Многократные координатнШ соединители

В новом оборудовании АТС, получившем распространение с 40—-50-х годов на вооружение коммутационных систем были приняты так называемые многократные координатные соединители, в которых контакты трения заменены контактами давления.

Чтобы понять принцип действия многократного координатного соединителя^ рассмотрим координатную сетку показанную на рис. И. Каждая из горизонтальных и вертикальных линий изображает пару проводов, идущих к телефонным аппаратам. Все линии перенумерованы, и номеру каждого аппарата соответствует номер линии. Линии имеющие одинаковые номера, соединены друг с другом т. е. идут к одному аппарату (что для упрощения на рисунке не показано). Если в точках пересечения линий (проводов) установить контакты, которые по сигналу соединяли бы горизонтальные провода с вертикальными, то каждый из 100 аппаратов можно соединить с любым другим аппаратом, если будет дана соответствующая команда. Таким образом, для организации соединения надо, во-пер-вых установить во всех точках пересечения линий группы контактов, которые могли бы соединять составляющие их провода, и, во-вторых, создать какое-то устройство,, которое могло бы выборочно (в зависимости от желаемой точки соединения) замыкать эти контакты.

Для этого был создан механический прибор, состоящий из вертикальных и горизонтальных реек, которые с помощью электромагнитов мог^т поворачиваться вокруг своей продольной оси. Эти рейки располагаются вдоль линий координатной сетки. При повороте определенных

горизонтальной и вертикальной реек с помощью специальных штифтов замыкаются контакты той группы, которая расположена на линиях, соответствующих искомому пересечению. Количество групп контактов^ образующих соединение, равно количеству точек пересечения горизонтальных и вертикальных линий координатной сетки, количество же электромагнитов поворачивающих рейки вокруг оси равно количеству горизонтальных и вертикальных линий. Механизм координатного соединителя устроен так, что соединение необходимой группы контактов осуществляется после совместного поворота горизонтальной и вертикальной реек. Однако это соединение не распадается, если горизонтальная рейка вернется в исходное положение. Вертикальная рейка продолжает удерживать соединение до тех пор, пока она сама не будет возвращена в исходное положение.

Такая механическая система позволила использовать горизонтальные рейки для воздействия не на одну, а на две группы контактов, расположенных рядом по вертикали. Для этого горизонтальная рейка устроена так, что она может вращаться вокруг своей продольной оси в двух направлениях. Выбор той или иной группы контактов зависит от того, в каком направлении повернется рейка. С учетом функциональных особенностей реек они, и соответственно управляющие ими электромагниты, называются удерживающими — вертикальные и выбирающими — горизонтальные.

Важнейшей особенностью многократного координатного соединителя является его способность одновременно осуществлять столько соединений, сколько имеется удерживающих (вертикальных) реек. Поэтому он и называется многократным. Напомним, что каждый декадно-шаговый искатель может быть использован каждый раз только под одно соединение.

Однако при создании многократных соединителей сразу же возникла проблема сокращения количества контактов, которые необходимо иметь для соединения друг с другом большого числа линий. Положим, что автоматическая станция должна обслужить 1000 абонентов, линии которых подключены к контактам одного координатного соединителя. Необходимое количество точек соединений легко определяется как 10002=10в. Так как точка соединения — это минимум два провода (а число проводов с учетом четырехпроводного соединения и потребностей в служебных каналах может достигать

шести), речь идет о многих миллионах контактов. Для десятитысячной АТС их потребовались бы уже сотни миллионов.

С целью сокращения этого огромного количества контактов был разработан метод многозвенных коммутационных систем. Идея его заключается в том, что коммутационная система большой емкости (т. е. имеющая много точек соединения), призванная обеспечить возможность соединения большого количества линий, разбивается на несколько систем меньшей емкости, включаемых одновременно или друг за другом в определенном порядке. В этом случае каждое соединение осуществляется через несколько (две, три и более) небольших коммутационных систем, или, как говорят, через два, три и более звена или ступени соединения.

Чтобы понять, в чем смысл такого построения коммутационной системы, рассмотрим АТС на 100 линий. Если использовать однозвенную систему, то для этой АТС потребовалось бы 100x100=10 000 точек соединений (см, рис. И). Если же эту большую систему составить из 30 небольших — каждая размером 10x10 — и соединить их так, как это показано на рис. 12, то, сохраняя общий размер 100 на 100 линий, можно резко уменьшить общее количество точек соединения. При этом в каждом соединении вместо одной точки будет участвовать три, а количество точек соединения, как это легко подсчитать, уменьшается до 3 тыс. Таким образом, количество контактов уменьшилось более чем в 3 раза и при этом любая линия может быть соединена с любой другой линией. Для систем большой емкости используется большее количество ступеней включения, чем достигается еще большая экономия.

Однако такой выигрыш не обходится без потерь. В одно-звенной системе, как это очевидно из рис. 10, любой абонент может соединиться с любым, если, конечно, последний не занят другим соединением. В многозвенной же может создаться такое положение, что с абонентом нельзя соединиться из-за того, что заняты внутренние пути в самой коммутационной системе.

На рис. 12 такая ситуация может сложиться, когда для сокращения необходимого числа точек соединения уменьшается возможное количество внутренних соединений в системе по сравнению с общим количеством возможных вариантов соединений.

Выше было указано, что горизонтальные и вертикальные линии, имеющие один и тот же номер, соединяются друг с другом. Однако, когда создаются сложные системы, содержащие много звеньев, линии, к которым подключен вызывающий аппарат, необходимо отделить от линий, которые подсоединяются к следующему звену по пути организации соединений. Первые называются входящими линиями. В этом плане горизонтальные линии во всех блоках, изображенных на рис. И, — входящие, а вертикальные — исходящие.

Коммутационный блок может быть квадратным, когда количество входящих линий равно количеству исходящих. Однако с целью экономии точек соединения можно сделать блок, имеющий больше входов, чем выходов, — например 20 входов и 10 выходов (20x10). Такой блок осуществляет «концентрацию» нагрузки: при определенном времени занятия линий на входе коэффициент использования исходящих линий будет больше, чем входящих.

Такой способ построения коммутационной системы тоже допустим, так как процесс поступления вызовов^ т. е. требований на соединение, есть процесс случайный и вероятность одновременного поступления многих вызовов мала. Теория телетрафика позволяет на основе изучения характеристик потоков вызовов установить допустимое количество отказов в соединениях за счет уменьшенного количества возможных путей внутри коммутационной системы. Обычно на упрощенных схемах автоматических телефонных станций блоки с равным числом входов и выходов обозначаются квадратом, а блоки-концентраторы — трапецией, символизирующей уменьшение числа линий от входа к выходу.

Из набора большого количества многократных соединителей создаются сложные схемы автоматических телефонных станций различной емкости. Однако в целях унификации элементов координатные соединители имеют весьма небольшую номенклатуру емкостей. Наибольшее распространение получили соединители, имеющие по 20 входов с 10 выходами каждый.

В координатных соединителях установлены надежные контакты давления, что резко снижает шумы, срабатывают они быстрее. Благодаря большим коммутационным возможностям эти соединители нашли широкое применение на АТС, AMTG, других коммутационных станциях и узлах для телефонных, телеграфных сетей связи а также для сетей передачи данных.

Появление координатных соединителей позволило создать коммутационные станции и узлы, в которых поиск соединительного пути осуществляется управляющими устройствами в обход коммутационных приборов.

Для управления работой координатных соединителей на станции имеется комплекс специальных устройств, представляющих группы взаимодействующих между собой реле. По характеру работы они делятся на регистры, которые с помощью специальной ступени искания подключаются к линии приема сигналов от вызывающего абонента, принимают и регистрируют номер вызываемого абонента, и маркеры — определяющие свободные пути для установления соединения,; подающие команды электромагнитам соединителя на основе информации поступающей от регистров.

На рис. 13 показана весьма упрощенная функциональная схема станции, построенной на координатных соединителях. На этой схеме, кроме маркеров, управляющих работой ступеней абонентского,, группового и регистрового искания, имеется еще так называемый шнуровой

комплект,* который обеспечивает питание микрофона абонента, связывает аппарат абонента через регистровую ступень искания с регистром и др.

Когда абонент снимает трубку, маркер, управляющий многократными соединителями ступени абонентского искания, получает от абонента через абонентский комплекс команду — связать абонента со свободным шнуровым комплектом и далее через ступень регистрового искания со свободным регистром. Регистр через регистровую ступень искания, шнуровой комплект, ступень абонентского искания и абонентский комплект посылает абоненту сигнал: ответ станции («готов к приему номера»). Абонент набирает номер, который регистрируется и запоминается регистром.

После того как абонент передал регистру полную информацию, определяющую адрес его соединения, регистр и маркеры начинают организовывать соединение через ступень группового искания, в которой имеется свободный выход на соответствующую линию и далее — соответствующую станцию. Если прямой путь на эту станцию занят,- приборы могут найти свободный путь через соответствующие линейные комплекты, обеспечивающие

взаимодействие линии и станционных приборов. Если вызываемый абонент находится на этой же станции, то организуется внутреннее соединение, входящий путь через ступени группового и абонентского искания.

Процесс организации соединения значительно сложнее, чем это описано выше. Регистры и маркеры на станциях осуществляют сложный процесс взаимодействия друг с другом. Между ними происходит обмен информационными сигналами, для чего используется комплекс генераторов тональной частоты. Различные комбинации частот образуют разные сигналы, воспринимаемые специальными приемниками этих частот. В состав коммутационных станций входит также оборудование контроля за работой станции, для междугородных (а также во многих случаях и для местных) станций — оборудование учета стоимости переговоров и др.

Важно отметить,, что количество приборов, устанавливаемых на станциях зависит как от емкости станции, так и от ожидаемой величины нагрузки. Поскольку регистры заняты только во время организации соединения и отключаются во время разговора, они составляют 2—3% от емкости станции. Шнуровые комплекты,; занятые при организации исходящего вызова и во все время разговора^ составляют уже 8—10% общей емкости. Маркеров существенно меньше, чем регистров, так как вызовы от разных абонентов могут поступать неравномерно^ например от служебных больше, а от квартирных меньше, и в целях равномерной загрузки приборов их включают равномерно в коммутационные блоки ступени абонентского искателя.

На рис. 14 приведена типовая функциональная схема современной координатной телефонной станции, дающая представление о сложности ее коммутационных устройств. На схеме не показан ряд узлов (например маркеры многих соединителей и др.)-

Мы рассказали о принципиальном устройстве коммутационной системы, входящей в состав коммутационной станции или узла. На самом деле такая станция буквально «начинена» сложнейшим оборудованием^ осуществляющим комплекс разнообразных функций. В частности, происходит обмен служебными сигналами как между отдельными блоками станции, так и с абонентами. В процессе установления и разъединения соединения между абонентскими аппаратами абоненты посылают на станцию управляющую информацию различного назначения например^ в виде

сигнала вызова станции (вызывающий абонент снял трубку), набора номера вызываемого абонента,; ответа вызываемого абонента (вызываемый абонент снял трубку), отбоя (один или оба абонента положили трубку). В свою очередь, со стороны станции в аппараты абонентов поступает информация об отдельных этапах установления соединений и результатов выполнения этих этапов (сигнал готовности станции, сигнал занятости и посылки вызова другому абоненту, сигнал посылки вызова). Вся эта информация для абонента проявляется в виде акустических сигналов, на которые он реагирует соответствующим образом.

Есть также сигналы,; управляющие станционными приборами, осуществляющие их взаимодействие как внутри одной станции, так и при организации канала, проходящего через несколько станций и узлов. С помощью этих сигналов осуществляется процесс выбора путей, организации соединений, включение необходимых приборов для удержания соединения, организации разъединения и для~многих других функций, включая проверку работоспособности отдельных узлов аппаратуры.

Передача этих сигналов как внутри станций, так и между разными станциями (которые могут быть рядом, в одном городе, и на расстоянии многих тысяч километров одна от другой) является важнейшей составной частью в комплексе устройств, образующих сеть связи.

Для передачи сигналов между разными станциями приходится создавать специальные каналы. В пределах городов при соединениях АТС друг с другом4*раньше использовались дополнительные (к "основным, несущим информационные сигналы) провода. При междугородной связи сигналы, управляющие взаимодействием станций, расположенных в различных городах, передаются специальными кодами внутри или вне полосы частот разговорного канала. С введением систем импульсно-кодовой модуляции для этой цели используются дополнительные каналы. В последние годы для передачи управляющих сигналов создаются специально выделенные сигнальные сети по типу сетей передачи данных. Создание таких сетей в сочетании с электронной системой коммутации позволило резко сократить время, затрачиваемое на организацию соединений (от нескольких десятков секунд до нескольких секунд).

Автоматические коммутационные станции, построенные с помощью многократных координатных соединителей и реле, нашли широкое применение во всех системах связи. По характеру используемых в них приборов они получили название электромеханических станций, поскольку все процессы в них осуществляются электромеханическими приборами, управляемыми электрическим током. На определенном этапе эти станции удовлетворяли предъявляемым к сетям электросвязи требованиям. Однако повышение требований к ^качеству соединений, необходимость расширения возможностей коммутационных станций и, наконец, достижения в области развития ЭВМ привели к необходимости коренного изменения технического оснащения и построения коммутационных станций.


..Следующая страница->