Cambiare nelle telecomunicazioni

Commutazione

Struttura della stazione di cambio

Cambio di gerarchia

Commutazione di circuito e commutazione di pacchetto

Trasmissione di dati su reti di telecomunicazioni

Commutazione

Vengono chiamate le funzioni eseguite da un nodo di rete nel processo di organizzazione e dissoluzione dei percorsi di connessione tra gli abbonati commutazione. Commutazione significa l'istituzione temporanea di una via di trasmissione da ingresso specifico ad un'uscita specifica sulla rete o in un gruppo di tali ingressi e uscite.

Netto, in cui i percorsi di connessione vengono prima creati per ogni scambio di messaggi e dopo il suo completamento vengono divisi in sezioni connessione remota. Tuttavia la rete può sempre avere abbonati che hanno percorsi di collegamento permanenti o percorsi organizzati certo tempo Programmato.

La commutazione viene effettuata utilizzando una serie di dispositivi speciali sotto il nome generale di "stazione di commutazione". Vengono utilizzati anche i nomi più specifici “centrale telefonica automatica” e “sistema di commutazione”.

Centralino telefonico automatico(PBX) - un complesso di dispositivi su cui è presente un insieme di linee di abbonati e che possono collegare le linee tra loro o effettuare movimenti di segnale tra le linee. Per commutazione PBX si intende una connessione temporanea tra telefoni, computer o dispositivi, che viene stabilita componendo un numero.

Sistema di commutazione- un dispositivo che collega o scollega tra loro due linee di trasmissione.

Punto A Punto B

Fig.8.1. Posizione delle stazioni di commutazione nello schema generale di un sistema di telecomunicazioni

Nel circuito sopra, il trasmettitore e il ricevitore possono essere considerati come stazioni di cambio. Le linee di trasmissione sono linee di collegamento a due fili tra le stazioni. Le stazioni di cambio sono elemento obbligatorio la più semplice rete di telecomunicazioni discussa di seguito.

La più semplice rete di telecomunicazioni

Viene chiamata una persona che utilizza i servizi di comunicazione abbonato. Per mettersi in contatto, l'abbonato utilizza il suo dispositivo di abbonato (telefono, computer o TV).

Per trasferire informazioni da un dispositivo dell'abbonato alla rete a un altro, è necessario stabilire una connessione tramite il dispositivo appropriato. Questo dispositivo è chiamato stazione di commutazione. L'abbonato identifica la connessione richiesta componendo un numero, che viene trasmesso attraverso la linea dell'abbonato alla stazione di commutazione. Il numero composto contiene informazioni di controllo sulla chiamata e sul percorso per stabilire le connessioni.

In linea di principio, tutti gli apparecchi telefonici possono essere collegati tramite cavi secondo la regola: “ciascuno a ciascuno”, come avveniva agli albori della telefonia. Tuttavia, quando il numero degli apparecchi telefonici aumenta, l'operatore si accorge presto che spesso deve commutare i segnali da una coppia di fili all'altra. È ovvio che costruendo una stazione di commutazione al centro di un'area in cui vivono numerosi abbonati, la lunghezza totale dei cavi può essere notevolmente ridotta. Sono necessari pochissimi cavi tra le stazioni regionali, perché il numero di chiamate simultanee è molte volte inferiore al numero di abbonati, vedere fig. 8.2. Le prime stazioni di commutazione erano manuali; la commutazione avveniva su un centralino.

Riso. 8.2. La più semplice rete di telecomunicazioni.

Gli apparecchi telefonici degli abbonati erano collegati alle stazioni di commutazione utilizzando le linee degli abbonati, ciascuna delle quali era una coppia di fili. A loro volta, le stazioni di commutazione situate nel territorio di una città ( insediamento), erano collegati da linee principali (CT), ciascuna delle quali è una coppia di fili.

Stronger propose la prima stazione di commutazione automatica nel 1887. D'ora in poi, il controllo del cambio viene effettuato dagli abbonati tramite la composizione. Per molti decenni le stazioni di commutazione erano complessi di relè elettromeccanici, ma negli ultimi decenni si sono evolute in sistemi di commutazione digitali con controllato dal programma. Le stazioni moderne hanno una capacità molto ampia: decine di migliaia di abbonati e migliaia di loro effettuano chiamate contemporaneamente nelle ore di punta.

Se le stazioni di commutazione si trovano in città diverse, sono collegate da linee di comunicazione, ciascuna delle quali contiene diverse dozzine di canali di comunicazione.

Un insieme di strutture lineari e di stazione progettate per collegare due terminal dispositivi dell'abbonato, chiamato tratto di collegamento. Il numero di nodi di commutazione e di linee di comunicazione nel percorso di connessione dipende dalla struttura della rete e dalla direzione della connessione.

Struttura della stazione di cambio

Una stazione di commutazione è un dispositivo progettato per stabilire, mantenere e interrompere le connessioni (abbonati).

Per svolgere le sue funzioni, la stazione di commutazione deve avere, Fig. 8.3:

· campo di commutazione(KP), costituito da interruttori e progettato per collegare linee (canali) in entrata e in uscita durante la trasmissione di informazioni;

· dispositivo di controllo (CU), che garantisce l'instaurazione di connessioni tra le linee in entrata e in uscita attraverso il campo di commutazione, nonché la ricezione e la trasmissione delle informazioni di controllo.

Fig.8.3. Componenti principali di una stazione di commutazione

La base di una stazione di commutazione è il campo di commutazione, costituito da elementi di commutazione, punti di commutazione e interruttori.

Elemento di commutazione – chiave più semplice, che può essere chiuso e aperto tramite un dispositivo di controllo. La chiave può essere un contatto metallico o un interruttore a semiconduttore.

Punto d'incrocio- più tasti funzionanti contemporaneamente.

Interruttore– circuito di commutazione con n ingressi e m uscite. È necessario prevedere un punto di commutazione in ciascun punto in cui si intersecano l'ingresso e l'uscita. Nel diagramma gli input sono rappresentati da linee orizzontali e gli output da linee verticali.

Inoltre, la stazione dispone di fonti di energia, dispositivi di allarme e contabilità dei parametri di carico (numero di messaggi, perdite, durata dell'esercizio, ecc.).

In alcuni casi, la stazione di commutazione può disporre di dispositivi per ricevere e memorizzare informazioni, se queste non vengono trasmesse direttamente al consumatore di informazioni, ma vengono precedentemente accumulate nel nodo. Tali nodi sono utilizzati nei sistemi commutazione dei messaggi.

Riso. 8.4. Elementi di commutazione, punti d'incrocio e interruttori

il compito principale stazione di commutazione telefonica per realizzare un percorso di collegamento tra l'utente A, che inizia la chiamata, e l'utente B,

in base alle informazioni contenute nel numero selezionato.

Il percorso di conversazione costruito deve essere mantenuto fino al segnale di riaggancio. Questo principio si chiama commutazione del circuito A differenza di commutazione di pacchetto, che viene spesso utilizzato nelle reti di computer.

In passato il campo di commutazione era elettromeccanico e controllato da impulsi provenienti dal telefono. Successivamente sono state integrate le funzioni di controllo blocco comune controllo. Attualmente, l'unità di controllo generale è efficace e computer affidabile o microprocessore con significativo Software, lavorando in tempo reale. Una stazione con tale supporto è chiamata stazione di commutazione con controllo del software, vedere la Figura 8.5.

Ciascuna stazione di commutazione organizza un collegamento tra gli abbonati A e B in base alle informazioni di segnalazione che riceve dall'abbonato o dalla stazione precedente. Se questa stazione non è privata, trasmette le informazioni di segnalazione alla stazione più vicina per costruire ulteriormente un percorso di conversazione.

Riso. 8.5 Stazione di commutazione controllata da software

Cambio di gerarchia

Agli albori della telefonia, gli interruttori o le stazioni di commutazione erano situati al centro di un'area di servizio e creavano collegamenti per gli abbonati in quell'area. Tuttavia, fino ad oggi, le stazioni di commutazione sono generalmente considerate servizi centrali.

Con l'aumento della densità telefonica e la richiesta di percorsi di conversazione di lunga durata, è nata la necessità di collegare le stazioni centrali con linee di collegamento. Con l'ulteriore crescita del traffico telefonico, è stato necessario collegare nuovi commutatori con le stazioni centrali; è apparso un secondo livello di commutazione, comprendente i commutatori di transito. IN attualmente le reti hanno diversi livelli di commutazione.

Le forme, i nomi e il numero di livelli della gerarchia di commutazione variano da paese a paese. Riso. La Figura 8.6 mostra un esempio di una possibile gerarchia di rete commutata.

Struttura gerarchica network aiuta l'operatore a gestire la rete e a rendere trasparenti i principi base dell'instradamento delle chiamate. La chiamata viene instradata da ciascuna stazione al livello superiore della gerarchia, a meno che la destinazione non si trovi a un livello inferiore a quella stazione. Struttura numero di telefono supporta questo semplice principio di instradamento su e giù per i livelli gerarchici.

Riso. 8.6. Gerarchia delle stazioni di commutazione

In diverso testi tecnici Potresti imbatterti nel termine "switch". Cos'è? Nel vero in senso generale- questo è un dispositivo per la commutazione circuiti elettrici(segnali), che possono essere elettronici, a fascio di elettroni o elettromeccanici.

In senso stretto, questo è solitamente chiamato interruttore di accensione, di cui è dotato qualsiasi veicoli con motori a benzina. Questo articolo è dedicato a questo tipo di interruttori, principalmente automobilistici.

Fondamenti dei sistemi di accensione

Come è noto, in ogni ciclo di funzionamento della benzina è presente una fase di preparazione della miscela combustibile aria-carburante ed una fase di combustione. Ma affinché la miscela bruci, è necessario darle fuoco con qualcosa.

La prima soluzione, utilizzata nei primi motori a combustione interna delle automobili, consisteva nell'accendere la miscela da una candela inserita nel cilindro e preriscaldata prima di avviare il motore. Durante il suo funzionamento, la temperatura di questo tubo veniva mantenuta costantemente a causa della combustione della miscela in ogni ciclo operativo.

È interessante notare che il sistema di accensione a scintilla magnetica veniva utilizzato parallelamente all'accensione a bagliore dei motori automobilistici, ma inizialmente solo per i motori a combustione interna a gas industriale. Questo principio fu rapidamente adottato dai produttori di automobili e, dopo l'invenzione della candela convenzionale da parte di R. Bosch nel 1902, il sistema a scintilla divenne generalmente accettato.

Principio dell'accensione a scintilla

Attualmente, il sistema di accensione a batteria più comune contiene una fonte di corrente sotto forma di batteria dell'auto all'avvio e generatore per auto quando il motore è in funzione, una bobina di accensione, che è un trasformatore con un avvolgimento secondario ad alta tensione, al quale è collegata una candela che produce scintille, nonché un distributore di accensione (interruttore). Il funzionamento dell'interruttore consiste nell'interrompere periodicamente il circuito di corrente dell'avvolgimento primario della bobina di accensione. Con ciascuna di queste interruzioni di corrente, il suo campo magnetico, esistente nei punti dello spazio occupato dai fili dell'avvolgimento secondario della bobina di accensione, diminuisce molto rapidamente. Inoltre, in conformità con la legge induzione elettromagnetica negli stessi punti dello spazio si verifica una tensione molto elevata, che crea un EMF elevato (fino a 25 kV) nell'avvolgimento secondario della bobina di accensione, rotto dagli elettrodi della candela. La tensione tra loro raggiunge rapidamente un valore sufficiente per rompere il traferro, quindi salta una scintilla elettrica, accendendo la miscela aria-carburante.

Cosa viene commutato nel sistema di accensione?

Quindi, un cambio di macchina. Cos'è e perché è necessario? In breve, si tratta di un dispositivo il cui compito è quello di interrompere il circuito di corrente nell'avvolgimento primario della bobina di accensione nel momento più favorevole per questo.

In un motore a combustione interna a quattro tempi, questo momento si verifica alla fine della corsa di compressione (2a corsa del motore a combustione interna), poco prima che il pistone raggiunga il cosiddetto punto morto superiore (PMS), al quale la distanza dal qualsiasi punto del pistone rispetto all'asse di rotazione dell'albero motore a combustione interna è massimo. Poiché l'albero motore compie un movimento circolare, nel momento in cui la corrente viene interrotta è vincolata ad una determinata posizione prima che essa e il pistone raggiungano la posizione PMS. L'angolo tra questa posizione dell'albero motore e il piano verticale è chiamato angolo di fasatura dell'accensione. Varia da 1 a 30 gradi.

Vista la storia, la domanda: “Cambio veicolo: che cos’è?” - si dovrebbe rispondere che si tratta prima di un interruttore meccanico e successivamente, con lo sviluppo della tecnologia, di un interruttore elettronico nella bobina di accensione.

Predecessore meccanico dell'interruttore di accensione

In realtà, questo dispositivo ha iniziato a essere chiamato switch solo in l'anno scorso, dopo che è diventato completamente elettronico. E prima ancora, a partire dal 1910, quando apparvero per la prima volta le auto Cadillac sistema automatico accensione, la sua funzione, insieme ad altri compiti, era svolta da un distributore-distributore (distributore). Questa dualità di nome è dovuta alla sua doppia funzione nel sistema di accensione. Da un lato, la corrente nell'avvolgimento primario della bobina di accensione deve essere interrotta, da qui appare il "chopper". La tensione dell'avvolgimento ad alta tensione della bobina di accensione, invece, deve essere distribuita alternativamente sulle candele di tutti i cilindri e con l'angolo di anticipo desiderato. Da qui la seconda metà del nome: "distributore".

Come funzionavano i distributori?

L'interruttore-distributore ha un albero interno azionato dall'albero a gomiti, sul quale è montato all'estremità un rotore dielettrico con una piastra rotante portacorrente. Lungo la piastra scorre una spazzola di carbone caricata a molla, collegata a un contatto centrale ad alta tensione nella calotta del distributore, che a sua volta è collegata all'avvolgimento secondario della bobina di accensione. La piastra portante si avvicina periodicamente ai contatti posti nel coperchio del distributore fili ad alta tensione, andando alle candele del cilindro. In questo momento, nell'avvolgimento secondario della bobina, appare un traferro che sfonda due traferri: tra la piastra della differenza di corrente e il contatto del filo con una determinata candela e tra gli elettrodi della candela.

Sullo stesso albero sono presenti delle camme, il cui numero è pari al numero dei cilindri, e le sporgenze di ciascuna camma aprono, contemporaneamente al collegamento di una specifica candela, i contatti dell'interruttore di corrente collegati al circuito dell'avvolgimento primario della bobina di accensione.

Per evitare che si verifichi una scintilla tra i contatti dell'interruttore durante l'apertura, un condensatore è collegato in parallelo ad essi grande capacità. Quando i contatti dell'interruttore si aprono, la fem indotta nell'avvolgimento primario provoca una corrente di carica del condensatore, ma a causa della sua grande capacità, la tensione su di esso, e quindi tra i contatti aperti, non raggiunge il valore dell'aria guasto.

E l'angolo di attacco?

Come sapete, quando la velocità di rotazione dell'albero motore diminuisce, la miscela nei cilindri deve essere accesa successivamente durante la sua corsa di compressione, subito prima del PMS, cioè I tempi di accensione dovrebbero essere ridotti. Al contrario, quando la velocità di rotazione aumenta, la miscela nella corsa di compressione deve essere accesa prima, cioè aumentare l'angolo di anticipo. Nei distributori questa funzione era svolta da un regolatore centrifugo, collegato meccanicamente alle camme dell'interruttore di corrente. Li ha girati sull'albero del distributore in modo che aprissero i contatti dell'interruttore prima o dopo nella corsa di compressione della miscela.

È inoltre necessario modificare l'angolo di avanzamento quando frequenza costante quando cambia il carico sul motore. Questo lavoro è stato eseguito da un dispositivo speciale: un regolatore di accensione a vuoto.

L'aspetto dei primi interruttori

Entro la fine degli anni '70 del secolo scorso, divenne chiaro che il componente più debole del distributore erano i contatti dell'interruttore attraverso i quali scorre il flusso piena corrente avvolgimento primario. Si bruciavano costantemente e fallivano. Pertanto, la prima soluzione è stata uno speciale circuito di commutazione elettronico per interrompere la corrente nella bobina. Il suo circuito di ingresso a bassa corrente includeva fili provenienti dai terminali di un tradizionale interruttore di contatto del distributore. Tuttavia, ora i suoi contatti non interrompono l'intera corrente della bobina di accensione, ma una piccola corrente nel circuito di ingresso dell'interruttore.

L'interruttore elettronico, infatti, era strutturalmente realizzato in un blocco separato e veniva collegato (su richiesta del pilota) ad un classico distributore. Questo sistema di accensione è chiamato elettronico a contatto. Era molto popolare negli anni '80 del secolo scorso. E ancora oggi si possono trovare automobili che ne sono dotate.

Il circuito di commutazione del sistema elettronico di contatto è stato assemblato utilizzando transistor.

Il prossimo passo è abbandonare l'interruttore di contatto

Interruttore di corrente a contatto, anche nella versione a bassa corrente utilizzata a contatto sistema elettronico l'accensione, è rimasta un'unità molto inaffidabile. Pertanto, le case automobilistiche hanno compiuto notevoli sforzi per eliminarlo. Questi sforzi si sono concretizzati con la creazione di un sensore di distribuzione senza contatto basato su un sensore ad effetto Hall.

Ora, invece di diverse camme, sull'albero del distributore era installato uno schermo cavo cilindrico con fessure e tende tra loro e il numero di tende e fessure era uguale al numero di cilindri del motore. Le tende e le fessure dello schermo si muovono in un campo magnetico creato da un magnete permanente, oltre un sensore Hall in miniatura. Mentre il sipario gli passa accanto, tensione di uscita Non è presente alcun sensore Hall. Quando la tenda viene sostituita da una fessura, dal sensore Hall circuito elettronico la parte anteriore dell'impulso di tensione viene rimossa, indicando la necessità di interrompere la corrente nell'avvolgimento primario della bobina di accensione. Questo impulso di tensione viene trasmesso attraverso cavi all'unità di commutazione di corrente nella bobina di accensione, dove viene preamplificato e quindi utilizzato per controllare lo stadio di commutazione dell'alimentazione principale.

Un'altra opzione per un sensore di distribuzione senza contatto è un gruppo sensore ottico, che utilizza un fototransistor invece di un sensore Hall e un LED invece di un magnete permanente. ha lo stesso schermo rotante con fessure e tende.

L'emergere dell'interruttore stesso

Quindi, nel sistema di accensione senza contatto, invece di un distributore di contatti, sono apparse due unità separate: senza contatto (ma solo per basso voltaggio) sensore-distributore e interruttore elettronico. La stessa funzione di distribuzione alta tensione le candele nel sensore di distribuzione sono ancora azionate da un rotore meccanico con piastra portante.

Che ne dici di regolare l'angolo di accensione? Questi compiti vengono ancora svolti dai regolatori centrifughi e del vuoto come parte del sensore-distributore. Il primo ora gira le camme sull'albero, ma sposta le tendine dello schermo, modificando così l'angolo di accensione. Il regolatore di vuoto ha la capacità di spostare il sensore di Hall con la sua piastra di supporto, regolando anche questo angolo.

Considerando quanto sopra, alla domanda: “Interruttore automobilistico moderno: che cos’è?” - la risposta dovrebbe essere che è strutturalmente separato l'unità elettronica sistema di accensione senza contatto.

Rifiuto della distribuzione dell'alta tensione

Il distributore meccanico della tensione ad alta tensione attraverso le candele del cilindro è rimasto più a lungo nel commutatore. La cosa più interessante è che questa unità era abbastanza affidabile e non ha causato grossi reclami. Tuttavia, il tempo non si ferma e all'inizio di questo secolo lo schema di collegamento dell'interruttore ha subito un altro importante cambiamento.

IN auto moderne Generalmente non esiste alcuna distribuzione della tensione ad alta tensione da una bobina a diverse candele. Al contrario, le bobine stesse in essi si “moltiplicarono” e diventarono accessorie delle candele di ciascun cilindro. Ora, invece della commutazione dei contatti delle candele ad alta tensione, viene eseguita la commutazione senza contatto delle loro bobine a bassa tensione. Naturalmente, ciò complica il circuito dell'interruttore, ma le capacità della moderna tecnologia dei circuiti sono molto più ampie.

Nelle auto moderne con motori a iniezione, l'interruttore è controllato da un motore autonomo o computer di bordo auto. Questi dispositivi di controllo analizzano non solo la velocità di rotazione dell'albero motore, ma molti altri parametri che caratterizzano il carburante e il liquido di raffreddamento, la temperatura dei vari componenti e ambiente. In base alla loro analisi, anche le impostazioni della fasatura dell'accensione cambiano in tempo reale.

Problemi di cambio

Il malfunzionamento più comune di un distributore meccanico è la bruciatura dei suoi contatti: sia contatti mobili che contatti candela ad alta tensione. Per evitare che ciò accada (by almeno, non troppo velocemente), è necessario ispezionarli regolarmente e, se su di essi si è formata della fuliggine, è necessario rimuoverla con una lima o carta vetrata fine.

Se un condensatore collegato in parallelo ai contatti dell'interruttore o un resistore nel circuito centrale dell'elettrodo ad alta tensione si guasta, è possibile sostituirli.

I malfunzionamenti dell'interruttore elettronico causati dal guasto dell'amplificatore di impulsi del sensore Hall o dell'interruttore della bobina di solito non possono essere riparati, poiché tale interruttore non è separabile. In questo caso, di regola, unità difettosa appena sostituito con uno nuovo.

Come controllare l'interruttore?

Se il regime del motore “galleggia” al minimo, o si blocca durante la guida, o non si avvia affatto, è necessario verificare la presenza di scintilla sulle candele collegate al distributore di accensione con un sensore Hall. Per fare questo è necessario svitarli, mettere le estremità dei fili armati, mettere le candele a “massa” e “girare” l'albero motore con il motorino di avviamento. Se non c'è scintilla o è debole, devi andare all'interruttore.

Ma come controllare l'interruttore? Dovresti accendere l'accensione e valutare come la lancetta del voltmetro si flette. Se l'interruttore funziona correttamente, dovrebbe essere rifiutato in due fasi. Innanzitutto, la freccia assume una posizione intermedia, nella quale rimane per 2-3 secondi, quindi si sposta nella posizione finale (standard). Se la freccia raggiunge immediatamente la sua posizione finale, puoi provare a sostituire l'interruttore.

Collegamento dell'interruttore

Come collegare l'interruttore a un sistema di accensione senza contatto? Va ricordato che la sua morsettiera è collegata con due fili ai terminali “B” e “K” della bobina di accensione, con un cablaggio a tre fili con connettore - al sensore Hall sul sensore di distribuzione e con un filo - a terra. Il circuito dell'interruttore è collegato al terminale “+” della batteria al terminale “B” della bobina.

La seconda forma di implementazione di un circuito di commutazione multi-link con collegamenti di commutazione spaziali e temporali è la struttura mostrata in. Questo circuito di commutazione è solitamente chiamato circuito tempo-spazio-tempo. Le informazioni che arrivano attraverso il canale del percorso in entrata dal TRC vengono ritardate sul collegamento di commutazione temporale in entrata finché non viene trovato un percorso libero corrispondente attraverso il collegamento di commutazione spaziale.

In questo momento, l'informazione verrà trasmessa attraverso il collegamento di commutazione spaziale al corrispondente collegamento di commutazione temporale di uscita, dove verrà memorizzata fino al verificarsi dell'intervallo di tempo in cui è richiesta la trasmissione di questa informazione. Supponendo che i collegamenti di commutazione temporale forniscano piena disponibilità (vale a dire, tutti i canali in entrata possono essere collegati a tutti i collegamenti in uscita), qualsiasi intervallo di tempo può essere utilizzato quando si stabilisce una connessione sul collegamento di commutazione spaziale. In senso funzionale, il collegamento di commutazione spaziale viene, per così dire, ripetuto (copiato) una volta per ogni intervallo di tempo interno, come illustrato dal grafico probabilistico del circuito ERW mostrato in.

Caratteristica importante circuito di commutazione SVV, a cui bisogna prestare attenzione, è che il collegamento di commutazione spaziale funziona con time sharing, indipendentemente dai percorsi esterni con TRC. In sostanza, il numero di intervalli temporali di funzionamento del collegamento di commutazione spaziale l non dovrebbe coincidere con il numero di intervalli temporali da percorsi esterni con TRC.
Se il collegamento di commutazione spaziale è un circuito di commutazione non bloccante, allora il blocco nel circuito TP può verificarsi nei casi in cui non ci sono intervalli di tempo interni liberi del collegamento di commutazione spaziale durante i quali la linea intermedia che conduce dal collegamento di commutazione temporale in entrata e il tronco intermedio che porta al collegamento temporaneo di commutazione in uscita, sono contemporaneamente liberi. Ovviamente, la probabilità di blocco sarà minima se il numero di intervalli di tempo del collegamento di commutazione spaziale l viene scelto sufficientemente grande. Infatti, tracciando un'analogia diretta con i circuiti di commutazione spaziale a tre livelli, il circuito PVP può essere considerato non bloccante se l=2c-1. L'espressione generale per la probabilità di blocco per un circuito di commutazione ERW, i cui singoli collegamenti (V, P, V) non sono bloccanti, ha la forma

Dove è il coefficiente di dilatazione temporanea (l/s), l è il numero di intervalli di tempo di funzionamento del collegamento di commutazione spaziale.
La complessità dell'implementazione della commutazione ERW può essere calcolata utilizzando la seguente formula

La struttura dell'ERW è più complessa di quella del PVP. Si noti, tuttavia, che il circuito di commutazione EVP utilizza la concentrazione temporale e il circuito PVP utilizza la concentrazione spaziale. All’aumentare dell’utilizzo delle linee in entrata, il grado di concentrazione possibile diminuirà. Se risulta che il carico sui canali in entrata è sufficientemente elevato, mantenerlo valore impostato probabilità di blocco nei circuiti di commutazione di ERW e PVP, è necessario introdurre un'estensione, rispettivamente, nel primo - temporale, nel secondo - spaziale. Poiché l'implementazione dell'espansione temporale è molto più economica dell'espansione spaziale, con un elevato utilizzo del canale, il circuito di commutazione VPW sarà più economico del circuito PVP. Vengono mostrate le dipendenze della complessità dell'implementazione degli schemi PVP e PVP dall'uso dei canali in entrata.

Come si può vedere da , i circuiti di commutazione EVP presentano un chiaro vantaggio rispetto ai circuiti PVP nell'area dei grandi valori di utilizzo del canale. Per i circuiti di commutazione a bassa capacità, è preferibile la struttura PVP. È possibile che la scelta di un'architettura specifica dipenda in misura molto maggiore da altri fattori, come la modularità, la facilità di test e la facilità di espansione della capacità. Uno dei punti che di solito viene evidenziato quando si dà la preferenza alla struttura PVP sono i requisiti relativamente più semplici per organizzare la gestione degli schemi PVP rispetto agli schemi ERW. Per le stazioni di grande capacità e carico elevato diventa evidente la necessità di utilizzare prevalentemente la struttura ERW. A conferma della validità di questa affermazione possiamo citare il sistema n. 4 ESS con struttura ERW, che è il più grande circuito di commutazione in termini di capacità costruito fino ad oggi.
Circuiti di commutazione del tipo VPPPV. Se il collegamento di commutazione spaziale del circuito ERW risulta avere una capacità sufficientemente grande, il che porta ad un ulteriore aumento della complessità del dispositivo di controllo, per ridurre il numero totale di punti di commutazione, il collegamento di commutazione spaziale viene sostituito da un circuito multilink. È mostrata una struttura del tipo ERW, quando il collegamento di commutazione spaziale è sostituito da un circuito a tre collegamenti.

Poiché i tre collegamenti adiacenti sono collegamenti di commutazione spaziale, questa struttura è talvolta chiamata circuito di commutazione VPPPV. La complessità dell’implementazione di uno schema VPPPV può essere definita come segue:

I risultati mostrano che i circuiti di commutazione ad altissima capacità possono essere implementati utilizzando tecniche di divisione del tempo digitale a un livello di complessità abbastanza accettabile per la pratica. A metà degli anni '60 divenne evidente che la rete telefonica statunitense doveva utilizzare circuiti di commutazione esattamente di questa capacità. Poiché l'implementazione di un circuito di commutazione spaziale a otto collegamenti di capacità comparabile richiederebbe circa 10 milioni di punti di commutazione, la tecnologia tradizionale utilizzata nella costruzione di sistemi di divisione spaziale fu immediatamente abbandonata e Bell System iniziò a sviluppare il sistema n. 4 ESS. È stato il primo sistema di commutazione digitale della rete telefonica statunitense, introdotto in servizio nel 1976. Il sistema n. 4 ESS (circuito di commutazione USD) ha una capacità di 107.520 linee, fornisce una probabilità di blocco inferiore a 0,005 con una probabilità di occupazione del canale di 0,7 (11).

A elevato numero utenti, gli schemi di commutazione contenenti molti collegamenti sono più efficienti. Nella fig. 2.3. viene mostrato uno schema di commutazione a due livelli. Per determinare

aree di applicazione, confrontiamo questo e gli schemi precedenti in termini di numero di punti di commutazione richiesti.

Riso. 2 Circuito di commutazione a due livelli

Nella fig. 2 si accettano i seguenti
denominazioni: -

i è il numero di input nella matrice

collegamento A; r - numero di matrici del collegamento A; t - il numero di linee intermedie tra i collegamenti A e B; s è il numero di ingressi alla matrice del collegamento B; k - numero di uscite dalla matrice

collegamento B; / - connettività.

La connettività è il numero di linee intermedie che collegano una matrice specifica del collegamento A con una matrice specifica del collegamento B. Sia necessario scambiare N ingressi con M uscite. Allora saranno soddisfatte le seguenti condizioni:

per un circuito di commutazione completamente accessibile, il numero di punti di commutazione è NM;

per un circuito di commutazione non completamente accessibile, il numero di punti di commutazione è pari a r(nm) + (m/f) (fa);

il numero di interruttori del collegamento A (r) dipende dal numero totale di ingressi N richiesti ed è r = N/n;

Il numero di interruttori nel collegamento B (m/f) dipende dal numero totale di uscite M richiesto, cioè m/f=M/k.

Quindi il numero di punti di commutazione del circuito di commutazione non completamente accessibile sarà pari a Nm + Ms. Ciò determina la condizione per cui un circuito di commutazione multi-link è più efficiente di uno a collegamento singolo: il numero di punti di commutazione al suo interno dovrebbe essere inferiore rispetto a quello completamente accessibile

L'ultima condizione possono corrispondere molte combinazioni di parametri dei circuiti di commutazione, ma per tutte le relazioni sono valide

t/m< 1 и s/N< 1 (гдеN, M, m, s 0).

Questi requisiti implicano che il numero di uscite della matrice del collegamento A non dovrebbe essere maggiore del numero totale di uscite dell'intero circuito di commutazione M, e il numero di ingressi del collegamento B non dovrebbe essere maggiore del numero totale di ingressi a il circuito di commutazione N.

Questa condizione è soddisfatta per tutti problemi reali. Il numero di uscite della matrice che si utilizza per le stazioni di piccole dimensioni (100...500 ingressi e lo stesso range di numero di uscite) varia da 4 a 8, mentre per le stazioni di grande capacità (4.000...300.000 ingressi e uscite) matrici con 512 vengono utilizzate le uscite. Dai dati di cui sopra ne consegue che nelle moderne centrali telefoniche i circuiti di commutazione a collegamento singolo sono molte volte meno economici di quelli a collegamento multiplo. Tuttavia piccolo numero gli ingressi alla matrice di commutazione non consentono di costruire un circuito di commutazione a due collegamenti con sufficiente un largo numero esce. Per questi casi vengono utilizzati circuiti multi-link (Fig. 3).

Riso. 3 Esempio di realizzazione di un circuito di commutazione a 4 livelli 512x512

Nella fig. La Figura 3 mostra un blocco contenente 8 matrici di commutazione 8x8. Lui ha numero totale ingressi N = 64 e uscite M = 64. Per aumentare il numero di ingressi e uscite viene realizzato un circuito di 8 blocchi, che permette di aumentare il numero di ingressi e uscite a N = M = 512.

Mostrato nella fig. 3, il circuito di commutazione ha però un uguale numero di ingressi e di uscite da realizzare sistemi telefonici fare domanda a Vari tipi blocchi. Differiscono non solo nei parametri degli interruttori e nel numero di cascate, ma anche nel loro scopo. Ad esempio, è noto che il livello di carico delle linee degli abbonati è piuttosto basso (ad eccezione dei telefoni pubblici e delle linee con terminali Internet). In media, vengono utilizzati dal 10-15%. Per le linee di interscambio, il cui costo è molto elevato, è necessario aumentare l'intensità di utilizzo e quindi ridurre i requisiti per il numero di linee assegnate dato gruppo iscritti. Pertanto, per accendere le linee degli abbonati, vengono utilizzati schemi di concentrazione speciali (Fig. 2.5).

Fig.4 Concentrazione del carico sul collegamento A: a) circuito a 2 collegamenti con concentrazione; b) un esempio di creazione di una matrice con concentrazione

A questo scopo vengono utilizzate matrici che presentano un numero di ingressi maggiore rispetto al numero di uscite. Ciò può essere ottenuto in modo costruttivo o mettendo in parallelo le uscite (Fig. 4). IN sistemi digitali Le opzioni di commutazione sono ampiamente utilizzate quando la concentrazione tramite il parallelo viene effettuata sui set di abbonati (terminali), il che offre ulteriore comodità. Quando si considerano le questioni relative alla costruzione dei kit terminali, verranno prese in considerazione anche tali opzioni.

I tasti per la commutazione degli apparecchi telefonici (TS) con una linea sono forse uno degli elementi di interfaccia più complessi in un micro-PBX.

Esistono due tipi di commutazione:

Dal meno alimentazione del circuito;

Il lato positivo dell'alimentazione del circuito.

Combinando questi due metodi è possibile implementare qualsiasi metodo di collegamento elettrico (non meccanico) del TA alla linea. Consideriamoli separatamente.

Nella fig. La Figura 11 mostra un semplice diagramma di una chiave che utilizza il microcircuito 1014KT1A sull'alimentatore negativo.

In conformità con i parametri del microcircuito KR1014KT1A, B descritto in, il circuito fornisce funzionamento affidabile con una corrente di commutazione massima fino a 110 mA e una tensione impulsiva fino a 200 V. La tensione di controllo non deve superare 3,5...5 V.

Vantaggi dello schema:

Elevata qualità di commutazione (la resistenza aperta non supera i 10 Ohm);

Semplicità del design del circuito;

Compatibile con la logica CMOS;

Consumo dell'ingresso di controllo estremamente basso (stabile

commuta attraverso resistenze fino a 10 MΩ). Svantaggi dello schema:

L'incapacità di un semplice progetto di circuito di implementare il controllo sullo stato del telefono (con il ricevitore sganciato o agganciato), che limita l'uso di questo metodo di commutazione.

Nella fig. La Figura 12 mostra uno schema di commutazione per l'alimentatore plus. Il vantaggio di tale schema è la possibilità di collegare vari componenti di un set-top box telefonico in un circuito con un corpo comune: sono sufficienti un'unità di sollevamento del ricevitore (controllo del telefono), unità di commutazione, circuiti di elaborazione, ecc. in modo semplice. Anche le proprietà di commutazione di questo circuito sono elevate, poiché si basa su un interruttore di corrente 1014KT1A.

Il principio di funzionamento è il seguente. Quando un'unità logica viene applicata alla base VT1, la tensione non viene fornita all'ingresso di controllo DA1. La capacità C1 è scarica, il tasto DA1 è chiuso, anche il ponte VD6...VD9 è chiuso e l'apparecchio telefonico è isolato dalla linea sul positivo.

Quando viene applicato uno zero logico alla base VT1, la tensione linea telefonica a causa della caduta su VD4, VD5 e parzialmente sui diodi del ponte VD6...VD9 tramite le resistenze R1, R2 viene alimentato per controllare l'ingresso 1 DA1. La catena VD2, C1 garantisce la stabilità dell'accensione del tasto durante il rumore impulsivo sulla linea (ad esempio in presenza di impulsi di selezione). Il telefono è collegato alla linea positiva.

Un altro metodo per commutare la STA lungo l'alimentatore plus del circuito è discusso in. Nella fig. La Figura 13 mostra uno schema della chiave di commutazione

utilizzando l'accoppiatore ottico AOT101A. L'accoppiatore ottico a diodo-transistor consente isolamento galvanico circuito di controllo e chiave di commutazione, che è il transistor KT972A. Il transistor si apre con la tensione dalla linea attraverso R1, fornendo la commutazione TA alla linea. Va notato che la resistenza di stato attivo del transistor KT972A è leggermente superiore a quella del microcircuito 1014KT1A; inoltre, in presenza di impulsi nella linea telefonica, lo stato aperto del transistor viene mantenuto solo a causa di processi transitori nel semiconduttore. Ciò potrebbe peggiorare leggermente la conformità del circuito di commutazione agli standard GOST. Per commutare un telefono o un tasto conversazionale TA, vengono descritti i circuiti dei tasti a impulsi sui transistor compositi mostrati in Fig.. 14, 15, 16.

Questi schemi sono utilizzati in apparecchi telefonici produzione importata e nazionale per la generazione di impulsi di composizione, ma con lo stesso successo possono essere utilizzati in qualsiasi set-top box telefonico come tasti di commutazione secondo il circuito plus.