma na celu planowanie i przygotowanie do wdrożeń nowych cech usług sieci telekomunikacyjnej w przyszłości.

Zasadnicze funkcje TMN są zgrupowane w dwóch kategoriach:

• ogólnej — wspólna dla wszystkich systemów komutacyjnych (przesyłanie, przechowywanie, wyszukiwanie, przetwarzanie i ochrona informacji);
• aplikacyjnej — obejmująca podstawowy zbiór funkcji zarządzania aplikacjami (zarządzanie konfiguracją, uszkodzeniami, jakością, bezpieczeństwem i taryfikacją).
• Elastyczna realizacja zarządzania TMN ma konfigurowalne styki Q3, umożliwiające śledzenie, nadzór i monitorowanie stanu użytkowników sieci oraz prowadzenie dialogu za pomocą sekwencji ekranów wejściowych, a także generowanie sygnałów wyjściowych do sterowania siecią telekomunikacyjną w celu jej naprawy lub optymalizacji.

Systemy komutacji w Polsce

W Polsce działa wiele typów sieci telekomunikacyjnych o charakterze publicznym:

• komutowane sieci telefoniczne PSTN (Public Switched Telephone Network);
• teledacyjne sieci z komutacją kanałów CSPDN (Circuit Switched Public Data Network);
• teledacyjne sieci z komutacją pakietów PSPDN (Public Switched Packet Data Network);
• sieci telegraficzne (Telex);
• radiotelefoniczne sieci komórkowe MT (Mobile Telephony), a także wiele sieci wydzielonych o charakterze lokalnym lub prywatnym (PABX, LAN, dyspozytorskie, specjalne).

W krajowej sieci telefonicznej PSTN funkcjonowały następujące systemy komutacji (analogowej i cyfrowej):

• system Strowgera (wycofany) na poziomie central okręgowych,
• system krzyżowy (Pentaconta 1000C, K66, LN - wszyskie wycofane) na poziomie central okręgowych, międzymiastowych, także zespolonych,
• system elektroniczny (E-10A, w zaniku) na poziomie central okręgowych,
• systemy komutacji cyfrowej (Alcatel 1000 S12, Lucent Technologies 5ESS-2000, 5ESS/7R/E, Siemens EWSD, krajowe DGT 3450) działające w najwyższych i środkowych warstwach sieci telekomunikacyjnej na poziomie łączy międzynarodowych, central międzymiastowych i niektórych central okręgowych i zespolonych.