Устройство автоматического соединения для ведения секретных телефонных переговоров

 

Изобретение относится к технике телефонной связи и может быть использовано для передачи засекреченных телефонных сообщений по сети с коммутацией каналов связи. Задачей предлагаемого способа является уменьшение времени задержки начала ведения засекреченных переговоров. Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, заключается в осуществлении синхронизации аппаратуры засекречивания до момента представления абонентам канала связи. Устройство автоматического установления соединения содержит телефонные аппараты, аппараты засекречивания, блок абонентских комплектов, блок обмена, блок генераторов, коммутатор звуковых сигналов, коммутатор телефонных цепей и элементы ИЛИ. 6 ил.

Изобретение относится к технике телефонной связи и может быть использовано для передачи секретных телефонных сообщений по сети с коммутацией каналов связи.

Известен способ автоматического установления соединения между абонентами телефонной сети, основанный на передаче вызывающим абонентом сигнала заявки на связь, получения им из АТС сигнала разрешения на связь, передаче вызывающим абонентом в АТС номера вызываемого абонента, анализе АТС этого номера с целью определения маршрута передачи номера к АТС вызываемого абонента, установление соединения между АТС вызывающего и вызываемого абонентов, анализе на АТС вызываемого абонента его состояния, при незанятости вызываемого абонента - передача ему сигнала "Посылка вызова" (ПВ), а вызывающему абоненту - сигнала "Контроль посылки вызова" (КПВ), проключении тракта передачи информации и снятии сигналов КПВ и ПВ при приеме вызываемым абонентом сигнала ПВ (поднятии им телефонной трубки) [1, 2, 3, 4]. Эта общепринятая процедура установления соединения используется для организации открытых (незасекреченных) переговоров.

Недостаток изложенного способа заключается в сложности его использования для организации режима засекреченной телефонной связи, что связано с необходимостью ведения операторами АТС служебных переговоров об установлении этого режима с последующим ручным подключением на вызываемой и вызывающей сторонах аппаратуры засекречивания.

Известен способ организации засекреченной связи, осуществляемый самими абонентами, реализованный в [5]. По этому способу при поднятии телефонной трубки создается тракт обхода аппаратуры засекречивания, и телефонный аппарат подключается к телефонной сети непосредственно. Абоненты устанавливают соединение общепринятым способом, описанным выше, после чего осуществляют переговоры в открытом виде или с использованием переговорных таблиц об установлении закрытого режима работы. По окончании этих переговоров они нажимают специальную кнопку. При этом аппаратура засекречивания включается в разговорный тракт, осуществляется синхронизация этой аппаратуры на обеих сторонах, после чего становится возможным ведение засекреченных переговоров.

Недостаток этого способа заключается в большом времени установления соединения, а также в необходимости ведения служебных переговоров и проведения ручных операций.

Наиболее близким к предлагаемому способу и выбранным вследствие этого в качестве прототипа является способ автоматического установления соединения для ведения секретных телефонных переговоров, реализованный в [6]. По этому способу, как и в вышеуказанных способах [1-5], устанавливают соединение между АТС вызывающего и вызываемого абонентов по номеру вызываемого абонента общеизвестным способом, анализируют состояние вызываемого абонента, при его незанятости передают вызываемому абоненту сигнал ПВ, а вызывающему - сигнал КПВ, в случае приема вызываемым абонентом сигнала ПВ (поднятии им телефонной трубки) проключают канал связи, при этом снимают сигналы ПВ и КПВ, синхронизируют аппаратуру засекречивания, передают обоим абонентам сигнал уведомления об осуществлении процесса синхронизации (сигнал "Ждите"), который снимают после окончания синхронизации аппаратуры засекречивания. Снятие сигнала "Ждите" является приглашением к ведению телефонных переговоров.

Описанный способ позволяет полностью автоматизировать процедуру установления соединения и исключить служебные (открытые) переговоры.

Основным недостатком этого способа является большая задержка начала ведения переговоров. В самом деле, в телефонной сети общего пользования ведение переговоров возможно сразу же после снятия вызываемым абонентом телефонной трубки.

В описанном же способе после снятия трубки вызываемым абонентом в телефоны обоих абонентов выдается сигнал "Ждите" (тональный сигнал, музыкальная фраза...) в течение времени синхронизации аппаратуры засекречивания. Указанное время может быть значительным как из-за плохого канала связи, так и из-за необходимости передачи большого объема синхроданных, которыми обмениваются аппараты засекречивания, что в свою очередь определяется высокими требованиями к криптостойкости засекречивания информации.

Кроме того, в телефонной сети общего пользования при снятии вызываемым абонентом трубки абонентам выдаются сигналы КПВ и ПВ (тональная частота 425 Гц). В способе-прототипе абонентам выдается сигнал "Ждите", отличный от сигнала КПВ и ПВ. Изменение вида сигналов и порядка их следования в известном способе вносит эксплуатационные неудобства, требует переучивания обслуживающего персонала, что является существенными недостатками.

Еще один недостаток проявляется при организации учета времени переговоров. В существующей сети счетчики времени включаются при поднятии вызываемым абонентом телефонной трубки.

При использовании способа-прототипа такое включение счетчиков приводит к необоснованным расходам для абонентов, так как последние вынуждены оплачивать время синхронизации аппаратуры засекречивания, в течение которого ведение переговоров невозможно, и, кроме того, в случае несостоявшейся синхронизации аппаратов засекречивания также проведение оплаты, хотя обмен информацией не состоялся.

Задачей предлагаемого способа является уменьшение времени задержки начала ведения засекреченных переговоров.

Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, заключается в осуществлении синхронизации аппаратуры засекречивания до момента предоставления абонентам канала связи (до момента поднятия вызываемым абонентом телефонной трубки), что дополнительно увеличивает точность учета длительности переговоров.

Дополнительный технический результат заключается в сохранении общепринятого порядка следования сигналов.

Признаками предлагаемого способа, общими со способом-прототипом, являются использование операций передачи вызываемому абоненту сигнала "Посылка вызова", а вызывающему - сигнала "Контроль посылки вызова", а также операции установления соединения между АТС вызывающего и вызываемого абонентов по номеру последнего с последующим анализом состояния вызываемого абонента и при его незанятости уведомлением об этом вызывающего абонента, проключением канала связи между АТС и синхронизацией аппаратуры засекречивания по проключенному каналу связи.

Признаками предлагаемого способа, отличающимися от признаков способа-прототипа, являются осуществление операции передачи вызываемому абоненту сигнала "Посылка вызова", а вызывающему - сигнала "Контроль посылки вызова" после операции синхронизации аппаратуры засекречивания и отмена указанных сигналов после приема вызываемым абонентом сигнала "Посылка вызова" и последующего обмена с вызывающей стороной сигналами "Снять контроль посылки вызова" (СКПВ).

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ, на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства, на фиг.3 - функциональная схема селектора каналов, на фиг.4 - функциональная схема анализатора цифры, на фиг.5 - функциональная схема аппарата засекречивания, на фиг.6 - функциональная схема блока сопряжения.

Устройство, реализующее способ установления соединения, содержит следующие блоки: 1 - телефонные аппараты, 2 - блок абонентских комплектов, 3 - блок обмена, 4 - блок генераторов,
5 - коммутатор звуковых сигналов,
6 - элементы ИЛИ,
7 - коммутатор телефонных цепей,
8 - аппараты засекречивания,
9 - информационные входы-выходы устройства,
10 - канал управления устройства,
11 - шина связи.

Блоки 2-7 предлагаемого устройства образуют концентратор каналов (К1 и К2 на фиг. 2), а все устройство в целом является примером реализации предлагаемого способа при работе через цифровую АТС, имеющую информационные каналы для передачи речевых сигналов и канал управления (Д-канал), по которому осуществляется обмен сигналами взаимодействия между предлагаемым устройством и АТС в процессе установления и разрушения соединения.

Устройство имеет следующие связи. Выходы телефонных аппаратов 1 через блок абонентских комплектов 2 подключены к соответствующим первым входам коммутатора телефонных цепей 7, первые выходы которого через элементы ИЛИ 6 подключены к входам соответствующих телефонных аппаратов 1, а вторые входы-выходы - к первым информационным выходам-входам аппаратов засекречивания 8, вторые информационные входы-выходы которого являются входом-выходом 9 устройства.

Канал управления 10 устройства соединен с основным входом-выходом блока обмена 3, подключенного дополнительными входами-выходами к дополнительным выходам-входам соответствующих аппаратов засекречивания 8, а шиной связи 11 - к блоку абонентских комплектов 2, коммутатору телефонных цепей 7, блоку генераторов 4 и коммутатору 5 звуковых сигналов. При этом группа входов коммутатора 5 соединена с группой выходов блока генераторов 4, а выходы коммутатора 5 подключены ко вторым входам соответствующих элементов ИЛИ 6.

Блок абонентских комплектов 2 содержит следующие узлы:
21 - абонентские комплекты,
22 - коммутатор абонентских комплектов,
23 - анализатор цифры.

Абонентский комплект 21 предназначен для подачи напряжения питания на телефонные аппараты, регистрации состояний "МТТ уложена" и "МТТ поднята" (МТТ - микротелефонная трубка), передачи речевого сигнала от телефонного аппарата в коммутатор телефонных цепей, передачи импульсов набора номера в коммутатор 22 абонентских комплектов.

Пример реализации основных узлов абонентского комплекта приведен на рис. 5 и 6 прототипа [6]. В дополнение к этим узлам в состав абонентского комплекта введены селекторы сигналов "МТТ уложена" и "МТТ поднята". Функциональная схема одного из этих селекторов приведена на фиг.3 и содержит следующие узлы: триггер 211, элемент задержки 212, ключ 213 и селектор адреса 214.

Коммутатор 22 абонентских комплектов предназначен для подключения одного из М входных каналов (абонентских комплектов) на один из N выходных каналов (M>N) по адресам входящих и исходящих каналов. Пример реализации коммутатора 22 приведен в [1, стр. 37, рис. 3.6].

Анализатор цифры 23 предназначен для выделения цифры набираемого номера и выдачи двоичного кода этой цифры по шине связи 11. На фиг.4 представлена функциональная схема анализатора цифры, построенная на базе устройства для приема импульсов декадного набора [7]. Более подробно состав и назначение узлов анализатора цифры будут описаны позже.

Генератор 4 предназначен для формирования и выдачи звуковых сигналов "Готово", "Занято", "Посылка вызова", "Контроль посылки вызова", "Ждите" с параметрами по ГОСТ 7153-85 по кодам этих сигналов, поступающих по шине 11. Пример реализации генератора 24 приведен в [1, стр. 74, рис. 4.12].

Группа выходов генератора 4 звуковых сигналов имеет количество выходов L, равное количеству используемых звуковых сигналов.

Коммутатор звуковых сигналов 5 обеспечивает коммутацию L входящих каналов на М исходящих, а коммутатор телефонных цепей 7 - М входящих на N исходящих по кодам адресов этих каналов, поступающих по шине связи 11. Пример реализации коммутаторов приведен в [1, стр. 37, рис. 3.6].

Блок обмена 3 предназначен для управления блоками предлагаемого устройства, передачи и приема сигналов взаимодействия между блоками устройства и АТС при установлении и разрушении соединения.

Согласно рекомендации Q 921 [9] обмен сигналами по каналу управления (Д-каналу) осуществляется сигнальными единицами (СЕ). В [1, стр. 105-107, рис. 7.5] приведены процедура обмена СЕ, их структура и структура самой сигнальной информации, передаваемой в составе СЕ. Блок обмена по алгоритму, записанному в его памяти, формирует структуру СЕ и организует передачу и прием их по каналам управления.

Пример реализации блока обмена на базе МП БИС КР 1810 ВМ 86 приведен в [10, стр. 243, рис. 7.40]. Под внешними устройствами этого примера следует понимать две группы устройств, первая из которых включает ближние периферийные устройства: блок абонентских комплектов 2, блок генераторов 4 и коммутатор звуковых сигналов 5, коммутатор телефонных цепей 7, вторая - удаленные периферийные устройства: аппараты засекречивания 8 и АТС.

Магистраль данных (МД), магистраль адреса (МА) и цепи управления примера блока обмена образуют шину связи 11 предлагаемого устройства, к которой подключаются ближние периферийные устройства. Для подключения к шине связи удаленных периферийных устройств в состав блока обмена 3 введены преобразователи сигнала, осуществляющие на передаче преобразование информации из параллельного в последовательный с кодированием двоичных элементов в биимпульсный сигнал, например, по стыку С1-ФЛ ГОСТ 27232-87, а на приеме - подстройку тактовой частоты приема под границы элементарных сигналов, преобразование биимпульсного сигнала в двоичный, регистрацию двоичных элементов и преобразование последовательного кода в параллельный. Применение преобразователей позволяет обеспечить требуемую дальность работы, а также уменьшить число цепей обмена и устройств сопряжения с АТС и аппаратами засекречивания. Выходы преобразователей образуют основной канал управления 10 для связи с АТС и дополнительные каналы управления, соединяющие дополнительные входы-выходы блока обмена 3 и аппаратов засекречивания 8.

Аппараты засекречивания 8 предлагаемого устройства предназначены для засекречивания информации на передающей стороне и рассекречивания ее на приемной стороне, а также для обмена сигналами взаимодействия с узлами устройства по дополнительному каналу управления. На фиг.5 представлена функциональная схема аппарата засекречивания, содержащая блок обмена 81, блок сопряжения 82 и блок засекречивания 83, аналогичный блоку засекречивания 2 прототипа.

Блок обмена 81 аналогичен блоку обмена 3 и содержит контроллер обмена 812 и преобразователь стыка 811.

Преобразователь стыка 811 осуществляет под управлением контроллера обмена 812 прием и передачу команд взаимодействия и преобразования последовательного кода по стыку С1-ФЛ в параллельный. Сигналы взаимодействия из контроллера обмена 812 поступают в блок сопряжения 82 по шине обмена 84.

Блок сопряжения 82 под управлением контроллера обмена преобразует команды, поступающие в него по шине 84 в сигналы для управления режимами работы блока засекречивания 83 и обратное преобразование сигналов, выдаваемых блоком засекречивания, в команды.

На фиг. 7 представлена функциональная схема блока сопряжения 82, работа которого будет описана ниже.

Установление соединения по предлагаемому способу и работа устройства, его реализующего, поясняются временной диаграммой, приведенной на фиг.2, на которой ТА1 и ТА2 - телефонные аппараты, К1 и К2 - коммутаторы каналов, А1 и А2 - аппараты засекречивания, АТС1 и АТС2 - цифровые автоматические телефонные станции соответственно вызывающего и вызываемого абонентов.

При необходимости ведения телефонных переговоров вызывающий абонент (ТА1) снимает трубку. Анализатор положения трубки в абонентском комплекте 21 выделяет сигнал "МТТ поднята", который запоминается на триггере 211 (фиг.3). Блок обмена 3 по программе, записанной в его памяти, опрашивает устройства, подключенные к шине, выдавая по ней адреса этих устройств. Селектор адреса 214 срабатывает и открывает ключ 213, подключая триггер 211 к шине связи 11. После опроса триггера 211 он сбрасывается сигналом с выхода элемента задержки 212, а информация о поднятой трубке передается блоком обмена 3 в составе СЕ по каналу управления 10 в АТС в виде кода этого сигнала и кода абонента. АТС1 при незанятости станционных приборов, а также при наличии свободного аппарата засекречивания выдает в сторону вызывающего абонента в составе СЕ код сигнала "Готово" (при невозможности обслужить вызов-код сигнала "Занято").

Блок 3 принимает этот сигнал и по шине 11 выдает коды коммутируемых каналов в коммутатор 22, который подключает соответствующий абонентский комплект 21 к одному из каналов счета анализатора 23. После этого блок обмена 3 по шине связи 11 выдает в блок генераторов 4 код команды на включение генератора сигнала "Готово", а в коммутатор 5 - код выхода блока генераторов и код телефонной пары вызывающего абонента. Коммутатор 5 подключает соответствующий выход блока генераторов 4 к этой паре, абонент слышит тональный сигнал "Готово" (фиг.2б) и набирает цифры номера вызываемого абонента. Анализатор цифры 23 из сигналов, поступающих на его вход, формирует код цифры и запоминает его (фиг.2в). Блок обмена 3 при опросе анализатора цифры 23 забирает код цифры и выдает его в АТС1. АТС1, приняв цифру, выдает в блок обмена 3 код команды на отключение сигнала "Готово", приняв который блок обмена 3 по шине связи 11 выдает соответствующие команды в блок генераторов 4 и коммутатор 5 звуковых сигналов, при этом в телефоне у вызывающего абонента перестает звучать тональный сигнал (фиг.2г). Аналогичным образом передаются в АТС и остальные цифры набираемого номера (фиг.2д-2е). После набора последней цифры номера (число цифр номера может определяться как в процессоре блока обмена, так и в АТС). АТС1 вызывающего абонента анализирует этот номер с целью выработки маршрута соединения и передает соответствующее сигнальное сообщение с указанием номера вызывающего и вызываемого абонентов по межстанционным каналам связи, например по общему каналу сигнализации [1, стр. 107] в сторону АТС2 вызываемого абонента (фиг.2ж).

АТС2 вызываемого абонента, получив сигнальное сообщение с вызовом, анализирует состояние вызываемого абонента (в ее памяти есть ячейки, где отмечается состояние абонента) и наличие свободного аппарата засекречивания. При незанятом абоненте и наличии свободного аппарата засекречивания АТС выдает команду в блок обмена 3 на подключение аппарата засекречивания к телефонному аппарату вызываемого абонента (фиг.2з) и, кроме того, в сторону АТС1 вызывающего абонента - сигнальное сообщение о состоявшемся подключении и о необходимости проключения канала, которое, проходя через АТС, участвующие в соединении, коммутирует каналы связи, отмеченные в маршруте соединения, создавая тем самым физический канал связи между АТС (фиг.2и).

После этого АТС2 вызываемого абонента подключает закрепленный за соединением аппарат засекречивания к образованному каналу связи.

АТС1 вызывающего абонента, приняв сигнальное сообщение о состоявшемся проключении, также подключает аппарат засекречивания к каналу связи и выдает в блок обмена 3 коды команд на подключение телефонного аппарата вызывающего абонента к аппарату засекречивания, фиксируя в памяти их номера, а также на включение генератора сигнала "Ждите" (фиг.2к), уведомляя вызывающего абонента о состоявшемся проключении.

Реагируя на эти команды, блок обмена 3 по шине связи 11 выдает коды коммутируемых каналов в коммутатор телефонных цепей 7, осуществляя соответствующую коммутацию телефонного аппарата и аппарата засекречивания 8.

После этого блок обмена 3 по шине связи 11 выдает в блок генераторов 4 код команды включения датчика сигнала "Ждите", а в коммутатор звуковых сигналов 5 - код выхода блока генераторов и код телефонной пары вызывающего абонента. В результате этого датчик сигнала "Ждите" подключается к телефонной паре вызывающего абонента (фиг.2л) и абонент слышит соответствующий тональный сигнал или музыкальную фразу. В принципе возможно использование датчика сигнала "Ждите", входящего в состав РПУ 2-7 устройства-прототипа, выдавая по дополнительному каналу управления на блок обмена аппарата засекречивания соответствующие коды команд. На фиг.2м эта возможность показана пунктиром. Временные диаграммы, представленные на фиг.2а-2и, детализируют общую для прототипа и предлагаемого способа операцию установления соединения между АТС вызывающего и вызываемого абонентов по номеру последнего. После проключения канала связи АТС вызывающего и вызываемого абонентов по каналу управления 10 выдают в блок обмена 3 код команды "Начать синхронизацию" (фиг. 2н). Блок обмена 3 передает ее в аппарат засекречивания 8 через его блок обмена. Последний выделяет эту команду и выдает сигнал "Начать синхронизацию", запуская процесс синхронизации аппаратуры засекречивания (см. фиг. 2 прототипа, где синхронизирующим входом является вход элемента ИЛИ 2-1). Процесс синхронизации шифраторов и дешифраторов подробно рассмотрен в прототипе и поэтому здесь не рассматривается. В результате обмена синхронизирующей информацией аппараты засекречивания вызываемой и вызывающей сторон входят в синхронизм и выдают сигнал "Синхронизация завершена" (фиг.2о). В прототипе этому сигналу соответствует сигнал на выходе элемента ИЛИ 2-6-7 фиг. 11. Этот сигнал через блок обмена аппарата засекречивания поступает в блок обмена 3. На вызывающей стороне блок обмена 3, выделив этот сигнал, снимает сигнал "Ждите", выдавая по шине связи 11 соответствующие сигналы в блок генераторов 4 и коммутатор 5 звуковых сигналов. После этого он выдает по шине связи 11 в указанные блоки соответственно код сигнала "Контроль посылки вызова", код выхода блока генераторов 4 и код вызывающего телефонного аппарата. При этом в телефонную цепь аппарата подается тональный сигнал "Контроль посылки вызова" (фиг.2п). На вызываемой стороне блок обмена 3, получив сигнал "Синхронизация завершена", выдает по шине связи 11 в блок генераторов 4 и коммутатор 5 звуковых сигналов соответственно код сигнала "Посылка вызова", код выхода генератора и код вызываемого телефонного аппарата, в результате чего в телефонную цепь аппарата подается тональный сигнал "Посылка вызова" (фиг. 2р). Вызываемый абонент поднимает трубку, при этом срабатывает анализатор положения трубки в абонентском комплекте. Блок обмена 3 в процессе опроса анализаторов выделяет сигнал "МТТ поднята", как об этом говорилось ранее, отменяет сигнал "Посылка вызова", выдавая по шине 11 соответствующие коды команд. После этого он выдает в аппарат засекречивания код команды "Снять контроль посылки вызова" (СКПВ), по которой к каналу связи подключается датчик постоянной комбинации. В прототипе практически эти решения по передаче сигнала СКПВ имеются. Так, например, в передающем речепреобразующем устройстве (РПУ) 2-2 (фиг.8 прототипа) есть датчик синхрокомбинаций 2-2-7, который можно использовать для указанных цепей: заблокировать работу распределителя 2-2-5, например отключить его выход, в этом случае датчик синхрокомбинаций 2-2-7 будет постоянно подключен к каналу связи.

На приемной стороне в приемном РПУ 2-7 (фиг.9) прототипа имеется анализатор синхрокомбинаций 2-7-2, сигнал с выхода которого можно использовать для выделения сигналов "Есть СКПВ" и "Отмена СКПВ". Указанные сигналы выделяются в блоке сопряжения 82 (фиг.6) из сигналов вышеупомянутого анализатора 2-7-2 блока засекречивания прототипа. Сигнал "Есть СКПВ" (фиг.2у) на стороне вызывающего абонента с выхода блока сопряжения 82 по шине связи 84 через преобразователь стыка 811 (фиг.5) по дополнительному каналу управления поступает в блок обмена 3, который, обнаружив этот сигнал, отменяет сигнал КПВ (фиг.2ф), выдавая по шине связи 71 коды соответствующих команд на блок генераторов 4 и коммутатор звуковых сигналов 5.

После этого блок обмена 3 выдает в аппарат засекречивания 8 код команды "Дать СКПВ", который по дополнительному каналу управления через блок обмена 81 и блок сопряжения 82 (фиг.5) поступает в блок засекречивания 83, при этом в канале связи в сторону вызываемого абонента передается сигнал СКПВ (фиг. 2х), приняв который блок сопряжения 82 прекращает выдачу сигнала СКПВ в сторону вызывающего абонента (фиг. 2ц). На стороне вызывающего абонента блок сопряжения 82 выделяет сигнал "Отмена СКПВ" и прекращает передачу сигнала СКПВ. После этого возможно ведение телефонных переговоров.

Разрушение соединения происходит следующим образом. После окончания переговоров один из абонентов или оба кладут трубку. Анализатор положения трубки выделяет этот момент. В очередном цикле опроса анализатора блок обмена 3 выделяет сигнал "МТТ уложена", выдает коды команд в коммутатор телефонных цепей, отключая телефонный аппарат 1 от аппарата засекречивания 8, а также передает сигнальное сообщение в сторону АТС с указанием номера отключенного абонента. АТС, приняв это сообщение, отмечает в своей памяти номер освободившегося аппарата засекречивания и по маршруту соединения передает сигнальное сообщение с командой о разрушении и о подаче сигнала "Отбой" абоненту, не положившему трубку. При приеме этого сообщения оконечная АТС выдает сигнальное сообщение в блок обмена 3 с кодом сигнала "Отбой". Блок сообщения 3, приняв это сообщение, выдает по шине связи 11 соответствующие команды в блок генераторов 4 и коммутатор 5 звуковых сигналов, при этом в телефонную цепь абонента подключается датчик сигнала "Отбой", услышав который абонент кладет трубку. Анализатор положения трубки обнаруживает этот момент и фиксирует его. Блок обмена 3 в очередном цикле опроса выделяет сигнал "МТТ уложена" и выдает коды команд на отмену сигнала "Отбой", а также на отключение телефонного аппарата от аппарата засекречивания.

В целях более глубокого понимания работы устройства рассмотрим детально работу анализатора цифры 23 и блока сопряжения 82.

Анализатор цифры 23 содержит следующие узлы:
231 - канал счета,
232 - анализатор фронтов,
233 - счетчик фронтов,
234 - блок ключей,
235 - селектор адреса,
236 - триггер,
237 - элемент задержки,
238 - счетчик паузы.

Анализатор цифры работает следующим образом. Сигналы с выхода телефонного аппарата 1 через абонентский комплект 21 и коммутатор 22 поступают в канал счета 231, который в соответствии с [7] содержит приемник декадного набора номера, интегратор и формирователь импульсов и формирует прямоугольные импульсы, число которых соответствует набранной цифре.

Анализатор фронтов 232 выделяет передние и задние фронты этих импульсов. Счетчик фронтов 233 по задним фронтам подсчитывает число импульсов в цифре и формирует двоичный код этого числа. При декадном наборе номера длительность импульса составляет примерно 40 мс, а интервалы между импульсами примерно 60 мс. Признаком паузы между цифрами является наличие интервала между концом одной цифры и началом другой, примерно равной 180 мс. Счетчик длительности паузы 238 запускается задним фронтом и сбрасывается передним фронтом и выдает признак наличия паузы между цифрами номера после прихода заднего фронта последнего импульса. Признак паузы запоминается на триггере 236. При поступлении по шине связи 11 адреса анализатора цифры и сигнала чтения срабатывает селектор адреса 235, который открывает блок ключей 234, с выхода которого код цифры с признаком наличия паузы поступает в шину связи 11. Сброс счетчиков 233 и 238, а также триггера 236 осуществляется сигналом с выхода селектора 235, задержанным в элементе 237.

Примеры реализации селектора адреса приведены в [8, стр. 56-59].

Блок сопряжения 82 содержит следующие узлы:
821 - передатчик команды "Есть СКПВ",
822 - передатчик команды "Синхронизация завершена",
823 - приемник команды "Дать СКПВ",
824 - приемник команды "Начать синхронизацию",
825 - первый счетчик,
826 - второй счетчик,
827 - первый триггер,
828 - элемент "И",
829 - элемент "ИЛИ",
830 - второй триггер.

Блок сопряжения работает следующим образом.

Согласно временной диаграмме фиг. 2с при поднятии трубки вызываемым абонентом блок обмена 3 выдает в аппарат засекречивания 8 команду "Дать СКПВ", которая через приемник 823 устанавливает триггер 830 в состояние "1", и сигнал с этого триггера поступает в блок засекречивания 83, при этом в сторону вызывающего абонента будет передаваться постоянно комбинация СКПВ, с выхода блока засекречивания 83 (анализатора 2-7-2 прототипа) она поступает в первый 825 счетчик, который срабатывает при поступлении на его счетный вход n подряд импульсов, и может быть реализован, например, на регистре сдвига с дешифратором, подключенным к разрядам регистра и анализирующим n-разрядную комбинацию 111...1. Сигнал с выхода счетчика поступает в передатчик 821 как команда "Есть СКПВ", считывается сигналами из блока обмена 3, поступающими по шине 84 (фиг.2у).

Сигнал с выхода первого 825 счетчика запускает первый 827 триггер, при этом открывается элемент И 828 и тактовая частота fт поступает во второй 826 счетчик, который сбрасывается сигналом с выхода первого 825 счетчика.

Блок обмена 3 вызывающей стороны, приняв команду "Есть СКПВ", выдает в блок засекречивания команду "Дать СКПВ" (фиг. 2ф), при этом второй 830 триггер будет установлен в состояние "1" и в сторону вызываемого абонента поступит комбинация СКПВ (фиг.2х). Первый 825 счетчик выделит команду "Есть СКПВ" и через элемент ИЛИ сбросит второй 830 триггер, прекратив тем самым передачу сигнала СКПВ в сторону вызывающего абонента (фиг.2ц). На вызывающей стороне первый 825 счетчик перестанет выделять команду "Есть СКПВ", при этом сработает второй 826 счетчик, выделив сигнал "Отмена СКПВ", которым сбрасывается первый 827 триггер, и через элемент ИЛИ 829 сбрасывается второй 830 триггер, также прекращая передачу в сторону вызываемого абонента сигнала СКПВ (фиг.2щ)
Передатчики 821 и 822 и приемники 823 и 824 могут быть выполнены аналогично селектору сигналов, представленному на фиг.3.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство его реализации обеспечивают синхронизацию аппаратов засекречивания до момента предоставления канала связи абонентам (до момента поднятия трубки вызываемым абонентом), что уменьшает задержку в предоставлении канала связи на время синхронизации по сравнению с задержкой в способе и устройстве прототипа. Однако следует отметить, что некоторая задержка все-таки остается из-за обмена сигналами СКПВ.

Сравним известный и предлагаемый способы по времени задержки начала ведения переговоров. Современная аппаратура должна работать при качестве канала связи, измеряемом вероятностью искажения двоичного сигнала вплоть до Рош=0,1. Пусть в качестве сигнала СКПВ передается 24-х разрядная комбинация. Решение о выделении сигнала СКПВ принимается в случае приема двух подряд таких комбинаций при длине N сигнала СКПВ, равной 10 комбинациям. Пусть Рош= 5•10^-2. Тогда вероятность правильного приема определяется как вероятность наличия серии успехов длиной r=2, в последовательности испытаний Бернулли, длиной N= 10, с вероятностями успеха р=1-Рош=0,95 и неуспеха g=Рош=0,05 по формуле [11]
, (1)
где
x - корень уравнения
S=1+gp^rs^r+1, (2)
находящийся методом последовательных приближений, положив сначала х₀=1, тогда x₁=f(х₀) и так далее х_v=f(х_v-1)
При приведенных выше параметрах р, g, r, N в качестве корня достаточно взять x₄= 1,0528 Тогда вероятность правильного приема сигнала СКПВ в соответствии с выражением (1) составит P_N=0,9996.

Согласно ГОСТ 29147-89 [12, 13] длина синхропосылки аппарата засекречивания должна быть не менее 64 бит. Пусть синхропосылка передается рекуррентным сигналом длиной (1+N) бит, где N - число проверок на рекуррентность. Примем, что вероятность выделения из шума подряд двух комбинаций равна вероятности выделения из шума рекуррентного сигнала, тогда
1+N=64+48=112 бит.

Расчеты, проведенные по формуле А.Ф.Козлова, приведенной в [14] для Рош= 5•10², показывают, что для выделения рекуррентного синхросигнала длиной, равной 112 бит, с вероятностью P_N=0,9996 необходимо передать синхросигнал длиной около 10000 бит, что превышает длительность сигнала СКПВ более чем в 40 раз.

На скорости работы 2400 бит/с передача сигнала СКПВ длиной 240 бит займет 0,1с (в одну сторону), что практически для абонента незаметно. В то же время слышать шум по способу-прототипу в телефоне после поднятия трубки вызываемым абонентом в течение времени приема синхропосылки, превышающего 4с (при Рош=5•10^-2), явно неприемлемо. При более худшем качестве канала связи, например Рош=1•10^-1, это время будет очень большим.

Таким образом, приведенные расчеты и примеры реализации способа позволяют судить о достижимости технического результата, заключающегося в уменьшении времени задержки в начале ведения переговоров.

Кроме того, так как сигнал связи предоставляется практически сразу же после поднятия трубки вызываемым абонентом, то повышается точность учета длительности переговоров.

Источники информации
1. "Электронно-цифровые системы коммутации". М. "Радио и связь", 1985 г.

2. Заявка РФ 95102238 от 17.02.95 г., Н 04 М 3/00 "Способ автоматического установления соединения абонентов телефонной связи и устройство для его осуществления".

3. Авторское свидетельство СССР 1633511, Н 04 М 3/22. "Способ установления соединения на телефонной сети".

4. Патент РФ 2030838, Н 04 М 3/22. "Способ автоматической коммутации в сети связи и система для его осуществления".

5. Свидетельство 8194 на полезную модель "Устройство конфиденциальной связи" от 16.10.98 г.

6. Свидетельство 7568 на полезную модель "Устройство конфиденциальной связи" от 16.08.98 г.

7. Авторское свидетельство 1286087, М. кл. Н 04 М 3/00 "Устройство для приема импульсов декадного набора номера".

8. Новиков Ю.В., Калашников О.А., Гуляев С.Э. "Разработка устройств сопряжения" ЭКОМ, М., 1997 г.

9. МККТТ Синяя книга, том IV, вып. VI.10. "Цифровая абонентская система сигнализации 1 (ЦАС1), уровень звена данных. Рекомендации Q920-Q921.

10. Микропроцессоры. Т.1 под ред. Л.Н.Преснухина, М., Высшая школа, 1986 г.

11. В. Феллер "Введение в теорию вероятностей и ее приложения", "Мир", М., 1967 г., стр. 326-327.

12. А. В.Спесивцев, В.А.Вагнер, А.Ю.Крутиков, В.В.Серегин, В.А.Сидоров. "Защита информации в персональных ЭВМ". М., "Радио и связь", ВЕСТА, 1992 г.

13. ГОСТ 28147-89. "Системы обработки информации. Защита криптографическая. Алгоритм криптографического преобразования".

14. Калмыков Б.П., Рачкаускас Р.С. "К вопросу о групповом фазировании с помощью реккурентной последовательности", ВРЭ. Сер. ТПС, вып.3, 15, 1968 г.

Формула изобретения

Устройство автоматического установления соединения для ведения секретных переговоров, содержащее телефонные аппараты и аппараты засекречивания, отличающееся тем, что в него введены блок абонентских комплектов, блок обмена, блок генераторов, коммутатор звуковых сигналов, коммутатор телефонных цепей и элементы ИЛИ, при этом выходы телефонных аппаратов через блок абонентских комплектов подключены к соответствующим первым входам коммутатора телефонных цепей, первые выходы которого через элементы ИЛИ подключены к соответствующим входам телефонных аппаратов, а вторые входы-выходы коммутатора телефонных цепей - к первым информационным выходам-входам аппаратов засекречивания, вторые информационные входы-выходы которых соединены с выходами-входами устройства, канал управления которого соединен с основным входом-выходом блока обмена, подключенного дополнительными входами-выходами к дополнительным выходам-входам соответствующих аппаратов засекречивания, а шиной связи - к блоку абонентских комплектов, коммутатору телефонных цепей, блоку генераторов и коммутатору звуковых сигналов, при этом группа входов последнего соединена с группой выходов блока генераторов, а выходы - подключены ко вторым входам соответствующих элементов ИЛИ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6