Коммутационный узел- представляет собой комплекс оборудования, предназначенного для приёма, обработки и распределения поступающей информации. Наиболее типичным примером КУ является коммутационная станция, в которую включаются абонентские и соединительные линии. Для выполнения своих функций КУ должен иметь в своём составе следующие основные блоки:

Коммутационное поле - совокупность коммутационных приборов, с помощью которых обеспечивается соединение включённых в станцию абонентских и соединительных линий.

Управляющее устройство (УУ)- предназначено для управления процессом установления соединений. В его состав входит аппаратура для приёма, формирования и передачи управляющей информации. На основании информации о номере вызываемого абонента или направления связи, принятой от источника вызова, УУ включает соответствующие элементы КП, в результате чего осуществляется соединение между соответствующим входом и выходом.

Коммутационный блок - часть ступени искания, представляющая собой совокупность точек коммутации, обслуживающих определенную группу входов

Блоки соединительных линий (БСЛ), через комплекты соединительных линий которых подключаются соединительные линии связи от других КУ.

Блоки абонентских линий (БАЛ), через абонентские комплекты котрых к станции подключаются абонентские линии.

Коммутационный элемент - элемент, осуществляющий коммутацию в сети связи

Точка коммутации - группа коммутационных элементов, осуществляющих коммутацию одновременно при подаче одного управляющего сигнала

В состав оборудования КУ также входят дополнительные блоки:

Кросс- устройство ввода и вывода линий.

Источники электропитания.

Приборы контроля за работой оборудования.

Приборы учёта параметров нагрузки.

На коммутационных узлах могут устанавливаться соединения следующих видов:

Внутристанционное- соединение осуществляется между абонентами данной телефонной станции;

Исходящее- соединение устанавливается по инициативе абонента данной станции с абонентом другой станции через соединительную линию;

Входящее- соединение устанавливается с абонентом данной станции по вызову, поступившему по соединительной линии от другой станции;

Транзитное- на данной станции коммутируются две соединительные линии с целью соединения абонентов других станций.

Взаимодействие блоков ЦСК можно рассмотреть на примере внутристанционного соединения. Для описания всего процесса обслуживания вызова в упрощенном виде поделим его на пять основных этапов. Для иллюстрации взаимодействия блоков при внутристанционном соединении на рис.2.1 представлена упрощенная структура ЦСК.

Этап 1. Абонент А снимает трубку телефонного аппарата и станция передает сигнал «ответ станции».

После снятия абонентом А трубки СУ определяет факт занятия абонентской линии путем сканирования модулей абонентских линий МАЛ (в абонентском комплекте АК). Затем СУ выдает команду на подключение модуля акустических сигналов (MAC) через цифровое коммутационное поле (коммутируется цифровой тракт в КП). Из модуля акустических сигналов абоненту А подается сигнал «ответ станции» частотой f = 425 Гц.

Рисунок 2.1. Упрощенная структура ЦСК при внутристанционном соединении.

Этап 2. Абонент набирает номер.

При наборе номера точка сканирования в абонентском комплекте абонента А изменяет свое состояние. Эти изменения определяются периферийными устройствами сканирования и передаются в СУ. После приема первого импульса набора номера СУ дает команду на отключение сигнала «ответ станции» из MAC, т.е. передача акустических сигналов через КП прекращается. Номер передается в СУ.

Этап 3. АТС анализирует номер и передает сигналы ПВ и КПВ.

После приема и анализа абонентского номера, СУ определяет по данным, хранящимся в ее памяти, направление связи как внутристанционное и дает команду на включение сигнала посылка вызова (ПВ) из модуля абонентских линий (МАЛ) частотой f=25 Гц абоненту В. Синхронно с сигналом ПВ абоненту А из модуля акустических сигналов (MAC), передается сигнал контроль посылки вызова) КПВ частотой f=425Гц,. MAC подключается через КП по команде из СУ.

Этап 4. Абонент В отвечает и происходит коммутация разговорного соединения.

При ответе абонента В изменяется состояние точки сканирования в его абонентском комплекте. Эта информация поступает в систему управления, которая отключает сигналы ПВ и КПВ и передача акустических сигналов через КП прекращается. Затем СУ коммутирует в КП разговорный тракт и происходит разговор абонентов.

Этап 5. Отбой и разъединение.

Если предположить, что первым положил трубку абонент В, то отбой определяется по изменению состояния точки сканирования в его абонентском комплекте. Эта информация поступает в систему управления, которая дает команду на подключение MAC через КП, т.е. коммутирует соединение акустических сигналов в КП. Из MAC абоненту А подается сигнал «занято», а СУ выдает команду на отключение разговорного соединения в КП. Абонент А кладет трубку. При отбое обоих абонентов система управления дает команду на разрушение соединения акустических сигналов КП, т.е. отключает MAC.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Способы построения сетей связи

Раздел Виды и построение сетей связи.. Способы построения сетей связи.. Структурно топологическое построение сетей связи..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Способы построения сетей связи
Для построения сети связи используются средства передачи и коммутации, которые в совокупности обеспечивают транспортировку информации от одного пользователя к другому. Функции перед

Построение сетей связи
Структурно-топологическое построение сетей связи предполагает моделирование сети, ее представление количественными показателями через соответствующие параметры, а также описание состава, конфигурац

Взаимодействия открытых систем
Связь представляет собой совокупность сетей и служб связи. Служба электросвязи - это комплекс средств, обеспечивающий представление пользователям услуг. Вторичные сети обеспечивают

Иерарахическая связь
Эталонная модель OSI делит проблему перемещения информации между компьютерами через среду сети на семь менее крупных, и следовательно, более легко разрешимых проблем. Каждая из этих семи проблем вы

Сеансовый уровень
Как указывает его название, сеансовый уровень устанавливает, управляет и завершает сеансы взаимодействия между прикладными задачами. Сеансы состоят из диалога между двумя или более объектами предст

Методы коммутации
Коммутация – процесс создания последовательного соединения функциональных единиц, каналов передачи или каналов связи на то время, которое требуется для транспортировки сигналов. Виды комму

Элементы теории телетрафика
В повседневной жизни приходится постоянно сталкиваться с обслуживанием, т. е. удовлетворением некоторых потребностей, и очень часто с очередями, когда обслуживание является массовым. Примерами проц

Математические модели систем распределения информации
Как и любая другая математическая теория, теория телетрафика оперирует не с самими системами распределения информации, а с их математическими моделями. Математическая модель системы распределения и

Основные задачи теории телетрафика
Основная цель теории телетрафика заключается в разработке методов оценки качества функционирования систем распределения информации. В соответствии с этим на первом месте в теории телетрафика стоят

Маршрутизаторы в сетевых технологиях
Объединение нескольких локальных сетей в глобальную WAN сеть происходит с помощью устройств и протоколов сетевого Уровня 3 семиуровневой эталонной модели. Таким образом, если LAN (локальная сеть) о

Принципы маршрутизации. Таблицы маршрутизации
Информационный поток данных, передаваемых с прикладного уровня, на транспортном уровне "нарезается" на сегменты, которые на сетевом уровне снабжаются заголовками и образуют пакет. Заголов

Системы сигнализации
Под сигнализацией в сетях связи понимается совокупность сигналов, передаваемых между элементами сети, и способов их передачи для обеспечения установления и разъединения соединения при обслуж

Основы сигнализации ОКС № 7
Рассмотренные выше системы сигнализации относятся к системам сигнализации по связанному каналу. В них имеется однозначное соответствие друг другу каналов передачи сигнальной и пользовательск

Дискретизация сигнала во времени
В системе передачис временнымразделением каналов (ВРК) исходный непрерывный сигнал каждого канала подвергается преобразованного в последовательность коротких импульсов, закон изменения амплитуды ко

Виды аим модуляции
Различают сигналы АИМ 1-го и 2-го рода. АИМ сигнал 1-го рода является результатом дискретизации непрерывного сигнала на интервалах Котельникова. При этом вершина каждого импульса меняется в соответ

Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция
В ЦСП с ИКМ квантованию и кодированию подвергаются дискретные по времени отсчеты непрерывного сигнала, взятые из условия теоремы Котельникова. Однако такой метод передачи квантованных выборок сигна

Дельта-модуляция
При рассмотрении принципов ИКМ и ДИКМ предполагалось, что период дискретизации выбран в соответствии с теоремой Котельникова: Тд= 1/2Fв. Было выяснено, что некоторые преимущества, которы

Тракт передачи
Данная схема рассчитана на три канала. Разговорный сигнал от абонента в спектре 0,3 – 3,4 кГц поступает на ФНЧ, где происходит его ограничение по спектру, чтобы не было переходных помех с

Кодирующие устройства ЦСП
Наибольшее распространение в системах ВД-ИКМ получили нелинейные кодеры взвешивающего типа с цифровым компандированием эталонов. В таких кодерах характеристика компрессии (экспандирования) не являе

Декодирующие устройства ЦСП
Декодер осуществляет цифро-аналоговое преобразование кодовых групп ИКМ сигнала в АИМ сигнал, т.е. в отсчеты нужной полярности и амплитуды. Принцип построения нелинейного декодера взвешиваю

Структура временного цикла ЦСП
На выходе кодера формируется групповой цифровой сигнал с ИКМ, представляющий собой последовательность восьмиразрядных кодовых комбинаций каналов. В цикле передачи системы помимо информационных симв

Цикловая синхронизация
К системам цикловой синхронизации предъявляются следующие требования: время вхождения в синхронизм при первоначальном включении аппаратуры в работу и время восстановления синхронизма при е

Формирование линейных цифровых сигналов
Искажения импульсных групповых АИМ сигналов при прохождении их через цепи с неравномерными АЧХ возникают и при прохождении группового цифрового сигнала, предоставляющего собой однополярную последов

Регенерация формы цифрового сигнала
Проходя через среду распространения, цифровой сигнала ослабляется и подвергается искажению и воздействию помех, что приводит к изменению случайным образом временных интервалов между импульсами, уме

Ввод дискретной информации в групповой поток
Дискретные сигналы вводятся либо на определенные импульсные позиции, предусмотренные во временном цикле группового потока, либо на временные позиции определенных телефонных каналов, предназначенных

Принцип организации каналов передачи СУВ
Цифровые системы передачи на местных сетях используются для организации соединительных линий (СЛ) между сельскими или городскими АТС, между АТС и АМТС. По СЛ передаются не только ре

Узел коммутации каналов – это ретрансляционная система, устанавливающая по вызову соединение последовательностей каналов между партнерами в течении сеанса. Основная его часть выполняет функции физического уровня и физических процессов, обеспечивающих соединение каналов друг с другом.

Структура основной части узла коммутации каналов:

Рисунок 4.7.

В зависимости от типов физических средств соединения в каналах, подходящих к узлу, протоколы физического уровня могут быть как различными, так и одинаковыми. Кроме основной узел содержит и вспомогательную часть. Ее задачей является управление узлом и взаимодействие с административной системой. Управляющая часть содержит дополнительно уровни 2-7, а также прикладные процессы управления. Эти процессы и уровни располагаются над физическим уровнем основной части узла.

Физические процессы обеспечивают соединение нужных пар каналов. Все логические каналы, подходящие к узлу, используются при передаче данных монопольно.

Узел коммутации пакетов

Узел коммутации пакетов – это ретрансляционная система, распределяющая блоки данных в соответствии с их адресацией.

Узел коммутации пакетов имеет достаточно сложную структуру:

Протоколы на физическом уровне, канальном уровне и сетевом уровне могут быть как одинаковыми, так и различными. Вместе с основной частью узел содержит и управляющую часть, которая обеспечивает управление узлом и взаимодействует с административной системой.

Сетевые процессы обеспечивают коммутацию и маршрутизацию пакетов по адресам их назначения. Все каналы, подходящие к узлу, используются коллективным образом.

Рисунок 4.8.

Узел смешанной коммутации

Узел смешанной коммутации – это ретрансляционная система, обеспечивающая как коммутацию каналов, так и коммутацию пакетов. Узел смешанной коммутации имеет комплексную структуру:

Рисунок 4.9.

Сетевые процессы осуществляют коммутацию пакетов. Коммутация каналов осуществляется физическими процессами.

Узел интегральной коммутации

Узел интегральной коммутации - ретрансляционная система, осуществляющая быструю передачу пакетов. Узел интегральной коммутации в отличие от узла коммутации пакетов передает по нужному маршруту кадры либо ячейки без просмотра их содержимого. Осуществляется сквозная коммутация. Операция ретрансляции выполняется только при помощи аппаратуры без использования программного обеспечения. Благодаря этому узел интегральной коммутации обеспечивает скоростную коммутацию данных. Узлы строятся на основе баньяновых сетей либо матричных коммутаторов.

Коммутатор

Наиболее простую структуру имеет коммутатор. Это связано с тем, что он соединяет друг с другом только каналы передачи данных, образуя необходимую физическую базу тракта передачи информации между абонентскими системами. В том случае, когда к коммутатору подходит более двух каналов, он выполняет функции, связанные с коммутацией информации. Коммутация осуществляется прозрачным образом, т.е. без какой-либо обработки этой информации. Во всех случаях (при любом числе соединяемых каналов) коммутатор обеспечивает усиление передаваемых сигналов и корректирует крутизну их фронтов. Коммутатор не имеет буферов. Поэтому он прозрачен для информации. Более того, коммутатор требует, чтобы скорости передачи данных по соединяемым каналам были одинаковы. Физические процессы выполняемые коммутатором реализуются аппаратно.


4.15 Ретрансляционные системы, преобразующие протоколы

Наиболее сложной из систем преобразующих протоколы является шлюз. Он обеспечивает взаимодействие двух или более информационных сетей с различными «штабелями» протоколов семи уровней. Следует отметить, что шлюзы чаще всего используются в тех случаях, когда нужно объединить информационные сети, созданные по различным фирменным стандартам. Когда же проектируется группа сетей в соответствии со стандартами ISO, целесообразен другой подход. В этом случае в соединяемых сетях протоколы уровней 4-7 делаются одинаковыми. Это позволяет для соединения сетей использовать не шлюзы, а более простые ретрансляционные системы - маршрутизаторы, мосты.

Маршрутизатор

Задачей маршрутизатора является обеспечение взаимодействия коммуникационных подсетей. Последние характеризуются лишь тремя уровнями протоколов. Маршрутизатор “не знает” протоколов уровней 4-7 и является прозрачным для них. В его задачу входит преобразование протоколов трех нижних уровней. Иногда в информационных сетях маршрутизаторы связывают части коммуникационной подсети, в которых используются одинаковые протоколы уровней 1-3. В этих случаях в маршрутизаторах, именуемых узлами коммутации пакетов, преобразование протоколов не выполняется. Здесь сетевые процессы осуществляют лишь коммутацию и маршрутизацию информации. В соединяемых узлами подсетях должна быть осуществлена общая адресация абонентских систем.

Мосты предназначены для соединения частей сетей, различных типов каналов передачи данных, например циклического кольца с моноканалом. Любой канал определяется протоколами уровней 1-2, поэтому логическая структура моста имеет двухуровневую структуру. Канальные процессы здесь преобразуют протоколы обоих уровней. При использовании мостов в соединяемых подсетях должны быть согласованы структура адресов и размер кадров.

Более сложные интеллектуальные мосты наряду с указанными задачами выполняют также роль фильтров, не пропуускающих сквозь себя пакеты, не адресованные другой части сети.

В каждом интеллектуальном мосте содержится небольшая база данных, в которую записываются адреса систем обоих подсетей. Контрольная сумма, предназначенная для проверки кадра, используется не только на входе моста, но и на его выходе. Это позволяет предотвращать появление ошибок внутри моста. Благодаря простоте выполняемых функций мосты имеют относительно несложную структуру и работают с высокой скоростью. Форматы данных и размеры этих блоков мост не изменяет.

Мосты не имеют механизмов управления потоками. Поэтому, если входной поток кадров больше выходного, то буферы переполняются и кадры выбрасываются. Нередко кадры, которые в течение заданного времени не могли быть переданы, также ликвидируются.

Коммутация – процесс замыкания, размыкания и переключения электрических цепей.

Коммутационный узел (КУ) - составная часть сети электросвязи, на которой осуществляется коммутация. КУ между собой соединяется соединительными линиями СЛ (местными или междугородными).

Коммутационная станция (станция) - КУ, в который включаются абонентские линии. Абонент – лицо, пользующееся абонентским устройством для передачи и приема информации.

Канал (линия) – совокупность технических средств (линейных и станционных, обеспечивающих соединение и передачу информации между двумя смежными КУ, а также между абонентским устройством (ТА, телетайп, компьютер и т.д.) и станцией.

КУ – устройство, предназначенное для приема, обработки и распределения поступающей информации.

Для выполнения своих функций КУ должно иметь:

  1. Коммутационное поле (КП), которое предназначено для коммутации входящих и исходящий линий (каналов) на t передачи информации.
  2. Управляющее устройство (УУ), которое обеспечивает установление соединения между входящей и исходящей линией в КП, а также прием и передачу управляющей информации аппаратуре приема и передачи управляющей информации относят: регистры (комплекты ПН), КПП, пересчетчики.
  3. Линейные комплекты ЛК (это АК и КСЛ), которые принимают и передают линейные сигналы (сигналы взаимодействия)
  4. Шнуровые комплекты (ШК) предназначены для питания микрофонов ТА и выдачи служебных сигналов
  5. Кросс – устройство ввода и вывода линий.
  6. Источники электропитания.
  7. Устройства сигнализации УС
  8. Устройства учета параметров нагрузки (количество сообщений, потерь, длительность занятия и т. д.)

КУ сетей связи классифицируется по ряду признаков:

  1. По виду передаваемой информации: телефонные, телеграфные, вещания, телеуправления, передача данных и т д.
  2. По способу обслуживания соединений: ручные, п/автомат, автоматические.
  3. По месту, занимаемому в сети электросвязи: районные, центральные, узловые, оконечные, транзитные станции, УВС, УИС.
  4. По типу сети связи: междугородные, городские, сельские, учережденческие.
  5. По типу коммутационного и управляющего оборудования: электромеханические, механоэлектронные, квазиэлектронные, электронные.
  6. По системам применяемого коммутационного оборудования: ДШ, координатные, машинные, квазиэлектронные, электронные.
  7. По емкости, т. е. по числу входящих и исходящих линий, включаемых абонентов: малой, средней, большой емкости.
  8. По типу коммутации: оперативная, кроссовая, смешанная.
  9. По способу разделения каналов: пространственный, пространственно-временной, проственно-частотный.
  10. По способу передачи информации от передатчика к приемнику: узлы коммутации каналов, узлы коммутации сообщений, узлы коммутации пакетов.

Расшифровки полученных сведений не будет, т. к. именно это является задачей и объектом нашего изучения в дальнейшем.

4.2. Построение однозвенных коммутационных блоков

Однозвенным включением называется такое, при котором вход и выход КС (коммутационной системы) соединяется через одну точку коммутации.

КБ – совокупность коммутационных приборов, имеющих все или часть общих выходов и объединенных общими параметрами (это понятие практически не используется в ДШ АТС)

Источники нагрузки – линии, по которым на вход коммутационной системы поступает тф нагрузка.

Пучок линий – совокупность линий, подключенных к выходу КС и доступных определенной группе источников нагрузки.

Нагрузочная группа – совокупность источников нагрузки, имеющих доступ к определенному пучку линий, например, включенных в заданном направлении ступени искания (на все входы данного КБ).

Ступень искания – часть КП данного КУ, состоящая из соединенных между собой однотипных КБ. КБ обладает теми или иными структурными параметрами. Их можно получить, объединив определенным образом входы и выходы коммутационных приборов.

КБ характеризуется следующими структурными параметрами: числом входов и выходов, числом ПЛ, Д-доступносью входов по отношению к выходам, числом звеньев (точек коммутации), общим числом точек коммутации для построения блока, проводностью линий, коммутируемых в блоке, числом одновременных соединений в блоке.

При построении КБ можно выполнять следующие операции: объединение входов, объединение выходов, последовательное соединение коммутационных приборов (организация многозвенных схем). Операции можно объединять.

В КС включение выходов по отношению ко входам может быть полнодоступно или НПД.

ПД включение - это когда любой вход КС может быть соединен с любым свободным выходом

НПД включение – это когда вход можно соединить только с частью определенных выходов блока.

Д доступность – число выходов КС, с которыми вход КС может получить соединение (число выходов КС в данном направлении – для ступени ГИ)

Направление – это пучок линий, по любой из которой можно придти в требуемую точку коммутации.

Объединение входов :

Коммутационные параметры n x m
n - вход
m – выход

КБ могут быть построены на основе любых коммутационных приборов ШИ, ДШИ, МКС, МСФ и др.


Получился КБ с параметрами 1х2m, каждый вход имеет доступ к 2m выходам, следовательно Д=2m

Условные обозначения МКС на схеме:

Параметры n х 2m

Увеличение числа выходов и Д путем объединения входов требует увеличения объема оборудования, т.е. увеличения числа коммутационных приборов.

Объединение выходов

к m
Д = m

Входы всех коммутационных приборов имеют доступ к одной и той же группе выходов. Максимальное число одновременных соединений в таком КБ определяется числом m, если к > m , или числом входов к, если к < m .

КБ кроме функции коммутации линий могут осуществлять другие функции, например:

То, что было рассмотрено выше – практически это коммутаторы.

Коммутатор - это простейший однозвенный полнодоступный КБ, в который любой вход имеет доступ к любому выходу.

Недостаток однозвенных КБ заключается в том, что для создания КС с параметрами n х m потребуется n × m коммутационных приборов – очень много: например 100х100, МКС типа 10х10 – нужно 100 таких МКС (немыслимо)

4.3. Однозвенные ступени искания

Ступень искания – часть КП для всей совокупности входов которой имеется доступ к одним и тем же направлениям, объединяющим выходы.

КП строится из отдельных КБ, которые затем объединяются в ступени искания.

Различают несколько разновидностей ступени искания: ступени предварительного, группового, линейного и регистрового искания. В соответствии с этим СИ могут работать в режиме свободного, группового и линейного (вынужденного) искания.

4.3.1. Режимы искания

  1. Режим свободного искания – когда нет приема адресной информации (информация набора номера) и входящей линии предоставляется любой свободный канал (выход) из числа доступных.

    При этом число направлений Н = 1, а Д = М

    В таком режиме работают ступени ПИ и РИ.

  2. Режим вынужденного искания (линейное искание)- когда искание совершается под воздействием принимаемой адресной информации и входящему каналу представляется определенный исходящий канал, следовательно Н = М, а Д = 1

    В таком режиме работает ступень ЛИ.

  3. Режим группового искания – когда поиск определенного направления совершается под воздействием адресной информации, т. е. в режиме вынужденного искания, а выход в заданном направлении – в режиме свободного искания. Т. о. входящему каналу предоставляется любой свободный исходящий канал в определенном направлении, следовательно

    1 < Н < М, а Д > 1

    В таком режиме работает ступень ГИ.

  4. В некоторых системах существуют комбинированные ступени искания. Например, в АТСК ступень АИ объединяет ступени ПИ и ЛИ, но одновременно может устанавливаться только одно соединение, поэтому для данного соединения выполняется режим либо свободного, либо линейного искания.

4.3.2. Ступень ЛИ

Однозвенную ступень ЛИ можно построить с помощью ДШИ-100, Максимальная емкость станции, построенной таким образом может быть равна 100 (не более)

В этом случае каждая АЛ имеет свой индивидуальный ДШИ. АЛ подключается к щеткам своего искателя и еще заводится на соответствующие контакты всех 100 искателей данной АТС. Одноименные памели в одноименных декадах. запараллеливаются и подключается к соответствующим АЛ. АК служит для приема сигнала вызова от абонента и согласуют 2-х проводные абонентские линии с многопроводными линиями станционных приборов. Для установления соединения абонент должен набрать 2-значный номер. По первой цифре щетки поднимаются на требуемую декаду (выбор десятка), а по второй в данной декаде выберут нужную памель (выбор единицы). Следовательно, и подъем, и вращение щеток будут вынужденными, а режим искания на ступени ЛИ называется линейным. Такой способ построения неэкономичный, т. к. требуется большое число дорогих искателей (для каждого абонента).

4.3.3. Ступень ПИ

В процессе эксплуатации установлено, что одновременно может потребоваться 10-15% соединений от общего числа абонентов на АТС (на АТС на 100 абонентов максимальное число одновременных соединений – 50, но реально еще меньше – 10-15). Поэтому достаточно иметь 10 - 15 ДШИ на ступени ЛИ, но пользоваться ими должны иметь возможность все 100 абонентов.

Тогда за каждым абонентом можно закрепить индивидуальный ШИ, который называется предискателем, а в контактное поле его включить выходы к ЛИ.

Это режим прямого предыскания (бывает еще обратное предыскание) и линейные искатели становятся групповыми приборами. Их число зависит от нагрузки.

а) Процесс установления соединения при прямом предыскании проходит так: при снятии абонентом трубки ТА (вызов станции) приходят в движение щетки ПИ, отыскивающие в своем поле выход к свободному в данный момент ЛИ (режим свободного искания). После занятия ЛИ из станции абонент получает “ответ станции” и начинает набирать 2-значный номер. По первой цифре вынужденный подъем щеток, по второй – вынужденное вращение и затем выход на ТА вызываемого абонента.

Упрощенная схема

Т. о. ступень ПИ позволяет создать более экономичную схему АТС, т.к. по стоимости 100 ШИ + 10-15 ДШИ дешевле, чем 100 ДШИ.

Через ступень ПИ происходит подключение АЛ к станционным приборам (ЛИ).

б) При обратном предыскании образуется шнуровая пара – ИВ – ИЛ, число которых = 10-15 на сотенную группу.

ИВ – искатель вызова

АЛ многократно включается в поле всех ИВ и ЛИ. При снятии абонентом трубки сигнал “занятия” поступает на АК и отмечается соответствующим потенциалом в поле ИВ. Пусковое устройство ПУ приводит в действие свободный ИВ, который отыскивает в своем поле линию вызывающего абонента, а из “жестко” связанного с ним ЛИ абонент получает “ответ станции” и начинает набирать 2-значный номер. В режиме вынужденного искания щетки ЛИ находят выход к ТА вызываемого абонента.

ИВ работает в режиме свободного искания, который называется предысканием (предварительное искание)

Максимальная емкость АТС со ступенями ПИ и ЛИ может быть =100 номеров, что обусловлено емкостью поля ЛИ.

4.3.4. Ступень ГИ

Поскольку увеличение емкости АТС за счет увеличения контактного поля искателя невозможно, вводится принцип группового искания, который реализуется с введением ступени ГИ.

Одна ступень ГИ увеличивает емкость АТС в 10 раз (на порядок), т. к. на ступени имеем 10 направлений (10 декад), в каждую из которой подключается 10 линий к 100-ой по емкости группе ЛИ, отсюда 100х10=1000 номеров.

Если 2 ступени ГИ, то емкость = 100х10х10=10000номеров

Режим искания на ступени ГИ – групповой, т.е. подъем щеток – вынужденный, вращение – свободное.

Для реализации ГИ используется 1 цифра абонентского номера.

Пример: Какова емкость АТС с 2 ступенями ГИ?
100х10х10=10000номеров

Какова значность набираемого абонентом номера?
2(ЛИ) + 1(IГИ) + 1(IIГИ) = 4

В качестве коммутационных приборов на ступени ГИ ДШ АТС применяется ДШИ.

Итак, однозвенные ступени искания используются на АТС типа ДШ (в основном), т.к. РИ на АТСК тоже.

Глава 15

КОММУТАЦИОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

§ 15.1. Назначение. Основные понятия

Коммутационные элементы предназначены для включе­ния, отключения и переключения электрических цепей. Под ком­мутацией обычно понимают выполнение этих трех операций. Раз­личают коммутационные элементы ручного и автоматического управления. Коммутационные элементы ручного управления сра­батывают при непосредственном механическом воздействии на их органы управления. Автоматические коммутационные элементы срабатывают под воздействием электромагнитных сил на их при­водные органы. Основной частью таких элементов обычно являет­ся электромагнит, входным сигналом для них служит электриче­ский ток или напряжение. Автоматические коммутационные эле­менты используются в системах автоматики и при дистанционном управлении различными механизмами и устройствами. Они рас­сматриваются в последующих главах данного раздела.

В этой главе рассмотрены коммутационные элементы с меха­ническим приводом. Используются они, как правило, для местного управления и для подачи сигналов о достижении каких-либо про­межуточных и конечных положений. По своему назначению комму­тационные элементы подразделяют на два вида: для коммутации силовых цепей (обмоток электродвигателей, мощных электромаг­нитов, трансформаторов, нагревателей и других потребителей) и для коммутации цепей управления (обмоток релейно-контактной аппаратуры, устройств контроля, регулирования и сигнализации). Такое разделение обусловлено различными значениями токов и на­пряжений в коммутируемых цепях, что, в свою очередь, влияет на конструктивное исполнение и габаритные размеры. Изучение ком­мутационных элементов для силовых цепей не входит в нашу зада­чу. Отметим только, что наибольшее распространение для этих целей получили рубильники и переключатели рубящего типа, обес­печивающие быстрое размыкание и имеющие специальные устрой­ства для гашения электрической дуги.

Все коммутационные элементы, используемые в цепях управле­ния, обязательно имеют следующие узлы: неподвижные контакты, подвижные контакты и орган управления. Кроме того, они могут иметь элементы фиксации, монтажа и настройки, дугогашения и т. п. Необходимые коммутационные элементы выбирают по до­пустимым значениям тока и напряжения. Но наиболее важной для практики характеристикой коммутационных элементов является их надежность, т. е. сохранение работоспособности при большом чис­ле срабатываний.

Коммутационные элементы различают по числу коммутируемых цепей (одноцепные и многоцепные) и по числу фиксированных положений, причем имеются коммутационные элементы с самовоз­вратом в исходное положение, т. е. без фиксации переключенного положения, что может быть необходимо для ряда схем управле­ния.

К коммутационным элементам с механическим приводом отно­сятся кнопки управления, микропереключатели, тумблеры, клавиш­ные, поворотные, рычажные и кулачковые переключатели, а так­же концевые и путевые выключатели.

§ 15.2. Кнопки управления и тумблеры

Кнопки управления - это аппараты, подвижные контак­ты которых перемещаются и срабатывают при нажатии на толка­тель кнопки. Комплект кнопок, смонтированных на общей панели, представляет собой кнопочную станцию. Используемые в схемах автоматики кнопки управления различают по числу и типу кон­тактов (от 1 до 4 замыкающих и размыкающих), форме толкателя (цилиндрический, прямоугольный и грибовидный), способу защиты от воздействия окружающей среды (открытые, закрытые, герме­тичные, взрывобезопасные и т. д.).

Независимо от конструкции и габаритных размеров кнопок (рис. 15.1, а, б) все они имеют неподвижные контакты / и под­вижные контакты 6, перемещаемые с помощью толкателя 3. Внеш­няя цепь подсоединяется к кнопке с помощью винтовых зажимов 7. Корпус 2 кнопки фиксируется на панели управления гайками 4 и 5.

Электрические параметры наиболее распространенных кнопок приведены в табл. 15.1. Кнопки управления общепромышленного применения серий КУ и КЕ имеют различные исполнения и формы толкателей.


Для коммутации цепей электроники выпускаются специальные кнопки (например, типа ВК14-21). Малогабаритные кнопки управ­ления выполняют на основе микровыключателя типа МП, который используют в качестве исполнительного контактного элемента в тумблерах типа MTI и МТН. Долговечность и надежность кнопок управления оценивают коммутационной износостойкостью, которую выражают в гарантированном числе циклов включений-отключений под нагрузкой. Этот параметр различен для разных кнопок и ус­ловий эксплуатации. Например, для кнопок типа ВК14-21 с медными контактами он составляет 0,25*10 6 циклов, с биметалличе­скими контактами - 2,5*10 8 , с серебряными контактами - 4*10 6 циклов. Механическая износостойкость всегда превышает коммутационную. В последнее время все большее распространение получили кнопки управления с прямоугольной формой толкателя - их называют клавишами.

На основе кнопок управления изготовляют кнопочные станции, содержащие до 12 кнопок различного исполнения, собранных на общей панели или в одном корпусе. Такие коммутационные устрой­ства называют кнопочными или клавишными переключателями (рис. 15.2).

Переключатель представляет собой наборную панель из кно­пок / (или клавиш), смонтированных на общем каркасе 2 и снаб­женных механизмом фиксации, который может быть независимым для каждой кнопки (клавиши) или взаимно сблокированным. Кнопки могут также иметь самовозврат в исходное положение или чередование включенного и отключенного фиксированных положе


ченных положений соответствующих кнопок (клавиш). При этом положение кнопок или клавиш (поднятое или утопленное) играет роль указателя. Для этой цели используют также световые сигнализаторы 3 (лампы или светодиоды), вмонтированные в корпус бло­ка переключателя (рис. 15.2). За­крытое исполнение и использование высококачественных материалов (биметаллов, сплавов серебра и т. п.) для контактов обеспечива­ют малые переходные сопротивле­ния, что весьма важно при установ­ке этих переключателей в низко­вольтных и слаботочных цепях ав­томатики и электроники.

Для более мощных цепей авто­матики применяют тумблеры, ис­пользуемые в качестве выключателей, а также двух- и трехпозиционных переключателей. На рис. 15.3 показано устройство двухпозиционного тумблера. Мостико-вый контакт, выполненный в виде токопроводящего ролика /, замыкает одну из двух пар неподвижных контактов 2. Переклю­чение контактов тумблера осуществляется воздействием на ры­чаг 3, а ускорение срабатывания (мгновенное действие) обеспе­чивается пружиной 4. Номинальный ток тумблера 1 и 2 А при напряжении 220 В, масса их не превышает 30 г.

§ 15.3. Пакетные переключатели

Для коммутации нескольких цепей при нескольки-х фик­сированных положениях для выбора различных режимов работы используются пакетные переключатели.* Такой переключатель (рис. 15.4, а) состоит из ряда слоев - пакетов 3 (показан отдель­но на рис. 15.4, б), внутри которых находятся подвижный 5 и не­подвижный 4 контакты. Подвижный контакт 5 закреплен на оси 2, вращающейся с помощью рукоятки / и имеющей ряд фиксирован­ных положений, в которых замыкаются неподвижные контакты одного из пакетов. Выводы 6 неподвижных контактов закреплены в корпусе переключателя. Недостаток таких пакетных переключа­телей - низкая надежность скользящих контактов.

Пакетные переключатели кулачкового типа, в которых электри­ческая цепь замыкается неподвижными контактами, более надеж­ны. Подвижными у них являются диэлектрические кулачки, кото­рые и замыкают контакты в зависимости от профиля кулачка и положения оси.

Конструкции пакетных переключателей, предназначенных для цепей управления, позволяют получить десятки и сотни вариантов разнообразных схем соединений при числе коммутируемых цепей до 24 (12 пакетов) и количестве фиксированных положений до 8 (через 45, 60 или 90°).

Имеются переключатели и без фиксации переключаемого поло­жения - с самовозвратом в исходное положение. Особенность этих переключателей - наличие запирающего (на ключ) устройства, что исключает бесконтроль­ное переключение.

Наиболее распростра­ненными переключателя­ми цепей управления яв­ляются аппараты серий ПКУ2 и ПКУЗ. Номи­нальный (длительно до­пустимый) ток переклю­чателей серии ПК.У2 - 6 А при напряжении 380 В переменного тока и 220 В постоянного то­ка, а для переключате­лей серии ПКУЗ - 10 А при 500 В переменного тока. Как видно по тех­ническим параметрам, такие переключатели пригодны и для непо­средственного включения и отключения довольно мощных потребителей электроэнергии, на­пример электродвигателей мощностью в несколько киловатт.

Меньшими габаритами обладают переключатели серий ПУ и ПЭ, имеющие поворотные механизмы привода на два или три по­ложения. Среди них имеется исполнение с выемным ключом-руко­яткой. Такими переключателями, как правило, блокируют подачу напряжения в схему управления, изменяют режимы и способы управления. При этом предусмотрена возможность запирания пе­реключателя как в отключенном, так и в других его положениях. Номинальный ток переключателей серий ПУ и ПЕ - 5 А при на­пряжении 220 В переменного тока и 1 А при ПО В постоянного тока.

Системы автоматического и программного управления требуют весьма сложных переключений, для которых необходимы много­позиционные и многоцепные переключатели (при числе цепей и положений порой в несколько десятков). Конструктивно такие коммутационные элементы выполнены в виде двух, четырех (и бо­лее) неподвижных секций, смонтированных на платах, и подвиж­ных контактов, закрепленных на общем валу и фиксируемых спе­циальным пружинно-шариковым фиксатором в заданных позициях.

На рис. 15.5 показаны наиболее распространенные ползунко-вые переключатели серии ПП однопаяельного исполнения на 35 це-


чивают надежную коммутацию при токе нагрузки до 1 А цепей пе­ременного (напряжением 380 В) и постоянного (напряжением 220 В) тока.

В радиоэлектронной аппаратуре используются аналогичные па­кетным переключатели - так называемые галетные. Они имеют от 2 до 11 положений при числе секций (галет) от 1 до 4. На рис. 15.6 показан переключатель серии ПГС на 10 положений.

В последнее время в автоматике все шире используются дости­жения микроэлектроники, например большие интегральные схемы. Для коммутации в цепях, содержащих подобные элементы, необ­ходимы переключатели, контакты которых обеспечивали бы на­дежное прохождение очень слабых токов (милли- или микроампе­ры) при пониженных значениях напряжений (до 5 В). Рассмот­ренные в данном параграфе переключатели, как правило, такими свойствами не обладают, так как их контакты имеют значительные (порой в несколько ом) переходные сопротивления. В этом случае предпочтительнее применение клавишных переключателей с биме­таллическими или серебряными контактами.

§ 15.4. Путевые и конечные выключатели

Путевые и "конечные выключатели представляют собой коммутационные элементы, кинематически связанные с рабочей машиной и срабатывающие в зависимости от перемещения по­движной части рабочей машины. Путевые выключатели срабаты­вают в определенных промежуточных точках на пути перемеще­ния, конечные выключатели срабатывают в крайних точках: в на­чале и конце пути. Особенно широко путевые и конечные выключатели используются в схемах автоматизированного элект­ропривода различных производственных механизмов. С их по­мощью происходят автоматическое управление приводом на отдель­ных участках пути и автоматическое отключение в крайних поло­жениях механизма.

В зависимости от устройства, осуществляющего замыкание или размыкание контактов, путевые и конечные выключатели можно подразделить на кнопочные (нажимные), рычажные, шпиндельные и вращающиеся. Переключение контактов в этих выключателях осуществляется следующим образом. В кнопочных - нажатием ра­бочего органа механизма на шток, с которым связаны контакты выключателя. В рычажных - воздействием рабочего органа меха­низма на рычаг, с которым связаны контакты. В шпиндельных - перемещением гайки по винту, связанному через передачи с валом механизма. Во вращающихся - переключающими кулачковыми шайбами, связанными с валом механизма.

В штоковых выключателях скорость переключения контактов определяется скоростью перемещения производственного механиз­ма. При малой скорости взаимное перемещение подвижных и не­подвижных контактов происходит медленно, что приводит к дли­тельному горению дуги, возникающей между размыкающимися контактами, и их быстрому разрушению из-за оплавления и усиленного окисления. Для нормальной работы такого выключателя скорость перемещения механизма должна быть не менее 0,5 м/мин. А для обеспечения мгновенного переключения контактов использу­ются специальные пружинные механизмы, освобождающиеся с по­мощью спусковых механизмов (собачек). Пружины также исполь­зуются для обеспечения необходимой силы контактного нажатия. На рис. 15.7 показано устройство простого конечного выключа­теля. Закрепляется он таким образом, чтобы упор на подвижной части производственного механизма находился напротив штока 4. При нажатии упора на шток 4 последний давит на пружину 3. При достижении определенной силы нажатии пружина 3 перебрасы­вается влево, размыкая контакт 2 и замыкая контакт 1. При этом ток пойдет по другой цепи управления. Внешние соединения вы­ключателя выполняются с помощью пайки к выводам: 5 -непо­движный контакт (общий);. 6 - размыкающийся контакт 2; 7 - замыкающийся контакт /. Плоская пружина 3 выполнена из трех частей. Средняя часть длиннее крайних, поэтому она всегда нахо­дится в изогнутом состоянии и стремится прижимать контакты в их крайних положениях (/ или 2). Переключатель способен ра­ботать в цепях с напряжением до 380 В при токе до 3 А. Пере­мещение штока составляет 0,5-0,7 мм, необходимое усилие для срабатывания не более 5-7 Н. Время срабатывания 0,01-0,02 с при частоте включений до двух раз в минуту.

На рис. 15.8 показан конечный выключатель типа ВК-111 с мо-стиковыми контактами. Переключение контактов производится на­жатием на шток 1, а возврат контактов в исходное положение осуществляется пружиной 2. Использование мостикового контакта 3 уменьшает вероятность возникновения дуги, поскольку цепь раз­рывается в двух точках. Такие выключатели могут работать при токе включения до 20 А и длительном токе 6 А. Износоустойчи­вость выключателей-10 6 срабатываний. Допустимая частота -

600 включений в час.

На рис. 15.9 показан выключатель с малым временем срабатывания (моментпо-го действия). Контакты подобных выклю­чателей переключаются с постоянной ско­ростью при определенном положении про­изводственного механизма независимо от скорости движения. Поэтому их применя­ют при малых скоростях (до 0,5 м/мии) или при необходимости повышенной точно­сти срабатывания (до 0,05 мм).

При нажатии упора па ролик 1 рычаг 2 поворачивается и давит на набор спи­ральных пружин 3, мгновенно действую­щих на поводок 4. Поводок поворачивает­ся, и ролик 10, сжимая пружину 11, дви­жется по планке 9, занимая положение правее от оси поворота планки 9. При этом собачка 6 отводится и контактный мостик под действием пружины 11 и ролика 10 переорасывастся в другое положение, размыкая контакт 7 и за­мыкая контакт 8. После отхода упора от ролика 1 поводок 4 и контактный мостик возвращаются в исходное положение под дей­ствием пружины 5.

В некоторых случаях используются многопозиционные трех- и пятиконктактные датчики, последовательно управляющие несколь­кими управляющими цепями. Конструкции таких датчиков сложнее, и они значительно дороже двухконтактных.

Рассмотренные путевые и конечные выключатели имеют сравни­тельно низкую надежность, связанную с повышенным износом кон­тактной пары. Более высокая надежность обеспечивается при использовании бесконтактных датчиков (например, индуктивного или фотоэлектрического типов), мгновенность срабатывания кото­рых обеспечивается с помощью электронных схем.

Коммутационные узлы сетей связи классифицируются по ряду признаков:

по виду передаваемой информации (телефонные, телеграфные, вещания, передачи данных и др.);

по способу обслуживания соединений (ручные, автоматические);

по месту, занимаемому в сети электросвязи (районные, центральные, узловые, оконечные, транзитные

станции, узлы входящего и исходящего сообщения);

по типу сети связи (городские, сельские, учрежденческие, междугородные);

по типу коммутационного и управляющего оборудования (декадно-шаговые, координатные,

квазиэлектронные, электронные);

по емкости, т.е. по числу входящих и исходящих линий или каналов (малой, средней, большой емкости);

по типу коммутации (оперативная, кроссовая);

по способу разделения каналов (пространственный, пространственно-временной);

по способу коммутации (коммутация каналов, коммутация сообщений, коммутация пакетов).

3. Принципы пространственного и временного разделения каналов.

Пространственное разделение каналов характеризуется тем, что элементы коммутационной системы,

образующие соединительный тракт между абонентами, отделены в пространстве, не имеют общих точек и

в каждый момент времени могут быть использованы для установления лишь одного данного соединения. В

АТС с пространственным разделением каналов в качестве приборов коммутационной системы

применяются электромеханические искатели, а также электронные и электромеханические соединители.

информация передается в форме непрерывных сигналов.

При временном разделении каналов сигнал разговорного спектра передается его дискретными значениями,

по которым на приемном конце восстанавливается первоначальная форма сигнала. Чтобы обеспечить

передачу непрерывного разговорного (аналогового) сигнала в виде дискретных импульсов и при этом не

допустить значительных искажений, необходимо обеспечить определенную частоту следования этих

импульсов. Согласно теореме Котельннкова для удовлетворительного качества передачи частота

следования импульсов должна не менее чем в 2 раза превышать максимальную частоту передаваемого

сигнала. Для передачи сигналов разговорного спектра, если считать наивысшей разговорной частотой f =

3400 Гц, то частота следования импульсов должна быть не менее f =6800 Гц. Обычно используют частоту

следования импульсов 8 кГц. Период следования импульсов при этом составит

T =1/ f =106/8.103=125 мкс.

4. Принципы построения коммутационной системы и системы управления.

5. Понятие о телефонной нагрузке. Особенности и единицы измерение.

Интенсивность телефонной нагрузки измеряется в эрлангах (Эрл). Один Эрл соответствует 60 минутам

занятия в час. То есть, когда говорится, что нагрузка составляет 2 Эрл, это означает, что суммарное время

занятия некоторого устройства (или группы устройств) в час составляет 120 минут. Конечно, одна линия не

может быть занята более 60 минут в час. Поэтому для обслуживания нагрузки величиной более 1 Эрл

требуется группа из 2-х и более линий связи.

Поток телефонных вызовов является случайным процессом со случайным характером появления вызовов и

длительности соединения. Для одной абонентской линии (АЛ) УПАТС (учрежденческо-производственных

АТС) нормальной считается нагрузка 0.2 Эрл. То есть, в течение часа наибольшей нагрузки (ЧНН) в

среднем одна АЛ занята 12 минут. Для местной связи в условиях Санкт-Петербурга считается, что имеют

место 4 трехминутных разговора (два входящих и два исходящих).