ГЛАВА 3 ПОСТРОЕНИЕ КОММУТАЦИОННЫХ СИСТЕМ
3.1. СПОСОБЫ ПОСТРОЕНИЯ СТУПЕНЕЙ ИСКАНИЯ
Основными видами оборудования, определяющими структуру коммутационного узла, являются коммутационная система КС и устройство управления УУ. Рациональное построение AС и УУ позволяет при минимальных затратах оборудования обеспечить требуемое качество обслуживания вызовов. Способ построения AС узла в значительной степени влияет на структуру УУ, которые, в свою очередь, могут оказать воздействие на выбор оптимального варианта построения КС.
Коммутационные системы, используемые в узлах связи, различаются емкостью, которая определяется числом входящих N и исходящих М каналов (или линии), способом разделения каналов, типом коммутационных приборов, используемых для коммутации, режимом искания, структурой построения (числом ступеней и звеньев коммутации), пропускной способностью и потерями сообщений. Коммутационные системы могут строиться с использованием как одного признака разделения каналов, например пространственного, так и одновременно нескольких признаков, в частности, тех, которые применяются для уплотнения линий.
Наибольшее распространение получили КС с пространственным разделением каналов, которые используются в автоматических телефонных станциях для местной междугородной связи, в станциях абонентского телеграфа и т. д. В настоящее время ведутся работы по созданию КС с использованием пространственно временного и пространственно-частотного способов разделения каналов.
Коммутационная система узла строится обычно из отдельных частей. На рис. 3.1 показана КС, состоящая из трех частей: а, b, с осуществляющая соединение любого из N входов с любым из выходов через внутристанционные линии V<, Р . В первой части КС .. (а) осуществляется переход от большого числа входов (например
абонентских линий) N с малым средним использованием линий меньшему числу внутристанционных линий V> с более высоким использованием, поскольку они являются линиями коллективного; пользования для всех N входов (линий) и предоставляются последним по мере необходимости в установлении соединения. В последующей части КС (b) внутристанционные линии V коммутируются с V2, и в последней части КС (с) осуществляется перехода; от V> линий к требуемому числу выходов М.
Соотношение между числом линий следующее. Отдельные части КС одновременно с коммутацией линии могут осуществлять еще и дополнительные функции, например, часть КС (а) выполняет функцию сжатия, а часть (c) — функцию расширенная, часть (Ь) в некоторых случаях также может выполняя функции сжатия или расширения в зависимости от расчетного числа линий.
Следует отметить, что в зависимости от назначения коммутационного узла коммутационная схема может строиться без сжатия и расширения, только со сжатием или только с расширением. Причиной разделения КС на отдельные части может быть не только различие выполняемых коммутационных функций, но и способов установления соединения. В том случае, если в каждой из приведенных на рис. 3.1 частей КС соединение устанавливается независимо от наличия соединительных путей к требуемому выходу в последующих частях КС, то указанные части представляют собой ступени искания. Ступени искания, в свою очередь, состоят из соединенных между собой однотипных коммутационных блоков. Под коммутационным блоком понимают совокупность коммутационных приборов, имеющих все или часть общих выходов. Соответствующим объединением входов или выходов коммутационных приборов можно получить коммутационные блоки для построения КС или ее отдельных частей.
На рис. 3.2 показана схема ступени искания, состоящая из коммутационных блоков. Для уяснения принципа построения КС узлов из отдельных частей и коммутационных блоков рассмотрим способы их построения посредством различных коммутационных приборов. Коммутационные приборы различаются между собой структурными параметрами, к которым относятся: количество входов, выходов, доступность входов по отношению к выходам, проводи ость.
В соответствии со структурными параметрами используемые в настоящее время в технике автоматической коммутации коммутационные приборы можно разделить на четыре типа (рис. 3.3).
1. Коммутационные приборы, имеющие один коммутируемый вход и один выход (рис. 3.3a). Условимся обозначать количество входов и выходов коммутационного прибора в круглых скобках, где первая цифра означает число входов, а вторая — число выходов, следовательно, коммутационный прибор первого типа обозначается как (1)(1). К входу и выходу прибора подключаются коммутируемые линии. Такой прибор имеет два состояния, в одном из которых соединения между входом и выходом нет, а в другом они соединены между собой. Переход прибора из одного состояния в другое осуществляется под воздействием сигнала, поступающего на управляющий вход R из устройств управления. К этому типу коммутационных приборов относятся реле (электромагнитные, герконовые и др.), а также транзисторы, тиратроны и др. На рис. 336, в показано соответственно координатное и символическое изображения прибора типа (IX I).
2. Коммутационные приборы типа (1)(т), имеющие один вход и т выходов (рис. 3.3г, д, e). В таком приборе можно получить соединение входа с любым из и выходов, при этом одновременно может быть установлено только одно соединение. К этому типу коммутационных приборов относятся шаговые искатели.
3. Коммутационные приборы типа (n)(nm), имеющие и входов и nm выходов (рис. 3.3ж, з, и), где каждому входу доступны только и определенных выходов. Такой прибор представляет собой конструктивное объединение и устройств с одним входом и т выходами, т. е. и (к (1Хт). Одновременно в таком приборе может быть установлено п соединений.
К этим приборам относятся , многократные координатные соединители (МКС разных а) к типов) и Родовые соединители. Коммутационные входов и т выходов которых может быть установлено соединение любого из и входов с любым из т выходов, причем одновременно может быть установлено и соединений, если n<m, или т, Рис. 3.3. Типы коммутационных приборов и если n)т. К этому типу их условные изображения: а приборов относятся геркона), б), прибор типа (IXI); а), д), е) прибор типа (IXm); ж), з), и) прибор электронные соедини па (nXnm); к), л), м) прибор типа (nXm). В коммутационном приборе соединение входа с выходом осуществляется через коммутационный элемент, который может быть выполнен в виде металлического контакта (например, контакта реле, контакта между щеткой и ламелью искателя) или в виде электронной схемы, обеспечивающей замкнутое или разомкнутое состояние цепи, которая через нее проходит. На рис. 3.3л показан релейный контакт, посредством которого вход и соединяется с выходом 2. В некоторых случаях для обозначения коммутационного элемента в месте пересечения входа с выходом ставят звездочку, как это показано на рис.3 Условно это место называют точкой коммутации.
Если в точке коммутации устанавливается не один коммутационный элемент, а коммутационная группа из нескольких коммутационных элементов, переключаемых одновременно при установлении соединения между входом и выходом, то проводность коммутационного прибора определяется числом коммутационных элементов в коммутационной группе. Следовательно, проводность линий, подключаемых к входам и выходам коммутационных приборов, не должна превышать проводности прибора.
При образовании коммутационных блоков посредством коммутационных приборов входы и выходы могут меняться местами. Так, в коммутационный прибор типа (1т) можно включить m входов и один выход. В этом случае обозначать прибор на схемах следует как (m)(1). Аналогичным образом можно обозначить прибор типа (пХт) как прибор типа (тХп) и т. п.
3.2. СПОСОБЫ ПОСТРОЕНИЯ КОММУТАЦИОННЫХ БЛОКОВ
Объединяя определенным образом коммутационные приборы, можно получить коммутационные блоки КБ, обладающие теми или иными структурными параметрами. От структурных параметров и их соотношения зависят пропускаемая нагрузка блока и потери сообщения, которые могут иметь место при установлении соединения через данный блок.
При построении коммутационных блоков с требуемыми структурными параметрами из отдельных коммутационных приборов могут выполняться следующие операции: объединение входов, объединение выходов, последовательное соединение коммутационных приборов, т. е. выход одного коммутационного прибора соединяется с входом другого. Коммутационные блоки могут быть построены с использованием одновременно нескольких операций. Иногда требуемые коммутационные блоки получают, выполняя эти операции с входами и выходами одного коммутационного прибора, например МКС.
Рассмотрим подробнее образование блоков. В коммутационном блоке включение выходов по отношению к входам может быть полнодоступным или неполнодоступным.
Полнодоступным включением называется такое, при котором любой вход блока можно соединить с любым свободным выходом. Если вход можно соединить только с определенной частью выходов блока, то такое включение называется неполнодоступным. Число выходов блока, с которыми вход блока может получить соединение, называется доступностью О.
Объединение входов. Коммутационные блоки (и их условные изображения), полученные путем объединения (запараллеливания) входов коммутационных приборов разных типов, показаны на рис. 3.4. При объединении входов двух приборов типа (1 Х1) (рис. 3.4а, б, в) получаем коммутационный блок типа [1)(2], в котором входу будут доступны уже два выхода D2. Параметры коммутационного блока условно будем обозначать в квадратных скобках, где первая цифра означает число входов, а вторая — число выходов. Объединяя входы у соответствующего количества 9 коммутационных приборов данного типа
можем получить коммутационный блок с требуемым числом выходов.
При объединении входов двух коммутационных приборов типа (1)(т) получим коммутационный блок типа (рис. 3.4 г, д, е), в котором вход имеет доступ к 2т выходам (D=2m). При объединении входов двух приборов типа (лепт) коммутационный блок типа [пХ2т] (рис. котором каждый вход имеет доступ к определенным Аналогично объединяя одноименные входы у двух
приборов типа (пКт), получаем коммутационный блок типа (рис. 3.4к, л, м), в котором каждый вход имеет доступ к 2m выходам (0=2m). При изображении коммутационных блоков управляющего входа )т обычно не показывают, если это не нужно при описании действия схемы. Анализируя структуру коммутационных блоков, полученных g 6 путем объединения входов коммутационных приборов, можно сделать вывод, что объединение входов приводит к увеличению доступности D входов по отношению к выходам.
Следовательно, для построения коммутационного блока требуемой доступности а пользованием коммутационных приборов, обладающих меньшей доступностью, необходимо производить объединение входов у соответствующего количества коммутационных приборов, Однако увеличение доступности D путем объединения входов требует увеличения объема оборудования, т. е. увеличения числа коммутационных приборов.
Объединение выходов. На рис. 3.5 показано объединение (запараллеливание) выходов у нескольких коммутационных приборов. Объединяя выходы в группе из А коммутационных приборов,
получаем коммутационный блок, в котором входы всех коммутационных приборов имеют доступ к одной и той же группе выходов. При этом максимальное число одновременных соединений в таком блоке определяется числом выходов, если число входов больше числа выходов, или числом входов, если последних меньше числа выходов.
На рис. 3.6а, б показаны коммутационные блоки, полученные путем объединения входов и выходов нескольких коммутационных приборов. Такое объединение может быть вызвано необходимостью повышения надежности коммутационных блоков за счет
параллельного соединения входа с выходом через разные коммутационные приборы. Если первый коммутационный прибор на рис. 3.ба неисправен, то соединение может быть осуществлено через второй прибор. Причем в зависимости от способа обеспечения надежности могут одновременно работать оба прибора либо только один, при этом второй только в том случае, если первый окажется неисправным.
В рассмотренных коммутационных блоках (см. рис. 3.4, 3.5 и 3.6) соединение между входами блоков и выходами осуществлялось через одну коммутационную точку (коммутационный элемент или коммутационную группу), поэтому такие коммутационные блоки называются однозвенными, так как между входом и выходом при установлении соединения имеется одно звено соединения.
Последовательное приборов. Коммутационные блоки могут быть построены путем последовательного соединения выходов одних коммутационных приборов с входами других, как это показано на рис. 3.7. При последовательном соединении коммутационных приборов увеличивается доступность входов по отношению к выходам блока. Так, если при построении коммутационного блока осуществляется последовательное соединение приборов типа (1-Xm) (рис. 3.7а), то доступность увеличивается от т до и. Аналогичное увеличение доступности имеет место при последовательном соединении приборов типа (n)(nm) (рис. 3.7б) и приборов типа (n)(m) от m до т (рис. 3.7в). В таких блоках вход и выход соединяются через две точки коммутации, между которыми имеется промежуточная линия (ПЛ). Совокупность коммутационных приборов, в которых вход соединяется с промежуточной линией, называют звеном А, а
коммутационных приборов, где промежуточно линия соединяется с выходом блока,— звеном В. Такие блоки получили название двухзвенных блоков (в некоторых литературных источниках их называют двухкаскадными). Поэтому при указании типа блока его характеризуют тремя параметрами: и — число входов, о — число промежуточных линий и т — число выходов. {В более крупных блоках структурные параметры обозначаются прописными буквами, например, N, V, М.) В соответствии с этим двухзвенный блок рис. 3.7в будет иметь следующие структурные параметры [nXuX] )(m'], где v=m, Как видно из сравнения схем рис. 3.7 и рис. 3.4, они обеспечивают увеличение доступности, но в первом случае это достигается объединением входов, а во втором — последовательным соединением коммутационных приборов.
Коммутационные блоки можно строить и на большее число звеньев, соединяя последовательно выходы предыдущего блока с входами последующих. В многозвенных схемах иногда звенья обозначают не заглавными буквами А, В, С, ..., а арабскими 1, 2, 8,... .. или римскими цифрами 1, II. III, ... Из отдельных коммутационных блоков можно строить более сложные коммутационные блоки требуемой структуры для построения коммутационной системы узлов или отдельных ее частей, например ступеней искания. Простейшим коммутационным блоком является коммутатор, представляющий собой однозвенный, полнодоступный коммутационный блок типа [num]. Посредством коммутаторов строят более крупные коммутационные блоки с заданными структурными параметрами.
Коммутатор может быть построен посредством коммутационных приборов разных типов путем объединения входов и выходов, как это показано на рис. 3.8. Для построения коммутатора на и входов и т выходов посредством коммутационных приборов типа (1Х1) потребуется приборов. Для образования и входов у каждой группы из т приборов объединены входы для получения выходов от каждой группы. Одноименные выходы всех групп объединяются для получения m общих выходов из блока рис,3,8а. Для получения коммутатора посредством приборов типа (1Xm) потребуется и приборов, у которых следует объединить одноименные
выходы на рис. 3.8б. Коммутатор на приборах типа (n gnm) получается путем объединения одноименных выходов. Следовательно, коммутатор может быть выполнен на одном приборе (рис. 3.8в). Коммутационный прибор типа (n)(m) по свое структуре является одновременно коммутатором (рис. 3.8г).
3.6. ОДНОЗВЕННЫЕ СТУПЕНИ ИСКАНИЯ:
Ступень линейного искания:
Рассмотрим назначение ступеней искания, их функции на примере АТС, построенной на декадно-шаговых искателях. Посредством декадно-шагового искателя ДШИ-100 можно построить АТС на 100 номеров. Структурная схема такой АТС показана на рис. 3.14. Согласно этой схеме каждая абонентская линия на АТС имеет индивидуальный искатель на 100 линий. Абонентская линия подключается к щеткам своего искателя и, кроме того, заводится на соответствующие контакты всех 100 искателей, установленных на АТС, т. е. все одноименные ламели в одноименных декадах запараллеливаются и подключаются к — соответствующей абонентской линии. Абонентский комплект Af( служит для приема сигнала вызова от абонентского аппарата, а управляющее устройство УУ — для управления работой искателя во время установления соединения, последующего разъединения и возвращения щеток искателя в исходное состояние.
Для установления соединения абонент должен набрать посредством номеронабирателя телефонного аппарата двузначный номер вызываемого абонента (ОО — 99). Импульсы, возникающие при наборе первого знака, воспринимаются подъемным электромагнитом искателя, поднимающим щетки искателя на требуемую декаду, а импульсы набора второго знака номера воспринимаются электромагнитом вращения, поворачивающим щетки искателя до ламели, в которую включена линия вызываемого абонента. Таким образом, оба движения щеток искателя — подъемное и вращательное — осуществляются под управлением номеронабирателя телефонного аппарата абонента. Такое. движение щеток искателя называется вынужденным- движением, а процесс искания линии, при котором -щетки совершают вынужденное движение, называют вынужденным исканием. Следовательно, на АТС, схема которой изображена на рис. 3.14a, искатель отыскивает требуемую абонентскую линию в процессе вынужденного искания. Искатель, в контактное поле которого включаются абонентские линии, называется линейным искателем (ЛИ), а совокупность всех линейных искателей на АТС — ступенью линейного искания, ступень ЛИ
На рис. 3.14б показано упрощенное изображение структуры АТС, на основании которого можно судить о способе включения абонентских линий в приборы АТС. При установлении соединения через ступень ЛИ между ее входом (линией вызывающего абонента) и ее выходом (линией вызываемого абонента) имеется одна точка коммутации (одна точка соединения), потому такие ступени искания называются однозвенными. При такой структурной схеме максимальное количество абонентских линий, включаемых в АТС, определяется емкостью контактного поля искателя.
Ступень предварительного искания
Построение АТС, при котором для каждой абонентской линии устанавливается искатель большой емкости, является не экономичным, поскольку требуется большое количество дорогих искателей. Так, для АТС (рис. 3.14а) их потребуется 100 шт., при этом каждый из них будет иметь весьма малый коэффициент использования. Казалось бы, что при наличии на АТС 100 искателей можно установить 100 соединений. Между тем наибольшее число теоретически возможных одновременных разговоров между 100 абонентами может быть только 50. Однако и такое количество разговоров не имеет места. Наблюдениями установлено, что в зависимости от количества вызовов от абонентов и продолжительности разговоров может потребоваться одновременных соединений порядка 10 — 15% от общего числа абонентов АТС. Поэтому для обслуживания 100 абонентов достаточно иметь 10 — 15 100-линейных искателей. При этом необходимо предусмотреть такой порядок, чтобы любой из искателей, если он свободен, мог быть предоставлен во временное пользование любому абоненту, производящему вызов. Следовательно, необходимо сделать эти искатели приборами коллективного пользования.
Для этого следует иметь дополнительно искатели, которые бы обеспечивали подключение линий вызывающего абонента к свободному в данный момент ЛИ. В качестве дополнительных искателей можно использовать искатели, аналогичные тем, которые применяются в качестве ЛИ. Такие искатели получили название искателей вызова (ИВ). Искатель вызова и линейный искатель образуют шнуровую пару ИВ — ЛИ, подобно шнуровой паре ручного коммутатора. Количество таких пар составляет 10 — 15 от емкости АТС.
Схема АТС, построенная посредством V шнуровых пар ИВ — ЛИ, представлена на рис. 3.15. Абонентская линия многократно включается в поле всех ИВ и ЛИ. Функции ИВ и ЛИ при установлении соединения различны. Процесс установления соединения протекает следующим образом. При снятии абонентом микротелефонной
трубки вызов воспринимается в абонентском комплекте АК. Из А7(-: линия вызывающего абонента отмечается соответствующим потенциалом в поле всех ИВ, и одновременно выдается сигнал в пусковое устройство ПK Последнее приводит в действие свободный ИВ, отыскивающий в своем поле линию вызывающего абонента, к которой через ИВ подключается ЛИ. Из управляющего устройства УУ абонент получает сигнал «Ответ станции>, уведомляющий абонента о том, что приборы АТС готовы к приему информации о номере вызываемого абонента. Далее процесс установления соединения происходит, как в АТС, схема которой изображена на рис. 3.14. Подключение ИВ к линии вызывающего абонента происходит до набора номера, поэтому ИВ совершает свободное движение, т. е. не управляемое непосредственно абонентом. Процесс отыскания линии при этом называется свободным исканием. Поскольку свободное искание осуществляется до набора номера, то его называют предварительным исканием или предысканием. В данном случае применено так называемое обратное предыскания, поскольку процесс протекает в обратном направлении от свободного ЛИ к вызывающему абоненту. Совокупность приборов. осуществляющих предварительное искание, называется ступенью предварительного искания. На рис. 3.15б показано упрощенное изображение функциональной схемы АТС.
Наряду с обратным предысканием используется также прямое предыскание, протекающее от линии вызывающего абонента к ЛИ. В этом случае за каждой абонентской линией закрепляется индивидуальный недорогой шаговый искатель малой емкости (на 10 — 15 линий), называемый предварительным искателем (ПИ) или просто предыскателем, в контактное поле которого включаются выходы к ЛИ.
Схема АТС на 100 номеров с прямым предысканием показана на рис. 3.16а. В качестве ПИ использован искатель типа ШИ-11, а в качестве ЛИ — искатель типа ДШИ-100. Процесс установления соединения протекает следующим образом. При вызове абонентом АТС приходит в движение ПИ, отыскивающий в своем поле выход к свободному в данный момент ЛИ. Из управляющего устройства ЛИ абонент получает сигнал «Ответ станции и приступает к набору номера вызываемого абонента, Далее соединение протекает, как и в предыдущих случаях.
Рассмотренные функциональные схемы АТС без ступени предыскания, со ступенью обратного предыскания и со ступенью прямого предыскания позволяют строить АТС, номерная емкость которых не превышает емкости контактного поля ЛИ.
Преимущество той или иной схемы АТС может быть определено на основе сравнения их экономических и эксплуатационно технических показателей. Экономичность различных схем определяется себестоимостью их эксплуатации и размером капитальных вложений на оборудование.
Сравним рассмотренные выше схемы по величине капиталовложений на АТС емкостью 100 номеров.
Построим графические зависимости стоимости оборудования Q от величины удельной телефонной нагрузки у, создаваемой в ЧНН одной абонентской линией Qf(y).
С целью упрощения расчетов будем учитывать только стоимость искателей. Для схемы рис. 3.14 количество требующихся ЛИ не зависит от нагрузки у, а равно общему числу абонентов АТС, т. е. Ули = 100. Следовательно, стоимость оборудования при стоимости ЛИ, равной Сли, составит Q>= Ули Сли.
Для схемы рис. 3.15 число ЛИ зависит от нагрузки у, и по мере ее возрастания количество ЛИ будет увеличиваться. Количество ЛИ определяется по формуле
где У — общая величина нагрузки от 100 абонентов; у — удельная нагрузка в ЧНН на одну абонентскую линию в эрлангах; N— число абонентов АТС.
Рассмотрим некоторые из них, а именно размер амортизационных отчислений и расходов на текущий и средний ремонт, которые зависят от рис 3.17; сравнение способов срока службы АТС на 100 номеров. В этом смысле лучшей будет схема рис. 3.14, затем рис. 3.16 и потом рис.3.15. Расход электроэнергии для приведения в движение искателей будет наибольшим в АТС рис. 3.15 и наименыпими в АТС рис. 3.14. При оценке способов предыскания в отношении их эксплуатационных свойств следует учитывать время ожидания ответа станции как одно из качественных показателей работы АТС. Это время будет наибольшим при обратном предыскании и наименьшим без предыскания. Однако при прямом предыскании с использованием десяти линейных ПИ время ожидания ответа станции мало и составляет 0,1 — О,2 с, так что оно абонентом практически не замечается. Следовательно, в этом отношении прямое предыскание дает достаточно хорошие качественные показатели.
Ступень группового искания
В предыдущем разделе были рассмотрены функциональные схемы АТС, в которых в качестве основного коммутационного прибора используется столинейный искатель. В силу этого максимальная емкость АТС составляла 100 номеров. Для получения АТС большей емкости можно идти по пути увеличения емкости контакт. ного ноля искателей, применяемых на ступени ЛО. Однако подобный метод увеличения емкости АТС имеет ограниченные возмож. Для схемы рис. 3.16 стоимость оборудования. Из графиков видно, что при малых значениях удельной нагрузки (до у = у,) выгодно применять АТС с обратным предысканием, при значениях у,<у(у, о — вариант с прямым предысканием и только при удельной нагрузке у); — вариант без ступени предыскания. Однако большие удельные нагрузки, при которых выгоден вариант без ступени предыскания, имеют место только на линиях таксофонов, соединительных линиях от УТС, от подстанций и т. д. Следует отметить, что опущенные при расчете факторы (стоимость реле, кабелей и пр.) могут в некоторой степени изменить конкретные результаты расчетов, однако характер кривых рис. 3.17 останется неизменным. Экономичность схемы АТС зависит, так как емкость контактного поля существующих искателей не превышает 500 линий. Дальнейшее увеличение емкости контактного поля искателя вызывает усложнение его конструкции, а следовательно, и увеличение его стоимости. Кроме того, увеличение емкости АТС за счет увеличения емкости искателя вообще не является радикальным решением вопроса, поскольку современные телефонные сети имеют в ряде случаев емкости, превышающие сот- ни тысяч и миллионов номеров. Неограниченное расширение емкости телефонных сетей стало возможным с введением принципа группового искания, сущность которого заключается в следующем. На АТС емкость которой превышает емкость контактного поля искателей, т, е. N)m, где N — емкость АТС, а т — емкость контактного поля искателя, все абонентские линии разбиваются на группы по и линий в каждой. Для выбора группы, в которой находится нужная линия, устанавливаются специальные приборы, называемые групповыми искателями. Рассмотрим принцип группообразования на примере АТС емкостью N=1000 номеров (рис. 3.18a) с применением на ступени
ЛИ ДШИ-100 и ШИ-11 на ступени ПИ. В такой АТС 100 абонент- ских линий разбиваются на к групп по m=100 абонентских линий: к = У/т=1000/100=10. На каждую группу из 100 абонентских линий устанавливают требуемое количество ЛИ. Число ЛИ зависит от нагрузки, потерь и доступности и определяется расчетом. Пусть 1~ли =1(У, р, Р)= 10. Следовательно, на ступени ЛИ получаем десять групп, каждая из которых состоит из десяти ЛИ, в контактное поле которых многократно включено 100 абонентских линий. Для выбора требуемой группы на АТС устанавливаются групповые искатели ГИ, в качестве которых используются ДШИ-100. Нумерация линий на такой АТС трехзначная. Первая цифра требуется для выбора группы (в данном случае сотенной), в которой находится линия вызываемого абонента, а последние две цифры — для выбора требуемой линии в выбранной сотенной группе. Соединение устанавливается следующим образом.
При вызове абонентом станции приходят в движение щетки ПИ, принадлежащего вызывающей линии, и отыскивается свободный групповой искатель ГИ, откуда абоненту посылается сигнал «Ответ станции». Абонент набирает цифру сотен, при этом ГИ совершает вынужденное движение, поднимая щетки на соответствующую набираемой цифре декаду. После этого щетки ГИ совершают вращательное движение в пределах выбранной декады, отыскивая выход к свободному ЛИ. Одноименные контакты одноименных декад всех ГИ соединены между собой многократно. Таким образом, от каждой декады ГИ образуется 10 выходов к ЛИ, обслуживающих 100 абонентских линий соответствующей сотни. Отыскание свободного выхода к ЛИ осуществляется в межсерийном интервале времени между окончанием первой серии и поступлением второй. Далее абонент набирает цифры десятков и единиц, посылая две серии импульсов, которые воспринимаются соответственно подъемным и вращающим электро магнитами JTH, Щетки JTH устанавливаются на ламели ЛИ, в которые включена линия вызываемого абонента. После проверки линий на занятость осуществляется посылка вызова в линию вызываемого абонента, и после ответа абонента устанавливается разговорный тракт. Групповой искатель ГИ совершает вынужденное движение при выборе направления и свободное искание свободного выхода в выбранном направлении,
Анализируя функциональную схему АТС емкостью Л=1ООО номеров, можно видеть, что АТС содержит три ступени искания: ПИ, ГИ, ЛИ, каждая из которых построена из коммутационных блоков различной структуры и емкости с использованием коммутационных приборов типа (1Х10) и (1X100). Ступень ПИ построена из 10 блоков [100Х10), образованных путем объединения выходов коммутационных приборов типа (1Х10). Ступень ГЯ построена на коммутационных приборах типа (1Х 100) и представляет собой коммутационный блок [100Х100]. Поле ступени ГИ разделено на 10 направлений с доступностью в каждом D=10. Ступень ЛИ выполнена на коммутационных приборах типа (1X100) посредством десяти коммутационных блоков [10X100]. Все ступени искания однозвенные. Упрощенное изображение АТС на 1000 номеров приведено на рис. 3.18б.
Для дальнейшего увеличения емкости ATC- следует ввести вторую ступень группового искания. Предельная емкость АТС при этом может быть 10000 номеров. Нумерация абонентских линий должна быть четырехзначной (0000 — 9999). Первая цифра должна поступать на отыскания нужной тысячной группы, вторая — на 11ГИ для отыскания сотенной группы в этой тысяче, и последние две цифры поступают на ЛИ для отыскания линии вызываемого абонента в данной сотенной группе. Функции по отысканию линий полностью совпадают. В обоих приборах подъемные движения вынужденные, а вращательные движения свободные. Дальнейшее увеличение емкости АТС достигается аналогичным образом — введением Ш, ГЧ и т. д. ступеней группового искания и добавлением соответствующих цифр в абонентский номер. При этом каждая ступень ГИ увеличивает емкость АТС Э 10 раз, если используется ДШИ-100. Таким образом, конечная кость с тремя ступенями искания равна 100000 номеров, с четырьмя — 1000000 номеров и т. д.
Для АТСДШ m100, а число направлений на ступени ГИ превышает десяти. На городских телефонных сетях единицей емкости АТС принято считать емкость 10000 номеров. Не этому, если емкость телефонной сети превышает 10000 номеров, те сеть строят районировано, т. е. имеют не одну АТС, а несколько.
На рис. 3.19 показана структура сети с двумя АТС декадно шаговой системы с тремя ступенями группового искания. Предельная емкость сети при наличии 10 АТС составит 100000 номеров, нумерация пятизначная (00900 — 99999). Станции между собой связаны соединительными линиями (СЛ) одностороннего действия по способу с каждой».
Коммутационные системы на различных коммутационных приборах
Коммутационные системы узлов с однозвенными ступенями искания могут быть построены не только на шаговых и декадно-шаговых искателях, но и на коммутационных приборах других типов. На рис. 3.20 приведена КС узла, построенная на машинных искателях,
представляющих собой прибор типа (1Х500). Изображенная АТС так же, как АТС рис. 3.18, имеет одну ступень группового искания, но коммутационные блоки, из которых строятся ступени искания и сами ступени, будут иметь другие структурные параметры, поскольку коммутационный прибор имеет большую ем. кость контактного поля. В схеме рис. 3.20 используется обратное предыскание, поэтому абонентские линии подключаются в поле коммутационных приборов многократно на ступенях ИВ и ЛИ. На ступени ИВ используются 25 коммутационных блоков типа [500 X V ].
На ступени ГИ каждый выход из ступени ИВ заканчивается на входе коммутационного прибора. В машинных искателях поле разбито на 25 групп (рам) по 20 линий в каждой раме. Чтобы любой ГИ мог выбрать любую пятисотенную группу, контактное поле всех ГИ запараллеливаются (соединяются одноименные выходы в одноименных рамах) и образуются 25 направлений. От каждого направления ГИ можно получить 20 выходов, если запараллеливаются одноименные контакты в соответствующей раме, т. е. образуют полнодоступный пучок выходов. Количество ЛИ, которое должно обслуживать пятисотенную абонентскую группу, определяется расчетом и может оказаться большим 20. В таком случае образуется неполнодоступный пучок из V выходов соответствующего направления ГИ к ступени ЛИ. Следовательно, ступень ГИ образована из 25 коммутационных блоков типа [V r Х V] и имеет 25Vr входов и 25Vвыходов. Доступность в каждом направлении ступени IЛ D=20.
Ступень ЛИ образована из 25 коммутационных блоков [VX500] путем объединения выходов у V z приборов. Таким образом, используя коммутационные приборы типа (1X500), получаем КС станции, которая отличается от КС рис. 3.18 емкостью коммутационных блоков на различных ступенях искания и параметрами самих блоков. Максимальная емкость станции при одной ступени группового искания, построенной на коммутационных приборах типа (1X500), составит N=Hm=25 500=12500 номеров, т. е. в 12,5 раз больше, чем в станции, имеющей схему рис. 3.18. Среди еще одну ступень искания, можно увеличить емкость в 25 раз.
Заметим, что в связи с недекадным построением контактного поля искателя и необходимостью машинного привода для приведения щеток искателя в движение, непосредственного управления искателями со стороны абонента не производится. Для этой цели используется специальный прибор, называемый регистром, который принимает от вызывающего абонента адресную информацию о номере вызываемой абонентской линии, запоминает ее и затем посредством управляющих устройств соответствующей ступени искания управляет работой искателя для установления соединения. Искатели на ступени ИВ совершают свободное искание, на ступени ГИ вращательное движение — вынужденное, а радиальное— свободное. На ступени ЛИ оба движения вынужденные, на рис. 3.20б представлена упрощенная структурная схема АТС, построенная на машинных искателях.
Коммутационные системы узлов могут быть также построены с помощью коммутационных приборов типа (1Х1), например посредством реле или электронного прибора. Функциональная схема КС станции (на приборах типа (1X1) емкостью на 1000 номеров с одной ступенью ГИ представлена на рис. 3.21. На ступени ПИ образовано 10 коммутационных блоков [100XVr] путем объединения входов коммутационных приборов типа (1X1) и последующего объединения выходов. Для построения такого блока потребуется 100V< реле, или электронных приборов, например транзисторов. На (1упени ГИ образовано 10, коммутационных блоков типа [V X10V]. Выходы, всех 10 коммутационных блоков типа [VX10V] образуют многократное поле, разделенное на 10 направлений по
выхода в каждом направлении. Следовательно, ступени F И имеют. 10Vi входов и 10V2 выходов. Ступень ЛИ образована на 10 коммутационных блоков типа (УаХ100|.
3.7. МНОГОЗВЕННЫЕ СТУПЕНИ ИСКАНИЯ
Структура многозвенных ступеней искания и их коммутационные параметры
Из анализа структур коммутационных систём (станций, приведенных на рис. 3.18 — 3.20) можно сделать вывод о том, что чем меньше доступность коммутационного прибора (D=m), тем большее число приборов потребуется для построения коммутационно. го блока, имеющего большую доступность. Например, для получения
коммутационного блока на 100 входов, в котором каждому входу будет доступно 100 выходов (D=100), с помощью прибора типа (1Х1), имеющего доступность 0= 1, потребуется 10000 таких приборов (реле, транзисторов и т. д.) рис. 3.22а. Чтобы получить такой же блок посредством МКС, имеющего 10 вертикалей по 10 выходов в каждом, потребуется 1000 МКС, у каждого из которых объединены все входы, а затем объединены одноименные выходы одноименных вертикалей у всех МКС рис. 3.22б; на искателях ДШИ-100 для построения такого блока потребуется 100- приборов. Однако на этих же приборах блок, имеющий 100 входов и 100 выходов, можно построить более экономично, если использовать еще и операцию последовательного соединения коммутационных приборов и коммутационных блоков. Такой блок, построенный на приборах типа (1Х1), показан на рис. 3.23,
а на МКС — на рис. 3.23б. В этих блоках при установлении соединения между входом и выходом коммутация осуществляется в двух местах. Сначала вход. посредством коммутационного прибора, установленного на звене А, соединяется с промежуточной линией, идущей к звену В, затем ПЛ, являющаяся одновременно входом звена В, соединяется с выходом через коммутационный прибор, установленный на звене В. Изменение структуры блока привело к появлению нового параметра, поэтому такие блоки характеризуются тремя параметрами: количеством входов М, промежуточных линий V и выходов М и обозначаются t или [N, V, М].
Для построения таких двухзвенных блоков потребуется значительно меньше коммутационных приборов. Так, для построения коммутационного блока, изображенного на рис. 3.23а, потребуется 1000 реле на звене А и 100 реле на звене В, т. е. всего 1100 реле вместо 10000 в однозвенном блоке (см. рис. 3.22а). Для построения блока в соответствии с рис. 3.23б потребуется 10 МКС на звене А и 10 МКС на звене В, т. е. всего 20 МКС вместо 100, как' это требуется в однозвенном блоке (см. рис. 3.22б). Таким образом, применение двухзвенных блоков вместо однозвенных дает существенное уменьшение количества коммутационных приборов для их построения, а следовательно, снижение стоимости блоков и общих капитальных затрат на построение коммутационного узла. Однако изменение структуры блока с одновременным изменением объема оборудования на их построение привело к изменению возможностей установления соединений между входами и выходами блока. В однозвенных блоках любому входу доступен любой выход, если он в данный момент свободен, т. е. эти блоки являются полнодоступными, в нашем случае D=100. В таких блоках отказ в соединении может наступить, если входов больше, чем выходов, т. е. при соотношении N)N, и все выходы в данный момент заняты. В двухзвенных блоках доступность входов по отношению к выходам не остается постоянной, а изменяется по мере увеличения числа установленных в данном блоке соединений.
Если в блоках рис. 3,23a и б в данный момент нет соединений, то для любого входа, на который поступило требование, доступен любой из 100 выходов через любую из десяти промежуточных линий между звеньями А и В, т. е. D=100. Однако если одно соединение уже установлено, например вход 1 через звено А, ПЛ1, звено В соединен с выходом 1, то для требования, поступившего на вход 100, выходы 2 — 10 будут недоступны, поскольку ПЛ1 уже занята. Такое состояние выходов 2 — 10 называется внутренней блокировкой. Следовательно, для входа 100 доступными будут только 90 выходов (с 11-го по 100-й). В том случае, если абоненту ну» жен вполне определенный, например, выход 2, то он получит отказ в соединении. Если для соединения можно использовать любой свободный выход, то отказа не произойдет и соединение будет установлено, например, через ПЛ2 с выходом 11. При установленных двух соединениях в блоке доступность для входа, по которому поступило новое требование, будет еще меньше и равно 80, потому что две ПЛ уже к этому времени оказались заняты, вследствие чего 18 свободных выходов оказались заблокированными. Если в таком блоке установлено 10 соединений и поступило новое требование, то оно не будет обслужено, поскольку нет свободных ПЛ, хотя в блоке остались свободными еще 90 выходов, тогда как в блоках рис. 3.22 может быть установлено одновременно 100 соединений. Следовательно, доступность в двухзвенном коммутационном блоке меняется от 0 до D<. В блоке рис. 3.23 0=100, а В=О. Такое положение вызывает увеличение отказов в установлении соединений, а следовательно, потерь сообщений, т. е. ухудшается качество обслуживания соединений. Особенно это сказывается, если коммутационный блок работает на ступени линейного искания, где требуется установление соединения к вполне определенной линии, а она в этот момент может быть заблокирована вследствие занятости промежуточной линии. Двухзвенные коммутационные блоки по сравнению с однозвенными обладают меньшей пропускной способностью, т. е. при одинаковых потерях р пропускают меньшую нагрузку У.
Рассмотрим более подробно структуру двухзвенного блока, имеющего N входов, V промежуточных линий и М выходов (см. рис. 3.9а). На звене А образовано коммутаторов, имеющих входов и m> выходов. К выходам коммутаторов звена А подключены промежуточные линии (ПЛ) для связи со входами коммутаторов звена В. На звене В образовано k> коммутаторов, имеющих па входов и m выходов. Число промежуточных линий, связывающих каждый коммутатор звена А с каждым коммутатором звена В, называется связностью блока .
Следовательно, структурными параметрами блока являются:
Между этими параметрами существуют следующие соотношения: Пропускная способность блока, т. е. допустимая нагрузка У при заданных потерях р, в значительной степени определяется соотношением между числом промежуточных линий и входов блока или между числом выходов коммутатора звена А и числом его входов:
Если a)l, то имеет место расширение на звене А, т. е. переход от меньшего числа линий к большему. Если о<1, то 4имеет место сжатие — переход от большего. числа линий к меньшему. Выбор коэффициента о определяется назначением ступени искания, в которой работает коммутационный блок. Как уже было показано, особенностью звеньевых блоков является переменная доступность. При этом число выходов блока, доступных входу, по которому поступил вызов, зависит от состояния того коммутатора звена А, в который включен данный вход. Для второго вызова, поступившего на тот же коммутатор звена А, доступность уменьшится и будет равна D2 —— ив(Ф в — 1), поскольку одна промежуточная линия из данного коммутатора звена А уже занята. Для третьего вызова и т. д. Для послед- него вызова доступность будет минимальной и равной в схемах со сжатием Такое состояние
возникает в том случае, если в коммутаторе звена А число занятых входов равно количеству имеющихся выходов. Тогда для других входов нет доступа к коммутаторам звена В, поскольку все ПЛ из коммутатора звена А уже заняты. Следовательно, потери сообщения в звеньевых. схемах могут возникать не только при занятости всех выходов, как в однозвенных схемах, но и когда заняты все промежуточные линии, доступные данному входу, или свободны промежуточные линии лишь к тем коммутаторам звена В, где заняты все выходы.
Вследствие наличия внутренних блокировок звеньевые блоки при заданных потерях сообщения обладают меньшей пропускной способностью, чем однозвенные полнодоступные блоки с тем же числом входов N и выходов М. Для уменьшения внутренних блокировок в коммутационных блоках используются различные способы в зависимости от того, на какой ступени искания эти блоки установлены: увеличивают число ПЛ между звеньями (увеличивают коэффициент расширения а), производят рациональное включение выходов в направлениях, увеличивают число звеньев соединения, осуществляют обусловленное искание выходов и промежуточных линий, используют транспонирование (перемещенное) включений абонентских линий, перестроение ранее установленных соединений с целью освобождения соединительных путей для нового соединения.
Увеличение числа ПЛ между звеньями А и В уменьшает внутренние блокировки. На рис. 3.24 представлены коммутационные блоки [100X20X100], в которых коэффициенты а увеличены в 2 раза по сравнению со схемами рис. 3.23. Для образования такого блока все входы разбиваются на две группы, каждая из которых обслуживается коммутационным блоком [50X10j. Следовательно, число промежуточных линий будет 20. Эти линии являются входами блоков звена В. Но для их включения необходимо на звене В добавить еще один коммутационный блок [10Х100], Выходы блоков звена В объединяются для подключения 100 общих выходов со звена В. При этом внутренние блокировки будут уменьшаться. Так, при отсутствии соединения в блоке доступность каждого входа по отношению к выходу будет равна 100. Если первый вход звена А соединен с первым выходом звена В через ПЛ1, то при поступлении требования, например, с входа БО доступность станет равной 90, однако, если требование поступило на входы 51 — 100, доступность выходов останется равной 100. Следовательно, в таком блоке, хотя и будут внутренние блокировки, однако они будут меньше, чем в блоках рис. 3.23. Уменьшение внутренних блокировок достигается за счет изменения структурных параметров блока и увеличения числа коммутационных приборов (объединенных в блоки) на звене В
Величина коэффициента п определяется при расчете коммутационного блока.
Рациональное включение выходов в направлениях должно осуществляться на ступенях группового искания. В двухзвенных блоках режим искания влияет на величину внутренних блокировок. При работе блока рис. 3.246 в режиме свободного искания блокировки выходов приведут к отказу в соединениях только в том случае, если в блоке [50X10] звена А установлены 10 соединений. При этом входы, включенные во второй блок звена А, могут получать соединения к заблокированным для первого блока выходам, если в этом блоке число уже установленных соединений не превышает 10. Таким образом, в
рассматриваемом блоке одновременно может быть установлено 20 соединений.
Если данный блок установлен на ступени ГИ, где выходы разбиты на группы, образующие направления, то способ объединения выходов по направлениям оказывает влияние на величину внутренних блокировок. Рассмотрим это на примере рис. 3.24б. В данном коммутационном блоке образуется 10 направлений по 10 выходов в каждом направлении, поэтому объединять выходы в направления можно двумя способами: а) первому направленного предоставлять выходы звена В с 1-ro по 10-й, второму — с 11-го по 20-й и последнему — с 91-го по 100-й; б) первому направлению предоставлять выходы: 1, 11, 21, 81, ..., 91, второму: 2, 12, 28, 88, ..., 98 и десятому: 10, 20. 80, ..., 90, 100. Следовательно, максимальная доступность в каждом направлении для обоих случаев.
При объединении по первому способу (а) для первого вызова, поступившего с входа первого блока звена А (пусть этим входом будет вход 1), требуется установить соединение со свободным выходом в направлении. Для этой цели на звене А должно быть установлено соединение с ПЛ1 и далее на звене В с выходом в первом направлении. Если из того же блока звена А поступают новые требования для установления соединения с вы. ходом в первом направлении, то это требование не, будет удовлетворено, хотя в этом направлении имеется девять свободных выходов, но они заблокированы, так как занята ПЛ1, через которую можно было бы с ними соединяться. Если требование поступает, например, с входа 51 второго блока звена А для соединения с выходом в первом направлении, то это требование будет удовлетворено и соединение будет установлено через ПЛ1Е, например с выходом 2. Однако если теперь поступит требование с входа 100 в том же направлении, то соединение установлено не будет, поскольку оставшиеся восемь выходов будут заблокированы. Следовательно, в каждом направлении одновременно могут быть установлены только два соединения, что приводит к большим внутренним блокировкам.
Рассмотрим второй способ (б) включения выходов в направлениях. Если для входа 1 звена А установлено соединение с выходом 1 в первом направлении звена В через ПЛ 1, то для другого входа, например 50, этого же блока звена А может быть установлено соединение к девяти линиям (11 — 91) через ПЛ2- ПЛ10. Следовательно, второй способ включения входов в направлениях дает существенное уменьшение внутренних блокировок и не требует добавления коммутационного оборудования.
Увеличение числа звеньев является одним из способов уменьшения внутренних блокировок. Если блок, изображенный на рис. 3.246, установлен на ступени ЛИ, то при поступлении вызова на вход звена А его требуется соединить с одним вполне определенным выходом на звене В, например вход 1 звена А может быть соединен с выходом 10 звена В только через ПЛ1. Если после установления данного соединения поступит требование с входа 50 на установление соединения с выходом 2, то оно не может быть установлено, так как занята ПЛ1 и остальные девять выходов будут заблокированы. Следовательно, в режиме линейного искания двухзвенный коммутационный блок будет иметь очень большие внутренние блокировки, поэтому на ступенях линейного искания, как правило, их не применяют. Блокировки можно уменьшить добавлением еще одного звена соединения.
Проиллюстрируем это на примере блока 20Х20Х40Х100, имеющего 20 входов,. 20, 40 и 100 выходов (рис. 3.25а). Рассмотрим сначала два звена этого блока — А и В. Если входы блока включить на звене В, то при установлении соединения, например от входа 1 к выходу 11, будет заниматься ПЛ1 (рис. 3.2563. При этом вход 2 не может быть соединен ни с одним из выходов, находящемся в том же десятке, поскольку соединение можно получить только через ПЛ1, а она уже занята. Такая же ситуация будет сохраняться и для входов 8, 4, 5.
Если еще добавить звено С и входы блока включить не на звено В, а на звено С, то вход 1 (уже на звене С) будет соединен с выходом 11 звена А через ПЛ1 между звеньями С и В и ПЛ1 между звеньями В и А. Благодаря этому вход 2 может получить соединение с любым выходом в этом же десятке через свободные и доступные промежуточные линии между звеньями С и В (6, 7, 8, 11, 12, 17) и между звеньями В и А (11, 21, 31). Каждому входу звена С доступны 10 и 4 HJI». Следовательно, добавление еще одного звена приводит к уменьшению внутренних блокировок, однако требует увеличения коммутационного оборудования. Если данный коммутационный блок выполняется на NKC, то введение звена С требует добавления двух NKC. Аналогичным образом можно строить четырех, пяти и т. д. звенные схемы.
Обусловленное и с к а н и е — это процесс отыскания свободного выхода и одновременно свободных и доступных ПЛ между звеньями, через которые может быть установлено соединение входа с выходом. Процесс соединения предусматривает два этапа искания: свободной и доступной ПЛ и свободного (или требуемого в режиме линейного искания) выхода. Эти этапы выполняются последовательно или одновременно. При последовательном осуществлении этих этапов может быть такая ситуация, когда при наличии свободных выходов может быть получен отказ в установлении соединения. Подтвердим это примером. Предположим, что в коммутационном блоке (см. рис. 3.25б), работающем в режиме группового искания, входу 50 требуется установить соединение со свободным выходом в первом направлении (выходы 1, 11, 21, ..., ш1). При осуществлении первого этапа занимается ПЛ1, однако при выполнении второго этапа оказалось, что ливия 1 занята, следовательно, соединение не сможет быть установлено, хотя в первом направлении все остальные линии (11, ..., 91) могут быть свободными. Поэтому при установлении соединения в звеньевых коммутационных блоках осуществляется обусловленное искание, сущность которого заключается в том, что занимается только та ПЛ, которая в данный момент может быть соединена со свободным выходом. Если выход занят, то данная ПЛ не занимается и отыскивается такая, которая может быть соединена со свободным выходом. Таким образом, обусловленное искание уменьшает количество отказов в соединении, а следовательно, повышает качество обслуживания.
Коммутационная, система с многозвенными ступенями искания
Многозвенные блоки для построения коммутационных систем узлов связи нашли широкое применение в координатных, квазиэлектронных и электронных системах АТС. Рассмотрим построение коммутационной системы координатной АТС, использующей три типа ступеней искания: абонентского, группового и регистрового (рис. 3.26). Ступень абонентского искания АИ при исходящей связь работает в режиме свободного искания, а при входящей — в режиме линейного искания. На ступени группового искания ГИ осуществляется режим группового искания, и на ступени
регистрового искания. РИ — режим свободного- искания. В соответствии с режимами искания выбираются коммутационные блоки для соответствующих ступеней, а в соответствии с емкостью АТС и поступающей нагрузкой определяются количество коммутационных блоков и их структурные параметры.
Ступень АИ при исходящей связи устанавливает соединение абонентской линии со свободным выходом к ступени ГИ через два звена А и В. При входящей связи осуществляется соединение входа с требуемой абонентской линией через. три (или четыре) звена С, В, А. Коммутационный блок ступени АИ представлен на рис. 3.27. На звене А посредством вертикалей емкостью на 20 выходов
строятся коммутационные блоки звена А на 10 входов и 6 выходов [10X6] путем объединения выходов. Во входы вертикален включаются ПЛ к звену В, а в выходы —абонентские линии. Таких блоков устанавливают 10. На звене В образованы коммутационные блоки типа [10Х7] и часть блоков [10Х6], во входы которых включаются ПЛ от звена А, в одну часть выходов— исходящие линии к блоку ГИ, а в другую — ПЛ к звену С.
Блоки звена В образуются путем объединения выходов у се» ми или шести вертикалей. Блоки звена С типа [10Х10] получены путем объединения выходов 10 вертикалей. Во входы блоков включаются внутристанционные линии от блока ГИ, а в выходы — ПЛ к блоку звена В. Все коммутационные блоки звеньев А, В, С полнодоступные. Более подробно схемы группообразования блоков координатных АТС изучаются в гл. 6 и 7 учебника.
3.10. МНОГОКООРДИНАТНЫЕ КОММУТАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Способы разделения каналов в коммутационных системах
В предыдущих разделах рассматривались коммутационные блоки и коммутационные системы с пространственным разделением каналов, причем каждый канал характеризовался только по пространственному признаку, и его местоположение, определялось одной или несколькими координатами, каждая из которых имела только пространственный признак. Однако в технике электросвязи широко используются уплотненные линии связи, в которых: каждый канал характеризуется не только пространственным, но частотным или временным признаком. Так, в системах передачи . с высокочастотным уплотнением (ВЧ) каждый канал характеризуется пространственным признаком (координатой), т. е. принадлежностью канала той или иной уплотненной линии и спектром частот, отведенным для данного канала в уплотненной линии. В системах передачи с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ) каждый канал характеризуется пространственным признаком, характеризующим уплотненную линию, в которой находится канал, и временным положением канала. Следовательно, в этих системах каналы характеризуются признаками (координатами) двух типов) пространственными и частотными, пространственными и временами.
Можно представить системы, в которых разделение каналов осуществляется не по двум, а по трем, четырем и т. д. признакам. Эти же признаки разделения каналов могут использоваться и при построении коммутационных систем коммутационных узлов и станций, предназначенных для коммутации каналов на время передачи информации. Коммутационные системы, в которых канал характеризуется не одним, а несколькими признаками, получили название многокоординатных. Чаще всего в многокоординатных коммутационных системах для разделения каналов используются те же признаки, что и в системах передачи.
В настоящее время находят применение системы передачи с пространственно-частотным и пространственно-временным признаками разделения каналов.
Рассмотрим принципы построения коммутационных блоков, в которых разделение каналов осуществляется по двум признакам) пространственному и временному. На основании этих блоков можно строить коммутационные системы с пространственно-временным способом разделения каналов.
Принцип построения пространственно-временного коммутационного блока
Разделение каналов по времени осуществляется с помощью одного из видов импульсной модуляции, применяемых в технике многоканальных систем связи. При импульсной модуляции (рис. 3.30) сигнал передается не непрерывно, а рядом его дискретных значений (импульсов), по которым на приемном конце сигнал восстанавливается. Мгновенное значение передаваемого сигнала можно отображать различными способами: амплитудой импульса — амплитудно-импульсная модуляция (АИМ), длительностью (шириной) импульса — импульсная модуляция по длительности (ДИМ), положением импульса во времени относительно начальной (тактовой) точки — временная импульсная модуляция (В М) и т. д. При импульсной модуляции частота следования импульсов должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить передачу разговорного спектра без значительных искажений.
Согласно теореме Котельникова сигнал любой формы, являющийся функцией времени с ограниченным спектром частот от 0 до /можно передавать рядом дискретных значений с частотой следования, примерно в 2 раза большей наивысшей частоты передаваемого сигнала
наивысшая частота передаваемого сигнала; частота повторения импульсов.
Период повторения импульсов. Поскольку каждый импульс занимает только часть периода повторений Т имеешься возможность в промежутках между импульсами, несущими информацию о передаваемом сигнале, передать информацию о других сигналах, сдвинутых по времени, что позволяет иметь несколько временных каналов (рис. 3.30б). Каждому каналу присваивается
определенная импульсная последовательность р; с одной и той же частотой следования, но сдвинутая по времени. Так, если считать наивысшей разговорной частотой fД;Д,=3400 Гц, то частоту повторения импульсов следует взять не менее 6800Гц. Примем /„=8,кГц, тогда период повторения будет равен Ти 1/f ~ = 1/8 10а = 125 м кс.
Длительность .импульса зависит от числа разговорных каналов п и определяет время замыкания контакта разговорного тракта. Обычно длительность импульса принимают равной от 0,5 до 10 мкс. Для увеличения переходного затухания между импульсами разных серий делают защитные промежутки т равные т=2,5 мкс, то за период повторения Т=125 мкс можно получить 10 различных каналов.
Если принять частоту следования импульсов f 8 кГц, длительность импульса т=10мкс, длительность защитного промежутка f3 = 2,5 мкс, то за период повторения T = 125 мкс можно получить 10 различных каналов.
Принцип импульсно-временного разделения каналов с модуляцией разговорных токов по амплитуде показан на рис. 3.31. Из
амплитуду несущих импульсов канала пропорционально мгновенным значениям напряжения разговорного тока. Если на приемном конце производится выделение канала с помощью строго синхронизированных импульсов, то может быть осуществлена демодуляция, которая восстановит первоначальный сигнал по дискретным значениям модулированных импульсов. Точность восстановления будет тем больше, чем выше частота следования несущих импульсов.
На рис. 3.32 представлен электронный коммутационный блок на и входов и т выходов. Входами и выходами данного блока являются линии с импульсно-временным уплотнением.
временным способом , линии Х, и каналом р, линии Y необходимо подать на электронный контакт, соединяющий линию У импульсную последовательность, передаваемую первому каналу р1 от импульсного генератора Г. Благодаря этому ЗК будет замыкаться с периодичностью пропускать передаваемую информацию. Подача импульсной последовательности осуществляется управляющим устройством УУ.
Поскольку электронный контакт в разговорном тракте открывается на очень малые промежутки времени, разговорный ток, приходящий на вход, передается на выход в виде импульсов. Для обеспечения неискаженной передачи амплитуда разговорных токов, поступающих на вход должна быть меньше амплитуды импульсов, открывающих контакт. В электронном контакте происходит модуляция импульсов, и на выход поступает последовательность импульсов, модулированных по амплитуде. Для осуществления разговора эту последовательность нужно демодулировать, т. е. выделить из низкочастотную составляющую разговорных токов, поступающих на вход 9К. Демодуляция осуществляется с помощью фильтра нижних частот (ФНЧ), который обычно имеет частоту среза, равную половине частоты повторения импульсов.
Рассмотренный коммутационный блок позволяет осуществлять коммутацию только одинаковых временных каналов входящих и исходящих линий. Если в требуемой исходящей линии нет свободного канала, одинакового с каналом входящей линии, для которого устанавливается соединение, то будет иметь место потеря сообщения. Поэтому данный коммутационный блок по своим свойствам не будет являться коммутатором из-за внутренних блокировок за счет отсутствия свободных синхронных каналов в требуемых линиях.
Коммутационный блок, изображенный на рис. 3.33, позволяет устранять внутренние блокировки и осуществлять коммутацию не только одинаковых, но и разных временных каналов. Для этой- цели из каждой уплотненной линии посредством ЭК подачей временных последовательностей Р1, P ... P, от импульсного генератора
выделяются соответствующие каналы. Каждый ЭК исходящих и входящих линий характеризуется двумя координатами пространственной j или i и временной ; для входящих линий— ЭК а, для исходящих — ЭК .
Для осуществления коммутации разных временных каналов входящих и исходящих линий устанавливаются ЗУ на входящие каналы и пространственный коммутационный блок на входов. Если требуется, например, соединить канал линии Х1 с каналом р, линии У, то управляющее устройство переведет в рабочее положение ЭК благодаря чему информация первого канала линии Х1, пройдя через ЭК», будет записана в ЗУ, а в момент, когда откроется ЭК, линии Y, информация из ЗУ будет передана в канал р, линии У. Таким образом, в данной схеме осуществляется сдвиг информации из временной позиции линии Х1 в позицию р, линии У . Для создания полнодоступного коммутационного блока с пространственно-временной коммутацией потребовалось значительное увеличение объема оборудования. В гл. 10 будут более подробно рассмотрены коммутационные блоки и системы с пространственно-временным разделением каналов.
ГЛАВА 4 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Для управления процессом установления соединений на коммутационных узлах устанавливаются управляющие устройства (УУ). Основными функциями УУ являются:
прием сигналов от абонентских аппаратов или других источников нагрузки. К этим сигналам относятся сигнал вызова абонентом станции, сигналы набора номера (адресная информация), сигнал окончания передачи информации (сигнал отбоя);
распределение принятых сигналов по отдельным функциональным блокам (ФБ) управляющих устройств;
определение состояния коммутационных приборов и линий; определение соединительного пути в КС между входом и требуемым выходом;
включение коммутационных приборов (коммутационных элементов), соответствующих выбранному соединительному пути;
посылка абонентам акустических сигналов о состоянии соединения на его отдельных этапах («Ответ станции», «Занято», «Контроль посылки вызова», «Сигнал посылки вызова»).
Кроме перечисленных основных операций, управляющие устройства в отдельных случаях могут выполнять и другие операции, предусмотренные на том или ином коммутационном узле, например, операции, связанные с приоритетным обслуживанием некоторых групп абонентов, предоставлением дополнительных видов обслуживания, учетом количества и продолжительности переговоров, операции по учету поступающей нагрузки и потерь сообщения и ряд других, связанных с техническим обслуживанием коммутационного узла или станции. Последовательность операций, выполняемых в процессе установления различных видов соединения (внутренних, исходящих, входящих и др.), представляет собой алгоритм или программу работы управляющего устройства.
Управляющие устройства могут быть индивидуальными или общими. В первом случае каждый коммутационный прибор имеет индивидуальное управляющее устройство, осуществляющее управление этим прибором в процессе установления соединения. Такое управляющее устройство занимается на время установления соединения и на время передачи информации между абонентами.
Во втором случае управляющее устройство обслуживает группу:. коммутационных приборов (например, коммутационный блок) и управляет в определенной последовательности работой каждого коммутационного прибора в блоке. Такие УУ занимаются только на время установления соединения.
Количество коммутационных приборов, которое может обслужить одно УУ, зависит от времени работы УУ по установлению соединения и времени работы коммутационных приборов.
В коммутационных узлах и станциях могут использоваться, разные способы управления, отличающиеся друг от друга в основном способом передачи сигналов управления от абонентского аппарата к коммутационным приборам для установления соединений. Различают непосредственное и косвенное (регистровое) управление приборами коммутационной системы узла.
4.2. НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ УПРАВЛЕНИЕ
Непосредственное управление применяется только на АТС (или других коммутационных узлах) с индивидуальными управляющими устройствами для каждого коммутационного прибора. В таких системах абонент посредством набора номера на номеронабирателе телефонного аппарата посылает импульсы в управляющее устройство соответствующего коммутационного прибора. Последний транслирует эти импульсы в приемное устройство коммутационного прибора, благодаря чему процесс коммутации осуществляется одновременно с набором номера.
Принцип непосредственного управления иллюстрируется рис. 4.la для АТСДШ с одной ступенью группового искания. Каждый линейный искатель (ЛИ) имеет индивидуальное управляющее устройство УУ, содержащее некоторое количество реле. На рис. 4.la показаны только те реле УУ, которые непосредственно участвуют в управлении искателем. Процесс установления соединения осуществляется следующим образом. При вызове абонентом станции в УУ срабатывает реле И и переключает свои контакты u l и и2. Контактом и1 замыкается цепь. срабатывания реле О, которое является замедленным на отпускание. Реле О контактом о подготавливает цепь электромагнита ЭМ ЛИ. Во время набора номера в соответствии с набираемой цифрой периодически отпускает реле И и своим контактом и2 замыкает цепь электромагнита ЭМ. Последний, принимая соответствующее количество импульсов, будет перемещать щетки искателя по ламелям контактного поля ЛИ до тех пор, пока щетки J l H не встанут на ламель, номер которой соответствует набранной цифре. Управляющее устройство производит пробу этой линии, и, если она свободна, пробное реле,17 (которое на рис. 4.la не показано) замыкает контакты n I и n2 благодаря чему устанавливается соединение между телефонными аппаратами, вызывающего и вызываемого абонентов и из УУ посылаются вызывной сигнал в аппарат. вызываемого абонента и сигнал контроля посылки вызова в аппаратам
Если на АТС имеется несколько ступеней искания, как казано на рис. 4.1б, то управление коммутационными приборами на соответствующих ступенях производится последовательно по мере набора номера в соответствии с набираемыми цифрами. В АТС с непосредственным управлением УУ сравнительно просты и требуют для своего построения в зависимости от того, на какой ступени искания прибор установлен, от трех до десяти реле.
При косвенном управлении информация о номере вызываемого абонента воспринимается не управляющим устройством, а поступает в специальный прибор, называемый регистром, в котором, фиксируется абонентский номер. Такие системы получили название систем с косвенным или регистровым управлением.
Регистровое управление может использоваться как в системах с индивидуальными, так и общими управляющими устройствами.
На рис, 4.2а представлена структурная схема АТС, имеющая индивидуальные УУ, а на рис. 4.2б — АТС с общими управляющими устройствами. Процесс установления соединения в таких системах протекает следующим образом. Абонентская линия через ступень предварительного и регистрового искания подключается к свободному регистру, откуда абонент получает сигнал «Ответ а станции». Абонент посредством набора номера передает адресную информацию в регистр, где она фиксируется. Далее часть этой информации, необходимая для выбора направления на ступени ГИ, передается быстродействующим способом в УУ первой ступени. Последнее, приняв информацию, устанавливает соединение входа ступени искания с выходом в соответствии с принятой информацией.
Далее регистр посылает таким же образом необходимую адресную информацию в УУ следующей ступени искания (11ГИ), где она используется для установления соединения, например к ступени ЛИ (АИ). Далее регистр посылает адресную информацию в УУ ступени ЛИ {или АИ), которое по принятой информации обеспечивает установление соединения с вызываемой абонентской линией. Регистр выдает в УУ каждой ступени искания число знаков, необходимое для установления соединения на соответствующей ступени искания. После установления соединения с линией вызываемого абонента регистр освобождается и может обслуживать новые соединения. Число регистров рассчитывается в соответствии с нагрузкой, поступающей на них, и принятой нормой потерь сообщения. Следовательно, при регистровом управлении процесс приема информации о номере вызываемого абонента и процесс установления соединений на ступенях искания разделены во времени. Благодаря этому время занятия приборов (кроме ступени II0) не зависит от времени набора номера вызывающим абонентом, как это имеет место при непосредственном управлении.
Регистровое управление по сравнению с непосредственным управлением обеспечивает более широкие возможности при построении сетей связи; позволяет устанавливать соединения между абонентскими линиями сети через различное число ступеней искания при сохранении единой нумерации для абонентских линий. Так, внутристанционные соединения могут устанавливаться через одно число ступеней искания, соединения между абонентскими линиями, включенными в разные станции одного и того же узлового района, — через другое, а соединения между абонентскими линиями, включенными в станции разных узловых районов, — через третье число ступеней искания. При этом число цифр в абонентском номере остается постоянным. Следовательно, при регистровом управлении нет жесткой связи между значностью нумерации абонентских линий и числом ступеней искания, как это имеет место в АТС с непосредственным управлением. Эти возможности, заложенные в регистровых системах, позволяют более экономично строить телефонные сети при сохранении требуемых показателей качества обслуживания соединений.
4.4. СПОСОБЫ УСТАНОВЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИИ
В автоматических системах коммутации используются два способа установления соединений — прямой и обходный. П р я м о й с п о с о б характеризуется тем, что установление соединения через коммутационную ступень происходит одновременно с выбором соединительного пути, так как коммутационный прибор на ступени искания, обеспечивающий соединение входа с требуемым выходом, одновременно выполняет и функции выбора этого выхода. Такой способ установления соединения используется в большинстве систем АТС с электромеханическими искателями, где применяются индивидуальные УУ. Недостатком прямого способа установления соединений является непроизводительное занятие приборов в случае невозможности установления соединения из-за занятости вызываемой абонентской линии на ступени ЛИ или отсутствия свободных линий в направлении на ступени ГИ. Это приводит к дополнительному износу приборов, увеличению длительности занятия приборов и увеличению расхода электроэнергии.
Обходный способ характеризуется тем, что установление соединения через коммутационную систему (или ступень) отделено по времени от процесса выбора соединительного пути. Коммутационный прибор, участвующий в образовании этого пути, выполняет лишь функции установления соединения между входом и. выходом ступени искания, а соединительный путь на ступени искания выбирает управляющее устройство без участия коммутационных приборов. Такой способ управления исключает непроизводительное занятие коммутационных приборов, если на данной ступени искания нет возможности установления соединения из-за занятости линии вызываемого абонента (на ступени ЛИ) или занятости всех линий в направлении (на ступени ГИ). Обходный способ установления соединений широко используется в координатных, квазиэлектронных и электронных системах АТС, где применяются общие УУ.
4.5. СТРУКТУРА УПРАВЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Структура управляющих устройств зависит от структуры коммутационной системы КС, которой управляет УУ, от алгоритма управления, от быстродействия приборов, на которых построены как УУ, так и КС, а также от требований, предъявляемых к качеству обслуживания соединений.
Как уже было сказано ранее, УУ могут быть индивидуальными для каждого коммутационного прибора или общими на группу приборов. Общие УУ могут иметь разную степень централизации и обслуживать коммутационный блок, коммутационную ступень или всю коммутационную систему узла.
И иди виду а льны е УУ применяются в АТС с прямым способом установления соединений. Сложность индивидуального УУ определяется назначением ступени искания, а следовательно, и функциями, выполняемыми коммутационными приборами в процессе установления соединений. Так, в АТСДШ имеется несколько разновидностей ступеней искания, на каждой из которых устанавливаются соответствующие типы индивидуальных УУ. Наиболее простым является УУ для коммутационных приборов, установленных на ступени предварительного искания, более сложными для ступеней группового и линейного искания. Достаточно сказать, что в управляющем устройстве ПИ имеется два реле, 1ГИ — 9 реле, а в ЛИ — 11 реле. Все эти устройства сравнительно просты и предназначены для приема и передачи адресной информации, управления искателями в процессе установления соединения и возвращения их в исходное состояние, посылки акустических и вызывных сигналов (где это необходимо).
Общие УУ на ступенях искания применяются в системах с обходным принципом установления соединения и косвенным (регистровым) управлением и предназначены для обслуживания группы коммутационных приборов. Общие УУ предназначены для приема из регистра и запоминания части адресной информации, обработки этой информации, поиска свободного соединительного пути в требуемом направлении, обеспечения управления коммутационным прибором в процессе установления соединения между входом и выходом ступени. В координатных АТС общие УУ на ступенях искания получили название маркеров.
В зависимости от системы АТС регистры могут использоваться для приема всего номера вызываемого абонента либо только его части. В последнем случае регистры устанавливаются на каждой ступени искания и принимают число цифр абонентского номера,
достаточное для установления соединения на данной ступени искания. В этом случае установление соединения через ступень искания должно осуществляться в межсерийное время, поскольку следующие цифры абонентского номера должны поступать в регистр следующей ступени искания. В этих системах- регистры принимают адресную информацию и передают ее в УУ. Управляющее устройство на основании полученной информации осуществляет поиск соединительного пути между входом ступени искания и вы- ходом и управляет процессом установления соединения через коммутационные приборы данной ступени искания.
В системах с общими регистрами (рис. 4.3) адресная информация принимается и фиксируется полностью и затем по мере установления соединения выдается в УУ на соответствующие ступени
искания. После выдачи последних цифр номера в УУ ступени абонентского искания регистр освобождается.
Основные функции, выполняемые регистрами, заключатся в приеме и запоминании адресной информации, а также передаче ее в процессе установления соединения в УУ различных ступеней искания в объеме, необходимом для выбора требуемого направления на ступенях ГИ и линии вызываемого абонента на ступени абонентского искания. Одновременно регистры обеспечивают кодирование информации, что позволяет использовать способ пере. дачи, удобный для взаимодействия с УУ ступеней искания. Одним из требований к способу передачи информации между регистрами и УУ является быстродействие, поскольку оно может сократить время занятия как самого регистра, так и УУ на ступенях искания.
В зависимости от назначения сетей связи и особенностей их построения (нерайонированные, районированные, с узлами и без узлов) в процессе межстанционных соединений могут участвовать два и более регистра, которые несколько различаются по своим функциям а следовательно, и по структуре, На телефонных сетях применяются абонентские, исходящие, входящие, промежуток нее и кодовые регистры. Включение различных типов регистров представлено на рис. 4.3.
Абонентские регистры АР устанавливаются на исходящем коммутационном узле (станции) и предназначены для приема информации о номере вызываемого абонента, передаваемом вызывающим абонентом путем набора номера на номеронабирателе своего телефонного аппарата. Информация передается импульсами в соответствии с десятичной системой счисления, принятой для нумерации абонентских линий. Абонентские регистры взаимодействуют с управляющими устройствами ступеней искания в процессе установления соединений. Рассмотрим порядок установления внутристанционного соединения на АТС, структурная схема которой представлена на рис. 4.3. При вызове абонентом станции УУ ступени АИ подключает линию вызывающего абонента к свободному исходящему шнуровому комплекту ИШК, который имеет доступ к свободному регистру. Далее УУ ступени РИ подключает свободный абонентский регистр к ИШК и тем самым к линии вызывающего абонента. Из абонентского регистра посылается сигнал «Ответ станции»,. после чего абонент приступает к набору номера, который полностью фиксируется в АР. Крестиками на схеме обозначено число цифр номера, принимаемых регистром.
В рассматриваемой схеме направление на ступени II И определяется по первым двум знакам абонентского номера, поэтому регистр после приема всех знаков номера выдает последовательно информацию о первых двух знаках номера в УУ того блока ступени 1ГИ, ко входу которого подключена через ИШК линия вызывающего абонента. Управляющее устройство IГИ по этой информации определяет направление и свободную линию в этом на- правлении к следующей ступени искания и осуществляет включение коммутационных приборов, через которые устанавливается требуемое соединение. Далее регистр выдает следующий знак номера в УУ блока ступени 111'И. Направление на ступени 1IГИ определяется по одной цифре. Управляющее устройство ступени в соответствии с принятой информацией определяет направление к сотенному блоку абонентского искания. и в этом направлении свободную линию, после чего выдает сигналы на включение коммутационных приборов, которые устанавливают требуемые соединения. Последние две цифры. номера выдаются регистром в УУ блока АИ, которое по этой информации выбирает линию вызываемого абонента. Управляющее устройство ступени АИ производит пробу линии на занятость и, если она свободна, осуществляет подключение этой линии через коммутационные приборы блока АИ, после чего регистр и УУ освобождаются.
Посылка вызывного сигнала в линию вызываемого абонента и сигнала контроля посылки вызова вызывающему абоненту производится из входящего шнурового комплекта ВШК. После ответа вызываемого абонента посылка сигналов прекращается и устанавливается разговорный тракт между абонентскими аппаратами.
Питание микрофонов телефонных аппаратов абонентов, удержание соединения, прием сигнала отбоя от абонентов после окончания разговора и разъединение ранее установленного соединения осуществляются комплектами ИШК и ВШК. Если линия вызываемого абонента включена в другую АТС координатной системы, то абонентский регистр выдает информацию в УУ ступеней искания этой станции и на последней аналогично описанному процессу устанавливается требуемое соединение. Абонентские регистры в случае необходимости могут передавать информацию в исходящие и входящие регистры других станций.
Исходящие регистр ы ИР включаются на выходах исходящей станции или транзитного узла и предназначены для приема информации из абонентского регистра и взаимодействия по межстанционным соединительным линиям с УУ ступеней искания не- однотипных коммутационных станций или узлов. Исходящие регистры используются, например, для организации связи от координатных АТС к АТС декадно-шаговой системы (см. рис. 4.3). Исходящие регистры подключаются к соединительным линиям через подключающие комплекты ПК. После того как УУ ступени II'И выберет направление к АТСДШ и найдет свободную соединительную линию и связанный с ней свободный ИР, информация об остальных цифрах номера из АР передается в исходящий регистр.
Входящие регистры ВР используются при организации входящей связи от станций и узлов других систем, например при связи от АТСДШ к АТС координатной системы, как это показано на рис. 4.3. Входящие регистры могут передавать информацию также в исходящие регистры при транзитной связи. Входящие регистры устанавливаются на подстанциях для организации входящей связи от АТС неоднотипной системы, например на координатной подстанции, включенной в АТСДШ.
П р о м е ж у т о ч н ы е р е г и с т р. ы ПР используются при установлении соединений от АТС к междугородной станции,
К о д о в ы е р е г и с т р ы КР могут устанавливаться на транзитных коммутационных узлах и предназначены для приема от АР, ВР или ИР части номерной информации (кода коммутационного узла), достаточной для выбора требуемого направления а также для взаимодействия z УУ только того транзитного узла, на котором эти регистры установлены.
Среднее время занятия регистров в несколько раз меньше времени занятия коммутационных приборов соединительного тракта (разговорного тракта), так как регистры занимаются только на время приема и запоминания адресной информации и на время установления соединения. Приборы соединительного тракта, кроме того, заняты во время посылки вызова в аппарат вызываемого абонента, если его линия свободна, разговора между абонентами и разъединения установленного соединения. Поэтому регистров требуется меньше, чем соединительных трактов.
Регистры подключаются к соединительным линиям следующими способами: с помощью ступени регистрового искания РИ устройства ЗУ, число которых определяется числом знаков принимаемого 8Л номера, подключающее устройство П, ШК устройство выдачи информации УВИ.
Информация, поступающая от абонентов или из других регистров в виду последовательности импульсов, принимается УПИ и передается в СУ ЦУУ
В зависимости от принятой цифры- счетное устройство устанавливается в
Рис, 4.4. Схема подключения регистров через AC соответствующее состояние и через подключающее устройство П передает информацию о принятой цифре в ЗУ1. После приема первой цифры СУ возвращается в исходное состояние, а подключающее устройство П подключит ЗУ2.
посредством жесткого закрепления регистров за соединительными линиями, например в АТСК за 8 — 12 линиями закрепляются два регистра (рис. 4.3); с помощью основной коммутационной системы (рис. 4.4).
Если подключение регистра осуществляется в межсерийном время, то величина последнего накладывает ограничение на время подключения регистра 4М.
Каждый регистр независимо от типа содержит следующие основные блоки (рис. 4.5): устройство приема информации УПИ счетное устройство СУ, запоминающие для
Вторая серия импульсов через УПИ поступает в СУ, которое принимает эту информацию и через П передает ее в ЗУ2. Следующая серия импульсов поступает в ЗУЗ и т. д. Запоминающие устройства связаны с устройством выдачи информации УВИ. Последнее, получая команды запроса из УУ, последовательно выдает информацию в УУ о требуемых цифрах абонентского номера.
В процессе установления соединений регистры и УУ обмениваются управляющей информацией, необходимой для их взаимо- действия и установления соединений на соответствующих ступенях искания. Регистр выдает в УУ адресную информацию, причем эта информация может выдаваться полностью или по частям по сигналам запроса из УУ. УУ, в свою очередь, посылает в регистр ,управляющие сигналы запроса о передаче следующей цифры, в повторении предыдущей цифры, об изменении способа передачи информации, о необходимости повторения всей переданной информации и т. п.
Информация между регистром и УУ может передаваться разными способами по проводам соединительного тракта (по разговорным проводам) (рис. 4.6а}, многопроводным способом, при котором
между регистром и УУ существуют непосредственные связи (рис. 4.6б). Последний способ может быть использован только при внутристанционных связях между регистром и УУ.
С целью уменьшения времени занятия регистра и УУ информация между регистром и УУ передается в кодированном виде. При этом могут использоваться коды, отличающиеся между собой как различными признаками сигналов, на основе которых построены коды, так и быстродействием.
4.8. СИГНАЛЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЛИНЕЙНЫЕ СИГНАЛЫ
В процессе установления и разъединения соединения происходит обмен информацией между отдельными устройствами, посредством которых устанавливается соединительный тракт- между аппаратами вызывающего и вызываемого абонентов. Обмен информацией осуществляется электрическими сигналами, которые принято разделять на сигналы управления и линейные сигналы.
Для уяснения назначения отдельных видов сигналов рассмотрим алгоритм установления соединения между абонентскими аппаратами телефонной сети. На местных (городских и сельских) телефонных сетях принят единый алгоритм обслуживания поступающего потока вызовов, т. е. одинаковый порядок установления и разъединения соединений между аппаратами вызывающего и вызываемого абонентов.
При вызове абонентом станции сигнал вызова на станцию подается замыканием шлейфа абонентской линии посредством кон- тактов рычажного переключателя РП телефонного аппарата после снятия абонентом микротелефонной трубки (рис. 4.1la). Готовность станции к приему адресной информации сигнализируется акустическим сигналом «Ответ станции», который посылается в телефонный аппарат вызываемого абонента (рис. 4.116). После получения этого сигнала абонент приступает к набору номера с дискового или кнопочного номеронабирателя телефонного аппарата. При наборе номера импульсный контакт ИК номер набирателя периодически размыкает шлейф абонентской линии, благо. даря чему на АТС периодически размыкается цепь импульсного реле 0. Последнее посредством своего контакта и передает информацию в приборы АТС (рис.4.11в). В соответствии с- адресной информацией на АТС устанавливаются требуемые соединения, в результате которых образуется соединительный тракт между аппаратами вызывающего и вызываемого абонентов. Процесс установления соединения, как было ранее рассмотрено, может осуществляться по мере приема адресной информации или он может начаться только после приема всей информации. Это зависит от типов АТС, применяемых на телефонных сетях.
После установления соединения с линией вызываемого абонента происходит проверка ее состояния, поскольку эта линия может быть свободна или занята другим соединением. Если линия вызываемого абонента занята, то в ТА вызывающего абонента из приборов АТС посылается акустический сигнал «Занято», получив
который вызывающий абонент кладет микротелефон на рычаг аппарата, что является сигналом отбоя для АТС. Если линия свободна, то устанавливается соединительный тракт между телефонными аппаратами вызывающего и вызываемого абонентов, после чего в линии абонентов посылаются акустические сигналы: в аппарат вызываемого абонента сигнал «Посылка вызова», а в аппарат вызывающего абонента сигнал «Контроль посылки вызова». Такое состояние соединительного тракта называется предответным состоянием.
Сигналом ответа абонента является замыкание шлейфа абонентской линии при снятии абонентом микротелефонной трубки с рычажного переключателя. После ответа абонента прекращаются сигналы «Посылка вызова» и «Контроль посылки вызова» и соединительный тракт переходит в разговорное состояние (рис. 4.11г) .
После окончания разговора абоненты кладут микротелефонные трубки на рычажные переключатели своих аппаратов, обеспечивая размыкание шлейфа абонентских линий. Это служит сигналом отбоя для приборов АТС. Сигналы отбоя могут поступать неодновременно от вызывающего и вызываемого абонентов. При этом в ТА того абонента, от которого поступил отбойный сигнал, со стороны АТС посылается сигнал «Занято» до тех пор, пока абонент не даст отбой.
Процесс разъединения установленного соединения и возвращения коммутационных приборов в исходное состояние зависит ов системы отбоя, принятой на телефонной сети. При этом следует различать систему отбоя для абонентских линий и систему отбоя для коммутационных приборов. Система отбоя для абонентских линий в зависимости от системы АТС может быть односторонней и двусторонней. При од н ос тор он н е м от 6 о е абонентская линия освобождается после того, как один из абонентов положит микротелефонную трубку на рычажный переключатель ТА, При д в у с т о р о нн е м о т б о е абонентские линии освобождаются только после того, как оба абонента положат микротелефонные трубки на рычажные переключатели своих ТА.
Система отбоя для коммутационных приборов, участвующих в образовании соединительного тракта, зависит от системы АТС и может быть как односторонней, так и двусторонней, т. е. приборы могут освобождаться после одностороннего или двустороннего отбоя со стороны абонентов.
На телефонных сетях применяются следующие системы отбоя.
1. Двусторонний отбой при котором освобождение приборов соединительного тракта осуществляется только после поступления на АТС сигнала отбоя со стороны обоих абонентов. Освобождение каждой абонентской линии при этом зависит от типа АТС и может осуществляться или после отбоя со стороны этой линии, или одновременно с освобождением коммутационных приборов соединительного тракта. Так, в АТС-54 линия вызываемого абонента освобождается после отбоя со стороны этого абонента, а линия вызывающего абонента освобождается одновременно с освобождением приборов соединительного тракта и возвращением их в исходное состояние.
2. Односторонний отбой, при котором осуществляются разъединение соединительного тракта и возвращение коммутационных приборов в исходное состояние после поступления на АТС сигнала отбоя со стороны любого из абонентов, участвующего в соединении. Абоненту, не пославшему сигнал отбоя, посылается сигнал «Занято» из его абонентского комплекта.
3. Односторонний отбой со стороны вызывающего абонента, при котором освобождение приборов соединительного тракта осуществляется по сигналу отбоя только со стороны вызывающего абонента. При отбое со стороны только вызываемого абонента система отбоя для коммутационных приборов является односторонней.
4. Односторонний отбой со стороны вызываемого абонента осуществляется аналогично предыдущему случаю с той лишь разницей, что освобождение коммутационных приборов осуществляется после отбоя со стороны вызываемого абонента.
Процесс установления соединения между абонентами телефонной сети сопровождается передачей различных сигналов в соответствии с этапами этого процесса.
В процессе установления и разъединения соединения между абонентскими аппаратами абоненты посылают на АТС управляющую информацию различного назначения в виде сигналов вызова станции, набора номера вызываемого абонента, ответа вызываемого абонента, отбоя вызывающего и вызываемого абонентов. В свою очередь, со стороны АТС в аппараты абонентов поступает информация об отдельных этапах установления соединения и о результатах выполнения этих этапов.. Вся эта информация поступает в виде электрических сигналов, обладающих. теми или иными электрическими характеристиками.
Из сказанного следует, что процессы установления и разъединения соединений протекают под воздействием ряда электрических сигналов, которые принято называть акустическими сигналами, сигналами управления и линейными сигналами. Акустическими сигналами являются сигналы, посылаемые из приборов АТС в аппарат абонента для информации его об этапах установления соединения. Такими сигналами являются: «Ответ станции», «Посылка вызова», «Контроль посылки вызова» и «Занято».
Для посылки вызова используется переменный ток частотой 25+.5 Гц, который воздействует на звонок телефонного аппарата, извещая вызываемого абонента о поступившем вызове. Первая посылка этого сигнала имеет продолжительность 0,3 с и посылается сразу после образования соединительного тракта. После первой посылки вызова следуют периодические посылки, не продолжительность 1 с интервалами 4 с. Первая посылка вызывного сигнала предусматривается для возможного уменьшения промежутка времени между моментами окончания установления соединения и ответом вызываемого абонента.
Для образования остальных акустических сигналов используется переменный ток тональной частоты 425+25 Гц. Сигналы отличаются между собой длительностью посылок и интервалов между ними. В качестве сигнала «Ответ станции» используется не прерывная посылка. Сигнал «Контроль посылки вызова» имеет длительности посылок и интервалов такие же, как и для вызывного сигнала: 1 с — посылка и 4 с — интервал. Сигнал «Занято» имеет продолжительность посылок и интервалов 1/3 с. Акустические сигналы на АТС вырабатываются сигнально-вызывным устройством СВУ, которое состоит из генератора вызывного (напряжение 100+10 В) и тонального токов и устройства выдержки времени для образования соответствующих посылок и интервалов между ними.
Сигналами управления называют электрические сигналы, под воздействием которых устанавливается соединительный тракт между линиями вызывающего и вызываемого абонентов.
Сигналами управления являются сигналы набора номера вызываемого абонента (адресная информация) и сигналы, обеспечивающие обмен информацией между управляющими устройствами при установлении соединительного тракта, а также между управляющими устройствами и регистрами или комплектами.
Линейными сигналами принято считать электрические сигналы, характеризующие состояние соединительного тракта и его отдельных элементов в процессе установления и разъединения соединения. К линейным сигналам относятся: сигнал контроля исходного состояния и исправности соединительной линии или входа коммутационной системы; сигнал вызова абонентом станции; сигнал занятия входа коммутационной системы; сигнал ответа вызываемого абонента; сигналы отбоя со стороны вызываемого и вызывающего абонентов; сигнал разъединения, обеспечивающий освобождение устройств соединительного тракта.
На районированных телефонных сетях при вызове абонента другой АТС предусматриваются сигналы занятости вызываемой абонентской линии и отдельных участков соединительного тракта, передаваемые на АТС, в которую включена линия вызывающего абонента. На рис. 4.12 показан состав сигналов управления, передаваемых на сетях, оборудованных АТСДШ
Для передачи сигналов управления и линейных сигналов на телефонных сетях используется несколько способов: батарейный, частотный, индуктивный и ряд других. Прием и передача линейных сигналов обеспечиваются шнуровыми комплектами и комплектами соединительных линий.
Шнуровые комплекты ШК предназначены для осуществления питания микрофонов аппаратов вызывающего и вызываемого абонентов, приема и передачи линейных сигналов, передачи акустических сигналов в аппараты вызывающего и вызываемого абонентов, сигнализации при длительном непроизводительном занятии абонентских и соединительных линий. В зависимости от системы АТС ШК выполняют все перечисленные функции или эти функции поделены между двумя шнуровыми комплектами» — исходящим ОШК и входящим ВШК. Исходящий шнуровой комплект через коммутационные приборы подключается к линии вызывающего абонента, а входящий — к линии вызываемого абонента.
Более подробно функции, выполняемые шнуровыми комплектами, изучаются в разделах соответствующих систем АТС.
Комплект соединительных линий КСЛ представляет собой промежуточное согласующее устройство между соединительной линией и входом или выходом коммутационной системы или ее отдельной частью и предназначен для передачи по соединительным линиям линейных сигналов и сигналов управления. Такие комплекты устанавливаются на исходящих и входящих концах соединительных линий, связывающих между собой различные станции (на городских телефонных сетях такими станциями являются районные АТС, узлы исходящего и входящего сообщений, под станции, учрежденческие станции). Тип КСЛ зависит от типа линий и станций, на которых устанавливаются. Комплекта, соединительных линий электромеханических АТС, построенные с помощью реле, называют реле соединительных линий (РСЛ).
Соединительные линии могут быть одностороннего, двустороннего и универсального действия.
Соединительные линии одностороннего действия обслуживают потоки вызовов одного направления (от одной станции к другой). Такие линии между станциями используются в том случае, если емкость пучков этих линий позволяет обеспечить высокое их использование или когда протяженность их невелика. На городских телефонных сетях, как правило, используются соединительные линии одностороннего действия.
Соединительные линии двустороннего действия обслуживают потоки вызовов, поступающих в обоих направлениях (от одной станции к другой и обратно). Соединительные линии универсального действия обслуживают местные вызовы (внутри города или сельского района), а также потоки междугородных вызовов, исходящих от абонентов и входящих к абонентам местных сетей.
Соединительные Линии двустороннего и универсального действия используются в том случае, если линии имеют. значительную протяженность, а пучки — малую емкость.
В качестве соединительных линий на телефонных сетях используются физические двух-, трех и четырехпроводные линии, а также каналы уплотнения. Выбор типа соединительных линий определяется на этапе проектирования отдельных участков телефонной сети и зависит от их протяженности, емкости пучков, а также от требования по обеспечению норм затухания разговорного тракта.
4.9. СПОСОБЫ ОБРАЗОВАНИЯ И ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЛИНЕЙНЫХ СИГНАЛОВ
В процессе установления и разъединения соединительного тракта между телефонными аппаратами вызывающего и вызываемого абонентов передача сигналов управления и линейных сигналов осуществляется в зависимости от вида соединения на разных участках соединительного тракта: ТА вызывающего абонента — АТС внутри АТС1, между АТС1 и АТС2, внутри АТС2, АТС2 — ТА вызываемого абонента.
Сигналы на отдельных участках соединительного тракта отличаются между собой как способом передачи, так и способом кодирования. Сигналы могут передаваться импульсами постоянного тока (батарейный способ), индуктивным способом или переменным током тональной частоты (частотный способ).
Передача сигналов импульсами постоянного тока может осуществляться по проводам а и b соединительного тракта; по искусственной линии, включаемой в средние точки линейных трансформаторов; по специальным проводам многопроводным способом между регистром и УУ.
На рис. 4.13 показаны основные схемы, используемые для образования, передачи и приема сигналов импульсами постоянного тока. Схема рис. 4.13а представляет собой двухпроводную шлейфную схему и применяется в основном при передаче сигналов по абонентским линиям, где адресная информация передается разрывом шлейфа в импульсном контакте (ИК) номеронабирателя.
Схема передачи не требует наличия батареи и заземления в пункте образования сигналов, имеет симметричное построение, обеспечивающее необходимое снижение помех на соседние цепи, и обладает удовлетворительной дальностью действия.
Схема образования и передачи сигналов между приборами отдельных ступеней искания одной или двух АТС представлена на рис. 4.136. Сигналы передаются при размыкании и замыкании контактов а и а> реле А по двум однопроводным цепям в обмотки приемного (импульсного) реле И, получающего питание от станционных батарей двух АТС. Данная схема передачи имеет повышенную дальность действия по сравнению со схемой рис. 4.13a, так как в ней каждая обмотка реле И получает питание от отдельных батарей. Магнитные потоки на линии взаимно компенсируются, что уменьшает помехи. В обмотках реле И эти потоки складываются. Такая схема используется при передаче адресной информации.
На рис. 4.13 в приведена схема, используемая для передачи полярных сигналов. Она создает сигналы постоянного тока одного направления при срабатывании реле А и сигналы другого направления при одновременном срабатывании реле А и реле о. Приемное реле П (поляризованного типа) или электронное приемное устройство в зависимости от направления тока замыкает свои контакты 1 — 2 или 1 — 8.
На рис. 4.13г представлена схема, позволяющая передавать сигналы постоянного тока по двухпроводным линиям, оборудованным трансформаторами. Сигналы передаются реле А, а принимаются реле И, Реле И, сработав от токов, поступающих по проводам и замыкает через дроссель вторичную цепь. Эта схема предназначена для передачи цифровой информации по линиям средней дальности действия. Однако эта схема обладает недостатками. Она оказывает значительное индуктивное воздействие на соседние цепи, поскольку сигналы в обоих проводах линии проходят в одном направлении. Кроме того, в ней станционные приборы (реле) подключаются к линейным обмоткам трансформатора, что нарушает одно из положений техники безопасности, запрещающей иметь непосредственные (гальванические} связи прибора протяженности (для избежания случайных поражений персонала станции электрическим током высокого напряжения).
В рассмотренных схемах дальность действия при передаче сигналов постоянным током зависит от напряжения батареи, чувствительности приемных реле, параметров линии.
На рис. 4.14а представлена схема образования, передачи и приема сигналов индуктивным способом. Процесс передачи сигналов осуществляется следующим образом. Перед началом передачи
в схеме срабатывает реле С (на схеме показаны только его контакты c1 и с2), подключая к линейному трансформатору ИТр1, импульсный трансформатор ИТр. Во время передачи работает реле И, получая соответствующее число импульсов, и своим кон. тактом и создает цепь прохождения постоянного тока в первичной обмотке ИТр. При нарастании тока во вторичной обмотке ИТр индуцируется импульс тока положительного направления, а при убывании — отрицательного {рис. 4.146).
Таким образом, один импульс постоянного тока создает два индуктивных импульса разных направлений. Индуктивные импульсы поступают в линию и на приемном конце воздействуют на приемное реле П. Это реле имеет нейтральную регулировку при отсутствии тока якорь реле остается у того контакта, к которому, он был переброшен последним импульсом. В исходном состоянии реле П контакт 1 — 2 замкнут. В это положение якорь возвращается после окончания каждой передачи специальным импульсам. При поступлении положительного индуктивного импульса якорь реле П перебрасывается в положение, при котором замыкается контакт 1 — 3. Отрицательный индуктивный импульс возвращает якорь реле в исходное положение. Переключая контакты 1 — 2 и i — 3, реле П передает сигналы управления в приборы АТС2 импульсами постоянного тока.
Длительность импульса 4 зависит от времени нахождения в притянутом состоянии якоря реле II (контакты 1 — 3 замкнуты) и определяется интервалом времени между амплитудами импульсов положительного и отрицательного направлений. Отрезок времени между индуктивными импульсами образует паузу 4 между импульсами постоянного тока (I 1 — 3 разомкнуты). Важнейшими параметрами индуктивных импульсов, кроме длительности 4 и t являются амплитуда импульса А, период следования Т и импульсный коэффициент. Эти параметры, в свою очередь, влияют на параметры импульсов постоянного тока, образованных контактами реле П. Из индуктивных импульсов можно образовывать индуктивные сигналы с теми или иными параметрами. Если индуктивный сигнал образуется только одним первичным импульсом постоянного тока (контакты реле 0), то индуктивный положительный импульс отображает начало сигнала; а отрицательный — его конец и, следовательно, промежуток времени между этими импульсами определяет длительность управляющего сигнала 4.
Если индуктивные сигналы образуются серией первичных импульсов постоянного тока, то он будет состоять из нескольких пар положительных и отрицательных индуктивных импульсов и пауз между ними. Дальность передачи индуктивных сигналов зависит от напряжения станционной батареи, электрических параметров цепи, по которой ведется передача сигналов, и чувствительности приемного реле.
Недостатками индуктивного способа передачи являются; необходимость применения обходных устройств при наличии на линиях усилителей тональной частоты, а также сложность передачи индуктивных сигналов по каналам высокочастотного уплотнения. Указанные недостатки ограничивают дальность передачи индуктивных сигналов и исключают применение этого способа передачи на уплотненных линях. Индуктивный способ передачи находит наиболее широкое применение на сельских телефонных сетях. На рис. 4.15а представлена схема образования, передачи и приема тональных сигналов. Для образования тональности сигналов синусоидальной формы служит электронный генератор Г. Тональные сигналы (импульсы) выдаются в линию с помощью контактов импульсного реле И через линейный трансформатор ЛТр1. Импульсное реле работает от управляющих импульсов постоянного тока, причем режим работы импульсного реле, определяемый его временными параметрами 4р и 1 зависит от требуемых временных параметров тональных сигналов. На приемном конце линии тональные сигналы через линейный трансформатор ЛТр2 поступают на вход приемника тональных сигналов ПТС (обычно называемого приемником тонального набора П7Н), который преобразует эти сигналы в сигналы постоянного тока, воздействующие
на приемное реле П. Последнее выдает сигналы постоянного тока в исполнительные цепи.
Тональные сигналы характеризуются параметрами: частотой тока, образующего импульс, и уровнем мощности; паузами между ними; количеством импульсов в сигнале.
Форма тока должна быть строго синусоидальной, исключающей возможность образования гармоник, оказывающих мешающее влияние на соседние цепи.
Тональные сигналы можно передавать по телефонным разговорным каналам, так как разговорные токи и токи. тональных сигналов имеют уровни мощностей и частоты, находящиеся в одних пределах. Тональные сигналы нашли широкое. применение на междугородных сетях и начали широко использоваться на ГТС и СТС в связи с внедрением координатных АТС.
Для передачи сигнала и правильного его распознавания в приемном устройстве он должен содержать определенные отличительные признаки. Такими признаками могут быть: уровень (амплитуда) сигнала; число посылок; длительность посылок; полярность; частота; сдвиг посылок по времени; фаза сигнала; последовательность передачи сигнала, т. е. придание соответствующего значения сигналу в зависимости от этапа соединения, на котором этот сигнал передается. Из этого большого числа признаков наибольшее распространение получили: число посылок, их длительность, полярность, частота, последовательность передачи сигналов, сдвиг посылок во времени.
Сигналы могут передаваться в некодированном и кодированном виде. Система сигналов называется некодированной, если каждому сигналу соответствует определенное значение только одного признака, по которому ведется распознавание сигналов. При передаче сигналов цифровой информации о номере вызываемого абонента каждый сигнал отличается только числом посылок (импульсов), т. е. при наборе цифры 1 передается одна посылка, при наборе цифры 2 — две посылки и т. д. до десяти посылок. При большом числе различных сигналов некодированные системы передачи сигналов неэкономичны, поскольку требуют большого числа значений признака, равного числу передаваемых сигналов. При этом время передачи сигналов также возрастает.
Кодирование сигналов применяется с целью уменьшения времени передачи, повышения надежности и достоверности их распознавания при приеме.
Система сигналов называется кодированной, если каждому сигналу соответствует сочетание (комбинация) различных признаков или нескольких значений одного используемого признака. Совокупность кодовых комбинаций, каждая из которых несет строго рекламированную информацию, образует сигнальный код.
Сигнальные коды различаются: видами токов (постоянный, переменный), образующих элементарные сигналы; параметрами элементарных сигналов (для сигналов переменного тока этими параметрами являются: частота, длительность, уровень мощности, время распознавания); количеством элементарных сигналов в кодовых комбинациях; общим количеством кодовых комбинаций и назначением каждой из них; областью применения.
Элементарные сигналы кодов должны обладать четко выраженными и устойчивыми параметрами, позволяющими легко различать их на приеме. Количество элементарных сигналов в кодовых комбинациях может быть различным. При одинаковом количестве элементарных. сигналов в кодовых комбинациях код называется равномерным, при неодинаковом — неравномерным.
В применяемых кодах для передачи сигналов управления и линейных сигналов предусматривается столько сигналов, сколь- ко требует та или иная система АТС.
Сигнальные коды оценивают следующими показателями: возможным количеством кодовых комбинаций; временем передачей кодовой комбинации; возможностями передачи сигналов по линиям связи различного типа (физическим и уплотненным системами ВЧ или ИКМ); сложностью передающих и приемных устройств; дальностью передачи; помехоустойчивостью; надежностью и способностью к обнаружению и исправлению ошибок в передачах.
Коды, образованные на основе элементарных сигналов постоянного тока, могут быть:
полярно-числовые, у которых элементарные сигналы различаются направлением (полярностью) тока при сохранении постоянных значений амплитуды и временных параметров;
амплитудно-полярные, у которых элементарные сигналы различаются амплитудой и направлением при постоянстве по временных параметров;
импульсно-временные, у которых варьируются временное параметры элементарных сигналов при сохранении неизменными их направления и амплитуды.
Полярно-числовой код, используемый в АТС К-100/2000, приведен в табл. 4.1. Код имеет 10 кодовых комбинаций с числом элементарных сигналов в кодовой комбинации от одного до пяти. Код является неравномерным, так как длительность передачи кодовой комбинации изменяется в зависимости от числа элементарных сигналов от 60 до 300 мс. Код используется для передачи
цифровой информации из регистра в маркер и в обратном направлении из маркера в регистр.
Недостатком данного кода являются его неравномерность невозможность использования на уплотненных линиях, а также линиях, оборудованных усилителями, фильтрами и трансформаторами.
Коды с сигналами постоянного тока не могут иметь высокого быстродействия, так как их передача и прием осуществляются в основном электромеханическими передатчиками и приемниками релейного типа. Кроме того, многоэлементные сигналы выдаются последовательно, что увеличивает время передачи.
Находят широкое применение коды с элементарными сигналами переменного тока тональной частоты. Каждая комбинация многочастотного кода состоит из двух и более элементарных сигналов, имеющих различные частоты. В АТСК применяются много- частотные коды «2 из 5» и «2 из 6», в которых для образования элементарных сигналов используются соответственно пять или шесть различных частот, а для образования кодовой комбинации используют две частоты, что повышает помехоустойчивость кода.
Возможное количество кодовых комбинаций в многочастотных кодах определяется количеством сочетаний
где т — общее число элементарных, сигналов (пять или шесть в рассматриваемых кодах); и — число элементарных сигналов в каждой кодовой комбинации (два в рассматриваемом случае).
Для кода «2 из 5»
Для кода «2 из 6»
Для ускорения передачи частоты, соответствующие каждой кодовой комбинации многочастотного кода, посылаются одновременно, т. е. применяется параллельный способ передачи частот в линию. Длительность сигналов в данном коде составляет в среднем 40 — 50 мс. 'Двухчастотный код «2 из 6» приведен в табл. 4.2. Кодовые комбинации кода «2 из 5» помещены в двойной рамке этой таблицы.
Индексы частот выбраны таким образом, что их сумма дает цифру номера, соответствующую кодовой комбинации (за исключением цифры 0).
Многочастотные коды «2 из 6» и «2 из 5» относятся к само проверяющимся кодам, поскольку они позволяют путем введения на приемном конце несложной релейной схемы выявить ошибки при передаче (например, отсутствие одной из частот). При необходимости можно запросить повторить передачу еще раз. Это позволяет повысить достоверность передачи.
В многочастотном коде используются частоты разговорного спектра, поэтому этот код можно использовать для передачи сигналов по уплотненным линиям. Частоты вырабатываются электронным генератором.
Сигналы кодируются релейными или влек. тронными схемами регистров и маркеров Четырехэлементный двухчастотный код для передачи цифровой информации представлен в табл. 4.3. Длительность передачи всех цифр одинакова, так как для передачи каждого сигнала переда. ются четыре частоты, предусмотренные кодовой комбинацией.
Кодовые комбинации сигналов тональной частоты принимают, декодируют и переводят в сигналы постоянного тока кодовые приемники, принцип действия которых изучается в гл. 6.
Для передачи кодированных сигналов используются следующие способы; «импульсный челнок», «импульсный пакет», «без интервальный импульсный пакет». Передача сигналов способом «импульсный челнок» напоминает прямые и-обратные движения ткацкого челнока и производится следующим образом. Вызывающее устройство (например, регистр) подключается к вызываемому устройству (например, маркеру) и посылает сигнал о готовности к выдаче. информации. Маркер посылает сигнал запроса информации, по которому регистр ее выдает. Далее из маркера вновь поступает сигнал запроса (или подтверждение о приеме информации) и регистр выдает следующую порцию информации и т. д. После выдачи всей информации регистр освобождается. При таком способе повышается достоверность передачи, но одновременно возрастает время передачи. Передача способом «импульсный челнок» применяется на сетях сложной структуры. Этот способ позволяет многообразно использовать накопленную в регистре цифровую информацию. В зависимости от вида команды (сигнала запроса) регистр может выдавать одну или несколько цифр номера, номер полностью, повторять передачу цифр, а также осуществлять выдачу сигналов требуемым кодом.
При необходимости передавать накопленную информацию с повышенной скоростью применяют пакетные способы. При передаче способа «импульсный пакет» накопленные кодовые комбинации следуют одна за другой по одной команде с соблюдением интервалов между кодовыми комбинациями. За время интервала приемное устройство перестраивается на прием очередного сигнала (кодовой комбинации). Способ «без интервальный импульсный пакет» предусматривает передачу всех сигналов (кодовых комбинаций) без интервалов между ними, что значительно уменьшает время передачи информации. Распознавание кодовых комбинаций на приемном конце основано на их смене.
Если в передаваемой информации рядом стоящие кодовые комбинации одинаковы, что затрудняет их распознавание то все четные одинаковые комбинации заменяются сигналом «Повторение». Например, если требуется передать номер 55433336, то при кодировании вместо вторых, четвертых повторяющихся цифр будет передаваться сигнал «Повторение», обозначенный, например к. Тогда передавать кодированным способом будут следующие сигналы: 5х43х3х6.
В регистровых системах передача управляющей информации из регистра в iVcV (маркеры) может осуществляться несколькими способами: многопроводным способом; по проводам а и Ь соединительного тракта; по выделенному индивидуальному или групповому каналу. При многопроводном способе информация передается из регистра по нескольким проводам одновременно. Число проводов, связывающих регистр и приемную часть УУ на соответствующей ступени искания, определяется способом записи адресной информации в регистре (кодировании или декодировании) и количеством цифр, которые требуются передавать в УУ. Если фиксирующие устройства, запоминающие информацию о цифре абонентского номера, построены по десятичной системе, ro между каждым фиксатором регистра и УУ имеется 10 проводов. После поступления команды на выдачу информации рабочий сигнал подается по одному проводу, номер которого будет соответствовать зафиксированной цифре. Если информация о цифре номера в фиксаторе записана в ко . дарованном виде, то число проводов, соединяющих фиксатор регистра с УУ, будет зависеть от принятой системы кодирования. Например, если принят код «2 из 5», то число. проводов от каждого фиксатора уменьшится до 5, а рабочие сигналы после фиксации номера будут появляться на двух проводах в соответствии с кодовой комбинацией, сопоставленной зафиксированной цифре. Многопроводная система передачи сигналов управления имеет высокое быстродействие. Однако этот способ неэкономичен в силу большого числа проводов, по которым передается информация, и применяется только при передаче информации внутри станции.
Передача информации по проводам соединительного тракта не требует дополнительных проводов, поэтому может применяться как при внутристанционных, так и межстанционных соединениях. Время передачи информации будет несколько больше, чем при многопроводном способе, поскольку информация передается последовательно.
В квазиэлектронных АТС наметилась тенденция использования отдельных (сигнальных) каналов для передачи сигналов управлении. Причем сигнальный канал может быть индивидуальным или групповым. Индивидуальный канал для передачи сигналов; управления и линейных сигналов выделяется для каждого телефонного канала вне полосы частот последнего. Основным достоинством индивидуального канала является упрощение приемных устройств за счет устранения влияния разговорных частот. Групповой канал для передачи сигналов является общим для одного или нескольких пучков каналов. Он представляет собой типовой телефонный канал, оборудованный аппаратурой передачи данных, посредством которой и передаются сигналы управления и линейные сигналы. Такой канал получил название общего канала сигнализации (ОКС) или общего канала управления (ОКУ). Этот способ передачи сигналов применяется в новых квазиэлектронных системах АТС, а также на интегральных сетях связи.