1. Вводная лекция

2. Телефонные аппараты

2.1. Принципы телефонной передачи

2.2. Характеристики звуковой речи

2.3. Устройство, принцип действия, характеристики электромагнитного телефона

2.4. Устройство, принцип действия, характеристики угольного микрофона

2.5. Принципы построения ТА, их характеристики

3. Принципы построения телефонных сетей

3.1. Межстанционные связи

3.2. Прямые и обходные связи

3.3. Городские телефонные сети

3.4. Сельские телефонные сети

3.5. Внутризоновые телефонные сети

3.6. Междугородные телефонные сети

3.7. Международные телефонные сети

3.8. Сигнализация на сетях

4. Векторный анализ (теория поля)

4.1. Структура коммутационного узла. Классификация КУ

4.2. Построение однозвенных коммутационных блоков

4.3. Однозвенные ступени искания

4.3.1. Режимы искания

4.3.2. Ступень ЛИ

4.3.3. Ступень ПИ

4.3.4. Ступень ГИ

5. Многозвенные ступени искания

5.1. Структура двухзвенных КБ

5.1.1. Принципы построения 2-х звенных схем

5.1.2. Расчет двухзвенных КБ

5.1.3. Построение 2-х звенных схем

5.1.4. Основной способ уменьшения внутренних блокировок

5.2. Структура многозвенных ступеней искания

5.2.1. Ступень ГИ

5.2.2. Ступень АИ

5.2.3. Ступень РИ

6. Телефонная нагрузка. Методы расчета числа обслуживающих устройств коммутационных систем

6.1. Понятие ТФ нагрузки

6.1.1. Первое и второе определение нагрузки

6.1.2. Категории источников нагрузки

6.1.3. Единицы измерения нагрузки

6.1.4. Формула полной нагрузки

6.2. Методы расчета числа обслуживаемых устройств

6.2.1. Расчет числа КБ ступеней искания

6.2.2. Методы расчета числа исходящих линий ступеней искания

7. Принципы построения управляющих устройств

7.1. Виды и назначение сигналов

7.2. Cпособы управления на АТС

7.2.1. Непосредственное управление

7.2.2. Регистровое (косвенное) управление

7.3. Способы установления соединения на АТС

7.4. Регистры координатных АТС

7.4.1. Схема классификации регистров координатных АТС

7.4.2. Блок-схема 5-значного регистра (рис 21)

7.5. Маркеры координатных АТС

7.5.1. МГИ

7.5.2. МАИ

8. Характеристика координатных АТС

8.1. Преимущества АТСК по сравнению с ДШ АТС

8.2. Принципы построения АТСК

8.3. Характеристика АТСК 100/2000

8.3.1. Особенности построения функциональной схемы

8.3.2. Краткое описание процесса и установления соединения на АТСК 100/2000

8.4. Характеристика АТСКУ

8.4.1. Особенности построения функциональной схемы АТСКУ с одной ступенью искания

8.4.2. Функциональная схема АТСКУ с двумя ступенями ГИ искания

8.4.3. Процесс установления соединения на АТСКУ

1. Вводная лекция

История современное состояние и перспективы развития коммутационной техники

Основными видами электросвязи являются:

  • телефонная связь;
  • телеграфная связь;
  • фототелеграфная связь (передача неподвижных изображений);
  • звуковое вещание;
  • телевидение;
  • передача данных (банковские сети).

Используется электросвязь также для передачи сигналов управления, приводящих в действие различные системы телемеханики. В зависимости от средств техники, используемой для передачи информации, электросвязь подразделяется на радиосвязь, проводную связь и комбинированную (радиопроводную). Передача информации в электросвязи осуществляется при помощи электрических сигналов, которые по своей структуре могут быть дискретными и непрерывными (аналоговыми).

Телефония - область науки и техники, охватывающая изучение принципов телефонной связи и разработку аппаратуры для их осуществления. Включает в себя все, что в дальнейшем будем изучать.

Телефонная связь - передача на расстоянии речевой информации, осуществляемая электрическими сигналами, распространяющимися по проводам или радиосигналами (радиотелефон - вид электросвязи - радиопроводная связь).

Телефонная связь обеспечивает ведение устных переговоров между людьми (абонентами телефонной сети), удаленными друг от друга на любое расстояние. Телефонная связь - это преобразование звуковых колебаний в электрические сигналы в телефонном аппарате говорящего абонента; передача этих сигналов по телефонным каналам связи через коммутационные узлы (АТС); обратное преобразование сигналов в телефонном аппарате слушающего абонента.

Телефонная связь - наиболее массовый и оперативный вид связи,который обеспечивает обмен информацией во всех областях человеческой деятельности: промышленности, сельском хозяйстве, науке, культуре, здравоохранении, быту и т.д.

Телефонную связь можно организовать по беспроводным и проводным линиям (каналам) связи, хотя она и требует значительных затрат на линейные сооружения. Основными преимуществами проводной связи являются:

  • возможность одновременного установления массовых соединений между телефонными абонентами.
  • высокие показатели качества и надежности телефонной связи. При правильном построении средств проводной связи качество телефонной передачи практически не зависит от местонахождения абонентов и расстояния между ними. Телефонные каналы проводных линий, особенно кабельных, могут быть надежно защищены от атмосферных и электромагнитных помех, их работа не зависит от времени года и суток, как это имеет место у радиосвязи.
  • несложное оборудование абонентских пунктов проводной телефонной связи,возможность их монтажа на рабочих местах и в квартирах абонента.
  • большие технические возможности проводных телефонных каналов и коммутационных устройств телефонной техники по использованию их для других видов электросвязи.

Началом развития телефонной связи считают 1876 г., когда американец Александр Белл предложил использовать для передачи речи на расстояние изобретенный им электромагнитный прибор, который был назван ТЕЛЕФОН. В 1878 г. разработана схема ТА с угольным микрофоном.

В этом же году Томас Эдисон предложил использование трансформатора,что обеспечило двустороннюю передачу и большую дальность. В этом же году запущена первая ручная телефонная станция в США (г. Нью-Хейвен).

В России первые ручные телефонные станции РТС начали действовать в 1882 г. в Петербурге, Москве, Одессе и Риге.

Дальнейшее совершенствование состояло в разработке средств автоматической коммутации. В 1889 г. братьями Строуджер изобретен ШИ, что позволило в 1896 г. построить первую шаговую АТС (США г. Очаста).

В 40-х годах 20 века были созданы координатные АТС, в 60-х годах - квазиэлектронные, а в 70-х годах - первые образцы электронных АТС - таковы вехи.

Значительный вклад в усовершенствование телефонной аппаратуры внесли русские изобретатели.Например, инженеры П.М. Голубицкий и П.М. Махальский в 1878-79 гг. разработали оригинальные конструкции ТА и угольного микрофона. В 1880 г. капитаном войск связи Г.Г. Игнатьевым был предложен способ телефонной связи по действующим телеграфным проводам. В 1885 г. П.М. Голубицкий разработал способ питания микрофонов ТА от общей станционной батареи. В 1887 г инженер К.А. Мосцицкий разработал небольшую АТС оригинальной конструкции. В 1893 г. русские изобретатели С.М. Апостолов и М.Ф. Фрейденберг разработали шаговую АТС и электромагнитные реле. Однако царское правительство не проявило интереса к отечественным разработкам и не давало возможности реализовывать отечественные изобретения в области телефонной связи. Поэтому до революции отечественной телефонной промышленности создано не было,и небольшая телефонная сеть (232000 ТА в 1917 г.) была вся выполнена на иностранной аппаратуре.

По окончании гражданской войны почти полностью разрушенная телефонная сеть была восстановлена и значительно расширена. В конце 30-х годов в СССР насчитывалось свыше 1 миллиона ТА, была создана телефонная промышленность, позволившая развивать связь без закупок иностранной аппаратуры.

Подъем отрасли телефонной связи был остановлен отечественной войной, после которой связь на европейской части страны была полностью разрушена и пришлось все начинать заново.

До начала перестройки,связь в стране развивалась на основе советской аппаратуры,развитие которой было заторможено во времена застоя,это проявлялось в очень медленном внедрении новейших достижений науки и техники в отрасли телефонной связи. И только с началом перестройки начались активные закупки зарубежного оборудования коммутационной техники, создание совместных научно-технических и промышленных предприятий.

Первая ДШАТС: АТС-47 появилась после войны (в эксплуатации до сих пор).

АТС-54-более совершенная модель ДШАТС. До сих пор большое количество АТС этого типа используется на ГТС.

Только в конце 60-х годов на наши сети пришли первые координатные сети (за рубежом-в 40-х годах) сначала на сельские сети, потом на ГТС. В Новосибирске первая АТСК (АТС-46) введена в эксплуатацию в 1972-73 г.

В конце 70-х-начале 80-х годов на наши сети пришли первые квазиэлектронные АТС-Исток, Квант, Кварц - в качестве учрежденческих АТС и АМТС. Особенностью квазиэлектронных АТС является механическое коммутационное поле и электронные устройства управления. Самое очевидное достоинство АТСКЭ - наличие ДВО.

В конце 80-х годов на наших сетях стали появляться электронные АТС,которые позволили резко увеличить емкость наших ГТС при столь же резком увеличении качества обслуживания абонентов:

  • МТ-20/25 выпускается Уфимским телефонным заводом ежегодно 200-250 тыс. номеров (очень низкое качество этих станций).
  • DX-200 финская АТС фирмы TELENOKIA, планируется совместное производство.
  • S-12 наиболее совершенное оборудование разработки международной корпорации ITT, выпускается бельгийской фирмой ALKATELBELL. В России эту систему выпускает СП “ЛЕНБЕЛЛТЕЛЕФОН” (60% - завод “Красная заря” + 40% фирма. Проектная мощность - 1,5 млн. номеров в год. Курсы по обучению работе на этих станциях в Петербурге, Москве, Антверпене.

Т.е. за столетний период своего развития техника телефонной связи прошла путь от ручных коммутаторов до современных цифровых систем коммутации. На разных этапах этого пути были созданы различные типы систем коммутации. Каждая новая система рождалась и получала развитие на основе применения новейших коммутационных элементов. По приведенной таблице можно проследить влияние применения новой элементной базы на развитие систем коммутации.

Cистемы Коммутации

ручная

Эл.механич.

Электронные

АТСДШ

АТСК

АТСКЭ

АТСЭ

Оборудование Коммутации

штепселя
гнезда

искатели

МКС

герконы
ферриды
миниМКС

бесконт.

Оборудование Управления

ключи
кнопки

реле

реле
п/п
приб.

Э У М

В Новосибирске есть научно-производственная фирма ТЕЛСИБ - телефон Сибири:
Завод “Коминтерн” + Завод “Одрон” + Завод ”Промсвязь” + НГТС, в ближайшем будущем планируется начать выпуск цифровых АТС ”Сибирячка”.

(Из телевизионного выступления начальника НГТС В.Ф. Пашковского 10 апреля 1994 г.):
По емкости Новосибирская ГТС занимает 3 место в России после Москвы и Петербурга.
- емкость НГТС-300 тыс. номеров, из них 200-205 тыс. - квартирных, 95-100 тыс. -административных и телефонов-автоматов.
- количество неудовлетворенных заявок-170 тыс.
- в Новосибирске квартирные телефоны имеют 46 семей из 100.
- в 1990-93 гг. ежегодный ввод-около 12 тыс. номеров. В 1994 г. предполагается ввести около 15 тыс. номеров на базе оборудования фирмы TELENOKIA(DX-200).
Оборудование закуплено по 165$ за 1 номер.
- Заключены контракты на поставку оборудования фирмы ALKATEL(система S-12):
20 тыс. номеров в 1994 г.(эта система уже смонтирована в Кировском телефонном узле);
30 тыс. номеров в 1995 г.;
35 тыс. номеров в 1996 г.;
- в 1994 г.требуется ввести 100 кан-км.кабеля,что по стоимости составляет от 10 до 20 млрд. рублей. Все задержки с вводом АТС-только за счет линейных сооружений.
- количество телефонов-автоматов в Новосибирске - 4000 шт.
Заключен контракт на поставку оборудования для радиотелефона с фирмой TELENOKIA, в сентябре 1994 г. запущено в работу оборудование для 256 радиотелефонов. В Москве количество радиотелефонов на начало 1994 г. составляло около 3000, а в Петербурге-около 2000.

В 1993 г. на линейные сооружения израсходовано около 2 млрд. рублей в 1994 г. – около 20 млрд. рублей.

В ближайшие несколько лет предполагается заменить оборудование старейших АТС, у которых истек срок эксплуатации и нет запчастей: АТС-21, 66, 76, 77, 79. Все эти АТС древней декадно-шаговой системы прослужили по 30-40 лет.

2. Телефонные аппараты

2.1. Принципы телефонной передачи

  • речь человека - совокупность звуковых колебаний;
  • процесс преобразования речевых сигналов в электрические, передача их на расстоянии и преобразование последних вновь в речевые сигналы называется телефонной передачей речи;
  • совокупность устройств, входящих в систему электрической передачи речи от рта говорящего до уха слушающего, образует тракт телефонной передачи или телефонный тракт - отныне пользуются этим понятием.

Специально, для организации телефонного тракта необходимо иметь:
1. аккустико-электрические преобразователи - микрофоны М;
2. электро-аккустические преобразователи - телефоны Т - это составные части телефонного аппарата ТА;
3. линейные сооружения - АЛ и СЛ;
4. телефонные станции АТС.

3 и 4 - это соединительные тракты.

Телефонные тракты могут быть:
- двухпроводными;
- трехпроводными;
- четырехпроводными;
- совокупность 2-х и 4-х проводных линейных участков.

АЛ - как правило, 2-х проводная линия (а,в), которая соединяет ТА с оборудованием АТС. На ГТС она не является очень длинной.
СЛ - 2-х, 3-х, 4-х проводные линии, которые соединяют между собой АТС (если их на сети более одной).

1. Если длина СЛ>5 км., но <= 10-12 км., то в целях экономии целесообразно использовать 2-х проводные физические СЛ.

При этом в телефонный тракт необходимо ввести 2-х обмоточный или 3-х обмоточный (с балансным контуром) трансформатор, чтобы развязать тракт приема и тракт передачи.

2. Если длина СЛ<=5 км., то экономически целесообразно использовать 3-х проводные СЛ (а,в,с), о чем речь будет идти в дальнейшем.

3. Если длина СЛ>10-12 км., то экономически целесообразно на телефонных сетях использовать аппаратуру передачи данных АПД (аппаратуру уплотнения) и тогда необходим 4-х проводный телефонный тракт, который практически состоит из 2-х проводных телефонных трактов одностороннего действия и обеспечивает двустороннюю передачу речи.

Такой телефонный тракт имеет ряд преимуществ (устойчив против самовозбуждения), но более дорогой. Современные ЦСК предусматривают только такой телефонный тракт на любых сетях-DX-200.

4. Реально на сетях в чистом виде 4-х проводный телефонный тракт не используется, а осуществляется на АТС с помощью ДС (диф. систем) переход от 4-х проводной СЛ к 2-х проводной АЛ.

Подобные схемы хорошо вам известны из курса МЭС.

2.2. Характеристики звуковой речи

- звук - колебательное движение частиц упругой среды, вызывающее слуховое ощущение.

Источником звуковых колебаний является колеблющееся тело. Звуковые колебания могут быть периодическими и непериодическими. Периодические могут быть синусоидальные и несинусоидальные (примером несинусоидальных периодических колебаний является звуки музыкальных инструментов). Звуки разговорной речи относятся к непериодическим колебаниям.

- звуковое поле - пространство, в котором распространяется звуковые волны. Звуковое поле распространяется от источника звука во все стороны в виде звуковых волн.

Характеристики:

- скорость распространения звукового поля в воздухе при нормальном атмосферном давлении и t=20° C составляет 343 м/с.

- интенсивность звука - количество звуковой энергии, проходящей за 1 сек. через площадку в 1м2, расположенную перпендикулярно к направлению звуковой волны.

I=R*P2, где
Р=Рш/2 - звуковое давление(Па), где
Рш - амплитудное значение волны звукового давления
К=2,41*10-3

В технике телефонной связи приходится иметь дело с величинами интенсивностей отличающихся друг от друга в 1010-1012 раз. Поэтому для удобства расчетов пользуются не абсолютными значениями, а их уровнями.

- уровнем интенсивности звука называется логарифм отношения интенсивности рассматриваемого звука к интенсивности звука, принятого за начало отсчета.

В=10lg(I/I0) [ дБ]
I0=10-12 Вт/м2 - интенсивность, принятая за начало отсчета.
I-интенсивность звука, уровень которого мы определим.

Основные свойства звуковой речи:

Звуки речи образуются в речевом аппарате человека: из легких поступает воздух, который встречает голосовые связки и приводит их в колебательные движения.

1. Колебание голосовых связок создает звуковое колебание.

f = 80Гц – 12000Гц – частный спектр звуковых колебаний голосовых связок.

2. Тип голоса говорящего:

  • бас: 80 – 320 Гц;
  • баритон: 100 – 400 Гц;
  • сопрано: 250 – 1200 Гц;
  • дисконт: до 2500 Гц.

3. Форманты - усиленные области частот. При разговоре полость рта усиливает аккорды одних частот и ослабевает другие. Каждому звуку речи соответствует усиление нескольких областей частот (до 6), но выбираются две максимальные, их и называют формантами:

  • звук У - форманты вблизи частот f = 400 и f = 800;
  • звук А - форманты вблизи частот f = 800 и f = 1200;
  • звук И - форманты вблизи частот f = 400 и f = 2500;
  • звук С - форманты вблизи частот f = 4200 и f = 8600;

Звук не свойственен русскому языку: Ф - форманты вблизи частот f = 7000 и f = 12000.

4. Большинство формант человеческой речи расположено в спектре частот 300–3400Гц, поэтому МККТТ рекомендует для телефонной связи передачи полосы частот 0,3 – 3,4 кГц.

5. Звуковое поле обладает определенной мощностью, зависящей от громкости разговора:

  • при средней громкости 10 мкВт - возле рта говорящего;
  • при крике 1000-5000 мкВт;
  • при шепоте 0,01 мкВт.

6. Диапазон изменения громкости звуковой речи выражается в логарифмическом масштабе и называется динамическим диапазоном речи.
Д=10lg Imax/Imin=10lg 1000/0,01=50Дб
Динамический диапазон телефонной передачи составляет всего 25-30 дБ.

Слуховое восприятие звуковых колебаний

На слух могут быть восприняты звуковые колебания в пределах 16-20000Гц.</P >

 

Колебания с f < 16Гц – инфразвуковые

f > 20000Гц – ультразвуковые

Изменение частоты колебаний и изменение амплитуды колебаний воспринимается как изменение громкости звука.

Для каждой частоты имеется порог слышимости - это минимальная интенсивность звукового колебания, при котором звук слышен.

Нижняя кривая - частотная характеристика порога слышимости.

Увеличение интенсивности звуковых колебаний воспринимаются на слух как увеличение громкости. Максимально допустимая интенсивность звука, при некотором ощущении звука переходит в ощущение боли - порог болевого ощущения.

Верхняя кривая - частотная характеристика порога болевого ощущения - на различных частотах несколько различен.

Область звукового восприятия - между ними.

Ухо человека максимально чувствительно к частотам 1000–5000 Гц. На этих частотах воспринимаются звуковые колебания с очень малыми интенсивностями. В середине обозначена область речи.

При организации телефонной связи необходимо учитывать некоторые особенности слухового восприятия:
1. Маскировка звуков - уменьшение уровня ощущения звука при одновременном воздействии передаваемого сигнала и мешающего звука. Звуки с большой интенсивностью маскируют звуки с меньшей интенсивностью. Если мешающие звуки более низкой частоты, чем передаваемые, также уменьшается чувствительность к передаваемому сигналу.
2. Адаптация слуха - способность уха приспосабливаться к интенсивности воздействующих на него сигналов. Если вслед за громким звуком сразу последует слабый, то ухо не успевает сразу приспособиться к его восприятию (порог слышимости восстанавливается через 10-15 секунд после прекращения воздействия громкого внешнего звука). Адаптация практически зависит от частоты.

2.3. Устройство, принцип действия, характеристики электромагнитного телефона

Акустическим преобразователем,преобразующим электрическую энергию в звуковую является телефон.

По принципу преобразования электрической энергии телефоны могут быть:

  • электромагнитные;
  • электродинамические;
  • пьезоэлектрические.

Но в телефонных аппаратах общего пользования наиболее широкое применение получили электромагнитные телефоны, отличающиеся простотой конструкции, высокими акустическими данными и устойчивостью в работе.

Все электромагнитные телефоны по устройству магнитной системы могут быть разделены на две основные группы:

1. телефоны с простой магнитной системой;
2. телефоны с дифференцированной магнитной системой.

Устройство и принцип действия телефона с простой магнитной системой:

  • постоянный магнит (ПМ);
  • катушки с сердечниками (полюсные надставки (ПН));
  • металлическая мембрана (М);
  • обмотки.

Принцип действия основан на взаимодействии 2-х магнитных потоков:создающего постоянным магнитом Ф0≈Ф=≈ФCONST и переменным магнитным потоком Ф~- созданного при протекании по обмоткам переменного тока.

Под действием постоянного магнита мембрана (не закреплена) в исходном положении находится в притянутом состоянии и имеет изгиб δ.

Когда направление переменного магнитного потока Ф~ совпадает с направлением Ф0,то результирующий магнитный поток воздействующий на мембрану увеличивается и мембрана сильнее притягивается к полюсным надставкам.

При встречном направлении магнитных потоков, сила притяжения мембраны уменьшается и мембрана, под воздействием силы упругости, отходит от полюсных надставок, следовательно, мембрана совершает колебательные движения.

Если в обмотки телефона подавать разговорный ток, то колебания мембраны будут воспроизводить передаваемую речь, т.к создаваемые колебания воздуха воспринимаются ухом человека,как звук.

Сила,воздействующая на мембрану,обусловлена суммой магнитных потоков и определяется по формуле:
F=K(Ф0~)2 , где
К - коэффициент, зависящий от конструкции магнитной системы телефона;
Ф~м· sin ωt
Фм - амплитуда переменного магнитного потока.

Назначение постоянного магнита: наличие постоянного магнита позволяет увеличить чувствительность телефона и создать условие, при котором частота воспроизводимого звукового сигнала совпадает с частотой принимаемого разговорного тока.

Если Ф0=0,то частота колебания мембраны будет в 2 раза выше,чем частота подаваемого разговорного сигнала. При этом, ток передаваемой речи повышается на одну октаву и передача сообщения будет происходить с большими искажениями.

При наличии Ф0 частота колебаний воспроизводимого сигнала совпадает с частотой подаваемого разговорного тона. Величина Ф0 должна быть оптимальной, т.к. увеличение Ф0 приводит к ухудшению условия приема (в следствии насыщения магнитной системы).

Назначение полюсных надставок: делает невозможным насыщение магнитной системы, т.к выполнен из материала, обладающего малой остаточной магнитной индукцией. Их сечение рассчитано так, чтоб это не произошло, да и отодвигают мембрану от постоянного магнита.

Устройство и принцип действия телефонов с дифференциальной системой:
1. постоянный магнит ПМ;
2. полюсные надставки ПН;
3. каркас катушки;
4. мембрана М;
5. якорь внутри катушки Я.

При прохождении через катушку переменного тока возникающий магнитный поток взаимодействует с потоком постоянного магнита. В один полупериод происходит сложение Ф0 и Ф~ через верхний полюсной наконечник и Я и М смещаются вверх; во второй полупериод усиливается поток через нижний ПН и Я перемещается вниз.

Преимущества:
- чувствительность значительно выше;
- не вносит нелинейных искажений.

Недостатки:
- сложны по конструкции;
- более дорогие;
- используют там, где высокие шумы: корабль, шахта - это капсюли ДЭМК-7.

Частотная характеристика чувствительности телефона.

Чувствительностью телефона называют отношение волны звукового давления, развиваемого испытуемым телефоном, к волне переменного напряжения на его зажимах:

ST=P/U (Н/м2·В) (Па/В)

Зависимость SТ от звуковой частоты называется частотной характеристикой телефона.

Чувствительность телефона не является величиной постоянной, а зависит от частоты. Неравномерность характеристики объясняется резонансными свойствами М и той акустической нагрузки, на которой работает телефон:
1. собственная частота колебаний М совпадает с частотой звукового колебания (собственная частота зависит от размеров, толщины, упругости самой мембраны)
2. частота колебаний воздушных объемов заключается между мембраной и ухом, может совпадать с определенной частотой разговорного сигнала и возникает резонансное явление.

Электромагнитный телефон является обратимым устройством (разобраться самостоятельно).

2.4. Устройство, принцип действия, характеристики угольного микрофона

Акустическим преобразователем, преобразуемым звуковую энергию в электрическую является микрофон.

По принципу преобразования звуковой энергии микрофоны могут быть:

  • электродинамические;
  • пьезоэлектрические;
  • конденсаторные;
  • полупроводниковые.

Но в телефонных аппаратах общего пользования наиболее широкое применение пока (будущее за полупроводниковыми) получили угольные.

Работа угольного микрофона основана на изменении сопротивления угольного порошка под воздействием звуковых колебаний.

Основные части:
- мембрана;
- подвижный электрод;
- неподвижный электрод;
- угольный порошок;
- корпус.

Пока на мембрану не воздействуют звуковые колебания, она находится в спокойном состоянии и по цепи (первичной) протекает постоянный ток Y0 - ток питания микрофона. При воздействии на мембрану звукового давления (речевой сигнал), мембрана начинает колебаться совместно с подвижным элементом. При увеличении давления на мембране, она прогибается в сторону угольного порошка, сжимает его, следовательно, сопротивление угольного порошка уменьшается и ток в цепи микрофона увеличивается. При уменьшении давления на мембрану происходит разрыхление угольного порошка, следовательно увеличивается сопротивление угольного порошка и уменьшается ток в цепи микрофона.

Таким образом, вследствие колебаний мембраны микрофона в первичной обмотке трансформатора будет протекать изменяющийся во времени и постоянный по направлению ток, который называется пульсирующий. Переменная составляющая этого тока во вторичной обмотке трансформатора наводит переменную ЭДС звуковой частоты, наличие которой приводит к появлению тока в цепи нагрузочного сопротивления ZН.

Сопротивление микрофона:различают статическое и динамическое.

При увеличении YПИТ,RС и Rg уменьшаются, т.к
1. температурный коэффициент угля имеет отрицательное значение и сопротивление уменьшается.
2. При увеличении YПИТ, tº увеличивается, а следовательно увеличивается нагрев, зерна спекаются и сопротивление уменьшается. При очень большом нагреве происходит выгорание угля контакта и сопротивление увеличивается до бесконечности.

Статическое сопротивление RC - сопротивление микрофона при отсутствии звукового воздействия на микрофон.

Динамическое сопротивление RД - сопротивление микрофона при воздействии звуковых колебаний на микрофон. При этом происходит нарушение контактов между угольными зернами (пересыпание зерен, трущийся контакт), следовательно RД > RС при одинаковой величине тока.

Сопротивление зависит от положения его в пространстве: min при вертикальном - это 90º max - при горизонтальном (0º, 180º). Это объясняется равномерностью заполнения пространства между подвижным электродом и неподвижным электродом угольным порошком при 90º.

Частотная характеристика чувствительности микрофона:

Чувствительность микрофона определяется отношением ЭДС, развиваемой микрофоном, к звуковому давлению в той точке поля, в которой помещен микрофон.
S=E/P (В/Па)

Зависимость чувствительности микрофона называется частотной характеристикой чувствительности микрофона.

Неравномерность частотной характеристики показывает, что микрофон вносит искажения при преобразовании звуковых колебаний в электрические, причем, эти искажения в большей степени сказываются на резонансных частотах.

Желательно для улучшения качества передаваемой речи подобрать телефон и микрофон с такими характеристиками, где провалы одних приходятся на те частоты, где у других всплески. В сумме происходит выравнивание характеристики чувствительности акустических преобразователей и увеличивается средняя суммарная чувствительность.

2.5. Принципы построения ТА, их характеристики

Классификация ТА:

  • по способу питания микрофонов:
    • ТА с местной батареей МБ;
    • ТА с центральной батареей ЦБ.
  • по способу обслуживания телефонных станций:
    • ТА РТС;
    • ТА АТС (дисковые, тастатурные);
  • по способу использования мощности разговорных тонов:
    • ТА с местным эффектом;
    • ТА противоместные.
  • по конструкции:
    • настольные (стационарные);
    • настенные (стационарные);
    • переносные.
  • специальные (с усилителями);
  • по способу выдачи импульсных номеронабирателей:
    • шлейфный;
    • частотный;
  • по способу набора:
    • дисковые;
    • тастатурные.

Основные приборы ТА

В состав ТА входят:
- приборы разговорного тракта: микрофон + телефон = микротелефонная трубка, трансформатор, сопротивления.
- вызывные приборы: звонок, индуктор в ТА МБ.
- коммутационные приборы: рычажный переключатель, номеронабиратель.

Назначение:

1. Трансформатор - для согласования отдельных электрических цепей, развязки цепей питания микрофона - Y= и цепи Y~- телефона. Число обмоток трансформатора равно 3.
2. Звонок - для приема сигнала о поступившем вызове. Частота “ПВ”-25Гц переменного тока.
3. Рычажный переключатель - группа плоских контактных пружин осуществляющих переключение ТА с цепей вызова на цепи разговора.
4. Номеронабиратель - это механизм, с помощью которого можно со строгой периодичностью размыкать и снова замыкать шлейф АЛ, передавая т.о. на АТС сигналы о номере вызываемого абонента.
Частота следования импульсов = 10 имп/сек.
Длительность одного импульса Т = tP + tЗ=100 мс
tp=60 мс

Противоместные ТА.

Явления прослушивания звуков собственного голоса через микрофон, схему своего ТА и телефонии называется местный эффект (МЭ). Это очень вредное явление. При осуществлении телефонной связи, приводящее к ухудшению качества связи (явление адаптации, маскировки звука), уменьшению дальности передачи и т.д. В обычных ТА полностью избавиться от явления местного эффекта, не представляется возможным, но способы его уменьшения существуют.

Эквивалентная мостовая схема ТА.

Условие абсолютной противоместности:
W1 = W2 - число витков линейной и балансной обмоток.
ZЛ = ZБ - назначение балансного контура - уравновесить ZК;
Характер - RC, т.к.сопротивление носит емкостной характер

Тогда YЛ = -YБ, а YТ = 0 - на передачу

YТ = YЛ + YБ - на прием; текут в одном направлении и трансформируются в обмотках трансформатора.

Эквивалентная схема ТА компенсационного типа.

За счет частотонезависимого сопротивления RK, вносится дополнительная компенсация местного эффекта.

WЛ = WБ требуется специальный подбор параметров схемы и обычно

ZЛ < ZБ рассчитывается на длинную линию,

т.к. R чисто активное сопротивление, не зависящее от частоты, то Y~ (разговорный) в основном течет через него, т.е. WТ оказывается зашунтированной, а поскольку через WЛ и WБ ток разговора течет в разные стороны, то в WT за счет разности YЛ и YБ создается ЭДС на значение которой оказывает влияние WЛ. В результате он оказывается противоположным на RK, и следовательно, если они, т.е. ЭДС на WT и U на RК равны по величине, то происходит полная компенсация ЭДС на зажимах RK, что и требуется.

Но реально из-за изменения длины АЛ очень трудно создать ЭДС = - URk, поэтому полной компенсации добиться не удается, но ослабить местный эффект можно.

3. Принципы построения телефонных сетей

3.1. Межстанционные связи

Межстанционные связи (МСС) на сетях местной связи осуществляются при помощи соединительных линий, а на сетях междугородной связи – при помощи междугородных каналов. Дальность действия на местных сетях (особенно городских) может достигать 80 км, на зоновых сетях дальность действия достигает сотен км, на междугородних сетях (внутри страны) до 12500 км, при международных межконтинентальных соединениях – до 25000 км. Стоимость линейных сооружений на МСС больше стоимость станционных сооружений.

Соединительные линии могут быть односторонним (только исходящими или входящими), это применяется на ГТС и СТС, и двусторонними (по одному и тому же пучку СЛ осуществляются и исходящие и, входящие соединения), это применяется на СТС и УТС. Однако это справедливо только для сетей, построенных с использованием аналоговых коммутационных станций. При применении цифровых коммутационных узлов возможно использование двухсторонних СЛ на любых телефонных сетях. (Это важно, т.к. при использовании двухсторонних пучков общее число СЛ на сети сокращается в два раза).

Способы построения МСС:

    • непосредственный, когда АТС соединяются между собой по принципу ”каждая с каждой”.

Организация связей по способу ” каждая с каждой ” позволяет осуществить любые соединения по прямым направлениям и иметь ряд обходных направлений, используемых при перегрузках или повреждениях прямых направлений. Такая схема построения сети применяется на районированных ГТС небольшой емкости – до 80000 АЛ. Недостаток такой схемы заключается в том, что большой расход СЛ, что дорого; не очень эффективное использование СЛ в пучках.

  • радикальный, имеющий одну узловую (транзитную) станцию, связанную прямыми пучками СЛ со всеми другими АТС, связь между которыми осуществляется через транзитный узел.

    Радикальный способ сокращает потребность в пучках СЛ, но требует применения транзитных станций, приводит к необоснованному увеличению нагрузки на ТУ (транзитных узлах); обладает низкой живучестью (выход из строя ТУ нарушает все межстанционные связи); не позволяет создавать обходные пути. Радикальный способ в чистом виде почти не применяется (применяется в основном на небольших СТС), чаще это комбинированная схема из радикального построения и других способах.

  • узловой, когда на сети имеется несколько транзитных узлов, каждый из которых обслуживает группу АТС.

    Наиболее рациональный с точки зрения использования СЛ, позволяет иметь обходные направления и прямые связи между АТС.

3.2. Прямые и обходные связи

Применяемые способы построения МСС позволяют выполнять соединения по связям:
- прямым, проложенным между исходящей и входящими станциями
- транзитными, соединяющим исходящую и входящую АТС через ТУ
- прямым и обходным.

На сетях с прямыми и обходными связями телефонная нагрузка направляется, прежде всего, по прямым связям (“путь первого выбора”), а при их занятости - по обходным, проходящим через 1 или несколько (до трех) транзитных узлов. (Обходной путь, имеющий максимальное количество транзитных узлов – это путь “последнего выбора”). Прямые пучки СЛ – это пучки высокого использования СЛ . Использование прямых и обходных путей осуществляется на всех видах сетей с автоматической коммутацией . Достоинства применения этого способа:

  1. Высокое качество обслуживания при автоматической коммутации.
  2. Снижает потребность в СЛ (каналах) на 35 – 40% .
  3. Высокое использование СЛ на прямых связях.
  4. Экономия кабеля (т. к. прямые связи прокладываются по кратчайшим трассам).
  5. Снижение потребности в коммутационном оборудовании (основная масса соединений проходит по прямым связям без участия ТУ).
  6. Повышение скорости коммутации, надежности и качества передачи для большинства соединения, проходящих по прямым связям.

Каждая станция (узел) вносит в соединения:

  1. Замедления в установления соединений, равные, как минимум, времени коммутации.
  2. Шумы разговорного тракта, создаваемые коммутационными приборами.
  3. Затухание разговорных сигналов.

3.3. Городские телефонные сети

ГТС – совокупность станционных и линейных сооружений, оконечных абонентских устройств, предназначенная для обеспечения телефонной связью абонентов города. На городских телефонных сетях все абоненты подразделяются на стотысячные абонентские группы. Стотысячные абонентские группы делятся на десятичные группы. Каждая стотысячная и десятитысячная группа отмечены специальным индексом (называемым кодом АТС или ПС), входящим в абонентский номер. Внутри десятитысячной абонентской группы всем АЛ присваивается одинаковый четырехзначный номер. На сетях с преимущественным использованием аналоговых электромеханических АТС десятитысячная абонентская группа создается в пределах одной АТС (т. к. предельная емкость электромеханической АТС = 10000 N).

Если же на сети используется цифровые АТС, то одна цифровая АТС представляет собой уже стотысячную группу (т. к. емкость цифровых АТС от 30000 до 100000). Каждому ТА присваивается абонентский номер. Количество знаков в номере абонента называется значностью нумерации. Значность нумерации зависит от общей емкости ГТС. На ГТС все АЛ нумеруются по закрытой системе нумерации, когда число знаков в номере любого абонента одинаково и не зависит от типа АТС, в которую включен абонент; от емкости АТС; от назначения АТС; способа построения сети; а зависит только от емкости сети.

*Совокупность номеров всех абонентов города называется нумерацией ГТС

Структура абонентского номера

Код АТС

Номер внутри десятитысячной абонен.группы

1 - 3 знака

4 знака

Станционные сооружения ГТС:
- АТС
- Подстанции ПС (или концентраты )
- УПАТС
- УВС и УИС
- ведомственные УАК-В
- оборудование электропитания Э/П
- оборудование систем передачи СП

На ГТС в качестве АТС используются следующие системы:
- декадно-шаговые: АТС-47, АТС-54, АТС-54А
- координатные: АТСК, АТСК-У, АТС-АМЭ
- цифровые: МТ-20/25, DХ-200, S-12, АЕХ-10, EWSD

Типы подстанций:
- координатные ПСК-100, ПСК-1000, АТСК-100/2000
- концентраторы цифровые К МТ-25, UT-20
- терминальные модули ТМАЛ-S-12

Типы УТС:
- координатные АТСК 50/200, 50/200М, К100/2000, УПАС-100/400
- квазиэлектронные – Квант
- цифровая Квант-Ц

Линейные сооружения ГТС:
- Линейные кабели КСПП, ВОЛС
- телефонная канализация
- распредшкафы РШ и распредкоробки РК
- абонентская проводка

АЛ подключают оконечные абонентские устройства к АТС, ПС, УПАТС; СЛ связывают между собой станции и узлы.

1. АЛ соединяют АТ абонента с АТС и состоят из трех участков:
- магистральные кабели большой емкости (до 1200х2) от АТС до РШ
- распределительные кабели от РШ до РК (до 100х2)
- абонентская проводка от РА до ТА (однопарный провод)

2. СЛ связывают между собой телефонные станции различного назначения. Длины СЛ колеблются от 4 до 12 км. На СЛ приходится около 25% от общего линейного хозяйства ГТС.

Электрические параметры линий ГТС нормируются в диапазоне частот 0,3 – 3,4 кГц.

Пример некоторых параметров:

ПАРАМЕТРЫ

АЛ

СЛ

1. Электрическое сопротивление одиночной жилы, Ом

500

1500

2.Сопротивление изоляции жил, Мом*км

1000

10000

3. Межпроводная емкость на f=800Гц

0.5

1.5

4. Затухание на f=800Гц для аналоговых линий, дБ

4.5

17.5

5. Затухание на участке от ТА до ТА для цифровых линии, дБ

7.0

Линии ГТС, предназначенные для передачи телефонных сообщений, являются низкочастотными (0.3 – 0.4 кГц), но часть их может использоваться для телеграфирования, передачи данных, программ звукового вещания.

Для экономии физических линий используются системы передачи:
- на АЛ – СП с частотным и временным разделением каналов
- на СЛ – цифровые СП с временным делением каналов.

ГТС делятся на районированные и нерайонированные.

Нерайонированныe ГТC

Нерайонированные ГТС имеют максимальную емкость 10000 номеров. Нумерация АЛ на такой сети, как правило, 5-значная, в которой первая цифра – это код АТС, а оставшиеся 4 знака – номер АЛ в АТС. В единственную АТС города включаются АЛ, Т, МТ, линии от КПП, от ПС, от УПАТС, от АМТС, к УСС.

* ТА, Т, МТ, КПП каждый связаны с АТС одной двухпроводной физической линией.
* АМТС связана с АТС двумя пучками линий. Один пучок ЗСЛ – заказно-соединительные линии принимает на себя исходящую нагрузку от абонентов города к АМТС. Второй пучок – СЛМ – соединительные линии междугородние – пропускает входящую междугородную нагрузку от АМТС к абонентам города.
* ПС (или концентраторы), это оборудование АТС, вынесенное за ее пределы и приближенное к компактной группе абонентов. Применение ПС уменьшает затраты на абонентские линии. ПС связана с АТС тремя пучками СЛ, из которых один исходящий пучок используется для исходящей местной и исходящей междугородной связи, один входящий пучок предназначен для входящей местной связи, один входящий пучок предназначен для входящей междугородней связи.
* УПАТС обслуживает абонентов учреждения или предприятия. С АТС она связана также тремя пучками СЛ, назначение которых такое же, как для ПС. Для выхода на АТС абонент учрежденческой УПАТС должен набрать цифру “9”. (Это общепринято, хотя может быть любая другая цифра). После цифры “9” набирается полный абонентский номер абонента ГТС.

На нерайонированной сети нумерация обычно 5-значная. Первый знак номера – это код АТС, определяющий десятитысячную группу (это для АМТС, т.к. она обслуживает не одну нашу ГТС).

Все абоненты нерайонированной сети делятся на тысячные группы и поиск вызываемого абонента ведется по принципу тысячной группы:
на вставке:
- абоненты АТС включаются в тысячные группы 20,21,22,23
- абоненты ПС включаются в 24 тыс. гр.
- абоненты УТС включаются в 26 тыс. гр.

Суммарная емкость сети на вставке = 5700 номеров и существует возможность расширения еще на 4300 номеров (тысячные группы 25, 27, 28, 29). Связь между абонентами АТС, ПС, УТС осуществляется с помощью обычных 5-значных абонентских номеров.

Каждому абоненту УТС, имеющему право на связь с городом, присваивается два номера:
- сокращенный внутри УТС
- полный абонентский номер ГТС

Для этого в нумерации ГТС выделяется необходимое число тысячных и сотенных групп на вставке 1 тыс. гр. 7 сотенных гр.). Нумерация абонентов УТС, не имеющих права на ГТС, не включается в нумерацию ГТС. Связь абонентов УТС с абонентами АТС и ПС осуществляется путем набора индекса выхода на ГТС (обычно цифра “9”) с последующим набором абонентского номера на ГТС.

УТС связана с АТС тремя пучками СЛ (количество СЛ в пучках зависит от телефонной нагрузки):
- исходящий от УТС ( входящий на АТС ) пучок используется для местной и междугородной связи от абонентов УТС к абонентам АТС, ПС, к УСС, к АМТС.
- входящий (обозначенный буквой м) к УТС (исходящий от АТС ) пучок используется для входящих местных соединений внутри ГТС.
- входящий ( обозначенный мг ) к УТС ( исходящий от АТС ) пучок используется для входящих межгородских соединений от АМТС к УТС. АТС в этом случае используется как ТУ между АМТС и УТС.

Аналогично организуется связь с абонентами ПС.

Связь с АМТС осуществляется двумя пучками СЛ:
- ЗСЛ – заказно-соединительные линии (исходящие от АТС и входящие к АМТС).
- СЛМ – соединительные линии междугородные (исходящие от АМТС и входящие к АТС).

Пример нерайонированной сети:

Районированная ГТС

Территория города разделяется на несколько телефонных районов. Каждый район обслуживает одна АТС, называемая районной – РАТС. Районирование значительно уменьшает общую протяженность АЛ, а, следовательно, уменьшает и затраты на кабельные линии.

При районировании существует три способа построения ГТС:
- “каждая с каждой”
- с использованием узлов входящих сообщений УВС
- с использованием узлов исходящих сообщений УИС и узлов входящих сообщений УВС.

1. Построение ГТС по способу “каждая с каждой” (рис 2)

Рисунок 2. Построение сети по принципу “каждая с каждой”
СЛ - односторонние

Рисунок 2. Построение сети по принципу “каждая с каждой”.

Максимальная емкость такой сети = 80000 номеров. На сети может быть максимально организованно 8 десятитысячных абонентских групп.

Значность нумерации = 5, из которых первый знак – код АТС, оставшиеся 4 знака – внутристанционный номер абонента (но он никому из абонента неизвестен и неинтересен).

На сети используются СЛ одностороннего действия. МСС осуществляются путем прямых соединений. Построение ГТС по схеме “каждая с каждой”, разумеется не предполагает, что между каждой парой РАТС прокладываются отдельные кабели по кратчайшим трассам. Выбор трассы – сложная техническая задача, учитывающая массу факторов:
- планировку населенного пункта
- естественные преграды: реки, горки, овраги и т. д.
- трубопроводы, теплопроводы, электро- и связные кабели в земле
- линии электропередач
- горэлектротранспорт
- железные дороги
- т. д.

2. Построение ГТС с использованием УВС. (рис3)

Рисунок 3. Фрагмент структуры сети с УВС

Рисунок 3. Фрагмент структуры сети с УВС

Узлообразование применяется для уменьшения числа пучков СЛ и увеличения емкости пучков, т. е. использование пучков увеличивается, а стоимость линейных сооружений уменьшается. Узлообразование применяется на сети, начиная с емкостью 50-60 тыс. номеров. УВС объединяет нагрузку от АТС других УР и распределяет ее между АТС своего УР.

Основное назначение узлообразования – повышение эффективности МСС на крупных сетях с большим числом РАТС.

На сетях с использованием УВС вся сеть делится на стотысячные абонентские группы, называемые узловыми районами УР. Границы узловых телефонных районов и административных районов не совпадают. Предельная емкость такой ГТС до 800 тыс. номеров. Максимальное количество УР =8.В каждом УР организуется до 10 десятитысячных абонентских групп. Новосибирская телефонная сеть построена с применением УВС, емкость сети – около 300 тыс. номеров.

Нумерация АЛ на сетях с УВР – 6-значная. Коды АТС – двухзначные, из которых 1-й знак – номер УР (номер стотысячной группы), а второй знак – номер АТС в УР (номер 10-тысячной группы в стотысячной группе). Организация связи на сетях с УВС:
1. Каждая РАТС соединяется пучками СЛ со всеми УВС других УР. На каждом пучке СЛ концентрируется нагрузка ко всем АТС данного УР, т.е. вместо нескольких мелких пучков к АТС других УР создается один крупный пучок к УВС данного УР.
2. Каждый УВС соединяется со всеми РАТС своего УР. Расстояние от УВС до своих РАТС относительно небольшое.
3. Внутри УР связь между РАТС может быть построена по двум вариантам:
- каждая с каждой
- через свой УВС
4. По возможности в УР объединяют АТС одной системы и для УВС применяется оборудование той же системы. Если в УР АТС разных систем, то организуется два УВС – УВСДШ и УВСК. Электронные системы всегда образуют самостоятельный УР со своими УВСЭ.

Пояснения к рисунку 3:

На фрагменте показаны 2 УР: УР3 и УР6. Нумерация АЛ – шестизначная, начинается с цифр 3 и 6.

В УР3 две РАТС: РАТС31 и РАТС35 связаны между собой радикальным способом через ТУ, которым является УВС3.

В УР6 три РАТС: РАТС62, 64, 66 связаны между собой по схеме “ каждая с каждой “.

Связь от РАТС УР3 осуществляется через 2 пучка СЛ:
РАТС31 – УВС6 и РАТС35 – УВС6. УВС6 распределяет телефонную нагрузку, поступающую по СЛ между своими РАТС62,64,66.
Если бы не было УВС6, то потребовалось бы 6 мелких пучков СЛ (вместо 2 крупных ):
РАТС31 – РАТС62, РАТС35 – РАТС62
РАТС31 – РАТС64, РАТС35 – РАТС64
РАТС31 – РАТС66, РАТС35 – РАТС66
Также организуется связь от РАТС УР6 к АТС УР3: 3 пучка СЛ от РАТС62, 64, 66 к УВС3 вместо 6 пучков:
РАТС62 – РАТС31, РАТС64 – РАТС31, РАТС66 – РАТС31
РАТС62 – РАТС35, РАТС64 – РАТС35, РАТС66 – РАТС35

Например, абонент А, включенный РАТС31, набирает номер 642981, который фиксируется в УУ РАТС31. По первой цифре “6” УУ на РАТС31 определяет направление связи к УВС6, устанавливает связь РАТС31-УВС6 и перешлет номер 642981 в УУ УВС6. УВС6 по коду “64” определяет номер РАТС64, устанавливает связь УВС6 – РАТС64 и пересылает в УУ РАТС64 весь номер 642981 или только внутристанционный номер 2981 (это зависит от системы РАТС). По принятому номеру УУ РАТС64 отыскивает вызываемого абонента В.

Таким образом образуется разговорный тракт:
АЛ – А – КП РАТС31 – КП УВС6 – КП РАТС64 – АЛ - В

3. Построение сети с использованием УИС-УВС. (рис 4)

Рисунок 4. Фрагмент структуры сети с УИС-УВС

Рисунок 4. Фрагмент структуры сети с УИС-УВС

На сетях с использованием УИС-УВС вся сеть делится на миллионные зоны (максимально 8 зон). В каждой зоне может быть 10 УР (10 стотысячных абонентских групп). Предельная емкость такой сети = 8 млн. номеров. В России только две таких крупных сети – в Москве и Петербурге. Была еще третья - в Киеве, но теперь она за границей.

Нумерация АЛ – 7-значная. Коды РАТС – трехзначные, из которых 1 знак – номер миллионной зоны, 2 знак – номер УР, 3 знак – номер АТС в УР.

Подобные сети настолько крупные, что на них не применимы жестко установленные правила построения сетей, т. к.:
1. Существует множество вариантов
2. Все сети создавались не с нуля, а имеют историческое развитие и сохраняют множество старых связей, которые используются как прямые и обходные.

Теория:
1. При 7-значной нумерации:

 

1 цифра – выход на миллионную зону
2 цифра – выход на УР
3 цифра – номер РАТС внутри УР

2. Каждый УР имеет двухзначный код, каждая РАТС – трехзначный.
3. С помощью УИС укрупняются пучки в направлении в направлении к УВС.
4. УИС может быть:

 

- один на миллионную зону;
- один на несколько УР;
- один в каждом УР.

5. Нет однозначного варианта расположения УИС-УВС и связи между РАТС.
6. Число пучков СЛ от РАТС к УИС определяется числом зон.
7. Соединения внутри УР могут осуществляться:

 

- по прямым связям “каждая с каждой”
- через свой УВС
- через свой УИС и свой УВС

8. Соединения между РАТС разных УР одной миллионной зоны могут осуществляться:

 

- через свой УИС и чужой УВС
- через чужой УВС (тогда от РАТС к УИС только один пучок СЛ – к чужой зоне)

9. Соединения между РАТС разных миллионных зон могут осуществляется только через свой УИС и чужой УВС.

Пояснения к рисунку 4:

На рисунке показан один из возможных вариантов построения сети. На сети имеются 3 и 4 миллионные зоны.

В 3 миллионной зоне 2 УР: УР32 и УР33. В каждом УР имеется свой УВС. В зоне организуется УИС3. В каждом УР показано по 2 РАТС, связанных между собой радикальным способом через свой УВС. Коды РАТС трехзначные:
В УР32 – РАТС321 и 326
В УР33 – РАТС334 и 332

Связь между РАТС УР32 и 33 осуществляется через УИС – УВС. Например, разговорный тракт между абонентами, включенными в РАТС321 и 334 будет выглядеть так: АЛ – А – РАТС321 – УИС3 – УВС33 – РАТС334 – АЛ – В. Схему 3 миллионной зоны можно организовать и иначе (будет на практическом занятии).

4 миллионная зона организована аналогично 3-й:
Всю зону обслуживает УИС4. Организовано 2 УР – УР49 и УР45. В каждом по 2 РАТС. В УР45 РАТС451 и 452 связаны между собой радикальным способом через ТУ, которым является УВС45. В УР49 РАТС497 и 493 связаны между собой по схеме “каждая с каждой”. Связь от РАТС УР45 к УР49 осуществляется через УИС своей миллионной зоны и УВС49. Связь от РАТС УР49 к РАТС УР45 осуществляется только через УВС45. Связь между РАТС разных миллионных зон осуществляется только через свой УИС и чужой УВС.

Примеры разговорных трактов для абонентов, включенных в разные РАТС:

  • РАТС321 и РАТС451

АЛ – А - РАТС321 - УИС3 - УВС45 - РАТС451 – АЛ - В

  • РАТС493 и РАТС326

АЛ – А - РАТС493 - УИС4 - УВС32 - РАТС326 – АЛ - В

  • РАТС497 и РАТС452

АЛ – А - РАТС497 - УВС45 - РАТС452 – АЛ – В

3.4. Сельские телефонные сети

СТС – система электросвязи сельского административного района и представляет совокупность АТС; межстанционных СЛ, организуемых по физическим цепям и каналам систем передачи; абонентских линий; оконечных абонентских устройств.

Телефонные станции СТС по назначению делятся на ЦС, УС, ОС.

ЦС – центральная станция – расположена всегда в райцентре, является городской телефонной станцией для абонентов райцентра и одновременно транзитным узлом ТУ для абонентов ОС и УС. В ЦС включаются СЛ от УС и ОС, СЛ для связи с МТС, АМТС; АЛ райцентра.

УС – узловая станция – может располагаться в любых населенных пунктах района. В них включаются АЛ населенного пункта, СЛ от ОС, СЛ к ЦС.

ОС – оконечная станция располагается в любых населенных пунктах. В них включаются АЛ, СЛ, к УС или ЦС; СЛ к другим ОС, если используются поперечные связи.

Способы построения СТС:

    • радиальный (рис 5). ЦС является АТС для абонентов райцентра и ТУ для всех остальных ОС. С ОС 1,3,4,5 ЦС связана двухсторонними пучками СЛ а с ОС2 – односторонними.

Рисунок 5. Радиальный способ построения СТС
Рисунок 5. Радиальный способ построения СТС

    • радиально-узловой (рис 6). На схеме 3 УР: ЦС является:

-АТС для абонентов райцентра
- УС для АТС ЦУР
- ТУ для всей СТС

Между ОС 7 и 8 показана пунктиром поперечная связь.

Рисунок 6. Радиально-Узловой способ построения СТС

Рисунок 6. Радиально-Узловой способ построения СТС

    • комбинированный (рис 7).

Рисунок 7. Комбинированная телефонная сеть

Комбинированная сеть организуется, если в райцентре есть районированная ГТС или нерайонированная с АТС большой емкости. В этом случае используется УПС – транзитный узел для городских сельских абонентов. РАТС ГТС связаны по схеме “каждая с каждой”, к абонентам СТС к АМТС и УСС выходят через УПС. Для связи в пределах ГТС УПС не используется. Абоненты СТС имеют выход в город через УПС, на АМТС и УСС также через УПС, и между ОС в пределах СТС – через УПС.

УПС – только транзитный узел, абоненты в него не включаются.

На СТС используются следующие типы АТС:
АТСК50/200, АТСК50/200М, АТСК100/2000 – координатного типа; Квант; Квант-Ц; могут использоваться цифровые АТС (но пока не используются из-за дороговизны) – DX-200 и S-12, UT.
УСП – сельско-пригородный узел.

Системы нумерации на СТС

В настоящее время на СТС используются три системы нумерации:

1. Закрытая (единая) – это перспективная система нумерации, когда номер 5-значный независимо от вида соединения, типа и емкости АТС, построения сети. Максимальная емкость СТС при закрытой системе нумерации составляет 80000 номеров. Вся сеть делится на десятитысячные, тысячные, сотенные абонентские группы. Первая цифра 5-значного номера – это номер десятитысячной группы, вторая – номер тысячной группы внутри десятитысячной, третья цифра – номер сотенной группы внутри тысячной. Не может использоваться 8 и 0.

Коды АТС на СТС могут быть одно-, двух-, трехзначными. Если суммарная емкость СТС менее 10000 номеров, то все номера начинаются на и ту же цифру. Поэтому для отличия станций друг от друга требуется как минимум еще одна цифра. Узловые районы, как правило, различаются второй цифрой номера (и, соответственно УС тоже). А ОС, особенно малой емкостью, отличаются друг от друга третьей цифрой номера.

*Условием применения закрытой нумерации является наличие 5-значных абонентских регистров на всех АТС СТС. Это возможно, если на СТС района не применяются АТСК50/200, имеющиеся трехзначные резисторы (а таких подавляющее большинство, используются в качестве ОС).

Рассмотреть пример:

Дана сеть района с радиальным построением. На сети применяются системы АТС 5-значными регистрами. Разработать систему нумерации для СТС и присвоить коды АТС.

Вставка 16:

На сети показано 3 ОС и ЦС.

ЦС емкостью 2000N,нумерация АЛ 21000-22999, код ЦС – “21”, “22”.
ОС1 – 600N, АЛ 23000-23599, код”23”.
ОС2 – 200N, АЛ 24000-24199, код “240,241”.
ОС3 – 100N, АЛ 24300-24399, код “243”.

Например, рассмотрим некоторые варианты связи от абонентов, включенных в ОС3:
а) Абонент ОС3 набирает номер 2-28-60
УУ ОС3 анализирует первую и вторую цифры номера. Если вторая цифра не 4, то связь явно в другую АТС, и УУ устанавливает соединение к ЦС и уже ЦС устанавливает соединение к абоненту 2-28-60

б) Абонент ОС3 набирает номер 2-40-37.
УУ ОС3 после второй 4 ждет набора третьего знака для анализа направления связи. Если третья цифра не 3, то связь не в своей АТС и далее все работает, как в случае а).
в) Абонент ОС3 набирает номер 2-43-65
УУ ОС3 после второй 4 ждет набора третьего знака для анализа направления связи. Если третья цифра 3, то это для УУ означает, что связь требуется в своей АТС (ОС3). УУ ОС3 отыскивает вызываемого абонента в КП своей АТС и соединяет его с вызывающим.

2. Открытая система нумерации.

При открытой нумерации количество знаков в номере абонента зависит от вида связи, типа АТС, ее емкости, способа построения сети.

При открытой системе нумерации номер абонента внутри станции сокращенный (3 или 4-значный). Номер, набираемый при межстанционной связи, всегда пятизначный.

Открытая система нумерации применяется очень широко на СТС и УТС. На СТС это обусловлено большим количеством устаревших АТС типа АТСК50/200 с трехзначными регистрами.

Открытая система нумерации применяется двух типов:

2.1. Oткрытая с индексом выхода.

Такая система используется на СТС и УТС. При такой системе для связи внутри АТС абонент пользуется сокращенным внутристанционным номером.

Для связи к абонентам, включенным в другие АТС, требуется набирать специальный знак (обычно это цифра 9), который для управляющий устройств АТС означает связь на внешние направления. По цифре “9” ОС подключает вызывающего абонента к СЛ вышестоящей АТС (ЦС и УС), на которой имеется 5-значный регистр, способный принять следующие 5 знаков номера.

Недостаток такой системы – разная значность номера в зависимости от вида связи. Как правило, индекс “9” используется, если на сети 5-значная нумерация начинается с разных цифр.

Пример: Дан фрагмент сети:

На ОС1 и ОС2 трехзначные регистры, поэтому для внутристанционной связи эти абоненты будут набирать сокращенный трехзначный номер (ХХХ). Для выхода к другим АТС сети абонентам этих станций следует набрать “9”, а затем полный пятизначный номер. По цифре “9” УУ ОС1 (или ОС2) подключит АЛ вызывающего абонента к СЛ УС и пятизначный номер примут УУ УС.

При входящей связи к абонентам ОС1 и ОС2 на УС по 5-значному номеру определяется направление, и на ОС будет послан только трехзначный номер.

2.2. Открытая нумерация без индекса выхода.

Эта система используется, если емкость телефонной сети позволяет использовать в пятизначных номерах одинаковую первую цифру номера (т. е. суммарная емкость СТС менее 10000 номеров).

В этом случае внутристанционная связь также 3 или 4-значная. Но в качестве первой цифры сокращенного номера нельзя использовать первую цифру внутрирайонной связи(0 и 8). Для АТС, не имеющих

5-значных абонентских регистров, первая цифра 5-значного номера играет роль индекса внешней связи.

Рассмотрим предыдущий пример дополнив, его следующими данными:

Емкость ОС1=70 номеров, нумерация АЛ на сети:
24100-24169; внутристанционная нумерация АЛ 100-169

Емкость ОС2=120 номеров, нумерация АЛ на сети:
23400-23519; внутристанционная нумерация АЛ 400-519

Первая цифра “2” в этом примере служит индексом выхода на внешнюю связь (т. е. УС). Внутренняя нумерация на ОС1 начинается с 1, а на ОС2 – с4 и 5, что не совпадает с “2”, а, значит, УУ могут различить внутреннюю и внешнюю связь.

3.5. Внутризоновые телефонные сети

Вся территория страны делится на зоны нумерации. Все ТА, расположенные на территории зоны имеют единый в/зоновый семизначный номер. Размер зоны подбирается так, чтобы по крайней мере в течении 50 лет не пришлось менять нумерацию на сети, т. е. за 50 лет емкость зоны не должна превысить 8мил. номеров (это максимальная емкость при 7-значной нумерации). Границы зоны как правило, совпадают с административными границами областей и краев. Однако, есть и исключения: например, Магаданская и Архангельская области, Красноярский край образуют по две зоны из-за большой территории. А Московская, Ростовская области также образуют по две зоны, но уже из-за большой телефонной емкости этих территорий.

На территории бывшего СССР было создано 172 телефонные зоны, они и сейчас сохранены, т.к. линии связи вне национальности.

В состав зоны нумерации входят местные телефонные сети:

  • ГТС областного центра
  • ГТС городов областного подчинения
  • СТС районов

(* для справки: в городе областного подчинения две администрации: одна ведает делами сельского района, а вторая - делами райцентра. Часто город областного подчинения имеет ГТС. Например, в Новосибирской области города городского подчинения со своими городскими сетями являются Берск и Искитим. Город районного подчинения, например, Болотное – не имеет своей ГТС*.)

Совокупность местных телефонных сетей в пределах области (т.е. зоны нумерации) образует ВНУТРИЗОНОВУЮ ТЕЛЕФОННУЮ СЕТЬ, предназначенную для обеспечения телефонной связью абонентов различных местных сетей и выхода их на междугородную сеть.

На территории каждой зоны нумерации как минимум одна АМТС, расположенная в областном центре. АМТС в зоне может быть несколько. Например, в Москве две АМТС – для Москвы и для Московской области. Две АМТС в Кемеровской области – в г. Кемерово и в г. Новокузнецке.

Все местные телефонные сети зоны связаны с АМТС с помощью ЗСЛ и СЛМ. С местными сетями АМТС связана либо непосредственно, либо с помощью транзитных узлов (УЗСЛ и УВСМ), позволяющими концентрировать нагрузку к группе близкорасположенных местных сетей. Например, в Новосибирске имеется несколько междугородных транзитных узлов в пределах города (к каждому УР) и в пределах области (например, в Барабинской зоне, на юге области). Расположение транзитных узлов обязательно учитывает географическое положение области.

На зоновых телефонных сетях все еще используется РТС. При этом выход телефонисток к АМТС может осуществляться как по пучку ЗСЛ (что используется неохотно), так и по отдельному для телефонистки пучку междугородних каналов. На вставке приведен пример организации связи с АМТС для абонентов СТС с райцентром областного подчинения; пример организации связи двух местных сетей в пределах одной зоны (рис 8).

Рисунок 8. Построение внутризоновой сети
Рисунок 8. Построение внутризоновой сети

Система нумерации на внутризоновых телефонных сетях.

При установлении соединений в пределах телефонной зоны абонент должен набрать 7-значный номер типа:

abXXXXX

аb – внутризоновый код, который присваивается местной сети: СТС ГТС емкостью менее 100000, УР узловому району на крупных ГТС.
ХХХХХ – местный абонентский номер СТС. ГТС емкостью менее 100000, или 100-тысячного района крупной ГТС.

Для того, чтобы УУ АМТС “знали”, что требуется связь внутри своей зоны, перед внутризоновым номером набирается цифра “2”. Т. е. “2” – это знак для УУ АМТС о том, что связь должна быть в пределах своей области. Для того, чтобы подключится к АМТС, абонент должен набрать цифру “8”, которая не является междугороднем номером, а служит для УУ ГТС только индексом выхода на АМТС.

Таким образом, для связи в пределах зоны абонент должен набрать:
8 – 2ab – XXXXX
241 – Бердск
249 – Болотное
243 – Искитим

3.6. Междугородные телефонные сети

Автоматически коммутируемая междугородная телефонная сеть предназначена для установления соединений между АМТС различных зоновых телефонных сетей и включает в себя АМТС, узлы автоматической коммутации первого и второго классов (УАК1 и УАК2), пучки телефонных каналов, связывающие станции и узлы между собой (рис 9).

Рисунок 9. Построение междугородной сети
Рисунок 9. Построение междугородной сети

АМТС являются оконечными станциями междугородной телефонной сети. На УАК устанавливаются только транзитные соединения.

Вся территория страны разделена на 12 транзитных территорий, каждая из которых имеет УАК1. Все УАК1 соединяются между собой по принципу “каждый с каждым” пучками каналов достаточной мощности (не менее 50 каналов). Эти пучки каналов называют пучками высокого качества, имея в виду высокое качество обслуживания вызовов (вероятность потерь вызовов составляет не более 0.001). УАК1 класса расположены в Петербурге, Ростове, Новосибирске (Коченево), Киев, Минск, Москва, Харьков и др. Каждая АМТС, расположенная на транзитной территории, обязательно непосредственно соединяются с УАК1 этой территории пучками каналов высокого качества и с УАК1 (либо непосредственно, либо через УАК2 также пучками высокого качества) соседней транзитной зоны. УАК2 создаются, если это целесообразно с техническо-экономической точки зрения, для замыкания нагрузки между группой АМТС одной транзитной территории и выхода от них к УАК1.

Возможные варианты соединительных междугородных трактов:

  • АМТС – АМТС (путь первого выбора)
  • АМТС – УАК2 – АМТС
  • АМТС – УАК1 – АМТС
  • АМТС – УАК2 – УАК1 - АМТС
  • АМТС –УАК1 - УАК2 – АМТС
  • АМТС –УАК2 – УАК1 – УАК2 – АМТС
  • АМТС –УАК2 – УАК1 – УАК1 – УАК2 – АМТС

Суммарное число УАК между любой парой АМТС не должно превышать четырех (путь последнего выбора).

Если между АМТС существует достаточно большое телефонное тяготение то между такими АМТС организуются прямые пучки каналов. Эти пучки обслуживают 80-90% поступающей на них нагрузки. Необслуженная прямыми каналами нагрузка направляется на обходные пути через УАКи.

Например, между Новосибирском и Кемеровом (и Барнаулом) большое тяготение и эти города связаны между собой большим числом прямых каналов. Однако необслуженная телефонная нагрузка (при отсутствии прямых каналов) может направляться из Новосибирска в Кемерово через УАК в Коченево, или в Екатеренбурге, или в Ростове, или в Хабаровске. Обходные направления выбираются в порядке увеличения длины путей по числу коммутируемых участков. Для каждого соединения предусматриваются до 4 обходных направлений.

Переход к автоматически коммутируемой телефонной сети требует, с учетом территории нашей страны, значительных материальных и временных ресурсов. На междугородных телефонных сетях используются системы координатные АМТС-3, АМТС-4 отечественного производства; ARM-20, ARE-13 координатные шведские (в Новосибирске именно они сейчас используются); квазиэлектронные АМТС “Кварц” отечественного производства.

В настоящее время на междугородные сети внедряются современные цифровые АМТС, обеспечивающие высокое качество разговорного тракта. Это западно-германская система EWSD фирмы SIMENS и бельгийская S-12 фирмы ALKATEL. В Новосибирске в настоящее время смонтирована и настраивается система EWSD, которая будет работать в качестве международной станции и междугородной, а координатные ARM-20 и ARE-13 будут использоваться только в качестве внутризоновой станции.

Система нумерации на междугородней сети

Зона нумерации в России – это территория, в которой суммарная емкость местных сетей не превышает 8 млн. номеров. Каждой зоне нумерации присваивается трехзначный междугородный код типа АВС. Таком образом, междугородный абонентский номер в России содержит 10 цифр АВСabXXXXX. Первая цифра междугородного кода не может принимать значение “1” (т. к. это индекс выхода на м/н сеть) и “2” (т. к. это выхода на внутризоновую сеть).

На крупных городских сетях с 5- и 6-значной нумерацией для дополнения местного номера до 7 знаков набираются т. н. “выравнивающие” знаки. Обычно это цифра “2”.

Таким образом, система нумерации для междугородной связи является открытой, т. к. могут набираться два типа номеров: 10-значный междугородный и 7-значный внутризоновый.

Предельная емкость междугородной телефонной сети = 800 зон (по максимум 8 млн. номеров) и, соответственно, 800 кодов зон, из которых в настоящее время использовано около 250 (например, Москва имеет код 095, а Московская область – 096, хотя телефонная зона одна). Междугородные коды начинаются с цифр 3,4,8 и 0.

Кроме междугородных кодов, которыми пользуются абоненты телефонной связи, еще используются междугородные коды для связи с аппаратурой передачи данных, для связи в контрольно-испытательной аппаратурой АМТС и УАК, для вызова м/н станций, вызова главного центра управления междугородной связью (код 300), для вызова узлов автоматической коммутации.

3.7. Международные телефонные сети

Междугородная телефонная сеть России является частью всемирной автоматически коммутируемой телефонной сети. В соответствии с рекомендацией МККТТ международная телефонная сеть строится на базе центров автоматической коммутации трех классов: СТ1, СТ2, СТ3. Каждый из этих центров может являться оконечной международной станцией или транзитной станцией. Вся территория земного шара разделена на 8 зон коммутации (т. н. “телефонные континенты”, в каждой из которых устанавливается центр коммутации первого класса СТ1. Центры СТ1 созданы в Москве, Лондоне, Нью-йорке, Токио, Сиднее, Сингапуре, Дели и еще один центр будет создан в Африке.

Центры СТ1 соединяются между собой по принципу “каждый с каждым” (пучками каналов пути последнего выбора). Как правило, каналы международной связи – это каналы спутниковой связи, хотя МККТТ рекомендует по возможности использовать каналы наземной связи.

В каждом телефонном континенте создаются центры 2 и 3 классов СТ2 и СТ3,которые соединяются с центром СТ1. Зона СТ2 объединяет, может объединять несколько небольших по территории стран, а может быть, как в России, частью страны. Один из центров СТ2 и создается в настоящее время в Новосибирске (туда уже набраны выпускники нашего факультета, которые участвуют в монтаже и настройке станции)


Рисунок 10. Соединительный тракт на международной сети

Система нумерации на международной сети

Система всемирной нумерации для глобальной автоматически коммутируемой сети разработана МККТТ. Эта система учитывает особенности междугородных телефонных сетей различных стран и вместе с тем отвечает общим принципам построения всемирной сети.

При международной связи номер абонента состоит из международного кода страны (α β γ) и международного абонентского номера вызываемого абонента.

Каждому из телефонных континентов присвоен однозначный код:
1 – Северная и Центральная Америка
2 – Африка
3 и 4 – Европа
5 - Южная Америка
6 – Малая Азия, Австралия, Океания
7 – СССР
8 – Центральная Азия и Дальний Восток
9 – Индия и ближний Восток

В каждой из указанных зон странами присваиваются 1, 2, 3-значные коды, первой цифрой которых является однозначный код страны. При этом суммарное количество знаков в международном номере должно быть 11.

Поэтому странам с 10-значным междугородным кодом присваивается 1-значный международный код (СССР = 7, США, Канада, Мексика = 1), странам с 9-значным междугородным кодом присваивается 2-значный международный код (большинство стран Европы), странам с 8-значным междугородным кодом присваивается 3-значный международный код.

Для осуществления автоматической международной связи абонент нашей страны должен набрать:
8 - индекс выхода на АМТС
10 - индекс выхода на м/н станцию
(αβγ) – код страны
10 (9 или 8) знаков – междугородный номер абонента в своей стране.

Для осуществления международной связи к абонентам нашей страны абонент другой страны должен набрать:

  • индекс выхода на АМТС
  • индекс выхода на м/н станцию
  • АВСabХХХХХ

3.8. Сигнализация на сетях

В процессе установления соединений между станциями (а в станциях между управляющими устройствами) передаются специальные сигналы. По функциональному назначению различают следующие типы сигналов.

В узлах коммутации различают 4 типа сигналов:

  1. Линейные сигналы.
  2. Сигналы управления.
  3. Сигналы взаимодействия.
  4. Информационные сигналы.

1. Линейные сигналы (ЛС) предназначены для передачи на любом этапе от занятия канала до его освобождения (установления соединения, разговор абонентов, разъединение и др.). ЛС формируются, передаются и принимаются комплектами соединительных линии (КСЛ) и служат для фиксации в линейных комплектах этапа установления соединения, состояния каналов и линий (свободна, занята), технических функций (блокировка, проверка исправности каналов). Линейные сигналы передаются по межстанционным соединительным линиям.

Прямые ЛС: Занятие канала, Разъединение, Подтверждение приема сигнала управления, Повторный вызов.

Обратные ЛС: Готовность к приему номера, Ответ абонента, Отбой абонента, Освобождение канала (после получения сигнала разъединения), Блокировка канала, Свободно.

2. Сигналы управления – это адресная информация о номере абонента Б. Эти сигналы передаются как в пределах АТС, так и при межстанционной связи и передаются только в процессе установления соединений. По этой информации выбирается маршрут установления соединения в КП станции и линия вызываемого абонента.

3. Сигналы взаимодействия. На цифровых АТС это сигналы межпроцессного обмена в пределах одной АТС (т. е. между УУ):

  • Номер АК (СНА или ЛНА)
  • Состояние АК
  • Номер ВИ, выбранного для обслуживания абонента
  • Номер ВИ, который нужно освободить
  • Команды и ответственные сообщения по ТЭ и ТО
  • Передача аварийных сообщений
  • Инициализация управляющих устройств
  • Подтверждение правильности приема информации

4. Однозвенные ступени искания

4.1. Структура коммутационного узла. Классификация КУ

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

Д = m

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:

    1. Функцию сжатия (концентрации)

n > m

Это зависит от расчетного числа m (=V), которое необходимо для обслуживания поступающей нагрузки в ПИ.

    1. Функцию расширения: n < m, когда возникает необходимость организации направлений в ГИ.

  1. В КУ его КП может быть построено без сжатия и расширения в зависимости от назначения (смешивание нагрузки БСЛ)

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.

5. Многозвенные ступени искания

5.1. Структура 2-х звенных КБ

На предыдущей лекции было сказано, что для построения КБ с определенными структурными параметрами можно выполнить следующие операции:

  1. Объединение входов.
  2. Объединение выходов.

Но существует и 3-й способ – последовательное соединение коммутационных приборов, т. е. выход одного коммутационного прибора соединяется с входом другого. В этом случае образуются многозвенные КБ, а месторасположения коммутационных элементов в таких КБ называется звеном коммутации, или просто звеном. Обычно на схемах звенья обозначаются заглавными буквами А, В, С, Д и т. д. Иногда звено называется каскадом.

Многозвенные блоки для построения коммутационных полей узлов связи нашли широкое применение в координатных, квазиэлектронных, электронных системах АТС.

Мы сейчас будем рассматривать построение многозвенного коммутационного поля на примере АТС координатной системы.

При 2-х звенном построении КБ невозможна на непосредственная коммутация входа и выхода, т.к. они размещены в разных звеньях, которые связаны друг с другом через промлинии ПЛ. Такие КБ имеют следующие коммутационные параметры N х V х M.
N – число входов в звене А КБ
V – число ПЛ
M – число выходов звена В в КБ, например
100х60х40
60х80х400 и т. д.

Как видно из параметров, 2-х звенные КБ могут быть построены со сжатием : 100 входов – 40 выходов, с расширением: 60 входов – 400 выходов, могут быть без сжатия и расширения, например 100х100х100

Рассматривая однозвенную схему, например с параметрами 100х100х100, мы говорили, что для ее реализации необходимо иметь 100 шт. МКС с параметрами 10х10х12 и т. д.

А теперь на основе такого же МКС построим 2х звенный КБ.

Рисунок 11

Для построения заданного КБ потребуется 20 МКС типа 10х10х12

Преимущества 2-х звенной схемы: существенно уменьшается число коммутационных приборов для построения КБ, а следовательно снижается их стоимость и происходит общее снижение капитальных затрат на построения коммутационного узла.

Недостаток: явление возникновения внутренних блокировок, что уменьшает возможности установления соединения между входами и выходами при некоторых режимах искания.

Внутренние блокировки – невозможность занятия отдельных свободных выходов из-за занятости ПЛ, например:
пусть 1 вход подключается к 1-у выходу через 1-у ПЛ. Если поступит сигнал занят на 2-й вход, то для него окажется заблокированными выходы 2-10 до тех пор пока не освободится 1 ПЛ.

5.1.1. Принципы построения 2-х звенных схем

Условное обозначение на функциональной схеме:

Ранее при изучении коммутационных приборов мы говорили о том, что понятие входа – выхода коммутационного прибора – условно, особенно это относится к МКС, т. к. в зависимости от необходимости и целесообразности мы можем вход КС подключать как на струны вертикали, так и к подвижным контактным пружинам – в поле вертикали. Выходы КС соответственно могут быть включены и в вертикали и в поле.

В зависимости от способа подключения входа и выхода КС в КБ различают 4 способа (принципа) построения КБ:

Принципы построения КБ совершенно необходимо знать при расчете и построении КБ. В лаборатории вы должны изучить три первые способа построения КБ.

5.1.2. Расчет двухзвенных КБ

Расчет КБ рассмотрим для наглядности на конкретном примере:
рассчитать и построить 2-х звенный КБ по принципу ВП-ВП с параметрами 60х80х400 на основе 3-х позиционных МКС типа 10х20х6

Коммутационные параметры КБ: N х V х M, где
N = 60 - число входов КБ
V = 80 – число ПЛ между звеньями А и В
M = 400 – число выходов из КБ
2-х звенный блок имеет 7 структурных параметров:
ka – число коммутаторов в звене А
na – число входов в один коммутатор звена А
ma - число выходов из одного коммутатора звена А
кв – число коммутаторов в звене В
nв – число коммутаторов в звене В
mв - число выходов из одного коммутатора звена В
fав – связность блока

Связностью блока АВ fав называется число ПЛ, связывающих каждый коммутатор звена А с каждым коммутатором звена В.

Между структурными параметрами 2-х звенных КБ существует следующие соотношения:
N = kа · nа
M = kв · mв
f = mа / kв
V = mа · kа

Зная приведенные соотношения можно рассчитать все 7 параметров КБ. Расчет нужно свести в таблицу: но прежде необходимо построить структурную схему КБ.

Параметры

Звено А

Звено В

Число МКС

60/10 = 6

80/10 = 8

k

kа = 80/20 = 4

kв = 400/20 = 20

n

nа = N/ka = 60/4 = 15

nв = V/kв = 80/20 = 4

m

mа = V/kа = 80/4 =20

mв = M/ kв = 400/20 =20

fАВ = ma /kв = 20/20 = 1

Определение числа МКС:
Чтоб определить число МКС, требуемых для построения звена данного КБ, нужно требуемое число вертикалей звена поделить на число вертикалей, включенных в МКС данного типа.

Определение числа коммутаторов:
Чтобы определить число коммутаторов К звена нужно емкость коммутационного поля данного звена поделить на емкость одной вертикали данного типа МКС.

Определение n и m :
Эти параметры находятся из соотношения числа входов и выходов звена и числа коммутаторов.

5.1.3. Построение 2-х звенных схем

КБ можно изобразить в виде координатной, или крестошинной схемы.

Вертикаль изображается ...........
горизонтали можно просто ____________

В данном КБ имеет место расширение

коэффициент расширения (или сжатия) определяется:

σ = V/N = mа/nа
σ > 1 - расширение
σ < 1 – сжатие (концентрация)

Второй способ изображения КБ – символический. Этот способ предпочтителен, поскольку он дает полное представление о КБ и на АТС все схемы обычно представлены в таком изображении. Поэтому в лаборатории вы в основном используете такие схемы построения КБ.

При построении коммутатора все вертикали и горизонтали его вытянуты в одну линию, показывая их взаимный доступ. На схеме блока должны быть изображены все его коммутаторы. Внутри вертикали обычно пишутся номера УЭ. Номера ВЭ определяются выходами в поле звена данного КБ (либо ПЛ, либо № направления, либо № АК) .

Если отдельно нарисуем 4 коммутатора звена А (15х20) и отдельно 20 коммутаторов звена В (4х20), а затем совместим их методом наложения, то получится 2-х звенный КБ с параметрами 60х80х400.

Рисунок 12

В этих случаях как бы поле звена А “пропадает”, т. к. вертикали звена В их “скрывают” под собой (они ведь с черточками) и получается единый КБ. В данном случае в поле звена А и вертикаль звена В включается ПЛ. В поле звена В включаются выходы, из которых формируем направление (объединяя одноименные выходы из всех 20 коммутаторов звена В получаем 20-линейное направление с Д = 20).

Основной недостаток 2-х звенных КБ – возникновение внутриних блокировок.

5.1.4. Основной способ уменьшения внутренних блокировок

Это увеличение числа звеньев в КБ

Если ma (2na – 1), то схема полностью неблокирующаяся.

Рисунок 13

Простое добавление 3-го звена практически уничтожает явление внутренних блокировок, т. к. при занятости ПЛАВ № 1 , например найдется еще достаточное количество ПЛ : (ma – 1), через которые, получив выход к коммутаторам звена В, мы получаем nc ПЛВС подключенные к каждому выходу звена С.

Ученый Клоз показал, что симметричная 3-х звенная односвязная схема будет полнодоступной неблокирующийся при условии : ma (2na – 1) – можете проверить

Такая схема носит название - “схема Клоза”

Объем используемого оборудования при этом увеличивается по сравнению с 2-х звенной схемой, но часто возникает необходимость избавится от внутренних блокировок. (режим вынужденного искания)

Кроме основного существуют и другие способы уменьшения явления внутренних блокировок.

  1. Увеличение числа ПЛ между звеньями А и В.
  2. Использование КБ с возможностью перестроения установленных соединений.
  3. Организация внутриблочных обходов.

5.2. Структура многозвенных ступеней искания

В координатных системах АТС используется 3 ступени искания: абонентского, группового и регистрового.

В соответствии с режимами искания выбираются КБ, а от емкости АТС и поступающей нагрузки зависит число КБ каждого типа на ступенях искания и их структурные параметры, т. е. ступень искания представляет собой совокупность КБ определенного типа, число которых зависит от обслуживаемой нагрузки (т. е. от объема оборудования, включенного на входы ступени искания).

5.2.1. Ступень ГИ

Предназначена для формирования направления.

На ступени ГИ осуществляется режим обусловленного группового искания. В этом случае УУ блока ГИ (маркер) в соответствии с полученной из регистра информацией в виде одной или нескольких цифр, выбирает нужное направление (что это мы знаем). Затем МГИ выполняет свободное обусловленное искание, выбирая свободную исходящую линию в выбранном ранее направлении, доступную вызвавшему входу блока через свободную ПЛ. Затем МГИ включает ВЭ и УЭ и освобождается. На ступени ГИ применяются 2-х звенного КБ типа ВП-ВП – односвязные с расширением, например: 60х80х400, 80х120х400, 30х40х200 или двухсвязные f = 2 без расширения в звене А, например:
40х40х200, 60х60х200.

К основным коммутационным параметрам блока ГИ относится число направлений Н и доступность в направлении Д.

Д и Н четко взаимосвязаны между собой и параметрами КБ М – число выходов КБ,
М = Н * Д, М = 400, при Дмин = 20, Н = 20
Д = 40, Н = 10
Д может быть = 60, а может быть смешанной, т. е. часть направлений включается с Д = 20, а часть Д = 40.

Если в ступени ГИ несколько КБ, пусть 10, то все равно Д в направлении будет такой, какой она выбрана для одного блока.

Как формируется направление ступени, мы рассмотрим, когда будем говорить о НПД включении на ступени искания.

Преимущество ступени ГИ в АТСК заключается в том, что деление поля блока ГИ является не конструктивным , а электрическим это обеспечивается замонтированной программой работы МГИ и позволяет повышать Д во всех или некоторых направлениях за счет уменьшения общего числа направлений .
Д = q * кв, где
Д – число выходов в заданном направлении
q – число выходов в заданном направлении из одного коммутатора звена В.

Направление формируется в результате объединения одноименных выходов в данном КБ.

В данной схеме: q = 1, то Д = 1*20 = 20
q = 2, то Д = 40
q = 3, тот Д = 60

Особенность подобных КБ заключается в том, что в пределах одного направления Д является переменной величиной из-за появления внутренних блокировок при занятости ПЛ:
Если в коммутаторе звена А занят один вход, а на второй поступает вызов в том же направлении, то ему будет доступно:
Д2 = (кв -1)* q = 19

Если рассмотреть 3 вход:
Д3 = (кв -2) * q = 18

Для последнего 15-го входа:
Д15 = (кв -14) * q = 6,
т. е. в направлении:
Дмак. = 20, Дмин = 6

В общем виде:
Дмин = [кв – (nа - 1)] * q

Обусловленное искание – понятие применимое к многозвенным коммутационным схемам. Это процесс отыскания свободного (или требуемого) выхода и одновременно свободной и доступной ПЛ между звеньями, через которые могло быть установлено соединение.

Итак, на ступени ГИ используется режим группового обусловленного искания. Ступень ГИ состоит из нескольких КБ ГИ, каждый из которых установлен на одном или 2-х стативах в автозале. 1 МГИ обслуживает соединение в пределах одного КБ (см. рис.12).

SГИ = Vвх в ступень/Nчисло вх в один КБ

5.2.2. Ступень АИ

Ступень АИ совмещает в себе функции ступени ПИ и ЛИ ДШ АТС, следовательно через нее устанавливается исходящее соединение от абонента и входящее соединение к абоненту – отсюда название ступень абонентского искания.

Ступень АИ при исходящей связи работает в режиме свободного обусловленного искания, а при входящей – линейного, т.е. вынужденного обусловленного искания.

При установлении исходящего соединения достаточно иметь

2-х звенный КБ, построенный по принципу ПВ – ПВ с параметрами 100х60х20/20 (100х60х40), а входящее соединение устанавливается через 3 или 4 звена в зависимости от величины абонентской группы (рис 14).

Рисунок 14

Если станция невелика (АТСК100/2000), то достаточно установить входящее соединение через 3 звена С В А с параметрами: 20х20х60х100, блок построен по принципу ВП – ВП – ВП (рис 15).

Рисунок 15

Если станция велика (АТСКУ 10-20 тыс. номеров), то входящее соединение проходит через 4 звена Д С В А. В этом случае значительно повышается число путей, обеспечивающих соединение входящей ступени АИ с вызываемой АЛ.

Станция типа АТСКУ на ступени АИ использует 1000-линейные абонентские группы, в которые включаются 10 сотенных блоков АИ. Число блоков Д С = 2-4 в зависимости от нагрузки. Это позволяет укрупнить пучки ИШК и ВШК, повысив их использование и уменьшив общее число. Соединение исходящее и входящее в пределах одного КБ устанавливает одно УУ, которое называется МАИ.

По исходящей связи эти блоки строятся со сжатием (концентрацией):

σ = V/N = 60/100 = 0.6, что позволяет повысить использование ШК(подобную прикидку делали ранее: из 100 абонентов одновременно могут говорить все, тогда нужно 50 групп приборов но так не бывает, обычно 18%-20% заняты).

Д в 2-х звенном КБ является величиной переменной и изменяется от Дмак. = 20, т. е. может быть подключена ко всем 20 ИШК, до Дмин. = 0, т. к. для 7-го поступившего вызова уже не будет доступной ПЛАВ (их всего 6 на выходе коммутатора звена А – см. построение блока АИ).

Особенностью 2-х звенного блока АИ является транспонированное (перемещенное) включение АЛ. В этом случае в поле МКС1 и МКС2 звена А включаются АЛ с одинаковыми цифрами единиц, а в поле МКС3 – с одинаковыми цифрами десятков (это для АТСКУ, для К – 100/2000 - наоборот).

Если при прямом включении каждой АЛ было бы доступно 6 ПЛ, то при транспонированном 10 АЛ с одинаковыми цифрами единиц (11, 21, 31……01) – 24 ПЛ , а с одинаковыми цифрами десятков (11, 12, 13,…..10) – 42 ПЛ.

Пропускная способность при этом увеличивается на 20%.

Вопросы, связанные с расчетом, построением КБ АИ, установления соединения в них, сущности транспонированного включения рассмотреть самостоятельно и в лаборатории.

5.2.3. Ступень РИ

Ступень регистрового искания предназначена для подключения регистра к ШК, а через него к блоку АВ и к АЛ или СЛ от ДШ АТС на время приема информации о номере вызываемого абонента и установления соединения.

МРИ осуществляет искание в пределах КБ РИ в режиме свободного искания.

Различают следующие ступени РИ на станциях АТСК:

    1. Ступень РИ, предназначенная для подключения абонентских регистров АР на станциях типа АТСК городского типа и АТСК 100/2000 и построены они на КБ по типу ПВ с параметрами 20х5. Число КБ в ступени РИ определяется числом обслуживаемых ИШК. Маркер – МРИ. Тип МКС - 10х10х12.

Рисунок 16

  1. Ступень РИА – для подключения АР на станции типа

    АТСКУ, КБ – 2-х звенные с параметрами 120х60х40 по принципу ПВ – ПВ. МКС – 20х10х6.

    Особенность блока: fАВ = 0.83, т. е. включаемые блоки не являются полнодоступными. Для повышения использования АР обычно 2 блока РИА объединяют и получают сдвоенный блок РИА, в который включают 240 ИШК и 40 АРБ.

    Маркер – МРИА.

    Рисунок 17

  2. Ступень РИВ – для подключения ВР к СЛ от АТС ДШ. Подключение происходит через ПКВ, КБ – 2-х звенные с параметрами 48х30х20, построенные по принципу ПВ – ПВ.
  3. МКС – 10х12х12.

    Особенность блока: используется принцип деления поля вертикали, когда в каждую вертикаль МКС включается 8 входов (от ПКВ) и 4 выхода (к ВРД).

    Рисунок 18

Подробно вопросы, связанные с расчетом, построением КБ РИ, установлением соединения в них рассмотреть самостоятельно и затем в лаборатории.

6. Телефонная нагрузка. Методы расчета числа обслуживающих устройств коммутационных систем

6.1. Понятие ТФ нагрузки

Поступающая на КС в промежуток времени (t1, t2) нагрузка У(t1, t2) такая, которая была бы обслужена КС, если б каждому поступающему вызову тотчас было предоставлено соединение со свободным источником.

Пропущенная за промежуток t (t1, t2) нагрузкой Упр(t1, t2) предусматривает сумму времени занятий за указанный промежуток времени всех выходов коммутационной системы, которая обслуживает поступающий поток вызовов:

Упр(t1, t2) = ΣVi =1 i

1,2,3…….v - отрезки t , в течение, которого 1, 2, 3, ...v выходы заняты за промежуток t - (t1 - t2)

Потерянная КС в течении времени (t1, t2) нагрузка Упот(t1, t2) – это разность между поступающей и пропущенной нагрузками за рассматриваемый промежуток времени

Упот(t1, t2) = У(t1, t2) – Упр(t1, t2)

6.1.1. Первое и второе определение нагрузки

ТФ нагрузка – это число вызовов в ЧНН на станцию и средняя продолжительность занятия станционных приборов на 1 вызов.

У = Σ Ni · Ci · ti

или суммарное время занятия соединения путей КС за определенный промежуток времени называется телефонной нагрузкой.
Ni - число источников нагрузки данной категории
Ci - среднее число вызовов в ЧНН от абонентов данной категории
ti – средняя продолжительность обслуживания одного вызова абонента данной категории
к – число категорий

Второе определении нагрузки: нагрузка определяется числом одновременно занятых линий. Например: емкость пучка линии
V= 10, нагрузка в направлении У = 5 Эрл. Тогда с максимальной вероятностью в данном пучке при обслуживании этой нагрузки будет занято именно 5 линий из 10.

Существует понятие средней и расчетной нагрузки.

Средняя или математическое ожидание нагрузки эта та, что мы рассчитывали по формуле:

У = Σ Ni · Ci · ti

Расчетная нагрузка – такая, при которой с определенной вероятностью обеспечивается требуемое качество обслуживания абонентов при заданной норме потерь.

А = У + 0.674 ·У

Величина А используется только при расчете коммутационного оборудования, т. е. число приборов берется завышенным, чтоб в ЧНН обеспечить заданное качество, т.к. нагрузка очень колеблется от времени суток, выбора направления, величины абонентской группы и т. д.

6.1.2. Категории источников нагрузки

Различные следующие основные категории источников нагрузок:

  1. Абоненты квартирного сектора индивидуальные
  2. Абоненты квартирного сектора спаренные
  3. Абоненты квартирного сектора коллективного пользования
  4. Абоненты н/х сектора
  5. Абоненты административного сектора
  6. ТФ автоматы местные
  7. ТФ автоматы междугородные
  8. Системы передачи данных

Все категории имеют разные Ci – среднее число вызовов, ti – среднее время разговора абонента данной категории

Например: Ски = 1.2 Тки = 140сек
Снх = 4.0 Тнх = 90сек
Сма = 10 Тма = 110сек

Отсюда возникает понятие удельной нагрузки, т. е. нагрузки от одного абонента данной категории
yо = Ci · ti
У = N· yо

6.1.3. Единицы измерения нагрузки

Единицы измерения нагрузки является часозанятие (чз). ЧЗ – величина нагрузки, которая может быть условно пропущена одной линией, если она будет непрерывно занята в течение целого часа.

Интенсивность нагрузки – математическое ожидание нагрузки, поступающей в единицу времени.

Единицей измерения интенсивности нагрузки является Эрланг.

1 Эрг = чз/час – одно чз, осуществляющееся в течении часа.

Общепринято измерять нагрузку не в чз (очень большие цифры), а в Эрл. Для этого чз/3600.

6.1.4. Формула полной нагрузки

Полная нагрузка, созданная группой источников за ЧНН, представляет собой сумму нагрузок отдельных видов занятий:

У = Усост + Узн + Уно + Уош + Утех

Усост – нагрузка создаваемая вызовами, которые закончились разговорами, их доля от общего числа поступивших вызовов
Рр= 0.6 - 0.7

Узн - нагрузка создаваемая вызовами, которые не закончились разговорами из-за занятости вызываемого абонента, их доля
Рзн = 0.15 - 0.2

Уно - нагрузка создаваемая вызовами, которые не закончились разговорами из-за не ответа вызываемого абонента, их доля
Рно = 0.08 – 0.12

Уош - нагрузка создаваемая вызовами, которые не закончились разговорами из-за ошибки при наборе номера, их доля
Рош = 0.02 – 0.05

Утех - нагрузка создаваемая вызовами, которые не закончились разговорами по техническим причинам, их доля
Ртех = 0.025 - 0.03

6.2. Методы расчета числа обслуживаемых устройств

Будем рассматривать на примере координатной системы

Ступень искания – совокупность КБ определенного типа.

6.2.1. Расчет числа КБ ступеней искания

100х60х20х – параметры блока АИ по исходящей связи. На вход ступени АИ включается абонентская линия, тогда

SАВ - число блоков АИ АВ
80х120х400 – число блоков ГИ АТСКУ.

На вход ступени ГИ заводится входящие линии, тогда

SГИ - число блоков ГИ
120х60х40 – блоки РИА

Комплекты ИШК, ПКП, ИШКТ распределены равномерно по входам в блоки РИА. Тогда

SРИА - число блоков РИА
30х40х200 – блок АИ СД по входящей связи. Обычно на 1 тыс. группу , т. е. 10 блоков АИ АВ приходятся 2-4 блока АИ СД в зависимости от входящей нагрузки на данную тысячную группу.

Расчет числа УУ

УУ маркеры обслуживают соединения в пределах одного КБ, следовательно на любой КБ любой ступени искания устанавливается 1 маркер и число маркеров на ступени искания зависит от числа КБ данной ступени.

УУ регистры рассчитываются в зависимости от нагрузки, обслуживаемой данным пучком регистров по специальным таблицам , т. е.
Vрег = f(Урег)

6.2.2. Методы расчета числа исходящих линий ступеней искания

Для этого существует большое число приближенных методов расчета.

Наиболее распространенные:

  1. Метод Якобеуса.
  2. Метод вероятностных графов.
  3. Метод КЛИГС.
  4. Метод эффективной доступности.
  5. Метод ЦНИИС (инженерный метод) и др.

Метод эффективной доступности

Смотри рисунок 12.

Сущность метода заключается авпреобразовании 2-х звенной блокирующейся схемы, доступность в которой изменяется от Дmах до Дmin значения, в однозвенную неблокирующуюся, которая обеспечивает пропускание одинаковой нагрузки в направлении при одинаковых потерях и том же числе линий, что и 2-х звенная.

Значение Д-ти при этом в 1-звенной схеме = Дэф

Дmin < Дэф < Дmax

э = Дmin + Q (Д - Дmin)

Итак, в основе метода лежит понятие о переменной доступности:
Дi = (ma - i) · q

i – количество занятий 0 i ma

Для блока АИ:
Дmax = 20

Дmin = 0, т. к. nа > mа и уже 7-у входу не будет доступных пром. путей

= q (ma - Уm) - математическое ожидание доступности (средняя доступность)

Уm – нагрузка, пропускаемая ma ПЛ АВ из одного коммутатора звена А (число одновременно занятых линий по 2-у определению нагрузки)
Уm = в · ma

Q = 0.85 – эмпирический коэффициент, взятый при транспонированном включении. Он учитывает особенности построения 2-х звенных схем, блокировки в них.

Отсюда:

Дэ = Q ·

Определив значение Дэ, определяем величины коэффициентов α и β при потерях р = 0.005 и данное значение Дэ по специальным таблицам (пособие по КП для АТСК приложение 6).

Требуемое для обслуживания данной нагрузки Уисх. число линий (число ИШК, обслуживающих, 1000-ю гр.) определяется по формуле О'Делла:
Vишк = α · Уисх + β

Метод ЦНИИС

Это инженерный метод и сущность его заключается в умении пользоваться справочным материалом, зная составляющие, влияющие на количество СЛ в пучке, обслуживающего данную нагрузку.

Vишк = f(Уисх, p, g)
g – число нагрузочных групп данной тысячной группы (число блоков АИ АВ)

Для определения Vишк можно воспользоваться таблицами ЦНИИС или графиком (пособие по КП)

7. Принципы построения управляющих устройств

7.1. Виды и назначение сигналов

Установление соединения между входом и выходом КС осуществляется под воздействием управляющих сигналов, поступающих на коммутационные приборы соответствующих ступеней искания.

Для управления процессом установления соединений на АТС используются управляющие устройства (УУ), которые взаимодействуют с приборами КП, а также с линейными и станционными комплектами.

Основные функции УУ:

  1. Прием сигналов управления от линейных и станционных приборов.
  2. Распределение принятых сигналов по отдельным функциональным блокам (ФБ) управляющих устройств.
  3. Определение состояния коммутационных приборов и линий.
  4. Выбор соединительного пути между входом выходом в КП станции, ступени, КБ.
  5. Включение коммутационных приборов, соответствующих выбранному соединительному пути.
  6. Выдача команд для посылки абонентам акустических сигналов на определенных ЭУС (“ответ станции”, ”занято”, ”КПВ”,”ПВ”).
  7. Выполнять операции по предоставлению ДВО, учету нагрузки и потерь, техническому обслуживанию станции.

Совокупность сигналов, используемых для взаимодействия АТС и передачи информации на различных ЭУС называется системой телефонной сигнализации (рис 19).

Сигналы, передаваемые по абонентским и соединительным линиям в прямом и обратном направлениям разделяются на три группы: линейные, управления, информационные (акустические).

Рисунок 19

В ЦСК есть дополнительные сигналы управления и информации.

Линейные сигналы передаются по линиям в прямом и обратном направлениях. Они характеризуют состояние соединительного тракта, т. е. отмечают основные ЭУС.

Сигналы управления передаются между ТА и УУ и между самими УУ в процессе установления соединения. Под воздействием этих сигналов осуществляется процесс установления соединения. В основном это адресная информация, способ передачи информации, категория вызова, запрос АОН и т.д.

Информационные акустические сигналы передаются в основном в обратном направлении (от АТС в ТА) и служат для информации абонентов о состоянии устанавливаемого соединения (см. картинку). В ЦСК есть еще ряд таких сигналов (например, предупреждение абонента, занятого местным соединением о поступлении междугородного и т.д.)

Передача этих сигналов, состав каждого из них зависит от типа оборудования АТС, структуры сети (местная, междугородная), способа построения УУ (индивидуальные, общие, программные), способа передачи этих сигналов и т. д.

Линейные сигналы передаются:

  1. шлейфным способом (по АЛ)
  2. частотным по ВСК (выделенным сигнальным каналам)
  3. двоичным кодом по ОКС (общий канал сигнализации)
  4. батарейный способ (по2х и 3х проводным СЛ)
  5. индуктивный способ на СТС по 2х- проводным физическим линиям

Сигналы управления:

  1. По разговорным проводам многочастотным способом ”2 из 6” - АТСК
  2. двоичный код – по ОКС – ЦСК
  3. шлейфный и батарейный способ при работе с ДШАТС.

Состав сигналов определяется эксплутационном процессом принятом на действующей телефонной сети.

7.2. Cпособы управления на АТС

Различают непосредственное и регистровое (косвенное) управление приборами коммутации на АТС.

7.2.1. Непосредственное управление

Этот способ управления применяется только на АТС с индивидуальными УУ для каждого коммутационного прибора. Такое УУ занимается на t установления соединения и на все t разговора между абонентами.

Импульсы набора N поступают в УУ соответствующих искателей и транслируются затем в ЭМ искателей.

Управление приборами на соответствующих ступенях искания производится последовательно, по мере набора номера в соответствии с набираемыми цифрами.

Эти УУ сравнительно просты и содержат 2 -11 реле в зависимости от того, на которой ступени искания прибор установлен.

Недостаток: УУ оказываются занятыми не только во t установления соединения, но и во t разговора, хотя никаких действий не производит.

Это является нерациональным и снижает эффективность использования индивидуальных УУ.

7.2.2. Регистровое (косвенное) управление

Такой способ управления может использоваться в системах как с индивидуальным, так и общими УУ - обычно во 2-м случае.

Общее УУ обслуживает группу коммутационных приборов, например КБ на n входов – см. схему и управляет в определенной последовательности работой каждого входа. Такие УУ занимаются только на t установления соединения.

При регистровом (косвенном) управлении информация о N вызываемого абонента воспринимается не УУ, а поступает в специальный прибор, называемый регистром, в котором фиксируется (запоминается) N вызываемого абонента, а затем полученная информация в необходимом количестве и требуемой последовательности выдается в УУ по ступеням искания. Ступени искания формируются из КБ и каждый КБ имеет свое УУ, которое называется маркером. На приведенной схеме УУ - регистр, а УУ по ступеням искания – маркеры.

Размещение КБ и маркеров на стативах можно увидеть в лаборатории, т. к. подобный способ управления используется на АТСК.

Преимущество: Маркеры занимаются только на t установления соединения через КБ, которые они обслуживают. После этого они освобождаются и могут обслуживать другие вызова.

При регистровом управлении нет жесткой связи между числом цифр абонентского номера и числом ступеней искания (как на АТС с непосредственным управлением). Это позволяет более экономично строить телефонные сети.

В электронных и квазиэлектронных АТС используется одно УУ, которое определяет свободный соединительный путь через всю коммутационную систему КС. Поэтому объем УУ на них меньше, но предъявляется высокое требование к быстродействию ЦУУ, чтоб выдержать требуемое качество обслуживания вызова. Такие возможности дают быстродействующие ЭУМ (электронные управляющие машины).

7.3. Способы установления соединения на АТС

На АТС используются 2 способа установления соединения.

    1. Прямой способ – когда функции искания и коммутации совмещены по времени. Т. е. коммутация входа со свободным или требуемым выходом на ступени происходит одновременно с исканием . Такой способ установления соединения используется на АТС, имеющих индивидуальные УУ, т. е. на ДШ АТС.

Недостатком прямого способа установления соединения является непроизводительное занятие приборов в случае невозможности установления соединения на ступени искания (например, занятости выхода). Это приводит к излишнему износу приборов, увеличению длительности их занятия, увеличению расхода электроэнергии.

    1. Обходной способ – когда функции искания и коммутации разделены во времени.

Это происходит потому, что функции искания выполняет УУ, т. е. маркер. Он определяет вход, на который поступает сигнал занятия, по принятой информации определяет направление, находит ПЛ и свободный выход и только после этого подает управляющие сигналы в УЭ и ВЭ МКС (на АТСК) и тогда коммутационный прибор МКС осуществляет функцию коммутации входа и выхода КБ.

Преимущества обходного способа заключается в том, что исключается непроизводительное занятие коммутационного прибора, т. к. он может быть занят только при наличии пути коммутации. Обходной способ установления соединения широко используется на тех АТС, где применяются общие УУ: АТСК, АТСКЭ, ЦСК.

7.4. Регистры координатных АТС

Регистры (Р) на АТСК – это общестационарные УУ, которые принимают и запоминают адресную информацию, а затем в процессе установления соединения передают ее в УУ различных (М) ступеней искания в нужном объеме. Одновременно Р обеспечивает кодирование информации, что позволяет увеличить быстродействие способов передачи информации и сократить время занятия как самого регистра, так и М на ступенях искания.

7.4.1. Схема классификации регистров координатных АТС

Рисунок 20

Эта схема позволяет рассказать о регистрах абсолютно все при внимательном ее рассмотрении. Можно читать учебник (Иванова).

Условные обозначения:

АР – абонентский регистр, предназначенный для приема информации о N вызываемого абонента. Запоминает всю информацию и выдает по ступеням искания только многочастотным способом (для АТСК 100/2000 – полярно-числовым кодом). Взаимодействует только с однотипными (координатными) АТС.

ИР (ИРД) – исходящие регистры. Используются на АТСК в случае, если организуется связь к ДШ АТС, т.к. он включается на выходе исходящей станции и принимает информацию из АР частотным способом, а выдает ее на АТС ДШ батарейными импульсами.

АРБ – абонентский регистр, выполняет все функции АР, но может выдавать информацию и в виде БИ, поэтому работает с АТС ДШ без помощи ИР. Целесообразно использовать на сети, где больше % ДШ АТС.

ВР (ВРД) – входящие регистры. Используются при организации входящей связи от ДШ АТС – принимают информацию БИ, а выдают ее в М или ИР частотным кодом.

ВРДБ – входящии регистры, используются , как ВРД, но могут выдавать информацию и БИ. Стоят на АТС и вместе с АРБ (АР-ВРД, АРБ-ВРДБ)

ПР – промежуточные регистры, используются при установлении междугородных соединений. Могут запоминать до 18 знаков номера.

7.4.2. Блок-схема 5-значного регистра (рис 21)

Рисунок 21

СУ - счетное устройство, состоящее из 6 реле Р1-Р6. Осуществляет счет бестоковых импульсов.

КПП - кодовый приемопередатчик, осуществляет кодирование и декодирование передаваемой информации.

П1 и П2 – переключающие устройства.

Ф1-Ф4 – четыре фиксирующие схемы, осуществляют запоминание принимаемой адресной информации.

Устройство приема информации (УПИ) воспринимает последовательность импульсов и передает их для счета СУ. Приняв 1-ю цифру, СУ через П1 подключается к Ф1 и передает ее туда для запоминания. Затем СУ возвращается в исходное состояние, а П1 подключает Ф2, в которое будет передана информация по 2-й цифре.

Информация о последней (5-й) цифре не передается в ЗУ (Ф5 нет), а запоминается в самом СУ.

Устройство выдачи информации (УВИ), непосредственно связанно с КПП и получая сигналы запроса из УУ – МГИ – последовательно выдает информацию в УУ о требуемых цифрах абонентского номера.

Рассмотрим алгоритм действия АРБ до начала взаимодействия с маркерами ступеней ГИ и АИ.

Алгоритм – последовательность операции, выполняемых в процессе установления соединения. Это программа работы УУ.

7.5. Маркеры координатных АТС

Маркер (М) – это УУ, которое выполняет задачу поиска и выбора соединительных путей через коммутационную систему.

В АТСК различают М функциональные и распределенными по ступеням искания.

В 1-м случае, М выполняет определенные функции (например, подключить АЛ к АР через ступени АИ и РИ) и осуществляет установление соединения в пределах нескольких ступеней искания.

Во 2-м случае, М устанавливает соединение в пределах определенной, закрепленной за ним ступенью искания, без учета состояния других ступеней.

В изучаемых нами координатных системах (АТСК, АТСКУ, АТСК 100/2000) используется М второго типа, т. е. закрепленные не просто за определенными ступенями искания, а за каждым КБ, входящим в эту ступень. Т. е. число их на ступень искания зависит от числа КБ.

Средняя длительность работы М при установлении соединения в КБ h = 0.6 сек (0.1-1.0сек).

М работает только во время установления соединения на данной ступени искания, и затем освобождается.

Все М обслуживают вызова по системе с ожиданием, т. е. если вызов приходит в момент, когда М занят установлением предыдущего соединения, то он не теряется, а ставится на ожидание.

Алгоритм действия М и состав его функциональных блоков (ФБ) определяется режимом искания на ступени, структурой КБ, элементной базой УУ и т. д.

7.5.1. МГИ

На рис.22 представлена функциональная схема МГИ.

Рисунок 22

ВЛ – входящие в блок ГИ линии

ПЛАБ – промлинии между звеном А и звеном Б

ОВ – определитель входов, который фиксирует номер входа, по которому поступает сигнал занятия и подключает к нему КПП

КПП – кодовый приемопередатчик (совершенно аналогичен КПП регистра, даже могут использоваться одними и теми же электронными КПП в АТСКУ), который совершает обмен информацией с регистром для определения требуемого направления ступени ГИ.

ФН – фиксатор (определитель) направления. В зависимости от принятого 1,2,3,4-значного кода направления (реле Ц и Н) ФН определяет группу выходов блока, в которые включены линии требуемого направления.

ПУ – пробное устройство, которое пробует и выбирает свободный соединительный путь через коммутационный блок.

РП – распределитель преимущества, который позволяет изменить очередность занятия ПЛ и исходящих линий, а также обеспечить порядок обслуживания поступивших одновременно вызовов (можно привести пример)

Рассмотрим алгоритм действия МГИ – режим работы: групповое, обусловленное искание.

Принципиальная схема МГИ будет рассмотрена в лаборатории (выполнение ДЗ).

7.5.2. МАИ

МАИ управляет установлением соединения 2-х видов:

  1. исходящего от АЛ, работая при этом в режиме свободного обусловленного искания
  2. входящего к АЛ вызываемого абонента, работая при этом в режиме вынужденного обусловленного искания.

Функциональная схема МАИ

АО – абонентский определитель: при исходящей связи определяет номер АЛ вызывающего абонента: при входящей связи фиксирует 2-е последние цифры абонентского номера (десятки и единицы) и осуществляет пробу пути к требуемой АЛ

Функции ПУ и РП уже известны.

Рассмотрим алгоритм действия МАИ в режиме свободного обусловленного искания при исходящей связи (pис.23)

Рисунок 23

ОВ – определитель номера входа, по которому поступает сигнал занятия

КПП – для обмена информацией с Р при входящей связи

УПА – устройство пробы АЛ, которое подключается к АЛ (требуемой) уже после включения ВЭ и УЭ звена А и В, что упрощает в целом процесс обусловленного искания (выбора ПЛ АВ и ПЛВС) (УПА определяет свободность или занятость АЛ) Т.о. при входящей связи работают все ФБ МАИ.

Рассмотрим алгоритм действия МАИ в режиме вынужденного обусловленного искания при входящей связи.

Эта работа МАИ станции АТСК 100/2000 на станциях АТСК городского типа и АТСКУ – 4 звена АВ и СД и осуществляется отдельно работа МАИ АВ и МАИ СД, а в случае необходимости – их взаимодействие (при входящей связи).

Работа УУ АТСКЭ и АТСЭ будет рассмотрена позднее (в соответствующем разделе).

8. Характеристика координатных АТС

8.1. Преимущества АТСК по сравнению с ДШ АТС

В 60-х годах на сети страны пришли станции второго поколения – АТСК – АТС координатной системы. Вначале они появились на СТС, а затем началось их внедрение на ГТС и МТС (об этом рассказывалось ранее на вводной лекции).

Основными особенностями АТСК является:

  1. Применение звеньевых КБ, построенных на МКС.
  2. Использование групповых УУ на ступенях искания.
  3. Регистровое управление установлением соединений.

Преимущества АТСК вытекают из недостатков ДШ АТС, рассмотренных в предыдущих лекциях.

  1. Более высокая надежность действия коммутационной аппаратуры за счет уменьшения применения сравнительно простых по устройству приборов (МКС, реле, электронных элементов), где нет ударных усилий и больших перемещений деталей.
  2. Меньшие эксплуатационные расходы по станционным сооружениям, т. к. станционных повреждений возникает в 5 раз меньше, чем на ДШ АТС, что позволяет значительно сократить штат в автозале АТС.
  3. Хорошее качество разговорного тракта, что обеспечивается применением контактов давления из серебра и палладия. В результате сопротивление разговорного тракта значительно снижается (что особенно важно для междугородной связи и ПДИ).
  4. Большие коммутационные возможности ступеней искания (число направлений, доступность, многопроводная коммутация).
  5. Уменьшение затрат на построение телефонной сети, т. к. применение звеньевых ступеней ГИ с большим числом направлений и Д=20, 40,60 позволяет уменьшить число ступеней ГИ и значительно увеличить пропускную способность пучков СЛ.
  6. Более высокая технология производства аппаратуры, т. к. затраты ручного труда значительно снижены.

8.2. Принципы построения АТСК

Типы используемого оборудования.

  1. Реле типа РПН, на котором построены АК, ШК, КСЛ – т. е. устройства, что не входят в состав УУ.
  2. Реле типа РЭС-14, на основе которых созданы общие УУ – регистры и маркеры – работающие под воздействием замонтированной программы.
  3. МКС являющиеся устройствами коммутации на всех ступенях искания.
  4. Электронное оборудование КПП и регистров (АТСКУ)

Способ управления коммутационными приборами на АТС – регистровый (косвенный), когда информация о номере вызываемого абонента поступает в специальное устройство – регистр – в котором и запоминается (фиксируется), а затем выдается в УУ ступеней искания – маркеры – по мере необходимости (в некоторых системах, например АТСКЭ, используются не регистры, а ПНН, имеющие более простую схему и выполняющие только основные функции регистра). Регистр является согласующим элементом, он производит пересчет с десятичной системы исчисления,т. к. деление поля электрическое и невозможно использование декадных импульсов, как на ДШ.

В регистре устанавливается КПП, которое кодирует сигналы управления и взаимодействия. Здесь применяется быстродействующий полярно-числовой код или многочастотный.

Кодирование необходимо, чтоб ускорить работу маркеров, т. к. стоит 1 М на блок и возможны большие потери нагрузки.

Способ установления соединения – обходной, когда функции искания и функции коммутации на ступени разделены во времени, т. е. функцию искания выполняет УУ – маркер без участия коммутационных приборов, а коммутационный прибор МКС выполняет лишь функцию соединения между входом и выходом ступени (или блока).

Такой способ управления исключает непроизводительное занятие коммутационных приборов и используется в АТСК, АТСКЭ, АТСЭ, где применяются общие УУ.

 

Ступени искания

 

В системе АТСК каждая ступень искания выполняет определенную коммутационную задачу (свободное, групповое или линейное искание) и состоит из КБ и групповых УУ (маркеров). Число маркеров определяется числом КБ – 1 маркер на 1 КБ.

АИ – ступень абонентского искания является объединенной и обеспечивает соединение в 2-х направлениях. При исходящем сообщении ступень АИ выполняет функцию ПИ и работает в режиме свободного искания. При входящем сообщении ступень АИ осуществляет режим ЛИ и работает в режиме вынужденного искания. Такое объединение функций увеличивает использование коммутационных УУ и снижает их стоимость.

Число блоков АИ зависит емкости АТС. (Если емкость АТС=1000 номеров, сколько потребуется сотенных блоков АИ – 10 штук).

При исходящей связи блоки строятся в 2 звена со сжатием (для повышения использования ИШК) по принципу ПВ-ПВ с параметрами 100´60´20, D = 20, при входящей связи в 3 либо 4 звена для увеличения числа соединительных путей между звеньями (т. е. уменьшение внутриних блокировок).

Характерная особенность – транспонированное включение ГИ, РИ см раньше

8.3. Характеристика АТСК 100/2000

Структурная схема АТСК 100/2000 с одной ступенью ГИ (рис. 24)

Рисунок 24

8.3.1. Особенности построения функциональной схемы

Минимальная емкость АТС – 100 номеров

Максимальная емкость АТС – 2000 номеров

Используется в основном на СТС и как учережденческая с правом выхода на ГТС.

На СТС применяется как ЦС, УС, ОС.

Развитие станций предусматривается 100-номерными группами – до 20 КБ АИ.

На ступени АИ – 3-х звенный КБ А В С. На ступени ГИ - 30´40´ 200, РИ - 20´5 (подробно блоки рассматриваются в лаборатории).

АР – 5-ти значный, принимает все знаки набираемого номера батарейными импульсами, а выдает в маркеры – быстродействующим полярно-числовым кодом. Маркеры распределены по ступеням искания. (Среднее время работы маркера при установлении соединения h = 0,6 сек.)

К - 100/2000 может работать совместно с однотипными ЦСК, АТСКЭ, ДШ АТС, обязательно имеет выход на МТС и на ней возможно установить аппаратуру АОН.

Станция рассчитана на работу без постоянного присутствия техперсонала на ней и даже есть специальная аппаратура для дистанционных проверок оборудования и передачи сигналов о повреждениях на выше стоящую АТС.

Электропитание обеспечивает const ток с U=60В.

На станции возможно установить внутристанционные, исходящие, входящие и транзитные соединения.

Если емкость АТС >500 номеров, то возникает необходимость установить 2 ступени ГИ для установления внутристанционного соединения.

Вся информация о способе построения ступеней, параметрах КБ, типах МКС, на которых они построены, числе направлений и доступности известна ранее.

8.3.2. Краткое описание процесса и установления соединения на АТСК 100/2000

Внутристанционное соединение.

Вызывающий абонент снял трубку и МАИ определяет N вызывающей АЛ, затем в блоке АИ устанавливается соединение АЛ с ШК, работая в режиме СИ.

МРИ определяет поступление сигнала занятия на ШК, выбирает в процессе свободного искания регистр и через блок РИ осуществляется коммутация ШК с АР.

В этот момент из АР через блоки РИ и АИ вызывающий абонент получает тональный сигнал, “ответ станции” (f=425 Гц) и начинается набор номера.

Все цифры абонентского номера принимаются и запоминаются в АР.

Завершив прием всех цифр, АР отмечает положительным потенциалом вход блока ГИ, соединенный с занятым ШК. К этому входу подключается МГИ и посылает в регистр кодированный сигнал запроса первой цифры номера.

Выбор направления МГИ может осуществляется по одной, двум, трем цифрам абонентского номера в зависимости от направления. Обмен информацией между М и Р осуществляется методом челнока полярно-числовым кодом. На основе полученной информации МГИ выбирает направление к нужному сотенному блоку АИ, потом свободную линию в этом направлении доступную входу через свободную ПЛ. После этого осуществляется коммутация в блоке ГИ и МГИ освобождается.

Затем из АР отмечается потенциалом занятый вход в блок АИ. Номер этого входа определяется МАИ. По запросам МАИ АР последовательно выдает информацию о 2-х последних цифрах номера. МАИ выбирает свободные и доступные ПЛ и проверяет на занятость вызываемую АЛ.

Если она свободна, то на ступени АИ осуществляется коммутация и вход блока АИ подключается к вызываемой АЛ.

Одновременно МАИ посылает в АР кодированный сигнал окончания соединения и затем АР и МАИ освобождаются.

Посылка сигнала вызова (f = 25Гц) и тонального сигнала КПВ (f = 425Гц) осуществляется из ШК. Так же ШК производит питание микрофонов ТА обоих абонентов и обеспечивает цепи удержания электромагнитов МКС в КБ АИ и ГИ.

8.4. Характеристика АТСКУ

В 70-х годах была разработана городская система АТСКУ (и сельская АТСК 50/200 М). Характерной особенностью усовершенствованной системы АТСКУ является широкое использование электроники для построения электронных абонентских и входящих регистров, электронного маркера ступени РИВ, отдельных электронных устройств в релейных маркерах (КПП), а также широкое применение электроники в контрольно-проверочной аппаратуре и оборудовании для учета стоимости разговоров и измерения телефонной нагрузки.

Это делается с целью повышения надежности действия, уменьшения габаритных размеров аппаратуры и ускорения работы УУ.

8.4.1. Особенности построения функциональной схемы АТСКУ с одной ступенью искания

 

Рисунок 25

Число ступеней ГИ на АТСК определяется числом направлений, которые необходимо организовать на этих ступенях, и возможностями используемых на них КБ. Например, если все необходимые направления с требуемой доступностью могут быть организованы среди выходов использованного блока ГИ, то на станции устанавливают одну ступень ГИ независимо от числа знаков номера АЛ.

В данном случае сеть ГТС районирована, следовательно знач-ть N = 5.

В станцию может быть включено до 10 направлений к 1000-ым группам, т. е. емкость АТС = 10000 номеров.

Если сеть не районирована, то значность абонентского номера = 4 и тогда просто на будет ступени II ГИ.

В АТСКУ для передачи управляемых сигналов внутри станции и при межстанционных связях используется единый частотный способ с кодом “2 из 6” дающий возможность образования 15 сигналов.

На ступени АИ предусматривается тысячные абонентские группы с целью укрупнения пучков ШК и уменьшения числа ИШК, ВШК, ВШКМ. При исходящей связи используется 2 звена А В 100х60х20, при входящей 4 звена D C 30х40х200 и А В 20х60х100 на одну тысячную группу приходится 3-4 блока С D. (определяется нагрузкой)

Таксофоны (МА) одностороннего действия включаются сверх номерной емкости без ступени АИ непосредственно на входы ступени I ГИ через ИШ КТ (экономия номерной емкости) здесь же включается СЛ от УАТС, ПСК.

Комплекты ПКП, ИШК, ИШКТ равномерно включаются на входы блока РИА 120 60x 40, которые обеспечивают подключение к ним АРБ.

Ступень I ГИ предусмотрена для исходящего сообщения к другим АТС сети, АМТС, УСС, на УАТС, ПСК. Построена на блоках 80x120x400 (20 направлений с Д = 20). Выбор Н может быть осуществлен по 1 или 2 цифрам (даже по 3). Комплекты РСЛ – для согласования 4-х 6-и проводных выходов из ГИ с СЛ (они могут быть 2-х или 3-х проводными).

Ступень III ГИ предназначена для организации внутристанционной связи, т. к. на ее входы заводятся СЛ от других РАТС сети, а выходы подключаются для организации входящего сообщения на ступень АИ и к направлениям УАТС, ПСК, включенным в данную РАТС. Блок 80x120x400, Д=20,40.

Входящие СЛ от ДШ АТС заводятся на ступень РИВ, которая подключает ЭВРД. Этот регистр принимает 4 знака номера от ДШАТС батарейными импульсами, а выдает информацию либо батарейным, либо частотным кодом (по необходимости).

Для организации входящей связи от МТС создается отдельный шнур (на входе его нет) через ступень III ГИМ (блок 40x40x200) и комплект ВШКМ на вход звена D.

МАИ устанавливает входящее соединение по 3-м цифрам

Стр. схема АТСКУ – стр. 300 – Иванова

8.4.2. Функциональная схема АТСКУ с двумя ступенями ГИ искания

 

Рисунок 26

Данная схема предназначена для районированной ГТС. Все изложенное в п. 4.1 относительно функций схемы справедливо для данного варианта, за исключением ступени ГИ.

Ступень I ГИ предназначена для исходящего сообщения к IIГИ своей АТС, к другим РАТС, АМТС, УСС. Используется КБ 80x120x400. Выбор нужного направления на этой ступени при 5-ой нумерации маркер производит по одной цифре.

Ступень IIГИ предназначена для входящего сообщения к абонентским группам РАТС и к абонентам УАТС, ПСК. Используется КБ 80x120x400 .

Подобный вариант построения схем используется в том случае, если невозможно организовать нужное количество направлений на выходе ступени I ГИ.

Питание микрофона абонента А из ИШК абонента В из ВШК. (стр. 186 Аваков, стр.300 Иванова.)

8.4.3. Процесс установления соединения на АТСКУ

Процесс установления соединения представлен в виде алгоритма: см. 2+3+4

отбой установленного соединения: 5+6

Данный алгоритм с комментарием представлен на стр. 187-196 – Аваков “ОАК”

Процесс установления соединения на АТСКУ описан: Иванова: стр. 299-305