Сигнализация описывает данные, которые должны быть посланы с сообщением, чтобы гарантировать его доставку в пункт назначения. Простейший пример дает междугородный телефонный вызов:
- тональный сигнал, поступающий к абоненту, сообщает ему о готовности телефонной станции принять информацию для маршрутизации вызова;
- импульсы набора номера или тональные сигналы сообщают станции о том, как маршрутизировать вызов;
- сигналы посылки вызова или сигналы занятости позволяют вызывающему абоненту узнать, в каком состоянии находится вызов или о его прохождении;
- на удаленном конце устанавливаемого соединения вызывной ток сигнализирует телефону вызываемого абонента о входящем вызове.
Информация о маршрутизации вызова должна предоставляться и другим телефонным станциям. Для межстанционной сигнализации может использоваться тот же канал, что и для вызова, но только если сигнальная информация передается до того, как устанавливается сквозное соединение, или если частоты сигнализации передаются вне пределов полосы речевых частот. В системах с цифровым уплотнением каналов, переносящих вызовы, для передачи сигнальной информации используется отдельный канал данных.
Использование отдельного канала данных позволяет предоставлять абонентам дополнительные услуги (изменение маршрута прохождения вызова, идентификация вызывающего абонента, уведомление об освобождении обратным звонком и многие другие).
Для передачи сигналов управления применяются по разговорным проводам многочастотный способ с использованием частот разговорного спектра 700, 900, 1100, 1300, 1500, 1700 Гц; по общему каналу сигнализации — двоичный код. Передача адресной информации на участке абонентской линии может осуществляться частотным способом с использованием двухгруппового кода на частотах: 697, 770, 825, 914 Гц (первая группа) и 1209, 1336, 1477, 1633 Гц (вторая).
Поскольку на отдельных телефонных сетях могут работать одновременно АТС различных систем, возникает необходимость в согласовании их работы, что должно найти отражение в системе сигнализации. При установлении соединения между ТА местной телефонной сети в соединительном тракте может быть разное число АТС и разное число участков соединительных линий в зависимости от структуры сети (нерайонированная, районированная без узлов, районированная с узлами) и от направления соединения (внутреннее, входящее, исходящее, междугородное). Поэтому в систему сигнализации должны входить сигналы, обеспечивающие процесс установления и разъединения соединения на сети соответствующего типа между любыми ТА абонентов сети.
Состав сигналов определяется эксплуатационным процессом, принятым на действующей телефонной сети, а также требованиями, предъявляемыми к современной телефонной сети с учетом ее развития на перспективу.
В третьей главе рассматривается элементная база систем коммутации.
Для осуществления коммутации (соединения) линий (или каналов) и управления процессами установления соединения на АТС применяются коммутационные приборы.
Коммутационным прибором называется устройство, обеспечивающее замыкание, размыкание или переключение электрических цепей, подключенных к его входам и выходам, при поступлении в прибор управляющего сигнала. Замыкание, размыкание и переключение электрических цепей в коммутационном приборе осуществляется коммутационным элементом (КЭ), который в простейшем случае представляет собой один контакт на замыкание.
К коммутационному прибору могут подключаться линии с различной проводностью (двух-, трех- и т. д. проводные), поэтому их коммутация осуществляется несколькими КЭ, объединенными в коммутационную группу, коммутационные элементы которой переключаются одновременно под влиянием поступающего управляющего сигнала.
К электрическим параметрам коммутационных приборов относятся:
— сопротивление коммутационного элемента в разомкнутом (закрытом) состоянии R3 и замкнутом (открытом) состоянии Rо, отношение которых называется коммутационным коэффициентом K= R3/R0;
— время переключения КЭ из одного состояния в другое;
— вносимое затухание в разговорный тракт;
— уровень шумов;
— напряжение питания;
— величина тока, необходимого для переключения КЭ;
— потребляемая мощность.
При электрических расчетах коммутационные приборы оцениваются также и по другим параметрам, таким как сопротивление обмоток, магнитодвижущая сила (МДС) срабатывания, отпускания, удержания и др. [8].
Используемые в настоящее время коммутационные приборы по структурным параметрам можно разделить на четыре типа.
Коммутационные приборы типа (1X1), имеющие один вход и один выход (рисунок 13, а). Число входов и выходов прибора указывается в круглых скобках, где первая цифра — число входов n, а вторая — число выходов m. Прибор имеет два состояния, в одном из которых соединение между входом и выходом отсутствует, а в другом — соединение установлено. Переход коммутационного элемента (или коммутационной группы) из одного состояния в другое осуществляется под воздействием сигнала, поступающего на управляющий вход R из устройства управления. На рисунке 13, а-г приведены условные изображения коммутационного прибора, используемые в технике автоматической коммутации, при этом управляющий вход R указывается, как правило, только на первом типе условного изображения. Если требуется отразить проводность l входов и выходов приборов, то это делается так, как изображено на рисунке 13, а;
Коммутационные приборы типа (1Xm), имеющие один вход n=1 и m выходов (рисунке 13, д-з). В приборе можно установить соединение входа с любым из м выходов, следовательно, доступность прибора D=m. Одновременно в приборе может быть установлено только одно соединение.
а-г — прибор типа (1Х1); д-з — прибор типа (1Хm); и-м — прибор типа n(1Хm); н-р — прибор типа (nХm)
Коммутационные приборы типа n(1Xm), имеющие n входов и nм выходов. Каждому входу из n доступны только m определенных выходов, следовательно, доступность прибора D = m из общего числа выходов nм. В приборе одновременно может быть установлено n соединений;
Коммутационные приборы типа (n x m), имеющие n входов и m выходов. Каждому из n входов доступен любой из m выходов, следовательно, D=m. В приборе одновременно может быть установлено n соединений, если n=m или m соединений, если n>m.
Посредством коммутационных приборов строятся коммутационные блоки, ступени искания и коммутационное поле автоматических телефонных (телеграфных и др.) станций и узлов, управляющие устройства, линейные и служебные комплекты.
Соединения в МКС осуществляются следующим образом. Сначала из управляющего устройства поступает ток в обмотку выбирающего электромагнита ВЭ того горизонтального ряда, в котором находится требуемый выход. После притяжения якоря ВЭ выбирающая рейка ВР поворачивается и все ее выбирающие пальцы устанавливаются против данного ряда контактных групп всех вертикалей МКС. Далее в обмотку УЭ той вертикали, где находится требуемый выход, поступает ток и после притяжения якоря последний зажимает выбирающий палец повернутой ВР (между вертикальной удерживающей планкой ВУП и толкателем контактной группы) и обеспечивает замыкание подвижных пружин контактной группы с неподвижными шинами Ш. В остальных контактных группах данного горизонтального ряда замыканий не произойдет, поскольку в остальных вертикалях УЭ не работают, поэтому МКС одновременно может устанавливать только одно соединение.
После замыкания выбранной контактной группы ВЭ выключается, ВР возвращается в исходное состояние, а УЭ продолжает удерживать в замкнутом состоянии выбранную контактную группу, так как гибкий выбирающий палец остается зажатым.
Контактная группа возвращается в исходное состояние после выключения тока в обмотке УЭ и отпускания его якоря. После установления соединения в МКС могут быть аналогично установлены поочередно другие соединения, но уже через другие вертикали.
Многократные координатные соединители называются двухпозиционными, если для установления соединения требуется срабатывание двух электромагнитов ВЭ и УЭ, и трехпозиционными, если требуется срабатывание трех электромагнитов ВЭ, ПЭ и УЭ.
В отечественных координатах АТС используются пять типов МКС, которые имеют унифицированную конструкцию и одинаковые габаритные размеры (630X213X134 мм).
На рисунке 14, а показаны схема и нумерация контактного поля вертикали двухпозиционного МКС 2X10X6. В неподвижные шины подключается шестипроводный вход вертикали провода а, b, с, d, e, f, а в подвижные пружины — шестипроводные выходы. Счет линий в поле вертикали идет снизу вверх. Схема контактного поля вертикали трехпозиционного МКС 20X20X3 приведена на рисунке 14, б. В такой вертикали число неподвижных шин вдвое больше проводносги вертикали и кроме выбирающих и удерживающих электромагнитов имеются два переключающих электромагнита ПЭ1 и ПЭ2.
На одной горизонтали размещены два трехпроводных выхода, например 1 и 11; 2 и 12; 10 и 20 и т. д. Каждый провод коммутируемой линии (входа) подключается через контакты переключающих электромагнитов ПЭ1 или ПЭ2 к одной из двух неподвижных шин. Для подключения трехпроводного входа, например, к линии 1 должен сработать ВЭ1 и ПЭ1, а затем УЭ данной вертикали. Если нужно подключить вход к выходу 11, то должен сработать ВЭ1 и ПЭ2, а затем УЭ той же вертикали.
При работе МКС его подвижные детали перемещаются на незначительные расстояния и поэтому для коммутации линий требуется небольшое время, соизмеримое со временем срабатывания электромагнитного реле. Время коммутации в МКС составляет tк= tср ВЭ+ tср УЭ+ tопт ВЭ.
Существенными достоинствами МКС являются: хорошее качество контактов, выполненных из благородных металлов (серебра, палладия), высокая надежность, возможность автоматизации технологических процессов при изготовлении МКС.
а) двухпозиционного; б) трёхпозиционного
При установлении соединения, например между входом 4 и выходом 1, в УУ открываются транзисторы Тx4 и Тy1 — через Тx4 подается потенциал земли на горизонтальный провод Х4, а через Тy1 минус на вертикальный провод У1. В результате этого через первую обмотку ГР41 пройдет ток, оно срабатывает и замыкает свои контакты, соединяя провода а и b входа 4 и выхода 1. Через третий контакт подключается вторая обмотка ГР41 (по цепи: минус, провод с4, обмотка II ГР41 контакты реле ГР41, реле О, +) и тем самым обеспечивается удержание реле ГР41 в рабочем состоянии после прекращения управляющего импульса из УУ (закрываются Тx4 и Тy1). Следовательно, такая схема МГС обеспечивает электрическое удержание рабочего состояния герконовых реле. После окончания соединения размыкается контакт реле 01 и реле ГР41 отпускает, размыкая свои контакты.
На рисунке 15 приведена схема включения обмоток многократного ферридового соединителя (МФС) с параметрами n=4, m=4. Схема коммутации проводов разговорного тракта аналогична схеме МГС.
В большинстве электронных соединителей существует гальваническая связь между исполнительными и управляющими цепями, что требует специальных мер для уменьшения влияния цепей управления на разговорный тракт [9].
При построении электронных АТС большой емкости необходимо использовать многозвенные коммутационные поля, поэтому соединительный путь проходит через несколько ЭК, что накладывает ограничения на емкость АТСЭ.
Схема МЭС достаточно проста по устройству. Однако качество ЭК для разговорного тракта с аналоговыми сигналами уступает металлическому контакту реле или искателей, поэтому электронные АТСЭ с пространственным разделением каналов используются только в качестве АТС малой емкости (до 100 линий). Для построения АТСЭ большой емкости используются коммутационные системы с временным разделением каналов в коммутационном поле и импульсным преобразованием речевых сигналов в дискретную форму.
В четвертой главе дается сведения об оконечных устройствах.
Телефонные аппараты классифицируются по назначению, способом электропитания микрофонов, обслуживания вызовов, поступающих на станцию от ТА, конструкции и по схеме включения разговорных приборов в ТА.
По назначению ТА делятся на аппараты общего и специального назначения. К первым относятся аппараты общего пользования и таксофоны, ко вторым — аппараты специального назначения — корабельные (влагонепроницаемые), шахтные (взрывобезопасные), военно-полевые, ТА для группового включения, ТА с запоминающим устройством для возможности сокращенного набора номера, ТА с громкоговорителем и др. К телефонным аппаратам общего назначения предъявляются следующие основные требования: высокое качество приема и передачи информационных адресных и речевых сигналов, прочность, надежность, удобство пользования, невысокая стоимость, технологичность при производстве, эстетическое оформление.
Структурная схема телефонного аппарата показана на рисунке 16. Кроме микрофона и телефона, размещаемых в микротелефонной трубке, к разговорным приборам относится телефонный трансформатор с а=0,44 дБ на f=800 Гц. Телефонный трансформатор разделяет цепи питания микрофона и переменного тока телефона для Предотвращения насыщения магнитной системы телефона и увеличения дальности действия телефонной связи. Схема ТА соединяется с микротелефонной трубкой трехпроводным или четырехпроводным шнуром. Вызывные приборы осуществляют прием вызова. Приборами, воспринимающими вызов, являются поляризованный звонок переменного тока или дифференциальный электромагнитный телефон с рупором. Звонок преобразует электрический ток частотой 25Гц в акустические колебания. Магнитная система и принцип действия поляризованного звонка переменного тока аналогичны магнитной системе и принципу действия электромагнитного телефона с дифференциальной магнитной системой с той лишь разницей, что притяжения якоря то к одному, то к другому сердечнику сопровождаются ударами бойка о звонковые чашки.
Ток чувствительности звонка лежит в пределах 2…3 мА. Обычно звонок регулируется на частоту вызывного тока f=25 Гц.
Номеронабиратель формирует сигналы адресной информации о вызываемой абонентской линии и различных службах телефонной сети, которые передаются на АТС для автоматического управления установлением соединения. Принцип устройства дискового номеронабирателя НД представлен на рисунке 17.
Номеронабиратель состоит из заводного диска 1 с отверстиями и неподвижного диска 2, на котором нанесены цифры 1, 2, …, 9, 0 под соответствующими отверстиями диска 1. На оси 4 диска 1 укреплены конец возвращающей спиральной пружины 3, сегмент 5 для переключения контактных пружин 1…5 и шестеренка 6.
На второй оси 9 размещены шестеренка 7 с собачкой, храповое колесо 8, шестеренка 10 и импульсная звездочка 12, служащая для размыкания контактных пружин 6 и 7. Шестеренка 10 служит для передачи вращения центробежному регулятору скорости 11.
При повороте диска заводится пружина 3, ось 9 при этом остается неподвижной, так как собачка скользит по зубцам храпового колеса, скрепленного с осью 9. После того как абонент, доведя палец до упора 13, отпустит диск, последний под действием пружины 3 возвращается в исходное положение. При этом приходит в движение ось 9, так как теперь собачка упирается в зубцы храпового колеса. Центробежный регулятор обеспечивает постоянство скорости вращения оси. Звездочка 12 при вращении вместе с осью попеременно размыкает и замыкает контактные пружины б и 7 номеронабирателя.
При обратном ходе диска звездочка производит на два размыкания больше чем набранная абонентом цифра. Два последних размыкания шунтируются пружинами 4-5 номеронабирателя, которые размыкаются при заводе диска и замыкаются после создания нужного числа размыканий, что достигается при помощи сегмента 5. Таким образом, интервал времени (межсерийное время) между двумя последовательными наборами цифр удлиняется и составляет примерно 700 мс и обеспечивается устойчивая работа коммутационных приборов АТС.
Таксофоны используются в самых разных местах, начиная от высокодоходного переговорного пункта до редко используемого пункта в сельской местности и телефонного автомата, установленного в помещении абонента для посетителей или клиентов. Модели таксофонов различаются скорее надежностью и сложностью конструкции и их защитой от вандализма, чем принципом работы.
Технические усовершенствования таксофонов касались их основных слабых мест (негибкость работы с монетами, неспособность обрабатывать междугородные и международные вызовы без вмешательства оператора и механическая ненадежность) и оказались возможными благодаря появлению ИС и микропроцессоров.
Модем устанавливается на конце линии передачи данных, чтобы преобразовать последовательный цифровой поток от источника данных в сигналы тональной частоты, пригодные для передачи по телефонной сети (PSTN) На другом конце этой линии модем преобразует сигналы тональной частоты в последовательные двоичные данные для последующей передачи к терминалу данных Модем может работать в одном из трех следующих режимов:
а) Симплекс модем — предназначен только для приема или передачи;
б) Полудуплекс модем — работает и на прием, и на передачу, но поочередно;
в) Дуплекс модем — работает одновременно в обоих направлениях.
Кроме частотной манипуляции FSK используются еще несколько методов модуляции, среди них фазовая манипуляция, относительная фазовая манипуляция, квадратурная амплитудная модуляция и амплитудная модуляция с частично подавленной боковой полосой частот.
Для использования модемов на телефонных линиях необходимо получить разрешение местных властей При этом модем должен обеспечивать электроизоляцию между PSTN и другой аппаратурой с опасным напряжением питания, например напряжением сети 240 В и частотой 50 Гц.
Для соединения модема и абонентских линий применяются два метода В модемах с FSK используются звуковые преобразователи для акустической связи с телефонной трубкой Для других типов модуляции модем может быть связан с телефонным выходом с помощью трансформатора Оба метода обеспечивают достаточно хорошую электрическую изоляцию.
Одной из особенностей МФС является то, что если какие-либо из ферридов до момента включения ИГ находились в рабочем состоянии, то при прохождении импульса тока только через одну обмотку X или Y сердечник перемагничивается, в результате чего контакты этих ферридов размыкаются. Это свойство МФС устраняет опасность двойных соединений, поскольку автоматически обеспечивается установление только одного соединения по любому горизонтальному и вертикальному ряду. Кроме того, в МФС не требуется сигнала для возвращения ферридов в исходное состояние, так как при установлении в вертикалях нового соединения старое автоматически разрушается. Однако это свойство МФС требует записи информации о состоянии входов и выходов МФС в специальном запоминающем устройстве ЗУ, поскольку после окончания соединения феррид некоторое время остается в рабочем состоянии (до установления нового соединения в соответствующих горизонтальном и вертикальном рядах), хотя вход и выход уже считаются свободными и могут заниматься для нового соединения. Следовательно, информация об освобождении входа и выхода должна быть передана в ЗУ управляющего устройства.
В пятой главе рассматривается построение коммутационных полей, узлов.
Основными видами оборудования, определяющими структуру коммутационного узла, являются коммутационное поле КП и управляющее устройство УУ. Рациональное построение КП и УУ позволяет при минимальных затратах оборудования обеспечить требуемое качество обслуживания вызовов. Способ построения КП узла в значительной степени влияет на структуру УУ, которые, в свою очередь, могут оказать воздействие на выбор оптимального варианта построения КП.
Коммутационное поле узла строится обычно из отдельных частей. На рисунке 18 показано КП, состоящее из трех частей а, б, с, в котором осуществляется соединение N входов с М выходами через внутристанционные линии V1 и V2. Во входы и выходы КП включают соответственно входящие и исходящие линии.
В первой части КП (а) осуществляется переход от большого числа входов (например, абонентских линий) N с малым использованием к меньшему числу внутристанционных линий V1 с более высоким использованием, поскольку они являются линиями коллективного пользования для всех N входов и предоставляются последним по мере необходимости в установлении соединения.
В последующей части КП (б) внутристанционные линии V1 коммутируются с V2 и в последней части КП (с) осуществляется переход от V2 внутристанционных линий к требуемому числу выходов М.
Отдельные части КП одновременно с коммутацией линий могут осуществлять еще и дополнительные функции, например, часть КП (а) выполняет функцию сжатия (концентрации), а часть (с) — функцию расширения. Часть (b) в некоторых случаях также может выполнять функции сжатия или расширения в зависимости от расчетного числа линий V1 и V2, которые должны быть в нее включены.
Коммутационные блоки можно строить на коммутационных приборах различных типов. Объединяя определенным образом входы и выходы коммутационных приборов, можно получить коммутационные блоки, обладающие теми или иными структурными параметрами. От структурных параметров и их соотношения зависят пропускная способность блока и потери сообщения, которые могут иметь место при установлении соединения через данный блок [10].
Коммутационные блоки характеризуются следующими структурными параметрами:
— числом входов и выходов; числом промежуточных линий;
— доступностью входов по отношению к выходам;
— числом точек коммутации при установлении в блоке соединения между входом и выходом, т. е. числом звеньев соединения;
— общим числом точек коммутации для построения блока;
— проводностью линий, коммутируемых в блоке;
— числом одновременных соединений в блоке.
Рассмотрим подробнее образование блоков посредством указанных операций. Объединение входов. Коммутационные блоки (и их условные изображения), полученные путем объединения (запараллеливания) входов нескольких коммутационных приборов того или иного типа показаны на рисунке 19. При объединении входов двух приборов типа (1X1) получаем коммутационный блок типа [1×2], в котором входу будут доступны уже два выхода (D = 2). Параметры КБ будем обозначать в квадратных скобках, где первая цифра означает число входов, а вторая — число выходов. Объединяя входы нескольких коммутационных приборов, можно получать коммутационный блок с требуемым числом выходов и требуемой доступностью.
При объединении входов двух коммутационных приборов типа (ixm) получим КБ типа [1х2m] (рисунок 19, д-з), в котором вход имеет доступ к 2т выходам (D = 2m). Объединяя одноименные входы у двух приборов типа n(1xm), получаем К типа [n(1×2m)] (рис.19, и-м), в котором каждый вход имеет доступ к определенным 2m выходам (D = 2m). Если в коммутационном приборе типа n(1xm) объединить все n входов, то получим КБ типа [1xnm], где входу будут доступны все пт выходов (D = nm). Объединяя одноименные входы у двух коммутационных приборов типа (nxm), получаем КБ типа [1×2m] (рисунок 19, н-р), в котором каждый вход имеет доступ к 2m выходам (D = 2m).
Коммутационные поля станций или узлов с пространственным разделением каналов строятся из коммутационных блоков той или иной структуры. Простейшим КБ, используемым для коммутации электрических цепей, является коммутатор. Коммутаторы могут быть построены посредством различных коммутационных приборов, причем в некоторых случаях для построения коммутатора потребуется несколько коммутационных приборов, а иногда на одном коммутационном приборе могут быть построены несколько коммутаторов.
На рисунке 20 показан принцип построения коммутатора на n входов и m выходов на различных коммутационных приборах. Из схемы видно, что для построения коммутатора на реле потребуется nXm реле, на искателях ШИ-11 и ДШИ-100-n искателей, а на одном МКС типа 20X10 можно построить два коммутатора на n=10 входов и m=10 выходов каждый, либо пять коммутаторов с n = 4 и m = 10, либо с другим значением п при условии, что где k — число коммутаторов.
а) реле; б) шаговых искателях; в) декадно-шаговых искателях; г) МКС; д) электронных приборах (транзисторах)
В шестой главе электронного учебника рассматриваются цифровая коммутация.
Из трех основных элементов сети связи (оконечных устройств, средств передачи и систем коммутации) именно системы коммутации являются для пользователя хотя и невидимыми, но вместе с тем и самыми важными с точки зрения предоставления услуг связи. Основной вехой в развитии различных видов обслуживания можно считать 1965 г., когда система коммутации с управлением по записанной программе впервые была введена в эксплуатацию на телефонной сети общего пользования США. Управление по записанной программе предоставляет средства для осуществления многих ранее неизвестных пользователю услуг связи, а также средства, позволяющие значительно упростить организацию эксплуатации систем коммутации и административные функции. В настоящее время значительная часть территории США обслуживается системами коммутации с управлением по записанной программе [11].
С 1978 г. многочисленные телефонные компании США начали внедрение цифровых систем коммутации на уровне оконечных станций, главным образом путем замены более старого декадно-шагового оборудования. Фактически в настоящее время все изготовители коммутационного оборудования в США и в других странах мира либо уже начали, либо объявили о производстве цифровых систем коммутации для последующего их внедрения в качестве оконечных станций.
Поскольку применение цифровых систем коммутации ни на оконечных, ни на междугородных станциях не дает абонентам сети прямой выгоды, то стимулом для разработки цифрового оборудования может служить снижение затрат компаний, занимающихся вопросами эксплуатации, и обслуживания коммутационного оборудования. Это снижение обусловлено уменьшением эксплуатационных затрат, сокращением требуемых для размещения оборудования площадей, простотой наращивания емкости станции, уменьшением затрат на оборудование сопряжения систем коммутации с системами передачи с ВРК и, наконец, постоянно снижающимися затратами на производство.
В противовес сети общего пользования на сетях частного пользования, предназначенных для передачи речевой информации, началось внедрение исключительно цифрового оборудования как систем передачи, так и систем коммутации. В некоторых УТС преобразование в цифровую форму осуществляется в самом телефонном аппарате. Таким образом, эти системы могут быть использованы для эффективной передачи данных, а также для передачи речи. Побудительным мотивом для преобразования речи в цифровую форму в телефонном аппарате не обязательно служит только желание обеспечить цифровую линию связи для передачи данных. Для многих устройств УТС на один телефонный аппарат допускается лишь несколько телефонных проводов. Это серьезно ограничивает установку устройств с многопроводными механическими ключами. В то же время устройства с аналоговыми или электронными ключами значительно снизили требования к монтажу и поэтому могут устанавливаться без слишком больших затрат на перемонтаж.
Наиболее общая функция коммутации сводится к установлению прямых соединений между абонентскими шлейфами на оконечной станции, или между станционными шлейфами на УТС. Для осуществления этих соединении в первую очередь требуется установить соединительный путь через коммутационную систему от линии вызывающего абонента к определенной линии вызываемого абонента. Каждая линия должна быть доступна любой другой. Этот уровень коммутации иногда называют коммутацией линий.
Транзитные соединения требуют установления соединительного пути от определенной входящей (вызывающей) линии к исходящей линии или группе исходящих (соединительных) линий. Обычно бывают доступны более одной исходящих линий. Например, при установлении соединения с группой межстанционных соединительных линий может использоваться любая в этой группе. Следовательно, структура системы при транзитной коммутации может быть упрощена, поскольку существуют альтернативы при выборе исходящей линии. Кроме того, даже нет необходимости в том, чтобы любая исходящая линия была доступна любой входящей. Функции транзитной коммутации должны быть реализованы на всех коммутационных системах телефонной сети. Некоторые системы, такие, как удаленные концентраторы и междугородные или транзитные коммутационные станции, обслуживают только транзитную нагрузку (в частности, не устанавливают местных соединений).
Распределители вызовов часто реализуются на том же самом базовом оборудовании, что и УТС. Однако способ функционирования (программное обеспечение) существенно отличается тем, что при отсутствии прямых путей входящие вызовы могут направляться по обходному пути к любому свободному оператору. Обычно программное обеспечение автоматического распределителя вызовов (АРВ) строится так, чтобы некоторым случайным образом распределять поступающие вызовы среди операторов. Хотя это и не является обязательным требованием того, чтобы каждая входящая линия (или тракт) могла быть соединена с любым оператором, тем не менее распределители вызовов обычно проектируются таким образом, чтобы обеспечить полный доступ к любому оператору. Кроме того, часто желательно, чтобы распределитель вообще работал без блокировок. (Это означает, что независимо от того, какие соединительные пути заняты, новое требование будет обслужено, если только имеется свободный оператор.) [12].
В седьмой главе электронного учебника рассматриваются типы коммутаций. Пространственная коммутация.
Схематически простейшую коммутационную структуру можно представить в виде прямоугольной решетки, составленной из точек коммутации так, как показано на рисунок 21. Эта коммутационная схема может быть использована для соединения любого из N входов с любым из М выходов. Если ко входам и выходам подсоединены двухпроводные цепи, то на каждое соединение требуется только одна точка коммутации.
Прямоугольные решетчатые структуры, составленные из точек коммутации, проектируются таким образом, чтобы обеспечивать только межгрупповые (транзитные) соединения, т. е. соединения одного вида: от группы входов к группе выходов.
В большинстве перечисленных случаев требование обеспечения возможности установления соединения любого входа с любым выходом не является обязательным. Так, в случае, когда число выходов в группе достаточно велико, можно обеспечить каждому входу доступ не ко всем, а лишь к ограниченному числу выходов. В таких случаях говорят об «ограниченной доступности». Переход к схемам с ограниченной доступностью позволяет получить значительную экономию точек коммутации. Для построения схем подключения группы выходов, доступных различным группам входов, разработан метод, который получил название «неполнодоступного включения» (рисунок 22). Заметим, что, если соединение входов с выходами осуществляется продуманно, то отрицательный эффект ограниченной доступности минимизируется.
Коммутационные схемы с неполнодоступным включением выходов часто используются для организации доступа к большим пучкам соединительных линий на электромеханических станциях, где стоимость точки коммутации достаточно высока и размеры отдельных коммутационных модулей ограничены. Неполнодоступное включение используется также на отдельных звеньях коммутации многозвенных коммутационных схем большой емкости, где существует более одного пути к любому заданному выход [13].
Для установления внутригрупповых соединений, т. е. для коммутации шлейф-шлейф, необходимо, чтобы каждая линия из группы могла быть соединена с любой другой из этой группы. Таким образом, для реализации таких соединении необходимо обеспечить выполнение условия полнодоступности любого выхода коммутационной схемы к любому ее выходу. На рисунке 23 приведены две коммутационные структуры, которые можно использовать для установления всех возможных взаимных соединений двухпроводных линий. Пунктирные линии указывают на то, что соответствующие входы к выходы коммутационной схемы, предназначенной для коммутации двухпроводных линий, действительно соединены друг с другом так чтобы обеспечивается двухсторонняя связь по двухпроводным цепям Однако, при описании работы коммутационных схем удобно рассматривать входы и выходы двухпроводных коммутационных схем, как отдельные полюса.
Обе структуры на рисунке 23 позволяют установить любое соединение путем выбора одной точки коммутации. Однако квадратная коммутационная схема, которая называется также двусторонней, позволяет любое соединение устанавливать двумя путями. Например, если требуется соединить входящую линию i с входящей линией j, то соответствующая точка коммутации может быть выбрана либо на пересечении входа i с выходом i либо на пересечении входа j с выходом i. Ради простоты точки коммутации будем обозначать соответственно как (i,j) и (j,i). Обычно включается точка коммутации (i, j), если требует обслуживания вход i, и точка (j,i), если требует обслуживания вход j.
Коммутационные системы для четырехпроводных цепей требуют установления раздельных соединений — для прямой и обратной ветви цепи передачи. Таким образом, при обслуживании каждого требования необходимо устанавливать два различных соединения. На рисунке 24 приведена структура квадратной коммутационной схемы, используемой для установления обоих соединений.
Различие, однако, состоит в том, что соответствующие входы и выходы не соединены с общим двухпроводным входом. Любой вход четырехпроводной коммутационной схемы соединяется с парой проводов, образующих входящее направление передачи, а любой выход соединяется с парой проводов, образующих исходящее направление передачи. При установлении соединения между четырехпроводными цепями i и j в коммутационной схеме должны включаться обе точки коммутации: и (i,j), и (j, i). При реальной работе системы эти две точки коммутации могут включаться согласованно, поэтому их можно выполнить в виде некоторого единого модуля [14].
В восьмой главе рассматриваются коммутационные схемы.
Структура коммутационной схемы ПВП приведена на рисунке 25. Предполагается, что каждая схема пространственной коммутации является однозвенной и неблокирующейся. Для схем большой емкости желательна реализация пространственной коммутации в виде многозвенных схем.
