 |
Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому. |
|
В данном разделе приведены основные конструкторско-технологические ограничения на проектирование микросхемы, определяемые заводом изготовителем в соответствии с применяемой технологией. Конструкторско-технологические ограничения предназначены для проектирования топологии цифровых КМДП БИС по технологии, предусматривающей использование «карманов» п-типа проводимости, изоляцию элементов посредством заглубленных в объем монокристаллического кремния, легированного фосфором, самосовмещенных транзисторных структур и двухуровневой разводки, сформированной на основе сплавов алюминия. Перечень и последовательность слоев фотолитографии, существенных при проектировании БИС, приведены в таблице 8.2. Минимальная ширина топологического рисунка - 1,2 мкм. Остальные минимально-допустимые размеры элементов топологии, существенные для проектирования блоков БИС, приведены в таблице 8.3. Транзисторные структуры, выполненные по данной технологии характеризуются следующими физико-технологическими параметрами:
п-канальных транзисторов - 0,5 … 1,5 В; р-канальных транзисторов - 0,8 … 2,0 В. Таблица 8.2 Перечень слоев фотолитографии
Таблица 8.2. Минимально-допустимые размеры элементов топологии
8.2.2 ПРИМЕР ТОПОЛОГИИ ВЫПОЛНЕНОЙ С УЧЕТОМ НОРМ КОНСТРУКТИВНО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОГРАНИЧЕНИЙ Проектирование топологии кристалла определяется с одной стороны конструктивно-технологическими ограничениями, описанными в предыдущем разделе, а с другой стороны - требованиями минимизации площади, занимаемой схемой. Кроме того, выбранная архитектура кристалла позволяет использовать предварительно разработанные библиотечные элементы. К числу таких элементов относятся инвертор, двух-, трех- и четырехпроводные логические элементы, триггеры различного назначения, регистровые ячейки. Однако, требования миниатюризации, особенно для блоков ОЗУ, привели к необходимости разработки оригинальных устройств. На рисунках 8.1 и 8.2 показана разработанная топология запоминающей ячейки и фрагмент ОЗУ из четырех ячеек.
- Al - Si 
Р+ Активная область N++ N++ Р+ Активная область Р+ N+ N+ Активная область 
Рис. 8.1. Топология запоминающей ячейки ОЗУ.
«Земля» Вход 
Адрес
Питание 
Выход 
Рис. 8.2. Фрагмент топологии ОЗУ из 4х стандартных ячеек. ГЛАВА 8 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ С ЭВМ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ТОПОЛОГИИ БАЗОВЫХ ЯЧЕЕК ЭЛЕМЕНТОВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ БИС9.1 ПРЕДИСЛОВИЕ. Компьютеры все шире входят во все сферы нашей жизни. Компьютер стал привычным не только в производственных цехах и научных лабораториях, но и в студенческих аудиториях и школьных классах. Непрерывно растет число специалистов, работающих с персональным компьютером, который становится их основным рабочим инструментом. Небывалая скорость получения визуальной информации и ее передачи адресату, а, следовательно, возможность наиболее эффективного практического использования этой информации - вот основные причины всеобщей компьютеризации. Однако длительное пребывание у экрана компьютера без соблюдения необходимых правил небезвредно для здоровья операторов. В первую очередь они отмечают нарушение зрения, утомление мышц рук и позвоночника, общую слабость. Основные факторы вредного влияния компьютера на организм - это электромагнитные поля и излучения, электронная развертка изображения и его мелькание на экране, длительная неподвижность позы оператора. Предупредить воздействие этих факторов, - значит, сохранить здоровье. 9.2 ДИСПЛЕЙ – РИСК ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ. Средства отображения визуальной информации, обеспечивающие эффективное информационное взаимодействие человека с компьютером, получают широкое распространение в различных автоматизированных системах управления и проектирования. Получение информации, ее хранение, обработка и передача адресату происходят в сотни и тысячи раз быстрее, чем это сделал бы человек с помощью обычных средств связи. Системы отображения быстро совершенствуются, расширяется их номенклатура, создаются компактные и универсальные средства, легко приспосабливаемые к различным условиям применения. Число специальных вычислительных комплексов и промышленных систем управления производственными процессами, как и число операторов ЭВМ, постоянно увеличивается. Ежедневно в течение нескольких часов операторы находятся перед экранами электронных дисплеев, что при несоблюдении санитарно-гигиенических норм и правил может повлечь за собой развитие некоторых профессиональных заболеваний. На состояние здоровья оператора дисплея могут влиять такие вредные факторы, как длительное неизменное положение тела, вызывающее мышечно-скелетные нарушения; постоянное напряжение глаз; воздействие радиации (излучение от высоковольтных элементов схемы дисплея и электронно-лучевой трубки); влияние электростатических и электромагнитных полей, что может приводить к кожным заболеваниям, появлению головных болей и дисфункции ряда органов. Все эти проблемы серьезно изучаются и обсуждаются во всем мире. За последнее время привлекает к себе внимание такое явление, как техностресс. Дело в том, что с внедрением видеодисплеев работающие с ними пытаются получить ответ на следующие вопросы: является ли силовой трансформатор видеодисплея опасным с точки зрения излучения? Создает ли видеодисплей другие опасные излучения? Возможны ли иные проблемы со здоровьем? Даже в случае отрицательного ответа на эти вопросы остаются некоторая неопределенность и ощущение тревоги, что может привести к плохому самочувствию и даже развитию фобии - боязни дисплея. Поэтому психическое состояние человека, находящегося перед экраном дисплея, - одна из важнейших проблем, над решением которой работают тысячи специалистов. Становится все более очевидной тесная взаимосвязь между эргономикой (т.е. научной организацией) рабочего места, уровнем психологических расстройств операторов видеодисплеев и нарушениями здоровья. При разработке методов управления такими факторами необходимо принимать во внимание эффекты обратной связи, что требует подробного анализа всех элементов функционирующей системы. Исследования взаимосвязи условий работы и здоровья служащих включают: - медицинское обследование (офтальмологическое, ортопедическое, аллергологическое и др.); - анализ рабочих задач, уровня умственной нагрузки и нагрузки на зрительный аппарат; - количественную оценку времени, требуемого для выполнения поставленных задач; - анализ гигиенических условий - изменение качественных параметров воздуха; - проверку правильности работы и эффективности системы кондиционирования; - анализ окружающего шума; - анализ светотехнических условий (освещение, яркость, контрастность). Обследования служащих, работающих в учреждениях Северной Америки и Европы, показали, что раздражение слизистой оболочки глаз и носоглотки, головная боль, аллергическое состояние, респираторные затруднения, раздражения кожи, объединяемые общим термином "синдром заболевания", часто наблюдаются у работающих в кондиционированных помещениях. Обычно такие нарушения связывают с плохим состоянием воздуха внутри рабочего помещения, однако в некоторых исследованиях была установлена связь с профессиональными факторами, такими, как продолжительность пользования видеодисплеем, степень стрессового воздействия и удовлетворение работой. Исследовалась взаимосвязь между индивидуальными и профессиональными факторами и восприимчивостью к качеству воздуха у служащих офисов. При анализе воздуха определялись содержание в нем окиси углерода, двуокиси углерода, формальдегида, никотина, взвешенных частиц, а также температура и относительная влажность. В пыли, взятой с экранов видеодисплеев, были обнаружены минеральные волокна, что дало основание сделать вывод об электростатическом влиянии видеодисплеев на микроклимат рабочего места. Неионизирующее электромагнитное излучение в неоптическом диапазоне частот может нанести вред здоровью, при этом имеют значение напряженность поля, диапазон частот, вид излучения (импульсное или непрерывное) и время воздействия. В некоторых рабочих помещениях видеодисплеи являются сильными источниками неионизирующих электромагнитных, оптических и субоптических излучений (рис. 9.1). Были проведены также измерения излучений дисплеев в диапазоне от 20 Гц до 2 МГц. Измерения показали, что максимальная напряженность электрического поля составляет 430 В/м, а магнитного — 8 А/м. Данные значения не представляют большой опасности для здоровья оператора видеодисплея. Хотя случаи эритемы (покраснения кожи) у операторов встречаются чаще, чем у других работников, четкой связи между эритемой и работой с дисплеями установить не удалось. Большая рабочая нагрузка может вызвать некоторые симптомы кожных заболеваний, но нельзя с уверенностью утверждать, что это следствие воздействия видеодисплеев. Затруднения зрительного восприятия можно объяснить следующими факторами: - резкими контрастом между яркостью экрана компьютера и освещенностью помещения (предпочтительным является средний контраст);
- Рис. 9.1 Зоны компьютерного излучения А - вид сверху; Б - вид сбоку. Цифрами обозначены зоны и даны величины напряженности электромагнитных полей в них. Как показали исследования конвергенции глаз в зависимости от частоты мельканий экрана дисплея, точка конвергенции смещается тем дальше, чем меньше частота мельканий. Частота сердцебиений и ее нестабильность являются надежными индикаторами умственной нагрузки. Наиболее оптимальное расстояние наблюдения - 50 - 80 см. Крупный шрифт читается лучше при одинаковых угловых размерах. Мелькание и дрожание экрана и изображения, резкое падение контраста при внешней засветке отмечаются при работе на дисплеях с вакуумными трубками. Альтернативными технологиями являются плоские плазменные, электролюминесцентные и новейшие жидкокристаллические (ЖК) экраны. Плазменная технология практически исключает мелькание. Электролюминесцентные дисплеи требуют высоких напряжений, что существенно удорожает схемы управления. Наибольшей экономичностью обладают ЖК-дисплеи, как для переносных, так и для стационарных компьютеров. Внедрение дисплеев в разных странах сопровождается реализацией широких программ. 9.3 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И ИЗЛУЧЕНИЯ. Дисплеи с электроннолучевыми трубками (ЭЛТ) являются потенциальными источниками мягкого рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного, видимого, радиочастотного, сверх- и низкочастотного электромагнитного излучения (ЭМИ). С конца 70-х годов предметом дискуссий и исследований стал вопрос о возможном влиянии комплекса ЭМИ или отдельных его видов на возникновение кожной сыпи, катаракт глаза, самопроизвольных абортов. Источниками ЭМИ радиочастотного и низкочастотного диапазонов могут являться система горизонтального отклонения луча электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) дисплея, работающего на частотах 15 - 53 кГц, блок модуляции луча ЭЛТ – 5 - 10 МГц, система вертикального отклонения и модуляции луча ЭЛТ – 50 - 81 Гц. Электромагнитное поле (ЭМП) имеет электрическую и магнитную составляющие, причем взаимосвязь их достаточно сложна. На расстоянии от видеотерминалов до оператора электрическая и магнитная составляющие поля оцениваются раздельно. Большинство опубликованных результатов измерений касается излучения, исходящего от видеотерминалов, тогда как стандарты разрабатываются применительно к воздействию излучения на организм человека. Широкий спектр частот электромагнитных сигналов создает существенные сложности для измерений и комплексной оценки. В настоящее время еще нет обоснованных рекомендаций по метрологии ЭМИ дисплеев, а опубликованные сведения об уровнях ЭМП противоречивы. Результаты гигиенических и клинико-физиологических исследований, осуществленных специалистами Российского НИИ профессиональных заболеваний, послужили основанием для разработки проекта санитарных норм и правил для тех, кто работает с видеотерминалами. С учетом широкополосности спектра ЭМИ видеотерминала предложен самый широкий норматив - в диапазоне частот 0,06 - 300 МГц - 10,0 В/м по электрической составляющей и 0,3 А/м по магнитной составляющей. 9.4 ЗРЕНИЕ И КОМПЬЮТЕР. Современный служащий, работающий на компьютере, читает не отраженные тексты, как при обычной работе с бумагой и письменными принадлежностями, а смотрит на источник света - дисплей. Его глаза перебегают с бумаги на экран и обратно. Сотни, тысячи раз в день глаза должны перестраиваться с одного способа чтения на другой. Поэтому предупреждение заболеваний глаз у операторов дисплея - одна из ведущих проблем, касающихся их здоровья. 9.4.1 АНАТОМИЯ ГЛАЗА. Орган зрения человека состоит из глазного яблока, зрительных нервов и зрительных центров в головном мозгу. В глазном яблоке расположены оптическая система и светочувствительный слой - сетчатка. Оптическая система глаза включает роговицу, переднюю и заднюю камеры, наполненные водянистой влагой, хрусталик и захрусталиковое пространство, заполненное стекловидным телом. Изменение фокусного расстояния оптической системы глаза достигается тем, что под действием так называемых цилиарных мышц меняется кривизна поверхности хрусталика. Хрусталик имеет неоднородное слоистое строение. Светочувствительным элементом глаза является сетчатая оболочка (сетчатка), выстилающая дно глазного яблока. Сетчатка состоит из различных клеток и сложного переплетения нервных волокон. На сетчатой оболочке имеется особый участок - желтое пятно диаметром 0,6 мм, в середине которого расположено центральное углубление, называемое фовеальным центром. Детали предмета, которые необходимо рассмотреть наиболее подробно, соответствующими поворотами глаза направляются на центральное углубление сетчатки, где относительная острота - зрения максимальна. Человеческий глаз обладает различной световой чувствительностью к разным длинам волн монохроматических излучений в диапазоне 380 - 700 нм. Инфракрасных и ультрафиолетовых лучей человеческий глаз не видит. Наибольшая чувствительность глаза днем соответствует максимуму спектральной характеристики излучения Солнца (550 нм) и, очевидно, является результатом длительного приспособления зрения человека к рассеянному солнечному освещению. Очень важным свойством глаза является его приспосабливаемость к интенсивности света (адаптация), которая достигается изменением диаметра зрачка, а также изменением фотохимической чувствительности рецепторов сетчатки и рядом центральных нервных процессов. 9.4.2 ФОРМИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ЭКРАНЕ ДИСПЛЕЯ. С одной стороны, изображения видеодисплея, если они статические, должны восприниматься так же стабильно, как отпечатки на бумаге; с другой стороны, изображения часто изменяются, при этом новое изображение должно появляться быстро и быть четким. Иногда видеодисплеи воспроизводят движущееся изображение, в этом случае оно также должно быть четким. Чтобы удовлетворить этим двум требованиям, большинство видеодисплеев формируют изображения, которые не являются неизменными. Частота коррекции изображений (т.е. частота, с которой изображения заменяются) является достаточно высокой, при этом изображение кажется неизменным, несмотря на то, что фактически яркость любой точки изображения бывает прерывистой. Эффект неизменного изображения является результатом учета двух факторов: инерционности зрения человека и инерционности экрана видеодисплея. Фактическую чувствительность к изменениям яркости во времени определяет ряд факторов: средний уровень яркости (яркость адаптации), частота смены изображений, величина изменения яркости, размер площади, на которой изменяется яркость, и часть площади сетчатки глаза, на которую это изображение попадает. Представим себе свет, яркость которого увеличивается, а затем уменьшается, и это происходит циклически во времени. Если скорость изменений мала, то источник света кажется сначала все более ярким, а затем тусклым и снова ярким и т.д. Если частота повторений увеличивается, то источник света воспринимается как имеющий некую среднюю яркость, на которую наложена компонента, изменяющаяся во времени. Эта переменная компонента является разностью между пиковым значением яркости и постоянной яркостью дисплея за время одного кадра. При дальнейшем возрастании частоты средняя яркость воспринимается как постоянная. Восприятие мельканий с увеличением частоты снижается, хотя переменная компонента остается неизменной. Начиная с определенной критической частоты слития мельканий (КЧСМ) - различимость мельканий пропадает, и яркость источника кажется постоянной. На частотах, близких к КЧСМ, восприятие мельканий зависит в первую очередь от величины переменной компоненты. КЧСМ не является постоянной частотой. У разных людей величина КЧСМ при одних и тех же условиях различна. Имеется определенное статистическое распределение КЧСМ. При конструировании дисплеев в качестве КЧСМ принимают значение, которое имеет определенный процент людей. Обычно видеодисплеи рассчитывают так, чтобы при предлагаемой средней яркости частота смены кадров была равна или превышала КЧСМ для 90 % операторов. Видеодисплей с заложенными в нем средней яркостью, частотой смены кадров и типом люминофора имеет переменную компоненту, частота которой (частота мельканий) не воспринимается определенным процентом операторов. Чтобы управлять частотой мельканий, разработчик имеет в своем распоряжении возможность изменить три фактора, оказывающие влияние на временную чувствительность зрительного аппарата: частоту смены кадров, тип люминофора ЭЛТ и среднюю яркость дисплея (размер экрана, который также влияет на чувствительность к частоте мельканий, обычно диктуется рабочими условиями). Из этих трех факторов частота смены кадров оказывает наибольшее влияние на восприятие мельканий. Большинство видеодисплеев формируют изображения, яркость которых меняется во времени. Наиболее ярким примером является растровый дисплей на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ). ЭЛТ создает изображение путем сканирования светового луча. Любая точка растра имеет максимальную яркость только в один момент времени за период кадра. Частота кадров обычно составляет от 40 до 100 Гц. Таким образом, каждая точка экрана вспыхивает с интервалом от 1/40 с (25 мс) до 1/100 с (10 мс). Послесвечение изображения, частота смены кадров и средняя яркость определяют переменную компоненту яркости. Большинство люминофоров имеет некоторую инерционность, т.е. яркость их свечения спадает плавно, обычно по экспоненциальному закону. Инерционность люминофоров влияет на величину переменной составляющей яркости при данных значениях частоты кадров и средней яркости. Представим себе видеодисплей, имеющий люминофор с малым послесвечением, т.е. яркость люминофора после каждого возбуждения быстро спадает. Чтобы получить заданную среднюю яркость, максимальная яркость такого люминофора должна быть очень высокой. Минимальная яркость люминофора с большим послесвечением сравнительно высока, поэтому его максимальная яркость не должна существенно превышать минимальное значение, чтобы получить заданную среднюю яркость. Средняя яркость видеодисплея может быть уменьшена либо снижением электрического напряжения, либо посредством светопоглощающего фильтра. Фильтры обычно увеличивают контраст изображения, уменьшая среднюю яркость. Таким образом, они могут частично исключить мелькания, одновременно улучшая качество изображения. Приведенные выше особенности изображений на экране дисплея и являются одним из факторов, отрицательно влияющих на зрительный аппарат человека.
Исследования американских специалистов показывают, что интенсивная и продолжи тельная работа на компьютере может стать источником тяжелых профессиональных заболеваний. В отличие от сердечных приступов и приступов головной боли заболевания, обусловленные травмой повторяющихся нагрузок (ТПН), представляют собой постепенно накапливающиеся недомогания. Так называемые эргономические заболевания становятся в Америке быстро растущим видом профессиональных болезней. В 1992 г. в США доля этих заболеваний составила 52 %, в то время как в 1981 г. и в 1984 г. - 18% и 28 % соответственно. Интересно, что темпы роста числа заболеваний этого вида соответствуют темпам роста компьютеризации учреждений США. Экономические потери, наносимые американскому бизнесу болезнями операторов ЭВМ, необычайно велики: один тяжелый случай может обойтись в 100 тыс. долл. Сюда входят затраты на лечение, административные расходы и вынужденную потерю производительности труда заболевшего работника. Приводимая статистика представляет собой лишь часть проблемы, потому что каждое такое заболевание означает тяжелую личную драму. Множество людей вынуждены ограничить или полностью прекратить свою трудовую деятельность и стать постоянными посетителями врачей и физиотерапевтических кабинетов. В конце концов практически всех их ждет хирургическая операция, которая стала обычной для лиц, страдающих от ТПН. Вероятность успешного оперативного вмешательства составляет примерно 80 %; пациенты, как правило, проходят продолжительный период послеоперационной реабилитации, но у некоторых из них прежняя работоспособность полностью все же не восстанавливается. Возвращаясь на прежнее место, они могут работать только с системой ввода информации в компьютер с помощью голоса. Анализируя причины резкого роста "компьютерных" профессиональных заболеваний, американские специалисты отмечают прежде всего слабую эргономическую проработку рабочих мест операторов вычислительных машин. Среди причин заболеваний - слишком высоко расположенная клавиатура, неподходящее кресло, эмоциональные нагрузки, продолжительное время работы на клавиатуре. В отличие от машинисток операторы ЭВМ сегодня работают на клавиатуре часами без перерыва. Если двадцать лет назад сотрудники офисов выполняли различные работы: выходили в копировальное бюро для ксерокопирования документов, занимались с картотекой и во время печатания на машинке периодически ударяли по рычагу перевода каретки на новую строку, - - то сегодня все эти операции выполняет компьютер. Специалисты полагают, что естественным положением кистей рук является вертикальное, как при рукопожатии, а вовсе не ладонью вниз, как при работе на клавиатуре ЭВМ. Ведущие американские компьютерные фирмы, обеспокоенные ростом числа профессиональных заболеваний, начали финансировать работы по исследованию их причин. Изучаются возможные варианты конструкции клавиатуры, однако специалисты не уверены в том, что новая клавиатура сможет полностью решить проблему, поскольку причины заболеваний ТПН до сих пор полностью не выявлены. "Эпидемия" ТПН вызвала резкий скачок активности множества фирм, производящих "эргономическое" оборудование рабочих мест операторов ЭВМ. При этом ни одно из предлагаемых изделий не может решить проблему целиком, а в данном случае требуется системный подход, учитывающий позу оператора, особенности рабочего места и основные приемы работы на компьютере. Сегодня владельцы ЭВМ могут купить различные приспособления, облегчающие труд оператора, - от опоры для запястья, удерживающей кисть в нужном положении во время набора на клавиатуре или работы с "мышью", до программного обеспечения, предупреждающего оператора о необходимости сделать перерыв в работе. Однако большее значение имеет возможность регулировки положения всех узлов рабочего места - высоты поверхности стола, кресла оператора. Следует добиваться того, чтобы рабочее место соответствовало характеру работы и фигуре оператора, а не наоборот. Во многих офисах стандартным оборудованием стали подзапястники - - плоские или изогнутые пластины из мягкого материала, которые располагаются перед клавиатурой. Эффективность этих приспособлений зависит от привычек и стиля работы оператора. Если в процессе набора оператор вместе с ударом по клавише опускает свое запястье, то подзапястники помогут удержать запястье в нейтральном положении. Основное их предназначение — служить опорой для запястья во время пауз между ударами по клавишам. Если клавиатура располагается слишком высоко, это приспособление может принести больше вреда, чем пользы, поскольку работник часто опирается руками на подзапястник вместо того, чтобы скользить над клавиатурой. Это приводит к перенапряжению всей кисти. Борьба с ТПН не ограничивается только эргономическим оснащением рабочего места оператора. В на данный момент появились клавиатуры новых конструкций, значительно отличающиеся от привычной плоской клавиатуры. В новой модели она разделена на две части, которые могут наклоняться относительно горизонтали. Одна из фирм разместила клавиши на двух вогнутых дисках, что значительно сокращает нагрузку на ладони. Однако для оценки истинной эффективности новых конструкций клавиатур требуются дополнительные исследования. Другое устройство, привлекающее особое внимание специалистов в области эргономики, - это манипулятор типа "мышь". При каждом поднятии руки и повторяющемся ее удержании над каким-либо предметом предплечье испытывает значительную нагрузку. Поэтому для операторов, которые используют в своей работе клавиатуру и манипулятор "мышь", могут оказаться весьма полезными опоры для кистей, повторяющие их перемещения. Эти опоры должны быть размещены так, чтобы кисти свободно свисали с них. Правильный режим работы имеет важное значение в профилактике профессиональных заболеваний рук операторов ЭВМ. Перерывы в работе, потягивания, разогревание мышц, участвующих в процессе набора на клавиатуре, - все это поможет предотвратить болезнь. Наиболее дальновидные руководители фирм предпринимают специальные меры по профилактике заболеваний рук операторов ЭВМ. В американской компании "Голубой крест", например, была разработана программа, предусматривающая интенсивное обучение всех сотрудников. Восьмичасовая программа обучения дает руководящему составу компании знания о том, как распознавать симптомы болезни. Руководителям было поручено создать такую обстановку, чтобы служащие немедленно сообщали о своих недомоганиях. Служащие, со своей стороны, во время одночасовой беседы получали начальные сведения об опасности заболевания ТПН. Их также научили распознавать первые признаки болезни, кроме того, были даны рекомендации по организации своего рабочего места. Специалисты фирмы осмотрели несколько моделей "эргономических кресел" и выбрали среди них одну, регулировка которой позволяет подогнать ее под размеры тела каждого сотрудника. Выполнение этой программы потребовало сотен тысяч долларов, однако, польза от нее значительно перекрыла расходы. Экономия от выплаты компенсации по нетрудоспособности только за один год составил 1 млн. долл. Интересно, что число претензий по страхованию после проведения программы выросло, однако средняя стоимость компенсации сократилась с 20 тыс. долл. до 3 тыс. долл. Представители компании объясняют это более ранней диагностикой заболеваний. Проблема ТПН встретила неоднозначную реакцию среди изготовителей вычислительной техники, владельцев фирм и даже операторов ЭВМ. Одни из них считают "эпидемию" подобных болезней очередной выдумкой, полагая, что через несколько лет проблема разрешится сама собой. Другие настаивают на расширении исследований причин заболеваний. А в это время тысячи работников, занятых на ЭВМ, ежегодно пополняют ряды заболевших. Только совместные усилия изготовителей вычислительной техники, медицинских работников и пользователей могут остановить распространение этих недугов. Заболевания, обусловленные травмой повторяющихся нагрузок, включают болезни нервов, мышц и сухожилий руки. Наиболее часто страдают кисть, запястье и плечо (сегмент верхней конечности от туловища до локтя), хотя могут быть затронуты плечевая и шейная области. У операторов ЭВМ заболевание обычно наступает в результате непрерывной работы на неудобно или неправильно расположенной клавиатуре, например при чрезмерно высоком положении поверхности стола или плохо подогнанном под фигуру кресле. 9.2 РАБОТА У ДИСПЛЕЯ И ПУТИ ЕЕ ОПТИМИЗАЦИИ (ВИДЕОЭРГОНОМИКА) Визуальный канал ввода информации в мозг человека используется при работе с дисплеями. Передача информации при этом производится только в одном направлении — в мозг человека, при этом человек не может обходиться без постоянного зрительного контроля выполняемых действий. Работа с дисплеем зачастую происходит в помещениях с искусственным освещением. Роль искусственного освещения в жизни современного общества неизмеримо велика. Свет лампы, создающий необходимые условия для функционирования органа зрения и, следовательно, обеспечивающий полноценную трудовую деятельность, фактически удлиняет период сознательного существования человека. Однако такое освещение должно обеспечивать правильную работу глаз и приближаться к оптимальным условиям зрительного восприятия в условиях естественного солнечного освещения. Только тогда возможны высокая производительность труда и качество продукции при наименьшем утомлении человека, в том числе при работе с дисплеями. Как показали многочисленные научные исследования, при повышении освещенности рабочих мест от 100 до 1000 лк происходит рост производительности труда для работы средней трудности на 5 - 6%, а при очень трудной зрительной работе - на 15%. Бесспорна роль количества и качества света для повышения качества продукции, безопасности на производстве. Большое влияние на психологический статус человека, работающего с компьютером, оказывает и спектральный состав излучений искусственных источников света. Принято различать теплые цвета (красный, оранжевый, желтый) и холодные (голубой, синий и фиолетовый). Кроме того, пульсация в излучении люминесцентных ламп приводит к появлению так называемого стробоскопического эффекта, искажающего восприятие двигающихся предметов и информацию на экране дисплея. При работе необходимо располагаться на расстоянии вытянутой руки от экрана; соседние дисплейные мониторы должны находиться от вас на расстоянии не менее 2 м 22 см. По возможности нужно расположить экран дисплея немного выше уровня глаз. Это создаст разгрузку тех групп окологлазных мышц, которые напряжены при обычном взоре - вниз или вперед. Желательно, чтобы вечернее освещение территории (или стены) вокруг дисплея было синего или голубого цвета с яркостью, примерно равной яркости экрана. При дневном освещении также рекомендуется обеспечить голубой фон вокруг дисплея (окраска стен или обоев). Для большего удобства на кресле следует расположить небольшую опору в поясничном изгибе позвоночника — продолговатую подушечку или валик. После каждых 40 - 45 мин работы необходима физкультурная пауза — вращение глазами по часовой стрелке и обратно, простые гимнастические упражнения для рук. Помещение, где находятся компьютеры и видеомониторы, должно быть достаточно просторным, с постоянным обновлением воздуха. Минимальная площадь для одного видеомонитора составляет 9 -10м2. Недопустим визуальный контакт работника с другими мониторами или телевизионными экранами. На экране монитора не должно быть никаких бликов. Следует также избегать большой контрастности между яркостью экрана и окружающего пространства; оптимальным считается выравнивание яркости экрана и компьютера. Запрещается работа с компьютером в темном или полутемном помещении. Работодатели уже в начале 1993 г. столкнулись с необходимостью соблюдения директив, касающихся минимальных требований к дисплеям, текст которых будет отражен в национальных законах. Первый вопрос, который должен поставить перед собой работодатель, может быть сформулирован следующим образом: "Могу ли я гарантировать, покупая отдельные функциональные блоки системы, что рабочее место и условия работы будут соответствовать требованиям закона?" Второй вопрос связан с потенциальными различиями между требованиями, существующими в различных странах, при распространении директивы и установлении в связи с этим уровня требований, значительно более высокого, чем минимальные, указанные в директиве. 9.3 МЕБЕЛЬ ДЛЯ ОПЕРАТОРОВ КОМПЬЮТЕРОВ. Рабочая мебель при работе с компьютером играет очень важную роль в создании оптимальных условий деятельности человека и снижении степени его утомления (рис. 9.2). Отечественные кресла и стулья (ГОСТ 19.19.17.14) для работы с компьютером имеют подъемно-поворотный механизм, регулируемый наклон спинки, предусматриваемое изменение положения подлокотников, установленных на подвижных или неподвижных опорах. Отдельные модификации кресел и стульев снабжены подлопаточной опорой. Современные конструкции рабочего кресла оператора не учитывают равномерности распределения сил тяжести звеньев тела на опорные поверхности и ведут к статическому напряжению больших мышечных групп, что отрицательно сказывается на работе оператора и ведет к профессиональным заболевания. Все это дает основание для разработки нового, универсального кресла, позволяющего оператору свободно, без затраты излишних сил производительно трудиться в течение всего рабочего времени. 9.4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Сейчас четко установлена главная угроза здоровью операторов компьютеров - это неподвижность, статичность позы и глазных мышц, особенно нуждающихся в динамическом режиме работы. Это требует создания специального двигательного режима для тех, кто трудится на ЭВМ. Кроме того, необходимо снять влияние низкочастотных полей, создаваемых вокруг экрана, а также высокочастотных компонентов излучений при сканировании электронного луча по экрану дисплея. В соответствии с вышеизложенными фактами, можно порекомендовать для использования в рамках концепции SOHO следующую конфигурацию компьютера (эта конфигурация использовалась мной при разработке данного дипломного проекта):
Рис. 4.2 Правильное положение тела оператора компьютера обеспечивающее безопасную работу. ГЛАВА 9 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ БИС КОММУТАТОРА ЦИФРОВЫХ КАНАЛОВ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ10.1 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЗАКАЗНОЙ БИС Заказные БИС обычно производятся большими партиями по специальному заказу, но все равно такие БИС являются дорогими, по сравнению с серийными, так как требуют тех же затрат на разработку, при намного меньшем числе БИС в серии. Но при использовании серийных интегральных схем их количество в проектируемом устройстве составляло бы несколько десятков, что существенно снизило бы надежность, увеличило бы количество потребляемой энергии, потребовало бы намного большей площади, при тех же реализуемых функциях; и в итоге оказалось бы экономически нецелесообразным. Поэтому было решено строить коммутатор в виде одной заказной БИС. 10.2 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ Выбор оптимального строения структурной схемы БИС коммутатора в наибольшей степени зависит от выбора оптимальных условий формирования уплотненного временного канала. Проведем сравнение этих условий по следующим критериям:
Рассмотрим три способа формирования группового канала: 1 - традиционный; 2 – реализованный в прототипе; 3 – с параллельной шиной. Традиционный способ состоит в формировании одного уплотненного по времени канала из 8ми входящих групповых каналов простым повышением тактовой частоты в восемь раз. Этот способ невыгоден, так как с увеличением внутренней частоты уменьшается количество операций выполняемых отдельными блоками коммутатора и усложняется схемотехника всего устройства в целом. Способ, реализованный в прототипе, заключается в передачи отдельно четных и нечетных импульсов уплотненного канала. Этот способ хоть и позволяет устранить некоторые сложности схемотехнического плана (внутренняя частота снижена в два раза по сравнению с традиционным способом), но не решает всей проблемы в целом. В качестве оптимального выбран 3ий способ. Этот способ подразумевает передачу уплотненного по времени канала по параллельной восьмиразрядной шине, что позволяет не увеличивать внутреннюю частоту и одному блоку выполнять большее количество функций (так, например блок ЦИКЛОВОГО ВЫРАВНИВАНИЯ И КОММУТАЦИИ помимо коммутации выполняет цикловое выравнивание, и формирование уплотненного временного канала). Что позволяет снизить задержки прохождения сигнала через БИС и рациональней использовать внутренние запоминающие устройства (для коммутации, циклового выравнивания и преобразования кода используются одни и те же ОЗУ). Все это позволяет снизить себестоимость устройства в целом. 10.3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ БИСК разрабатываемой БИС коммутации предъявляются следующие требования, которые позволяют более плодотворно вести работу по созданию данного устройства:
Для обеспечения возможности интегрирования в существующие цифровые системы необходимо применять стандартные схемотехнологии построения БИС, обладающие широкой распространенностью. Следовательно, для своей реализации разрабатываемое устройство требует определенные промышленные наработки различных технологий. На современном этапе производительность той или иной технологии не может быть измерена только количеством элементов (чаще всего транзисторов) на единице площади, как это часто делается для интегральных схем. Логическая функция (И-НЕ или ИЛИ-НЕ) реализованная по одной технологии необязательно эквивалентна по количеству элементов соответствующей логической функции реализованной на основе другой технологии, поэтому число элементов на единицу площади не является основным критерием сравнения технологий. В этом случае важны и другие характеристики БИС реализованных на основе разных технологий, отражающие их функциональные возможности, способы реализации логических функций. От других типов БИС, заказные интегральные схемы отличаются следующими своими свойствами:
Все эти и некоторые другие свойства позволяют реализовывать на них сложные алгоритмы обработки цифровых сигналов при относительно низких затратах. Таким образом, использование заказной БИС, реализованной на отработанной технологии производства, существенно уменьшит ограничения на сложность реализации коммутатора при относительно низких затратах на производство. Выбор технологии производства БИС производится методом анализа иерархий. Варианты, которые были рассмотрены, представлены в таблице 10.1. Таблица 10.1 Возможные варианты технологий производства заказной БИС.
При заполнении таблиц использовалась шкала относительной важности, приведенная в таблице 10.2. Таблица 10.2. Шкала относительной важности.
Выбор производится по следующим критериям:
На основании этих данных были составлены 7 матриц: матрица попарных сравнений для критериев, по которой определяется наиболее важный (таблица 10.3) ,6 матриц попарных сравнений альтернатив по отношению к каждому критерию (таблицы 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9). В матрицах приняты следующие обозначения:
Xi
- локальный
приоритет,
определяемый
по формуле :
Xi=
A - вариант реализации на ТТЛ(Ш), B - вариант реализации на ЭСЛ, C - вариант реализации на nМДП, D - вариант реализации на КМДП. Таблица 10.3.
Рассчитаем отношение согласованности по следующей формуле: ОС = ИС/СС, где (10.1) ИС = (il - n)/(n - 1); (10.2) n=6; СС=1,2 il = Xi * yij = 1,17 + 1,33 + 0,96 + 1,54 + 0,88 + 0,88 = 6,76; (10.3) ИС = (6,76 - 6)/(6 - 1) = 0,152; ОС = 0,152/1,2 = 0,127. ОС<0,2; следовательно, оценки пересматривать не надо. Таблица 10.4 Быстродействие.
Рассчитаем отношение согласованности по следующей формуле: ОС = ИС/СС, где (10.1) ИС = (il - n)/(n - 1); (10.2) n=4; СС=0,9 il = Xi * yij = 1,27 + 0,97 + 1,04 + 0,92 = 4,20; (10.3) ИС = (4,2 - 4)/(4 - 1) = 0,067; ОС = 0,067/0,9 = 0,074. ОС<0,2; следовательно, оценки пересматривать не надо. Таблица 10.5 Помехоустойчивость.
Рассчитаем отношение согласованности по следующей формуле: ОС = ИС/СС, где (10.1) ИС = (il - n)/(n - 1); (10.2) n=4; СС=0,9 il = Xi * yij = 1,09 + 0,90 + 1,09 + 0,96 = 4,04; (10.3) ИС = (4,04 - 4)/(4 - 1) = 0,013; ОС = 0,013/0,9 = 0,014. ОС<0,2; следовательно, оценки пересматривать не надо. Таблица 10.6 Потребление.
Рассчитаем отношение согласованности по следующей формуле: ОС = ИС/СС, где (10.1) ИС = (il - n)/(n - 1); (10.2) n=4; СС=0,9 il = Xi * yij = 1,19 + 0,88 + 1,26 + 0,92 = 4,25; (10.3) ИС = (4,25 - 4)/(4 - 1) = 0,083; ОС = 0,083/0,9 = 0,092. ОС<0,2; следовательно, оценки пересматривать не надо. Таблица 10.7 Площадь.
Рассчитаем отношение согласованности по следующей формуле: ОС = ИС/СС, где (10.1) ИС = (il - n)/(n - 1); (10.2) n=4; СС=0,9 il = Xi * yij = 1,07 + 0,99 + 0,75 + 1,24 = 4,05; (10.3) ИС = (4,05 - 4)/(4 - 1) = 0,017; ОС = 0,017/0,9 = 0,019. ОС<0,2; следовательно, оценки пересматривать не надо. Таблица 10.8. Совместимость.
Рассчитаем отношение согласованности по следующей формуле: ОС = ИС/СС, где (10.1) ИС = (il - n)/(n - 1); (10.2) n=4; СС=0,9 il = Xi * yij = 1,19 + 0,88 + 1,08 + 0,94 = 4,09; (10.3) ИС = (4,09 - 4)/(4 - 1) = 0,03; ОС = 0,03/0,9 = 0,033. ОС<0,2; следовательно, оценки пересматривать не надо. Таблица 10.9 Стоимость.
Рассчитаем отношение согласованности по следующей формуле: ОС = ИС/СС, где (10.1) ИС = (il - n)/(n - 1); (10.2) n=4; СС=0,9 il = Xi * yij = 0,95 + 1,19 + 1,04 + 0,91 = 4,09; (10.3) ИС = (4,09 - 4)/(4 - 1) = 0,03; ОС = 0,03/0,9 = 0,033. ОС<0,2; следовательно, оценки пересматривать не надо. Глобальный приоритет для каждой альтернативы вычисляется как сумма произведений локальных приоритетов на соответствующий весовой коэффициент. Глобальные приоритеты приведены в таблице 10.10, из которой видно, что наибольший приоритет у варианта реализации БИС коммутации с использованием КМДП технологии. Таблица 10.10.
Выводы: С помощью метода анализа иерархий проведено сравнение следующих типов технологий производства БИС по следующим критериям: 1) быстродействие; 2) помехоустойчивость; 3) потребляемая мощность; 4) площадь, занимаемая на кристалле; 5) совместимость; 6) стоимость. Предпочтение отдается технологии КМДП. В таблице 10.3. приведена матрица сравнения критериев. Наибольший локальный приоритет у критерия «площадь». По данным таблицы 10.9 локальный приоритет пМДП технологии превалирует над локальными приоритетами других технологий, но в других случаях локальный приоритет КМДП выше. Конечным этапом сравнения является синтез глобальных приоритетов. Наибольший глобальный приоритет имеет КМДП технология, она и будет использоваться для реализации заказной БИС коммутатора. 10.4 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 10.4.1 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ. При расчете определим следующие показатели:
T=1/ , где — интенсивность отказов устройства;
Рбр(t = 8760) = е - t = e - 8760. (10.4) Расчет интенсивности отказов элементов приведен в таблице 10.11. Таблица 10.11
= 10-6 [1/ч]; T = 1/ = 1/10-6 = 106 [час]; Время наработки на отказ производители различных электронных компонентов стараются сделать как можно больше, для того чтобы при интегрировании этих компонентов в одном устройстве (на одной печатной плате) время наработки на отказ тоже было бы большим (при интеграции п компонентов время наработки на отказ уменьшается приблизительно в п раз). И поэтому время наработки на отказ данной БИС составляет около 114 лет, т.е. намного больше срока морального старения. Рбр(t = 8760) = е - t = e - 8760 0,991. 10.4.2 РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИС. БИС изготовлена на основе кремниевого кристалла по технологии КМДП. Себестоимость БИС равна: СБИС = П + Скр+ З+ ЦР + ОЗР, где П — стоимость покупных деталей (корпус, проводники и т.д.); Скр — себестоимость изготовления кристалла ИС; З — расходы на основную заработную плату; ЦР — цеховые расходы; ОЗР — общезаводские расходы. 1. Рассчитаем стоимость покупных изделий П.(Цены на компоненты сведены в таблицу 10.12.) Таблица 10.12
2. Себестоимость изготовления кристалла ИС. Расходы на зарплату: Плотность компоновки факт =498/3,5=142,28 эл/см2, а норм = 75 эл/см2. Определим коэффициент пересчета Кпересч.= факт / норм = 142/75 = 1,9 Расценок на 1 см2: Рц =0,8*Рд+ Рц ; Pд = 0,1руб/см2 Рц = Рд*0.2* Кпересч Рц = 0,8*0,1+0,1*0,2*1,9 = 0,12 руб/см2 Расходы на зарплату (без учета расходов на социальные нужды): Зкр1= Рц1* Sкр=0,5 * 3,5= 1,75 руб. Расходы на зарплату (с учетом расходов на социальные нужды +41%): Зкр= 1,41 * Рц1* Sкр= 1,41 * 0,5 * 3,5= 2,47 руб. Себестоимость изготовления кристалла ИС: Скр = Зкр + М + Н, где Н — накладные расходы Н=2,2* Зкр=2.2*2,47=5,43 руб. Скр=2,47 + 2,38 + 5,43 = 10,28 руб. 3. Расчет расходов на зарплату при изготовлении БИС. Трудоемкость работ:
Рассчитаем расходы на зарплату при изготовлении блока. Результаты можно свести в таблицу (см. таблица 10.13) Таблица 10.13
4. Цеховые накладные расходы на изготовление устройства; примем коэффициент увеличения равным 2,7 (среднеотраслевой коэффициент): ЦР = 2,7* Зустр = 2,7*0,65 = 1,76 руб. 5. Общезаводские накладные расходы на изготовление устройства; примем коэффициент увеличения равным 1,3 (среднеотраслевой коэффициент): ОЗР = 1,3* Зустр = 1,3*0,65 = 0,84руб. Себестоимость изготовления разрабатываемой БИС: П = 0,3*6,05 = 1,82 руб. СБИС = П + Скр + Зустр + ЦР + ОЗР= =1,82+10,28+0,65+1,76+0,84 =15,35 руб. Расчет оптовой цены: Цопт = СБИС (1 + /100)=15,35 (1+0,15) = 17,65 руб.
Основываясь на вышеприведенных фактах, было выбрано использование заказной БИС на основе КМДП технологии. Как видно из экономического расчета такая БИС обладает достаточно низкой себестоимостью и хорошими показателями надежности, что очень важно при использовании данной БИС в системах общего пользования, таких как городские телефонные сети, работающих круглые сутки. ДОКЛАД В связи с расширением цифровых сетей связи в России остро стоит проблема перевода этих сетей на отечественную элементную базу. Большинство цифровых сетей строится по иерархическому принципу, но наиболее массовым изделиями, применяемыми в этих сетях, является абонентское коммутационное оборудование. Поэтому задача разработки коммутатора абонентских каналов в виде заказной БИС актуальна. Проектируемая БИС, предназначена для коммутации 256 каналов, в стандарте ИКМ –30/32, входящих абонентов с таким же количеством исходящих. Микросхема принимает информацию по восьми параллельным групповым входам и выдает ее синхронно по восьми групповым выходам. На основе требований к коммутатору строится структурная схема. Блок Выделения Циклового и Сверхциклового Синхронизма предназначен для выделения сигналов цикловой и сверхцикловой синхронизации. Блок Циклового Выравнивания и Коммутации предназначен для выравнивания по циклам входящих каналов и их коммутации. Так как на вход поступает восемь пространственно разделенных каналов, то для выполнения заданных функций необходима пространственно-временная коммутация. Пространственной коммутации можно избежать, объединив все восемь входящих каналов в один, уплотненный по времени, поток, при этом коммутация сводится лишь к перестановке во времени импульсных сигналов уплотненного временного потока, но тогда внутренняя частота коммутатора возрастет в восемь раз и составит 16,384 МГц. Снижение внутренней частоты можно достичь, передавая восемь бит каждого из информационных каналов не последовательно, а по параллельной шине. После проведенной коммутации требуется обратно преобразовать уплотненный канал. Для выполнения данной функции на выход ставится Блок Формирования Исходящих Групповых Каналов, который и преобразует уплотненный временной канал в восемь каналов ИКМ-30/32. Работой всех блоков управляет Внутреннее Управляющее Устройство. На основании структурной схемы были разработаны функционально-логические схемы блоков. Блок Выделения Циклового и Сверхциклового Синхронизма состоит из восьми приемников циклового и сверхциклового синхронизма (по одному на каждый канал). Приемник циклового и сверхциклового синхронизма представляет собой устройство, которое обеспечивает поиск и удержание циклового и сверхциклового синхронизма. Синхронизация коммутатора необходима для правильного распределения коммутируемого сигнала по каналам. Функционально такой приемник состоит из:
На блок циклового выравнивания и коммутации поступают входящие групповые каналы, его функция заключается в выравнивании каналов в соответствии с сигналом синхронизации и коммутировании каналов в соответствии с адресом, поступающим с устройства управления. Принцип циклового выравнивания заключается в записи в запоминающее устройство информации входящих групповых каналов синхронно с выделенными тактовыми импульсами и считывании их синхронно со станционными импульсами тактовой и цикловой синхронизации. Для осуществления коммутации необходимо сформировать общий, уплотненный во времени канал, и переставить импульсы из одной временной позиции в другую. Технически такую перестановку легко выполнить в запоминающем устройстве, если записывать информацию общего канала последовательно, а считывать в соответствии с картой коммутации. Объединение процессов циклового выравнивания и коммутации позволяет сократить необходимый объем запоминающего устройства и уменьшить время задержки прохождения информационных сигналов. Для обеспечения данных функций блок циклового выравнивания и коммутации должен содержать утроенное количество запоминающих устройств. В одно из них постоянно производится запись, из другого считывание, а третье предназначено для записи при переполнении первого. Следовательно, блок циклового выравнивания и коммутации можно представить в виде 24х самостоятельных коммутационных элементов (по три на каждый канал). Для обеспечения требуемых функций запоминающее устройство коммутации должно записать информацию всех 32х каналов за один цикл, т.е. должно обладать емкостью 256 бит. Функциональная схема включает в себя:
Организация запоминающего устройства коммутации зависит от режима работы:
Запоминающее устройство адреса предназначено для хранения адреса входящего канала, информация которого поступает на выход в момент поступления станционного тактового импульса, соответствующего номеру исходящего канала. Адрес входящего канала, состоит из 5ти разрядов. Но для функционирования устройства управления необходимо иметь информацию о состоянии канала в любой момент времени, для этого разрядность запоминающего устройства адреса была увеличена на 1 бит, который отображает состояние канала («1» – канал занят; «0» – канал свободен). Этот разряд так же может управлять состоянием выходного каскада ОЗУ, при появлении в данном разряде «0» выходной каскад ОЗУ переходит в третье состояние. Запоминающее устройство адреса обладает емкостью: 192 бита и имеет словарную организацию, как при записи информации, так и при считывании. Функциональная схема запоминающего устройства адреса состоит из:
Работает устройство следующим образом:
Б Рз/сч 
Организация ОЗУ словарная, но при записи информации каждая ячейка памяти состоит из элементов памяти, входящих в соответствующий столбец матрицы, а при считывании - из элементов, входящих в соответствующую строку. Схема данного устройства состоит из:
Принцип работы этой схемы заключается в следующем, при записи со счетчика адреса трехразрядный код поступает на дешифратор столбцов, а дешифратор строк отключается и восемь разрядов одного информационного канала поступает на элементы памяти выбранного столбца. При считывании отключается дешифратор столбцов, а трехразрядный код счетчика адресов поступает на дешифратор строк и восемь одноименных разрядов разных информационных каналов выбранной строки матрицы поступают на соответствующие восемь выходов исходящих групповых каналов. В результате на выходе коммутационной БИС формируются групповые каналы в стандарте ИКМ -30/32. Элементы БИС выполнены по стандартной КМДП технологии, с двух уровневой металлизацией (одна выполнена из алюминия, другая из поликремния), с минимальной толщиной рисунка 1,2 мкм. В дипломе проработаны вопросы технико-экономического обоснования разработки и вопросы экологии и безопасности жизнедеятельности, а так же был проведен патентный поиск на предмет патентной «чистоты». МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Московский технический университет связи и информатики Разрешаю допустить к защите Зав.кафедрой ______________________ __________________1998г. ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТна тему
Коммутатор цифровых каналов системы передачиДипломант_________________________________________(Логинов Д.А.) Консультант_______________________________________(Рыбаков В.С.) Рецензент_________________________________________(Сперанский В.С. ) Консультант по экологии и безопасности жизнедеятельности______________________(Павлов А.Н.) Консультант по экономической части___________(Микиртичан А.Г.) М о с к в а 1998г. Московский технический университет связи и информатики Р Е Ц Е Н З И Ян
н Московский технический университет связи и информатики ОТЗЫВ РУКОВОДИТЕЛЯн
н Расширение сети цифровой телефонной связи и передачи цифровой информации и объема предоставляемых услуг сдерживается отсутствием соответствующей отечественной элементной базы. Поэтому разработка БИС коммутации цифровых информационных каналов является актуальной задачей. Во время выполнения дипломного проекта студент Логинов Д.А. проявил самостоятельность и умение работать с технической литературой. Провел анализ принципов построения и работы различных типов цифровых сетей связи, позволивший определить требования к коммутационной БИС. Разработка структурной и функциональной схем блоков устройства отличается оригинальностью. Дипломный проект студента Логинова Д.А., как показывают проведенные исследования, обладает практической ценностью, отвечает требованиям ГЭК, а автор проекта заслуживает отличной оценки и присвоения квалификации инженера.
Р ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате проведенной работы спроектирована интегральная схема высокой степени интеграции, построенная на основе технологии КМДП, которая предназначена для функционирования в абонентских подсистемах связи. Разработанная интегральная схема позволяет осуществить коммутацию 256ти входящих абонентских каналов. Коммутация производится только во временной области, т.е. исключена пространственная коммутация, что позволяет существенно сократить занимаемую на кристалле площадь. Формат передачи данных ИКМ-30/32 (Е1), что позволяет интегрировать разработанную интегральную схему в существующие системы связи без дополнительных технических преобразований. Интегральная схема также позволяет ответвлять требуемое количество каналов из одного потока информации. Приведенные расчеты показывают соответствие разработанного устройства требованиям технического задания. С экономической точки зрения спроектированная интегральная схема получилась относительно дешевой и потенциально конкурентоспособной. Приведенные технико-экономические расчеты показывают, что интегральная схема получилась высоко надежной и ее можно рекомендовать к использованию в сетях, работающих круглосуточно. Проведенный патентный поиск показывает, что данная интегральная схема является «патентно-чистой», т.е. на данный момент нет патента на аналогичное устройство, что также способствует продвижению данной рынке. ПРИМЕЧАНИЕВсе зарегистрированные торговые марки являются собственностью их уважаемых владельцев. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ Литература
Адреса в Internet
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ 
БЛОК ВЫДЕЛЕНИЯ ЦИКЛОВОГО И СВЕРХЦИКЛОВОГО СИНХРОНИЗМА
БЛОК ФОРМИРОВАНИЯ ИСХОДЯЩИХ ГРУППОВЫХ КАНАЛОВ 
БЛОК ЦИКЛОВОГО ВЫРАВНИВАНИЯ И КОММУТАЦИИ 
Рис. 3.5 Структурная схема проектируемого устройства.
На внешний контроллер управления
КСЦС СЦС Ц0 Ц1 Ц2 Ц3 Ц15 К0 К1 К2 К3 К16 К31 Рис. 4.7 Функциональная схема приемника циклового и сверхциклового синхронизма ВТи ВГК 
& & 
КЦС Cч2 Q1 Q2 Q3 Q4 T R4 R 
Cч2 Q1 Q2 Q3 T R
& 
ЦС Р1 Р2 Р3 Р4 Р8 Cч2 T R 
Cч2 T R
Cч2 T R
А1 А2 А3 D А1 А2 А3 А4 А5 D А1 А2 А3 А4 D 
& 
& 
Q1 Q2 Q3 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q1 Q2 Q3 Q4 
Cч2 Q1 Q2 Q3 Q4 T R4 R
Cч2 Q1 Q2 Q3 T R
& 
ОС НС & &
ОС НС & & 
ОПОЗНАВАТЕЛЬ 
АНАЛИЗАТОР СИНХРОНИЗМА 
РЕШАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 
ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
ВТи 
У «О» Рис. 4.14 Функциональная схема коммутационного элемента. Ти 
ОЗУ6*32 
&
На УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВГК Выбор ЗУ Рз/сч
ОЗУ8*32 DстА1 А2 А3 А4 А5DстрА1А2 А3 Сч2Q1Q2 Q3 ТR
MD1D2 D3 D4 D5 А
Q1Q2Q3Q4Q5 Cч2 ТR
D1D2 D3 D4 D5 
 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ГЛАВА 1 РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ НА ПРИМЕРЕ КОМПАНИИ «МТУ-ИНФОРМ» Компания "МТУ-Информ" (сокращение от "Московские телекоммуникационные услуги и информатика") создана в 1992 году и является целиком российским предприятием. "МТУ-Информ" действует преимущественно на территории Москвы и Московской области – как самостоятельно, так и через дочерние компании. Основные сферы деятельности в настоящее время – предоставление услуг проводной телефонии и услуг по передаче цифровых данных. "МТУ-Информ" располагает собственной крупнейшей в Москве оптоволоконной транспортной сетью. По числу обслуживаемых абонентов телефонной связи компания занимает сейчас в столице второе место. В ближайшее время перечень услуг значительно расширится: планируется ввод в действие цифровой сети радиотелефонии, трансляция программ кабельного телевидения, появление "интеллектуального" коммуникационного сервиса, обеспечение полноценного выхода в Интернет и др. Среди клиентов – крупнейшие отечественные и зарубежные фирмы, банки, гостиницы, аэропорты, информационные агентства и т.д. "МТУ-Информ" – молодая и стремительно развивающаяся компания, постоянно совершенствующая свою техническую базу и непрерывно расширяющая набор предоставляемых услуг. С помощью их сервера всегда можно получать самую оперативную и полную информацию. ЭТИ СЕТИ ЕСТЬ СЕГОДНЯ:
ЭТИ СЕТИ СКОРО ПОЯВЯТСЯ:
2.1 ЦИФРОВАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СЕТЬ 2.1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В сентябре
1996 г. компания
"МТУ-Информ"
ввела в эксплуатацию
первую очередь
собственной
цифровой транспортной
сети. На этом
этапе было
задействовано
70 узлов, которые
разместились
в зданиях АТС
Московской
городской
телефонной
сети (МГТС). Такое
решение позволило
эффективно
объединять
по мере необходимости
технические
ресурсы "МТУ-Информ"
и МГТС. В узлах
сети были расположены
цифровые
мультиплексоры,
связанные друг
с другом магистральными
оптоволоконными
кабелями, общая
протяженность
которых составила
около 600 км. Уже
первая очередь
цифровой транспортной
сети охватила
практически
всю Москв Рис. 2.1 Сеть топологически состоит из трех колец STM-4 (622 Мбит/с) и одного кольца STM-16 (2.5 Гбит/с), связанных друг с другом потоками STM-1 (155 Мбит/с) и примыкающих к ним двадцати пяти периферийных колец STM-1 (155 Мбит/с). Сеть построена с применением технологии SDH (Synchronous Digital Hierarchy — Синхронная Цифровая Иерархия), позволяющей создать единую транспортную среду для разнородных информационных потоков. При этом совокупная пропускная способность сети достаточна для того, чтобы в едином потоке передавать большие массивы информации — как телефонно-голосовой, так и изначально существующей в виде цифровых данных. За счет высокой пропускной способности (по этому показателю сеть является одной из крупнейших в Москве) на ее базе возможна организация вторичных сетей большой мощности, в том числе наложенной сети передачи данных. Транспортная сеть компании высоконадежна. Ее оборудование постоянно самотестируется и при возникновении какой-либо неисправности соответствующее сообщение посылается центральной системе управления, которая выдает диагностическое сообщение на монитор оператора и одновременно сохраняет его в базе данных для последующего анализа. Каналы в сети продублированы с помощью обходных путей, на которые система переключается в случае ухудшения качества передачи или пропадания основного канала. Такой принцип управления обеспечивает полное сохранение связи в случае аварии на кабельных трассах или выходе из строя каких-либо элементов сетевого оборудования. Центральная система управления размещается в главном офисе компании. С ее помощью ведется постоянное наблюдение за состоянием сети в целом и за работой оборудования на ее отдельных участках, оперативно маршрутизируются информационных потоки, оптимизируется загрузка отдельных элементов, а при необходимости, сеть автоматически переконфигурируется. Цифровая транспортная сеть позволяет передавать телефонный трафик как от собственных АТС "МТУ-Информ", так и транзитный, исходящий от сетей МГТС и других телефонных операторов. Номерная емкость, которую обслуживает сеть, составляет ныне примерно 100000 номеров. На базе транспортной сети создана наложенная сеть передачи данных "МТУ-Информ". Данная сеть предназначена для сдачи пользователям в аренду коммутируемых и некоммутируемых цифровых каналов связи. 2.1.2 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ В планы компании "МТУ-Информ" по развитию своей транспортной сети входит: дальнейшая прокладка оптического кабеля и увеличение количества узлов в Москве (к концу 1997 планируется проложить в столице еще 300 километров оптического кабеля и довести количество узлов до 150); расширение транспортной сети на Московский регион; интеграция с телекоммуникационными сетями и сетями кабельного телевидения отечественных и зарубежных компаний.
ТЕХНОЛОГИЯ SDH Стремление к созданию единого стандарта транспортной сети привело к разработке и последующему широкому внедрению оборудования синхронно-цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy — SDH), являющемуся на сегодняшний день основой для создания широкополосных транспортных сетей. Его важнейшие особенности — наличие гибкой легко управляемой структуры для передачи и переключения потоков информации разной мощности (в том числе и плезиохронных), ввода и выделения этих потоков в произвольных пунктах, систем контроля качества. Все это либо невыполнимо, либо крайне затруднительно при существовавших ранее других цифровых системах — плезиохронных цифровых иерархиях (PDH). Оператору сети SDH абсолютно безразлично, какие виды информации передаются по сети, поскольку и телефония, и компьютерные данные, и сигналы кабельного телевидения представляют с точки зрения SDH лишь цифровой поток различной скорости. От сети же требуется лишь достаточная пропускная способность. В связи с неоспоримыми преимуществами SDH-технологии компания «МТУ-Информ» выбрала ее для реализации своей транспортной сети. ОБОРУДОВАНИЕ СЕТИ Транспортная сеть «Компании МТУ-Информ» построена на оборудовании SDH производства компании ECI Telecom (Израиль). В узлах сети расположены синхронные цифровые мультиплексоры (Synchronous Digital Multiplexer — SDM), находящиеся в зданиях АТС АО «МГТС» и связанные друг с другом магистральными оптоволоконными кабелями. Первая очередь сети запущена в эксплуатацию осенью 1996 г. В составе первой очереди сети насчитывается 13 мультиплексоров SDM-16 и 59 мультиплексоров SDM-1 семейства SYNCOM. Топологически сеть состоит из первичного центрального кольца со скоростью передачи информации 2,488 Гбит/с (STM-16) и нескольких вторичных колец со скоростями передачи 155,5 (STM-1) и 622 Мбит/с (STM-4). При этом от пользователей в SDM поступают потоки 2,048 Мбит/с; трассы прохождения потоков задаются программно. Кольцевая структура и резервирование каналов обеспечивают связность сети при авариях на магистралях и бесперебойность передачи данных. Вторая очередь сети будет представлять собой 3 кольца STM-4 и 18 колец STM-1 и состоять из 23 мультиплексоров SDM-4 и более чем из 72 мультиплексоров SDM-1C производства компании ECI Telecom. Все сетевые элементы управляются из единого центра управления сети, находящегося в главном офисе компании. Система управления eNM производства ECI Telecom отвечает всем самым современным требованиям, предъявляемым к системам такого рода, а многие ее функции являются уникальными. Система управления предоставляет оператору множество различных возможностей для управления сетью. В частности, система позволяет:
К концу 1997 года «Компания МТУ-Информ» планирует проложить дополнительно 300 километров оптического кабеля и увеличить количество узлов в черте Москвы до 150. ТОПОЛОГИЯ И ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СЕТИ Сеть топологически состоит из трех колец STM-4 (622 Мбит/c) и одного кольца STM-16 (2.5 Гбит/с), связанных друг с другом потоками STM-1 (155 Мбит/c) и примыкающих к ним двадцати пяти периферийных колец STM-1 (155 Мбит/c). Сеть предоставляет возможность передачи по каждому из направлений до 63, 252 или 1008 потоков Е1 (2Мбит/с) по кольцам STM-1, STM-4 или STM-16 соответственно. Такая пропускная способность обеспечивает передачу 1890, 7560 или 30240 телефонных каналов, используя при этом лишь два оптических волокна в кабеле. Используемым PDH-интерфейсом является G.703. Совокупная пропускная способность сети достаточна для того, чтобы в едином потоке передавать большие массивы информации — как телефонно-голосовой, так и изначально существующей в виде цифровых данных. За счет высокой пропускной способности (по этому показателю сеть является одной из крупнейших в Москве) на ее базе возможна организация вторичных сетей большой мощности, в том числе наложенной сети передачи данных. 2.2 СЕТЬ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (ATM/Frame Relay) 2.2.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ На базе собственной цифровой транспортной сети компания "МТУ-Информ" создала наложенную сеть передачи данных. Данная сеть предназначена для сдачи пользователям в аренду коммутируемых и некоммутируемых цифровых каналов связи. Скорость передачи информации по каналам связи — до 2,488 Гбит/с. Сеть строится на основе технологии FR/ATM, позволяющей оптимизировать информационный поток, идущий от многих одновременно работающих пользователей, гарантируя каждому из них определенную пропускную способность. Применение технологии FR/ATM дает возможность сэкономить до 30% затрат, приходящихся на оплату услуг связи, по сравнению с использованием выделенных линий. Сеть высоконадежна: за счет кольцевой структуры и резервирования магистральных оптоволоконных линий обеспечивается устойчивость к авариям и бесперебойность передачи данных. На территории Москвы максимальное расстояние от потенциальных пользователей до узлов сети составляет 1-3 км. Такая плотность обеспечивается за счет равномерного заполнения территории Москвы транспортной сетью "МТУ-Информ" (см. рис. 2.1). Компания "МТУ-Информ" полностью решает вопросы организации "последней мили" до абонентов: либо путем аренды выделенных телефонных пар у своего партнера — спецузла АО "МГТС", либо, при необходимости, прокладкой новых кабелей (медных или оптоволоконных). Оборудование сети позволяет осуществлять:
Применяемые технологии полностью соответствуют международным стандартам и рекомендациям CCITT (МККТТ) / ITU и ANSI. На базе сети передачи данных "МТУ-Информ" возможна организация виртуальных корпоративных подсетей, управляемых абонентом с его станции управления — с определенным объемом полномочий по управлению и реконфигурации и с должной степенью защиты от вмешательств в работу подсети. Первая очередь сети передачи данных "МТУ-Информ", рассчитанная на 10000-17000 абонентов, введена в эксплуатацию в августе 1997 г. 2.2.2 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Основными направлениями развития сети передачи данных "МТУ-Информ" являются: увеличение количества узлов сети, ее распространение на Московскую область; интеграция в общемировую сеть АТМ; расширение спектра услуг сети за счет внедрения широкополосного сервиса (B-ISDN); предоставление услуг АТМ на периферийных кольцах сети. К 1999 г. предполагается расширение числа пользователей до 40000. При этом ожидается переход части пользователей от других телекоммуникационных компаний, поскольку "МТУ-Информ" будет к тому времени предлагать своим клиентам уникальное по комплексности обслуживание. 2.2.3 ТЕХНОЛОГИЯ ATM/FR Нацеленная на максимальное удовлетворение потребностей различных категорий абонентов, технология передачи цифровой информации Frame Relay (FR), позволяет обеспечить совместное использование многими абонентами высокоскоростных цифровых каналов с минимальными задержками. Ее идея состоит в передаче цифровой информации пакетами переменной длины с применением статистического мультиплексирования, что гарантирует пользователю определенную пропускную способность канала, а также позволяет расширить этот канал при резком (взрывном) возрастании трафика за счет других каналов, незанятых в данный момент времени. Это экономит до 30% затрат, приходящихся на оплату услуг связи, по сравнению с использованием выделенных линий. FR-технология используется в низкоскоростной, "абонентской" части сети, работающей на скоростях до 2 Мбит/с. В отличие от нее, технология ATM (Asynchronous Transfer Mode), связанная с переносом ячеек фиксированного размера, применяется в магистральных каналах сети, использующих скорости от 155 Мбит/с и выше. ATM-технология позволяет оптимизировать пропускную способность каналов, что для клиента означает увеличение надежности при прохождении разнородных информационных потоков. 2.2.4 ОБОРУДОВАНИЕ СЕТИ Все оборудование наложенной сети передачи данных поставила компания Newbridge Networks (Канада), которая выпускает полную гамму сетевых устройств, хорошо стыкующихся не только между собой, но и с оборудованием других производителей. В узлах сети устанавливаются устройства семейства MainStreet: ATM-коммутаторы 36170, коммутаторы 36120 и мультиплексоры 3600. Абоненты сети, расположенные в непосредственной близости к узлам магистральной коммутации, могут подключаться к ATM-коммутаторам через пользовательские интерфейсы (STM-1, видеоинтерфейсы PAL/NTSC, интерфейсы ЛВС). Абонентские узлы ATM могут подключаться к сети через интерфейсы STM-1 ATM, E3 ATM, E1 ATM, которые доводятся до абонентов через отдельные системы передачи либо по оптоволокну. При этом в качестве абонентского оборудования могут использоваться устройства 36030, 36050, 36150 MainStreet, модули ATM NIC для рабочих станций, а также устройства семейства VIVID. Низкоскоростной доступ удаленных пользователей обеспечивают мультиплексоры 3600 MainStreet. Эти устройства гибко наращиваются путем установки в них дополнительных плат, что позволяет расширять сеть постепенно и с небольшими дополнительными затратами. Терминальные адаптеры (DTU) обеспечивают доведение до помещений пользователя нескольких цифровых каналов с суммарной пропускной способностью до 2 Мбит/с по обыкновенной витой паре. Подключение абонентов к сети возможно также по стыкам BRI или PRI ISDN. В качестве транспортной среды используется построенная компанией "МТУ-Информ" собственная SDH-сеть. Для организации наложенной сети передачи цифровой информации в узлах сети SDH устанавливаются интеллектуальные мультиплексоры с функциями коммутации пакетов FR или АТМ, а также станция менеджера сети, расположенная на центральном узле. Мультиплексоры FR связаны между собой информационными потоками со скоростями передачи 2,048 Мбит/с, а весь обмен информационными потоками между мультиплексорами FR осуществляется через транспортную сеть SDH. В узлах центрального кольца установлены магистральные коммутаторы ATM типа 36170 MainStreet. Для абонентского доступа используются коммутаторы Frame Relay типа 36120 MainStreet и интеллектуальные мультиплексоры типа 3600 MainStreet. Последние легко превращаются в коммутаторы Frame Relay/X.25 путем установки в них специального модуля (FRS или FRE). Абоненты подключаются к узлам сети по выделенным физическим линиям связи через терминальные адаптеры (DTU), выбираемые из широкой номенклатуры устройств абонентского доступа компании Newbridge Networks Corp. К числу таких устройств относятся, например, адаптеры типа 26xx/27xx MainStreet. Таким образом, в ядре сети реализуется режим ATM, в ядре и на вторичных кольцах — режим Frame Relay, а на периферии к сети возможен доступ в самых различных режимах и в широком диапазоне скоростей передачи — в зависимости от нужд конкретного абонента. 2.2.5 ТОПОЛОГИЯ И ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СЕТИ
Т Рис. 2.2 Центральное кольцо сети имеет пропускную способность STM-1 (155 Мбит/с); каждый узел периферийных колец имеет 4 канала связи Е1 (4 * 2 Мбит/с). Наращивание пропускной способности сети возможно путем изменения топологии — перехода от кольцевых структур к радиальным на наиболее загруженных участках за счет реконфигурации потоков Е1 транспортной сети SDH. К каждому из 69 коммутаторов / мультиплексоров доступа в узлах сети может быть подключено до 250 абонентов (на скорости 64-128 кбит/с). Возможен также абонентский доступ на скоростях 2 Мбит/с и 155 Мбит/с (в центральном кольце). Передачу потоков цифровой информации по выделенным каналам типа "точка — точка" или "точка — много точек" потоками 2,048 Мбит/с, 34,368 Мбит/с, 139,264 Мбит/с, 155 Мбит/с, 622 Мбит/с и 2,488 Гбит/с можно осуществлять, используя подключение непосредственно к системам передачи (мультиплексорам SDM) транспортной сети SDH. В качестве пользователей таких услуг могут выступать, например, студии кабельного ТВ, от которых поступает либо несжатый видеоканал, либо несколько сжатых видеоканалов, преобразованных в один посредством специального видеомультиплексора. Целесообразно использовать оцифрованные видеоканалы в стандарте MPEG2, что позволяет передавать один телевизионный канал со скоростью от 2 до 8 Мбит/с). Такая технология является базовой для построения комбинированных волоконно-оптических и коаксиальных широкополосных сетей кабельного телевидения, позволяющих транслировать десятки каналов, организовывать "видео по запросу" и оказывать другие услуги. Реализованная таким образом сеть передачи цифровой информации имеет универсальную архитектуру, способную работать в режимах "прозрачный канал" для передачи как пакетов, так и ячеек. Это позволяет оптимизировать сеть, сохраняя экономию пропускной способности при низкоскоростном доступе извне и обеспечивает быстрый обмен информацией, при котором экономия ресурсов не является первостепенным требованием. Для пользователей же сеть оказывается "прозрачной" и с них снимаются проблемы по поиску и приобретению какого-либо дополнительного оборудования, а также по стыковке их сетей. Компания "МТУ-Информ" полностью берет на себя всю организацию прямого доступа к пользователям и контролирует работоспособность канала вплоть до розетки абонента. Первая очередь сети рассчитана на 10000-17000 абонентов (нижняя граница достигается при неравномерном распределении абонентов по узлам).
Сеть может использоваться для решения следующих задач:
Д Рис 2.3; 2.4 и 2.5 Компания "МТУ-Информ" полностью берет на себя всю организацию доступа непосредственно к абонентам, что весьма выгодно отличает ее от большинства других компаний, предоставляющих лишь каналы связи. При использовании на "последней миле" медного кабеля затраты берет на себя «МТУ-Информ», а в дальнейшем они покрываются за счет арендной платы. 2.3 ТЕЛЕФОННАЯ СЕТЬ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ
Телефонная сеть компании "МТУ-Информ" предназначена для оказания разнообразных телефонных услуг индивидуальным и корпоративным клиентам г. Москвы. Сеть базируется на принадлежащих компании электронных цифровых АТС, а в качестве транспортной среды используется собственная SDH-сеть. Номерная емкость составляет в настоящее время примерно 100000 номеров, входящих в нумерацию Московской городской телефонной сети. Таким образом, по числу обслуживаемых абонентов компания "МТУ-Информ" является вторым после АО "МГТС" оператором телефонной связи в Москве. Телефонные услуги, предоставляемые "МТУ-Информ", отличает высокое качество. Его составляющие — хорошая слышимость, надежность установления соединения, стабильность параметров сигнала и т. д. Располагая собственной транспортной сетью, равномерно покрывающей практически весь город, "МТУ-Информ" имеет возможность обеспечивать связь с абонентами МГТС, доставляя сигнал к центральной АТС компании по своей цифровой сети. Устаревшие аналоговые АТС, на которых в значительной степени происходит потеря качества сигнала, при этом не используются. Центральный узел сети "МТУ-Информ" имеет выходы на другие города и за пределы России через СП "СЦС Совинтел" и АО "Ростелеком". Благодаря высоким характеристикам телефонной сети "МТУ-Информ" ее услугами пользуются: отечественные и зарубежные банки (Сбербанк, Инкомбанк, Автобанк, Внешторгбанк, Московский международный банк, "Российский кредит", Citybank, Credit Suisse, Westdeutsche Landersbank и др.); бизнес-центры (Совинцентр, Макдональдс, Mosenka, Парус, Западный Мост и др.); крупные зарубежные фирмы (IBM, Microsoft, Shell, Chevron, Pepsi, Masterfoods, Proctor&Gamble и др.); все операторы сотовых сетей ("Би-Лайн", "Мобильные ТелеСистемы","Московская Сотовая Связь", "Совинтел" и др.); поставщики (сервис-провайдеры) услуг Интернет ("Совам-Телепорт", "Демос","Релком" и др.); гостиницы ("Националь", "Тверская" и др.); информационные агентства (Рейтер и др.); аэропорты ("Шереметьево" и др.) и проч. При необходимости "МТУ-Информ" берет на себя комплексное доведение линий связи до клиента, включая строительство кабельной канализации, проектирование и прокладку оптоволоконных и медных кабельных трасс непосредственно до объекта, установку и обслуживание согласующей аппаратуры, поставку, монтаж и подключение местной АТС и т.д. Таким образом, "МТУ-Информ" способна производить полную комплексную телефонизацию организации-заказчика. В настоящее время в рамках телефонной сети общего пользования сети "МТУ-Информ" происходит развитие так называемых интеллектуальных услуг. Их предоставление обеспечивается программно-аппаратным комплексом компьютерно-телефонной обработки вызовов. На практике это означает, что пользователи смогут обращаться к службам типа "800" и "900", широко распространенным в развитых странах. Подобные службы позволяют получать любые виды справочной информации из специализированных баз данных, оплачивать соединение дебитными и кредитными карточками (в том числе за счет вызываемого абонента), строить корпоративные сети различных видов, организовывать конференц-связь, пользоваться голосовой и электронной почтой и многое другое. В числе прочего, эти службы дают возможность создавать новые виды сервиса при участии других компаний-операторов.
Е Рис. 2.6 2.3.2 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ В планы компании "МТУ-Информ" по развитию своей телефонной сети входит: введение до конца 1997 г. еще 100000 номеров коммутаторной емкости; открытие доступа к цифровых сетям с интеграцией служб (ISDN); предоставление широкого спектра «интеллектуальных» услуг; введение в строй единой учетно-расчетной системы, автоматически отслеживающей предоставление всех видов услуг.
Дополнительные услуги на сети МТУ-Информ Развертываемый на сети МТУ-Информ Узел Дополнительных Услуг (Service Node) предоставит абонентам Московской городской телефонной сети широкие возможности системы компьютерно - телефонной интеграции (CTI). На первом этапе внедрены следующие службы Узла:
может с высокой эффективностью обслуживать поток телефонных вызовов, направленный в адрес компании - арендатора услуг Узла. ВТЦ в первую очередь предназначен тем компаниям, которые по роду своей основной деятельности должны обеспечивать постоянное и эффективное взаимодействие со своими клиентами.
Альтернативный доступ к услугам дальней связи – дает возможность физическим и юридическим лицам пользоваться междугородной и международной связью по привлекательным тарифам, с удобной формой оплаты и отличным качеством.
Позволяет предоставлять пользователям справочную аудиоинформацию по выбору, организовать теле игры, розыгрыш лотерей, опрос общественного мнения и др.
ТЕХНОЛОГИЯ "Интеллектуальных Услуг" Узел базируется на телефонной сети общего пользования "МТУ-Информ" и программно-аппаратном комплексе компьютерно - телефонной системы обработки вызовов. Имея большую гибкость и наращиваемость, компьютерно - телефонная система МТУ-Информ позволяет быстро разрабатывать и внедрять новые услуги и использовать самые современные средства доступа, передачи и предоставления информации. Немаловажно, что доступ к Узлу имеют практически все абоненты Московской городской телефонной сети, независимо от используемого телефонного аппарата и типа телефонной станции. В зависимости от решаемой задачи Узел может одновременно обслуживать до нескольких тысяч вызовов одновременно. Технически Узел является комплексом, основанным на компьютерной сети, служащей для коммутации телефонных линий абонентов и операторов, выполнения сценариев услуг, обработки запросов абонентов, записи, воспроизведения и хранения речевой и факсимильной информации, сбора и обработки статистической информации, управления базами данных и приложениями. Открытая архитектура программных средств и возможности наложенной сети передачи данных, телефонной сети общего пользования и магистральной сети для доступа к Интернет позволяют арендовать ресурсы Узла внешним пользователям. Решение Узла основано на программном комплексе одного из крупнейших производителей CTI - фирмы Genesys , аппаратуре Dialogic, серверах Compaq и коммутатора фирмы Northern Telecom . Структуру Центра можно представить в виде блоков IVR (Interactive Voice Response) и Call Center. В IVR разрабатывается и запускается сценарий обработки вызова абонента, определяются набираемые цифры в процессе диалога с системой, определяется номер абонента, выдаются речевые сообщения и подсказки, генерируются переменные данные сообщения (числа, даты и др.), осуществляется авторизация, биллинг и доступ к базам. Основой Call Center является T-Server, который поддерживает агентские приложения (agent applications), управляет телефонной станцией, распределяет подключение агентов (Intelligent Call Delivery), отслеживает их работу и поток вызовов (Monitoring). Данные накапливаются и обрабатываются в сервере статистики (Stat Server). В сервере баз данных (DB Server) хранятся базы, необходимые для работы агентов. Также агенты могут использовать данные из глобальной сети и локальных баз арендаторов ресурсов Узла.
А Рис. 2.7 Проследим прохождение вызова: Входящий вызов поступает с МГТС через транзитную телефонную станцию после набора трех цифр номера (индекса) и попадает на Dialogic-Server. По оставшимся четырем цифрам, поступающим в виде импульсного челнока, система определяет адрес требуемой службы. При необходимости система может запросить номер абонента (АОН). Прием цифр в процессе диалога с абонентом производится DTMF или декадными импульсами. После авторизации в биллинговой системе возможно проключение на международные каналы, выдача стандартных сообщений (аудиотекс) или соединение с агентом. В последнем случае система, получив информацию об абоненте, проключает нужного агента (по критерию доступности, квалификации, “знакомства” с этим абонентом) и активизирует на его компьютере связанную информацию (в виде pop-screen). При обслуживании вызова агент может использовать локальные и глобальные базы, возможность передачи вызова старшему оператору и в головной офис фирмы. По результатам работы формируются отчеты, передаваемые заказчику услуги в удобном для него виде. 2.3.5 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЕ СЕТИ В качестве основного оборудования телефонной сети общего пользования используются электронные цифровые АТС модели DX-200 производства Nokia Telecommunications (Финляндия). Все АТС размещаются в центральном офисе компании и связаны с собственной транспортной сетью "МТУ-Информ". Передача трафика по оптоволокну, цифровая форма представления сигнала и надежная система электронного набора номера создают предпосылки для высокого качества связи. Особенно значимо достигнутое компанией качество связи для передачи цифровых данных. Многочисленные тестирования показали, что при соединении абонентов практически из любого района Москвы устойчиво обеспечивается скорость передачи данных не менее 28800 бит/с. Для абонентов цифровых телефонных сетей доставка сигнала может производиться без аналогового преобразования (при компьютерной передаче данных — без применения модемов). По причине высокого качества соединения предоставленные "МТУ-Информ" телефонные серии используются ведущими московскими поставщиками (сервис-провайдерами) услуг Интернет. Соединение абонентов телефонной сети "МТУ-Информ" с абонентами МГТС происходит с точки зрения пользователя точно так же, как и внутри сети. Доступ к междугородным и международным линиям связи осуществляется через центральный узел телефонной сети "МТУ-Информ", имеющий выход в сети СП "СЦС Совинтел" и АО "Ростелеком". По запросу клиента возможна поставка, монтаж и подключение к телефонной сети "МТУ- Информ" учрежденческих станций (УАТС) средней и большой емкости типа "Меридиан-1" , работающих по цифровым и аналоговым линиям связи. Новый вид предоставляемого "МТУ-Информ" сервиса — так называемые "интеллектуальные" телефонные услуги. Они обеспечиваются специальным оборудованием. 2.4 ПОДКЛЮЧЕНИЕ К СЕТИ ИНТЕРНЕТ 2.4.1 ПОСТОЯННОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ К УСЛУГАМ ИНТЕРНЕТ КОМПАНИИ "МТУ-Информ" Описание услуги Internet: Пользователю предоставляются постоянное подключение к международной сети Интернет посредством ТСР/IP сети компании «МТУ-Информ». При организации подключения используется технология Frame Relay. ТСР/IP сеть компании «МТУ-Информ» создана на основе самого современного оборудования: магистральные маршрутизаторы производства CISCO Systems (США), сетевые серверы SUN Microsystems (США), канальное оборудование New Bridge (США) и ECI (Израиль). К международной сети ИНТЕРНЕТ сеть компании «МТУ-Информ» подключается трансатлантическим подводным каналом Россия-Канада емкостью 4Mbps. Канал имеет возможности для практически неограниченного наращивания его пропускной способности и прямого обменом трафиком с крупнейшими операторами Интернет североамериканского континента. Международная коннективность организована по полностью резервированной схеме с использованием запасных наземных и спутниковых каналов. В России ТСР/IP сеть компании «МТУ-Информ» имеет каналы прямого обмена трафиком со всеми основными российских провайдерами услуг Интернет. В отличие от других сервис-провайдеров, компания «МТУ-Информ» предоставляет ИНТЕРНЕТ услуги не на порту своего маршрутизатора, а в офисе клиента, используя для этого собственную сеть передачи данных, поскольку при подключении к другим провайдерам клиент должен дополнительно арендовать у третьей стороны канал сети передачи данных. В офисе клиента устанавливается терминальный адаптер, подключенный к сети передачи данных «МТУ-Информ». Как отмечено ранее, даже простейшие терминальные адаптеры имеют возможность подключения клиента по двум независимым каналам 64Kbps. Таким образом, приобретая услуги ИНТЕРНЕТ компании «МТУ-Информ» по каналу 64Kbps, клиент получает возможность одновременно воспользоваться услугами сети передачи данных (например, для сопряжения локальных сетей собственных филиалов) или организовать подключение к ИНТЕРНЕТ двух независимых компаний , расположенных рядом друг с другом. 2.4.2 КОММУТИРУЕМОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ К СЕТИ ИНТЕРНЕТ Компания "МТУ-Информ" предлагает воспользоваться принципиально новой услугой - подключением к сети Интернет по коммутируемым линиям городской телефонной сети с оплатой в кредит. Для доступа в сеть Интернет используется модемный пул компании, подключенный к серийным номерам 995-5555 и 995-5556. Эти серийные номера сформированы прямо на транзитном телефонном узле "МТУ-Информ". Транзитный телефонный узел - это сложный комплекс устройств, осуществляющих коммутацию межстанционных телефонных потоков между городскими АТС. Транзитный узел является сердцем цифровой телефонной сети компании "МТУ-Информ". Более чем 140 узловых ATC городской телефонной сети соединены с ним цифровыми волоконно-оптическими трактами, что практически всегда позволяет собирать трафик клиентов услуги Интернет непосредственно на их ближайших районных АТС. Отсутствие значительных аналоговых участков соединения существенно увеличивает скорость и устойчивость модемного соединения. Качество этой системы доступа многократно проверено на ведущих Интернет провайдерах, которым компания "МТУ-Информ" предоставляет в аренду свои телефонные серии с номерами, начинающимися на 995, 961 и 258. В целом, телекоммуникационная инфраструктура компании "МТУ-Информ" создана на основе современного оборудования, позволяющего предложить клиентам широкий спектр услуг самого высокого качества. Среди этого оборудования транзитные цифровые АТС Nokia (Финляндия), магистральные маршрутизаторы CISCO Systems (США), сетевые серверы SUN Microsystems (США), серверы доступа CISCO Systems и 3COM (США), SDH мультиплексоры ECI (Израиль), ATM и Frame Relay оборудование New Bridge (США) и др. Для доступа в Интернет используется только современное цифровое оборудование, поддерживающее протоколы высокой (до 56 Кб/сек) пропускной способности. Используя собственные телефонные ресурсы, компания "МТУ-Информ" предпринимает оперативные меры по увеличению числа входных портов модемного пула. Абонент услуги Интернет "МТУ-Информ" практически не может получить сигнал "занято". Это может произойти только вследствие перегрузки его районной АТС. Ознакомиться с текущей статистикой загрузки модемного пула можно на диаграмме на сервере компании . Компания располагает собственной общегородской высоконадежной волоконно-оптической транспортной сетью (около 140 узлов т.н. синхронной цифровой иерархии, скорость до 2,4 Гб/сек) и крупнейшей сетью передачи данных ATM/Frame Relay (более 70 узлов).Для интеграции своих Интернет услуг "МТУ-Информ" использует только высоконадежные волоконно-оптические линии и международные каналы с гарантированной пропускной способностью. Общая производительность международных каналов на сегодняшний день составляет 4 Мб/сек и будет дальше расти по мере необходимости. Система международной коннективности компании выполнена по полностью резервированной схеме с использованием запасных наземных и спутниковых каналов. В России "МТУ-Информ" имеет прямые соглашения об обмене трафиком со всеми ведущими провайдерами услуг Интернет. Суммарная производительность каналов к другим российским провайдерам превышает 100 Мб/сек. 2.5 СЕТИ НЕДАЛЕКОГО БУДУЩЕГО
Технология CDMA (Code Division Multiple Access - мультидоступ с кодовым разделением каналов) является разработкой американской компании Qualcomm, Inc. и имеет ряд заметных преимуществ по сравнению с другими действующими сотовыми технологиями. В частности, эта технология отличается эффективным использованием радиоспектра, большей удельной абонентской емкостью, лучшей помехозащищенностью и более качественным приемом в условиях сложного рельефа. Сигнал CDMA отличается также высокой степенью защиты от несанкционированного доступа и прослушивания. Важно отметить, что абонентские терминалы CDMA имеют меньшие рабочие излучения по сравнению с другими стандартами, что снижает вредное воздействие на организм человека. Также терминалы могут дольше работать без подзарядки аккумуляторов, чем аналогичные терминалы других сотовых стандартов.
2.5.3 ОБОРУДОВАНИЕ По результатам конкурса, проведенного среди потенциальных поставщиков оборудования, компания "Персональные коммуникации" подписала контракт с американской компанией Qualcomm на развертывание системы радиотелефонной связи, работающей в диапазоне частот 800 Мгц. Подключение базовых станций сети CDMA к телефонной сети общего пользования будет осуществляться посредством цифровой транспортной сети "Компании МТУ-Информ".
Реализация проекта CDMA позволит достичь дополнительных возможностей для улучшения телефонизации Московского региона. Помимо высококачественной телефонной связи, абонентам будет предложен стандартный набор услуг, принятый для цифровых сетей, в том числе: переадресация вызова, постановка вызова на ожидание, голосовая и электронная почта, передача коротких сообщений, конференц-связь, сокращенный набор номера и т.д., а также доступ ко всем другим услугам, предоставляемым абонентам сетей "МТУ-Информ". Кроме того, абоненты радиотелефонной сети CDMA будут иметь возможность передавать и принимать высококачественные факсимильные сообщения и данные (скорость передачи - 14,4 Кбит/с).
В ближайшем будущем в Московском регионе на основе технологии CDMA могут быть созданы корпоративные сети для административных органов управления, милиции, скорой медицинской помощи, банков и т.д. Для таких сетей предусматривается возможность дополнительной защиты передаваемой информации и возможность приоритетного и бесплатного выхода к экстренным службам. Рассматривается также проект установки вдоль основных автомагистралей в Московской области и в Москве пунктов экстренного вызова типа Emergency Call. С такого пункта любой пользователь сможет простым поднятием трубки вызвать милицию или аварийную службу и сообщить о происшествии, причем система автоматически определит местоположение объекта, с которого поступил сигнал.
2.5.4 СЕТЬ БЕСПРОВОДНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ Ни у кого сейчас не вызывает сомнения, что именно посредством телевизионного вещания современный человек получает наибольшее количество информации и продолжает стремиться получать его во все возрастающей степени. Заметную роль начинают играть потребности в таких услугах, как видео обучение, электронный шопинг и т.п., которые оказываются при помощи специально сформированных децентрализованных источников информационных ресурсов. В последнее время, когда реализовалась возможность обеспечения абонентов терминалами со встроенными микропроцессорами, появилась возможность осуществлять заказы "pay-per-view" либо "video-on demand", пользуясь экранным меню Таким образом, усложнившиеся требования рынка играют роль катализатора в процессе создании сетей связи, доводящих до абонента широкий и наращиваемый набор информационных услуг.
В этой
связи особое
место в телекоммуникационной
сети занимает
сеть доступа
или, так называемая,
"последняя
миля", стоимость
которой, заключая
в себе основной
объем кабельной
продукции и
оборудования,
составляет
до 80% стоимости
всей сети Вопрос
целесообразности
и востребованности
услуг телекоммуникационных
операторов
со стороны
потенциальных
пользователей
становится
ключевым. По
этим причинам
взвешенный
выбор технологии
и способа
В целях
решения такой
задачи наиболее
прогрессивным
следует считать
создание
универсальной
телекоммуникационной
инфраструктуры
основывающейся
на уже существующей
мощнейшей
корневой сети
SDH/ATM/FrameRelay компании
МТУ-Информ и
распределительной
сети радио
доступа, на
базе которых
возможно Сам же радиотракт такой системы прозрачен для передачи различных типов аналоговых или цифровых сигналов (будь то NTSC, PAL, SECAM DVB или просто поток данных с различными скоростями). Диапазон рабочих частот 41,5 - 42,5 ГГц (условиями лицензии оговорено использование только половины выделенного радиочастотного ресурса).
В диапазоне
частот шириной
2 ГГц эти системы
позволяют
передавать
от 96 до 128 аналоговых
ТВ каналов (или
в несколько
раз больше
цифровых).
Современные
системы такого
типа обеспечивают
передачу
радиосигналов
на
Использование
сотового принципа
позволяет
предлагать
пользователям
в каждой из сот
свой набор ТВ
программ, что
выгодно отличает
сеть сотового
ТВ от существующих
эфирных систем
метрового и
дециметрового
диапазонов.
В
Базовые
станции сети
MVDS в черте Москвы
будут располагаться
в узлах транспортной
сети "МТУ-Информ"
с целью упрощения
технических
решений, а также
снижения требуемых
инвестиций
на прокладку
коммуникаций,
аренду
Мультиплексирование
нескольких
ТВ-программ
в общий цифровой
поток будет
осуществляться
в местах ввода
в транспортную
сеть SDH.Антенное
хозяйство сети
MVDS размещается
на зданиях АТС,
в которых находятся
узлы сети
СОДЕРЖАНИЕстр. ВВЕДЕНИЕ 1ГЛАВА 1. РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ НА ПРИМЕРЕ КОМПАНИИ «МТУ-ИНФОРМ» 3
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА 23 3.1 СРАВНЕНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ С ЦИФРОВОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТЬЮ КОМПАНИИ «МТУ-ИНФОРМ» 23 3.2 РАССМОТРЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ ПОСТРОЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ 23 ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНО-ЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ БЛОКОВ ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА 29
ГЛАВА 4. ВЫБОРСХЕМОТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРУЕМОЙ БИС 46
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ БАЗОВЫХ ЯЧЕЕК ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЗАКАЗНОЙ БИС 52
ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ БЛОКОВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ БИС 59
ГЛАВА 7. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА 69
ГЛАВА 8. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ С ЭВМ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ТОПОЛОГИИ БАЗОВЫХ ЯЧЕЕК ЭЛЕМЕНТОВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ БИС 74
ГЛАВА 9. ТЕХНИКО – ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ БИС КОММУТАТОРА ЦИФРОВЫХ КАНАЛОВ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ 86
ГЛАВА 10. ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 96 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 100 ПРИМЕЧАНИЕ 100 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ 101 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 103
Периферийноекольцо 16,384 Мбит/с (8 каналов ИКМ-30/32) Периферийноекольцо 16,384 Мбит/с (8 каналов ИКМ-30/32)
Главное кольцо 139 Мбит/с
Периферийноекольцо 16,384 Мбит/с (8 каналов ИКМ-30/32) Периферийноекольцо 16,384 Мбит/с (8 каналов ИКМ-30/32)
- Коммуникационный блок №1 
- 8,192 Мбит/с (4 канала ИКМ-30/32) - Коммуникационный блок №2
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ 
БЛОК ВЫДЕЛЕНИЯ ЦИКЛОВОГО И СВЕРХЦИКЛОВОГО СИНХРОНИЗМА
БЛОК ФОРМИРОВАНИЯ ИСХОДЯЩИХ ГРУППОВЫХ КАНАЛОВ 
БЛОК ЦИКЛОВОГО ВЫРАВНИВАНИЯ И КОММУТАЦИИ 
На внешний контроллер управления
А А
п 
р+ 
А - А 
п+
Адрес «Земля» Питание Вход 
Выход 
 ТОПОЛОГИЯ И ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ЗАПОМИНЮЩЕЙ ЯЧЕЙКИ р 
-металлизация -диэлектрик
ТОПОЛОГИЯ ФРАГМЕНТА ОЗУ ИЗ ЧЕТЫРЕХ ЯЧЕЕК
ОПОЗНАВАТЕЛЬ
СЦС Ц0 Ц1 Ц2 Ц3 Ц15 К0 К1 К2 К3 К16 К31 ВТи ВГК 
& & 
КЦС Cч2 Q1 Q2 Q3 Q4 T R4 R 
Cч2 Q1 Q2 Q3 T R
& 
ЦС Р1 Р2 Р3 Р4 Р8 Cч2 T R 
Cч2 T R
Cч2 T R
А1 А2 А3 D А1 А2 А3 А4 А5 D А1 А2 А3 А4 D 
& 
& 
Q1 Q2 Q3 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q1 Q2 Q3 Q4 
Cч2 Q1 Q2 Q3 Q4 T R4 R
Cч2 Q1 Q2 Q3 T R
& 
ОС НС & &
ОС НС & & 
КСЦС ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
АНАЛИЗАТОР СИНХРОНИЗМАРЕШАЮЩЕЕУСТРОЙСТВО
ВТи 
ОЗУ6*32 
& 
ВГК ОЗУ 8*32 Dст
MD1D2 D3 D4 D5 А
Q1Q2Q3Q4Q5 Cч2 ТR 
D1D2 D3 D4 D5 
DстрА1А2 А3 Сч2Q1Q2 Q3 ТR
А1 А2 А3 А4 А5
У «О» Ти Выбор ЗУ Рз/сч
ОЗУ1 ОЗУ2 
Dстр Dст Dстр Dст 
Q3 Q2 Q1 
Сч2 ТR
СТи Рз/сч У «0»
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ БИС
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
ВВЕДЕНИЕ В настоящее время в России, как и во всем мире наблюдается информационный бум и объем информации, передаваемой по коммутируемым (в том числе и телефонным ) каналам связи, сильно возрастает и, поэтому, возникает необходимость в коммутационном оборудовании, которое обеспечивало быстрое и качественное соединение абонентов и соответствовало бы современным стандартам на коммутацию цифровых каналов передачи. В начале прошлого года (14.01.97) Министерством Связи был издан приказ «О мерах по защите интересов российских производителей телекоммуникационного оборудования», в первом пункте которого говорится: «Предприятиям связи на сети общественного пользования преимущественно применять коммутационное оборудование отечественного производства, в том числе и производимых на совместных предприятиях»[1]. Сейчас фирмы-производители ведут широкие исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию электронных систем коммутации для передачи телефонной и телеграфной информации, данных и так далее в электронных автоматических телефонных станциях с временным разделением каналов, что позволяет одновременно устраивать несколько соединений через один и тот же коммутационный элемент. Это приводит к повышению использования оборудования коммутационного поля, а, следовательно, к улучшению экономических показателей при сохранении требуемого качества передачи информации. Электронные автоматические телефонные станции с цифровым коммутационным полем, построенные по принципу преобразования сигналов в форме импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), являются основой для организации интегральных цифровых сетей связи. То есть систем коммутации, в которых аппаратура коммутации и передачи выполнена на единых принципах и единой элементной базе, а все виды информации передаются по сети в единой цифровой форме. В настоящее время все более широкое распространение получают цифровые сети построенные по кольцевому принципу, где передача информации происходит в одном направлении это позволяет сократить затраты на прокладку магистральных кабелей и предоставляет возможность наращивания сетей, а также объединение нескольких низкоскоростных потоков в один высокоскоростной. Примером действующей в настоящее время кольцевой сети построенной по принципу Синхронной Цифровой Иерархии может служить сеть компании «МТУ-Информ», более подробно особенности функционирования этой сети рассмотрены в главе 1. Учитывая все вышеперечисленное, видится актуальной разработка отечественной системы коммутации, не уступающей своим зарубежным аналогам по характеристикам, и в том числе разработка коммутационной БИС, которая послужит основой интегральной цифровой сети связи. Мне в данном дипломном проекте предложено спроектировать коммутационную БИС, работающую в стандартной системе связи на основе импульсно кодовой модуляции формата ИКМ – 30/32. Рассмотрим назначение данной БИС в системе передачи цифровой информации: проектируемая БИС, представляет собой блок временной коммутации разноименных временных каналов входящих и исходящих соединительных цифровых линий передачи. Кристалл предназначен для коммутации 255 каналов входящих абонентов с таким же количеством исходящих. Существующий формально еще один канал - нулевой - используется для синхронизации. Передача ведется в симплексном режиме, то есть только в одном направлении. Кристалл принимает информацию по восьми параллельным входным групповым трактам (групповым входам) и выдает ее синхронно по восьми групповым выходам. Кроме собственно коммутации, БИС предназначена для выполнения ряда других операций, задаваемых внешним или внутренним управляющим устройством. К числу таких операций относятся поиск и подсчет свободных каналов, соединение, разъединение и ряд других. Информация от внешнего управляющего устройства передается БИС в виде команды определенного формата. О результатах выполнения команды кристалл также передает информацию внешнему управляющему устройству. Внутреннее управляющее устройство непосредственно интегрировано с БИС на одном кристалле и выполняет ряд специфичных для данного устройства функций, в данном дипломном проекте строение внутреннего управляющего устройства не рассматривается. Рассмотрим также принцип коммутации разноименных временных каналов, он сводится к перестановке импульсов из одной временной позиции в другую (или в общем случае сдвигу). Технически эта перестановка осуществляется с помощью записи последовательности битов в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) подряд, а в следующем цикле считывании ее в порядке соответствующем требуемой коммутации. Запись информации производится последовательно (есть адреса, по которым производится запись, генерируются счетчиком тактовых импульсов), а чтение – выборочно (то есть в соответствии с адресами, считываемыми из управляющего запоминающего устройства (УЗУ)).
Однонаправленное соединение по кольцуРис. 1.1.б. Кольцевая структураАТС
АТСАТСАТСАТСАТСАТСАТСАбонент 1Абонент 1Абонент 2Абонент 2Дуплексное соединение по любому маршруту Рис. 1.1.а Радиальная структура
Смотреть все комментарии (18) Работы, похожие на Реферат: Коммутатор цифровых каналов системы передачи Назад   
|
|
|
|
|
| |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ассмотрим
принцип работы
данной схемы.
Управление
ей осуществляется
двумя входами
Z и Z.
Если на вход
Z подать
напряжение
логической
единицы, то
транзисторы
VT3 и VT4
откроются
и схема работает
как обычный
инвертор, а
при подаче на
управляющий
вход напряжения
логического
нуля транзисторы
VT3 и VT4
закроются и
на выходе схемы
окажется очень
большое сопротивление.
Таблица истинности
такого элемента
сведена в таблицу
5.1.
актируемые
D-триггеры
используются
в схеме приемника
циклового и
сверхциклового
синхронизма
(на них собран
регистр сдвига);
у тактируемого
триггера добавлен
еще один вход
для синхроимпульса,
по которому
и срабатывает
триггер. Схема
D-триггера,
обозначение
и таблица
переходов
приведены на
рисунке 7.1.
четчики
присутствуют
во всех частях
схемы. Простейшим
двоичным
счетчиком
будет обыкновенный
делитель на
два, который
при поступлении
на вход импульса,
на выходе будет
выдавать логическую
единицу до
тех пор, пока
на вход не
поступят еще
один импульс.
Такой делитель
можно собрать
на одном D-триггере,
соединив выход
Q
со входом
D
и снимая
информацию
с этого же
выхода. Двухразрядный
счетчик импульсов
получится
объединении
двух делителей
на два, причем
вход С
второго делителя
необходимо
присоединить
к выходу Q
первого делителя.
Схема двухразрядного
двоичного
счетчика приведена
на рисунке
7.2.
,
-
сумма по столбцу
.
,
где i
— интенсивность
отказов i-го
элемента;
уководитель
Рыбаков
В.С.
ТЕХНОЛОГИЯ
 |
|
 |
||
|
|
|||
|
|
|
||