Переключатель направлений потоков E1

[Alex_Jet]

Подошла пора писать диплом, точнее вот-вот подойдет. А пока преддипломная практика в филиале Связьтранснефти. Название дипломной работы – «Дистанционное управление мультиплексором цифровых потоков E1». Руководитель пояснил, что им надо на объект поставить перенаправитель потоков E1, то есть получается даже не мультиплексор, а кросс-коннектор.
Есть 4 направления прием-передача. Необходимо их коммутировать между собой. Смысл в том, что надо отслеживать состояние этих 4-х линий (по стандарту G.703) и если на одной из них произойдет авария, то надо обойти поврежденную линию другим путем (они есть).
Подсчитал, что для коммутации 4-х направлений (портов) надо 12 реле с 2-мя группами контактов (линии балансные, волновое сопротивление 120Ом) – это просто подсчет. Думаю надо использовать небольшие оптореле, которые предстоит еще выбрать.
В данном применении есть 6 вариантов переключения реле, которыми думаю управлять AVR микроконтроллером (наверное, Atmega8 – и памяти много и UART есть, и 6 АЦП и выходных портов достаточно).
Самый простой способ дистанционного управления – это телефонные линии или так называемый RON-TRON: типа нажимаешь на каком-то пульте кнопочку 6, микроконтроллер устройства пересчитывает эти импульсы и выполняет команду №6 и тд. Руководитель говорит, что в идеале надо каким-то образом подключаться к этому кросс-коннектору и управлять им с любого компьютера в сети с помощью терминальной программы. Сказал, что возможна установка индивидуального модема для кросс-коннектора. Тогда получается, что надо предусмотреть RS232 дабы управлять микроконтроллером.

Поэтому есть вопросы:
1) Какие реле (опто или еще какие) можно использовать в данном случае?
2) Как отслеживать состояние 4-х линий?
3) Как можно организовать дистанционное управление кросс-коннектором?
4) Кто поможет с написанием терминальной программы? – в этом я вообще ноль! Наверное, микроконтроллер еще запрограммирую, а вот с прогой – будут большие проблемы!

Помогите чем можете!!!

Добавлено через 5 часов 12 минут
Нашел название данного устройства - "переключатель направлений". Есть готовый образец: Переключатель направлений DRS816 (http://www.nevo-asc.ru/?theme=1&page=56). Выполняет именно то, что и мне надо.
Посмотрел оптореле - накладно выходит использовать их. Нормальные с споротивлением меньше 1 Ома стоят от 100р! Но, выхода нет поскольку их габариты позволяют сделать небольшое устройство, да и потребляют они немного!

[Ivanuch]

Поток Е1:
Скорость - 2048кбит/с.
Кодирование - HDB3 (high density bipolar).
Амплитуда сигнала +/- 3В на нагрузке 120Ом.
Есть спецификации на форму импульса (шаблон, маска), фазовое дрожание и т.п.

Потерю сигнала отследить просто. Аварийную индикацию в канала уже сложнее. Например AIS (Alarm Indication Signal Resived) из "единичек". По AIS-у тоже следует менять направление.

У некоторых микроконтроллеров есть Ethernet контроллеры, не разбирался. Но что проще - тянуть локальную сеть до устрройства или подключить к телефонной линии?

В телефонии допустимый интервал 50мс на переключение (2 секунды с ошибками ES в Е1)

[Alex_Jet]

Привет, Иван!
Спасибо, что откликнулся!

Есть спецификации на форму импульса (шаблон, маска), фазовое дрожание и т.п.

Это уже все знаю, форма маски есть, стандарт помотрел.

Потерю сигнала отследить просто. Аварийную индикацию в канала уже сложнее.

Уже понял, что потерю сигнала отследить просто, но они же не всегда есть в линии??? Хотя надо это уточнить. Если они всегда присутствуют, то можно задать задержку, например, 10сек отсутствия сигнала - значит надо переключиться на другую линию.
Аварийная индикация в канале, ты прав - проблема. Думал посмотреть как это сделано в RS485-м там вроде отслеживается авария по каналу.

Но что проще - тянуть локальную сеть до устрройства или подключить к телефонной линии?

Сказали, что проще подключить устройство по телефонной линии.

Главная для меня проблема - это индикация аварии на линии и режим дистанционного переключения из под терминальной программы (не знаю как связать управляющее устройство - микроконтроллер с модемом, а о написании программы - вообще труба ).

Помоги чем сможешь - ты всегда выручал нужным советом!!

[Gishu]

В e1, если идет телефония, небольшие перерывы, в пределах секунды на качество особого влияния не оказывают.

В различных ИКМ-30, "Кедр", "Цукат" есть индикация ошибок. Думаю, что схему детектора аварии можно взять оттуда.

В e1 обычно допускается затухание до 43дб (кажись), поэтому, качество контактов не так критично.

Если связываться с терминальной программой, то я Вам не помошник, но микроконтроллеры обычно имеют отработанные варианты с rs232. А если бы вопрос стоял о том, чтобы тупо, по телефонной линии включать исполнительные устройства, то советую DTMF.

[Alex_Jet]

В различных ИКМ-30, "Кедр", "Цукат" есть индикация ошибок. Думаю, что схему детектора аварии можно взять оттуда.

Спасибо! Попробую схемки найти. У вас ссылок на них нет?

А если бы вопрос стоял о том, чтобы тупо, по телефонной линии включать исполнительные устройства, то советую DTMF.

Ну это программа минимум, так что буду иметь ввиду! В общем-то в первом посте я и говорил, что мне предлагают телефонный RON-TRON.

[pokos]

...Например AIS (Alarm Indication Signal Resived) из "единичек".

Что-то я не припомню, чтобы AIS ходил по E1. Он, вроде бы, только в VC-12, в С-12 его уже нет.
Так что здесь и задача стоит определить LOS только.

[Ivanuch]

Alex_Jet,
DTMF действительно был бы хорошим вариантом для телефонной линии.
Можно использовать какой-нибудь AVR микроконтроллер типа AT90Sxxxx, который имеет на борту АЦП. Сигнал с линии оцифровывать АЦП, делать БПФ... и принимать данные.
Для передачи сообщений можно использовать простенький ЦАП типа TDA1543 в DIP8, для которого программно реализовать I2S.
Можно по SPI интерфейсу подцепить к микроконтроллеру флешку и оттуда брать готовые семплы для передачи через ЦАП.
Сделать нужно два устройства - удаленное и локальное.
RS232 можно будет использовать для локального доступа.
Общение между устройствами по телефонной линии.
По телефонную линию наверное уже поглядел стандарты. Напряжение в ненагруженной линии - 60В. Вызывное напряжение до 130В. В режиме разговора линии просаживается до 10...15В. На этом уровне идет амплитудная модуляция при "разговоре". Максимальная нагрузочная способность телефонной линии до 5мА, если память не изменят

В общем, проект довольно обширен... и работодатели решили загрести жар чужими руками. В виде проекта, принципиальной схемы устройства и схемы алгоритма работы реализовать можно, а вот сделать и отладить подобную штуковину - это отдельная серьезная работа.

Добавлено через 2 часа 24 минуты
Из Бакланова И.Г. "Технологии измерения первичной сети" часть 1. Системы Е1, PDH, SDH.

Физический уровень E1 описан в рекомендации G.703 (Параметры физических интерфейсов)
Скорость передачи: 2048кГц+/-102,4Гц (т.е. +/-50ppm)
Кодирование: HDB3 или AMI(устаревший)
и т.д. лучше смореть сам источник.
Е1 может быть неструктурированным (32 тайм слота по 64кБит/с) или иметь цикловую структуру PCM30/PCM31 (2 или 1 таймслота под служебную информацию) (аналог ИКМ30/31), это описано в G.704 (Цикловая структура потоков Е1, Е2)
В структурированном Е1 имеется контроль ошибок CRC4, сигнал цикловой/сверхцикловой синхронизации FAS/NFAS. Все это дело располагается в нулевом/первом таймслоте. Тут уже можно получать кучу сообщений о неисправностях: LOS(потеря сигнала Е1), LOF(потеря цикловой синхронизации), AIS(индикация о неисправности), RAI(неисправность на удаленном конце) и т.д.
Наиболее важные - AIS и LOS.
Нормы на параметры ошибок для 2048кБит/с в G.821, G.826.
По России есть Приказ Госкомсвязи №92, где есть эквиваленты стандартам G.xxx

В общем, если не пугать страшными словами, я бы сделал определение пропадания сигнала. Там допустимо затухание до 42дБ (при АЦП в 8 разрядов будут значимые 7 разрядов). Перед АЦП поставил бы нормирующий усилитель, чтобы привести в соответствие нормальному сигналу Е1 полную шкалу в 8 бит, т.е. код FF.
С AIS-м сложнее. Тут либо быстродействующим микроконтроллером два-три раза за длительность импульса (244нс) опрашивать состояние по приемному порту и по мажоритарному принципу его определять, либо городить какую-то комбинационную схему, которая бы AIS обнаруживала.
Все интерфейсы лучше развязать трансформаторами или оптронами.
В модеме можно использовать помехоустойчивое кодирование, типа кода Хемминга с исправлением одной ошибки и сделать чередование, чтобы можно было исправить блок ошибок.

[Alex_Jet]

В общем задачу мне упростили - сказали, что не надо е..ться с отслеживанием исправности линии, так как надо выработать определенные критерии переключения, а они чаще всего хуже работают, чем оператор. То есть сигнал еще допустимый, а уже переключаться будет и обратно и тд, и ошибки повалят.
Поэтому надо организовать чисто удаленное переключение потоков, то есть управление 12-ти релюшками. Самое простое соединение с устройством - по телефонной линии, причем что бы было резервирование.

Можно использовать какой-нибудь AVR микроконтроллер типа AT90Sxxxx, который имеет на борту АЦП. Сигнал с линии оцифровывать АЦП, делать БПФ... и принимать данные.
Для передачи сообщений можно использовать простенький ЦАП типа TDA1543 в DIP8, для которого программно реализовать I2S.
Можно по SPI интерфейсу подцепить к микроконтроллеру флешку и оттуда брать готовые семплы для передачи через ЦАП.

Я думал применить ATmega8 - есть АЦП, и два канала ШИМ, память 8кБ и еще память а-ля AT24 подцепить!
Токо надо со всем разобраться. DTMF вообще не знаю, только название слышал...

я бы сделал определение пропадания сигнала. Там допустимо затухание до 42дБ

Как раз уже об этом думал, но сказали, чтобы я с этим не заморачивался - главное, чтобы было готовое устройство с возможностью удаленного управления!

[Gishu]

DTMF распознование можно организовать программно, я слышал, есть готовые вещи, собственно, АОНЫ так и делают, но я бы состыковал микроконтроллер с готовым DTMF декодером, например МТ8870, который используется здесь http://rf.atnn.ru/s3/nb-dtmf.html
Кстати, если не знаешь... DTMF - кодер это микросхема номеронабирателя телефона в тональном режиме.
Думаю, занятие телефонной линии надо сделать по звонку, а отпускание - по таймеру, где-то через минуту и не заморачиваться с распознаванием отбоя.
Удачи.

ps
Я думаю, что немного доработав вышеприведенную схему, можно получить готовую, работающую систему, без второго блока, просто используя телефонный аппарат.

pps
А если использовать управление на микроконтроллере, то можно будет организовать доступ к переключению по dtmf-паролю, чтобы уволенный сотрудник не устраивал западло с переключением потоков.

ppps
Разработаешь устройство - чур делись схемой и прошивками! Так как весчь получится универсальная и часто нужная.

[Alex_Jet]

Разработаешь устройство - чур делись схемой и прошивками! Так как весчь получится универсальная и часто нужная.

В общем пока осваиваю микроконтроллеры, хотя это уже вторая попытка.
На самом деле думаю подцепить тот же МТ8870 к МК и уже им управлять релюшками. Остается соединить МТ8870 с телефонной линией, кстати никто не видел таких схемок?
Загвоздка еще в управлении МК по RS232? Что с этим делать даже не знаю. Еще хотел узнать если применю DTMF декодер, то устройством можно будет управлять помимо модема еще и обычным цифровым телефоном?

[Gishu]

Если применишь DTMF, то устройством можно будет управлять только телефоном. Если хочешь управлять модемом, то стыковать с линией нужно будет другим модемом [модем-rs232-мк]. Тогда DTMF не нужен, но надо разбираться с терминалом...

[Alex_Jet]

Если применишь DTMF, то устройством можно будет управлять только телефоном.

Дык, а если я модемом с помощью какой-нибудь терминальной программы (ее надо написать) буду генерить команды DTMF?
То есть если оператор, следящий за потоками с помощью ПК, получит извещение о порыве к.-н. линии, то он откроет программку и даст команду переключателю потоков.
Хотя легче будет сделать приставочку (фактически цифровой телефон без аналоговой части), которая будет подключена к линии, на кот. висит переключатель потоков, и будет осуществлять упраление этим коммутатором.

[Gishu]

Дык, а если я модемом с помощью какой-нибудь терминальной программы (ее надо написать) буду генерить команды DTMF?

Зачем? Если соединил девайс и компьютер модемами - управляй девайсом с компьютера и забудь про dtmf... DTMF - можно конечно генерить "модемом с помощью какой-нибудь терминальной программы" (к стати, они давно написаны), но смысл использования модема теряется, модем должен соединяться с модемом... проще - набирать на клавиатуре телефона, этого вполне достаточно в рамках поставленной задачи.

[Alex_Jet]

модем должен соединяться с модемом

Так в том-то и дело, но связать МК с компом даже по RS232 для меня сложнее, чем сделать связку МК-цифровой телефон.

[Walter]

Ну что AIS LOS больше не ловим? Мог бы выложить схему ИКМ30/4

[Alex_Jet]

Ну что AIS LOS больше не ловим? Мог бы выложить схему ИКМ30/4

Это кому предназначалось? И вообще о чем это?

Кое-что в инете отрыл: http://www.krs.poltava.ua/page_devel...I/du_16_an.htm
http://www.krs.poltava.ua/page_develop/UT2HI/du_8.htm
http://www.krs.poltava.ua/page_develop/UT2HI/du_5.htm
Есть алгоритмы, схемы, платы. У автора можно и прошивочку попросить. А вот под конкретную реализацию надо сочинять свою прогу. Я PIC вообще не знаю, а вот с AVR у меня отношения хорошие, поэтому заменю МК ATmega8 и напишу для нее прогу.

[Gishu]

Кое-что в инете отрыл:

То, что тебе надо

[Walter]

Alex_Jet, заинтересованным лицам

ИКМ 30/4 все на рассыпухе. Во "входной" плате ловится LOS. Есть Фапч и т.д.
Часть можно слизать без зазрения совести

[Alex_Jet]

В общем дела кипят!
Собрал схемку, которая пока с помощью кнопок («выбор», «+», «-«, «ввод») и простейшей индикации (семисегментник и 3 светодиода: "поток", "входящее направление", "выходящее направление") управляет индивидуально 8-ю потоками. Поток содержит 3 направления - из трех подключенных направлений выбирается одно входящее и одно выходящее, третье зашлейфовывается.
Коммутация будет осуществляться 9-ю реле КР293КП3А. Эти 9 реле управляются 595-м регистром. Получается матрица 3*3 из реле, поэтому возможны следующие режимы 0<->1, 0<->2, 1<->2. То есть дуплекс, например, из 0-го направления в 1-е и наоборот, при этом 2-е зашлейфовывается, чтобы аппаратура не ругалась...

Теперь купил MT8870 - декодер DTMF. Хочу посадить его на порты PD0-PD4 ATmega8. Пока не знаю как распознавать 4-х разрядный бинарный код на портах PD1-PD4, на PD0 будет выдаваться сигнал с декодера о том, что код распознан. Думаю переводить бинарный код в 10-й, чтобы легко оперировать в программе с номерами кодов.
Думаю, что получиться что-то такое:

unsigned char BINHEX(void)
{ unsigned char data;
  if(bit_is_set(PIND, DS0))
  { if(PIND |= 0x03) data = 3;
    ...
    if(PIND |= 0x12) data = 9;
    ...
    if(PIND |== 0x1C) data = 14;
    ...
  }
  return(data);
}

Правильно ли я мыслю?

[Alex]

Во 1х - у тебя ошибки, эта п/п не будет делать то что ты хочешь
Во 2-х - не проще ли просто сдвинуть биты вправо и обнулить остальные?

if(bit_is_set(PIND, DS0)) data = ((PIND>>1)&0b00001111);