Comutarea telecomunicațiilor

Comutare

Structura stației de comutare

Schimbarea ierarhiei

Comutarea circuitelor și comutarea de pachete

Transmiterea datelor prin rețele de telecomunicații

Comutare

Funcțiile îndeplinite de un nod de rețea în procesul de organizare și dezintegrare a căilor de conectare între abonați se numesc comutare. Comutareînseamnă stabilirea temporară a căii de transmisie de la intrare specifică la o anumită ieșire în rețea sau într-un grup de astfel de intrări și ieșiri.

Net, în care căile de conectare sunt create mai întâi pentru fiecare schimb de mesaje, iar după terminarea acestuia se împart în secțiuni, se numește Dial-up... Cu toate acestea, rețeaua poate avea întotdeauna abonați cu căi de conectare permanente sau căi organizate anumit timp Programat.

Comutarea se realizează folosind un set de dispozitive speciale sub denumirea generală „stație de comutare”. Sunt folosite și denumirile mai specifice „centrală telefonică automată” și „sistem de comutare”.

Centrala telefonica automata(ATC) - un complex de dispozitive pe care multe linii de abonatși care pot conecta liniile între ele sau pot muta semnalul între linii. Trecerea la PBX înseamnă o conexiune temporară între telefoane, computere sau dispozitive, care se stabilește prin formarea unui număr.

Sistem de comutare- un dispozitiv care conectează sau deconectează două linii de transmisie una de cealaltă.

Punctul A Punctul B

Figura 8.1. Locul posturilor de comutare în schema generalizată a sistemului de telecomunicații

În schema de mai sus, emițătorul și receptorul pot fi considerate ca stații de comutare... Liniile de transmisie sunt linii de legătură cu două fire între stații. Stațiile de comutare sunt element necesar cea mai simplă rețea de telecomunicații, discutată mai jos.

Cea mai simplă rețea de telecomunicații

Persoana care folosește serviciile de comunicații este apelată abonat. Pentru a lua legătura, abonatul folosește dispozitivul său de abonat (telefon, computer sau televizor).

Pentru a transfera informații de la un dispozitiv de abonat al rețelei la altul, este necesar să se stabilească o conexiune prin dispozitivul corespunzător. Acest dispozitiv se numește stație de comutare. Abonatul identifică conexiunea necesară formând numărul, care este transmis prin linia de abonat la stația de comutare. Numărul format conține informații de control despre apel și traseul de stabilire a conexiunilor.

În principiu, toate telefoanele pot fi conectate cu cabluri după regula: „fiecare la fiecare”, așa cum era în zorii telefoniei. Cu toate acestea, pe măsură ce numărul de telefoane crește, operatorul va observa în curând că deseori trebuie să comute semnalele de la o pereche de fire la alta. Evident, prin construirea unei stații de comutație în centrul zonei în care locuiesc abonații, este posibilă reducerea semnificativă a lungimii totale a firelor. De asemenea, este nevoie de foarte puține cablaje între stațiile districtuale. numărul de apeluri care apar simultan este de multe ori mai mic decât numărul de abonați, vezi fig. 8.2. Primele stații de comutație au fost manuale, comutația se făcea pe tablou.

Orez. 8.2. Cea mai simplă rețea de telecomunicații.

Telefoane de abonați au fost conectate la stații de comutare folosind linii de abonat, fiecare dintre acestea fiind o pereche de fire. La rândul lor, stațiile de comutare situate pe teritoriul unui oraș ( aşezare), au fost conectate prin linii de conectare (TL), fiecare dintre acestea fiind o pereche de fire.

Stronger a propus prima stație de comutare automată în 1887. Din acel moment, controlul comutării este efectuat de abonați prin apelare. Timp de multe decenii, stațiile de comutație au fost complexe de relee electromecanice, dar în ultimele decenii au evoluat în sisteme de comutație digitale cu managementul programului... Stațiile moderne au o capacitate foarte mare - zeci de mii de abonați, iar mii dintre aceștia efectuează simultan apeluri în timpul orelor de vârf.

Dacă stațiile de comutare sunt situate în orașe diferite, atunci ele sunt conectate prin linii de comunicație, fiecare dintre acestea conținând câteva zeci de canale de comunicație.

Un set de facilități de linie și stație concepute pentru a conecta două terminale dispozitivele de abonat se numește tractul de legătură... Numărul de noduri de comutare și linii de comunicație dintr-o cale de conectare depinde de structura rețelei și de direcția conexiunii.

Structura stației de comutare

O stație de comutare este un dispozitiv conceput pentru a stabili, menține și deconecta conexiuni (abonați).

Pentru a-și îndeplini funcțiile, stația de comutare trebuie să aibă, Fig. 8.3:

· câmp de comutare(CP), constând din comutatoare și concepute pentru a conecta liniile (canale) de intrare și de ieșire pe durata transferului de informații;

· dispozitiv de control (UU), asigurând stabilirea unei legături între liniile de intrare și de ieșire prin câmpul de comutație, precum și recepția și transmiterea informațiilor de control.

Figura 8.3. Componentele principale ale stației de comutare

Baza unei stații de comutare este un câmp de comutare, care constă din elemente de comutare, puncte de comutare și întrerupătoare.

Element de comutare – cea mai simplă cheie, care poate fi închis și deschis cu ajutorul dispozitivului de comandă. Cheia poate fi un contact metalic sau un comutator cu semiconductor.

Punct de comutare- mai multe taste care funcționează simultan.

Intrerupator- circuit de comutare cu n intrări şi m ieşiri. La fiecare punct de intersecție a intrării cu ieșirea, trebuie prevăzut un punct de comutare. În diagramă, intrările sunt reprezentate prin linii orizontale și ieșirile prin linii verticale.

În plus, stația dispune de surse de alimentare, dispozitive de semnalizare și contorizare a parametrilor de sarcină (număr de mesaje, pierderi, durata sesiunii etc.).

În unele cazuri, stația de comutare poate avea dispozitive de recepție și stocare a informațiilor, dacă aceasta nu este transmisă direct consumatorului de informații, ci este acumulată anterior la nod. Astfel de noduri sunt utilizate în sisteme schimbarea mesajelor.

Orez. 8.4. Elemente de comutare, puncte de comutare și întrerupătoare

sarcina principală comutare centrală telefonică pentru a construi o cale de conectare între abonatul A, care inițiază apelul, și abonatul B,

conform informatiilor cuprinse in numarul format.

Calea conversațională construită trebuie menținută până la semnalul clar. Acest principiu se numește circuit schimbat Spre deosebire de comutare de pachete, care este adesea folosit în rețelele de calculatoare.

În trecut, câmpul de comutare era electromecanic și controlat prin impulsuri de la telefon. Ulterior, funcțiile de control au fost integrate în bloc comun Control. În prezent, unitatea generală de control este un eficient și calculator de încredere sau un microprocesor cu semnificativ software operand in timp real. O stație cu un astfel de suport se numește stații de comutare cu controlul programului, vezi figura 8.5.

Fiecare stație de comutare organizează legătura dintre abonații A și B în conformitate cu informațiile de semnalizare pe care le primește de la abonat sau de la stația anterioară. Dacă această stație nu este una de birou, atunci transmite informații de semnalizare către cea mai apropiată stație pentru a construi o cale de conversație în continuare.

Orez. 8.5 Stație de comutare cu control software

Schimbarea ierarhiei

În primele zile ale telefoniei, comutatoarele sau stațiile de comutație erau amplasate în centrul zonei de serviciu și făceau conexiuni pentru abonații din acea zonă. Cu toate acestea, până în prezent, stațiile de comutare sunt de obicei considerate servicii centrale.

Când densitatea telefonului a crescut și a apărut cererea pentru căi de conversație pe distanțe lungi, a devenit necesară conectarea stațiilor centrale cu trunchiuri. Odată cu creșterea în continuare a centralei telefonice, a devenit necesară conectarea unor noi comutatoare cu stațiile centrale; a apărut un al doilea nivel de comutare, care include comutatoare de tranzit. V în prezent rețelele au mai multe straturi de comutare.

Formele, numele și numărul de niveluri ale ierarhiei de comutare diferă de la o țară la alta. Orez. 8.6 prezintă un exemplu de posibilă ierarhie de rețea comutată.

Structura ierarhica Rețeaua ajută operatorul să gestioneze rețeaua și să facă transparente principiile de bază ale direcționării apelurilor. Apelul este direcționat de fiecare stație în sus în ierarhie, cu excepția cazului în care destinația este localizată sub acea stație. Structura numar de telefon acceptă acest principiu simplu de direcționare în sus și în jos la nivelurile ierarhice.

Orez. 8.6. Ierarhia posturilor de comutare

In diferit texte tehnice poți întâlni termenul „comutator”. Ce este? În chiar sens general este un dispozitiv de comutare circuite electrice(semnale), care pot fi electronice, cu fascicul de electroni sau electromecanice.

Într-un sens restrâns, acesta este de obicei numit comutator de aprindere, care este echipat cu orice vehicule cu motoare pe benzină. Acest tip de întrerupătoare, în principal auto, face obiectul acestui articol.

Contextul sistemelor de aprindere

După cum știți, în fiecare ciclu de funcționare cu benzină există o etapă de preparare a amestecului combustibil combustibil-aer și o etapă a arderii acestuia. Dar pentru ca amestecul să ardă, trebuie dat foc cu ceva.

Prima soluție folosită în primele motoare cu ardere internă a automobilelor a fost aprinderea amestecului dintr-un tub incandescent introdus în cilindru și preîncălzit înainte de a porni motorul. În timpul funcționării sale, temperatura acestui tub a fost menținută în mod constant datorită arderii amestecului în fiecare ciclu de funcționare.

Interesant este că sistemul de aprindere prin scânteie magneto a fost folosit în paralel cu aprinderea strălucitoare a motoarelor auto, dar la început numai pentru motoarele industriale cu ardere internă pe gaz. Acest principiu a fost rapid adoptat de producătorii de automobile, iar după ce R. Bosch a inventat în 1902 bujiile obișnuite, sistemul de scânteie a devenit general acceptat.

Principiul aprinderii prin scânteie

În prezent, cel mai comun sistem de aprindere a bateriei conține o sursă de curent sub formă baterie auto la pornire și generator auto când motorul funcționează, o bobină de aprindere, care este un transformator cu o înfășurare secundară de înaltă tensiune, la care este conectată o bujie generatoare de scântei, precum și un distribuitor (comutator) de aprindere. Munca comutatorului consta in intreruperea periodica a circuitului de curent al infasurarii primare a bobinei de aprindere. Cu fiecare astfel de întrerupere a curentului, câmpul său magnetic, care există în punctele din spațiu ocupate de firele înfășurării secundare a bobinei de aprindere, scade foarte repede. Mai mult, în conformitate cu legea inductie electromagneticaîn aceleași puncte din spațiu, apare o tensiune foarte mare care creează un EMF mare (până la 25 kV) în înfășurarea secundară a bobinei de aprindere, rupt de electrozii bujiilor. Tensiunea dintre ele ajunge rapid la o valoare suficientă pentru spargerea decalajului și apoi sare o scânteie electrică, aprinzând amestecul combustibil-aer.

Ce este comutat în sistemul de aprindere?

Deci, comutatorul mașinii. Ce este și de ce este nevoie? Pe scurt, acesta este un dispozitiv a cărui sarcină este să întrerupă circuitul de curent în înfășurarea primară a bobinei de aprindere în momentul cel mai favorabil pentru aceasta.

Într-un motor cu ardere internă în patru timpi, acest moment are loc la sfârșitul cursei de compresie (a doua cursă a motorului cu ardere internă), cu puțin timp înainte ca pistonul să atingă așa-numitul punct mort superior (PMS), în care distanța de la orice punct al pistonului față de axa de rotație a arborelui cotit al motorului cu ardere internă este maxim. Deoarece arborele cotit face unul circular, momentul întreruperii curentului este legat de o parte din poziția sa dinaintea acestuia și pistonul ajunge în poziția PMS. Unghiul dintre această poziție a arborelui cotit și planul vertical se numește sincronizare a aprinderii. Variază de la 1 la 30 de grade.

Având în vedere istoria, întrebarea: "Comutator auto: ce este?" - ar trebui să răspundeți că acesta este mai întâi un întrerupător mecanic, iar mai târziu, pe măsură ce tehnologia se dezvoltă, un întrerupător de curent electronic în bobina de aprindere.

Predecesorul mecanic al comutatorului de aprindere

De fapt, acest dispozitiv a început să fie numit comutator doar în anul trecut după ce a devenit complet electronic. Și înainte, începând din 1910, când au apărut pentru prima dată mașinile Cadillac sistem automat aprindere, funcția sa, împreună cu alte sarcini, era îndeplinită de un întrerupător-distribuitor (distribuitor). Această dualitate a numelui a apărut datorită funcției sale duale în sistemul de aprindere. Pe de o parte, curentul din înfășurarea primară a bobinei de aprindere trebuie întrerupt - de aici apare „întrerupătorul”. Pe de altă parte, tensiunea înfășurării de înaltă tensiune a bobinei de aprindere trebuie distribuită alternativ între bujiile tuturor cilindrilor și cu unghiul de plumb dorit. De aici a doua jumătate a numelui - „distribuitor”.

Cum au funcționat distribuitorii?

Distribuitorul-întrerupător are un arbore interior antrenat în rotație de arborele cotit, pe care este fixat un rotor-glisor dielectric cu o placă rotativă purtătoare de curent la capătul său. O perie de cărbune cu arc alunecă peste placă, conectată la un contact central de înaltă tensiune din capacul distribuitorului, care, la rândul său, este conectat la înfășurarea secundară a bobinei de aprindere. Placa distanțierului curent se apropie periodic de contactele situate în capacul distribuitorului fire de înaltă tensiune mergând la dopurile cilindrilor. În acest moment, în înfășurarea secundară a bobinei, sparge două goluri de aer: între placa de diferență de curent și contactul firului cu această lumânare și între electrozii lumânării.

Pe același arbore sunt instalate came, al căror număr este egal cu numărul de cilindri, iar proeminențele fiecărei came se deschid simultan cu conectarea unui ștecher specific, contactele întreruptorului de curent incluse în circuitul primar al bobina de aprindere.

Pentru ca o scânteie să nu apară între contactele întreruptorului la deschidere, un condensator este conectat în paralel cu acestea. capacitate mare... Atunci când contactele întreruptorului EMF cu inducție sunt deschise în înfășurarea primară, acesta provoacă un curent de încărcare al condensatorului, dar datorită capacității sale mari, tensiunea pe el și, prin urmare, între contactele deschise, nu atinge valoarea aerului. dărâma.

Dar cum rămâne cu unghiul de avans?

După cum știți, cu o scădere a turației arborelui cotit, amestecul din cilindri trebuie aprins în cursa de compresie mai târziu, chiar înainte de PMS propriu-zis, adică. timpul de aprindere ar trebui redus. Dimpotrivă, odată cu creșterea vitezei de rotație, amestecul din cursa de compresie trebuie aprins mai devreme, adică. crește unghiul de avans. La distribuitoare, această funcție era îndeplinită de un regulator centrifugal, conectat mecanic la camele întreruptorului de curent. Le-a răsucit pe arborele distribuitor, astfel încât să deschidă contactele întrerupătorului mai devreme sau mai târziu în cursa de compresie a amestecului.

De asemenea, este necesar să se schimbe unghiul de avans când frecventa constanta când sarcina asupra motorului se modifică. Această lucrare a fost efectuată de un dispozitiv special - un regulator de aprindere în vid.

Apariția primelor întrerupătoare

Până la sfârșitul anilor 70 ai secolului trecut, a devenit clar că cel mai slab nod al distribuitorului este contactele întrerupătoarelor, prin care curent totalînfăşurare primară. Au ars în mod constant și au eșuat. Prin urmare, prima soluție a fost un circuit electronic de comutare special pentru întreruperea curentului din bobină. Circuitul său de intrare de curent scăzut includea fire de la bornele întreruptorului de contact tradițional al distribuitorului. Cu toate acestea, acum contactele sale nu au întrerupt curentul complet al bobinei de aprindere, ci un curent mic în circuitul de intrare al comutatorului.

De fapt, întrerupătorul electronic a fost realizat structural într-o unitate separată și conectat (la cererea șoferului) la distribuitorul clasic. Acest sistem de aprindere se numește electronic de contact. Ea a fost foarte populară în anii 80 ai secolului trecut. Și în vremea noastră, încă mai găsești mașini echipate cu el.

Circuitul de comutare al sistemului electronic de contact a fost asamblat pe tranzistoare.

Următorul pas este să abandonați întrerupătorul de contact

Întrerupător de circuit de contact chiar și în versiunea de curent scăzut utilizată în contact sistem electronic aprindere, a rămas un nod foarte nesigur. Prin urmare, producătorii auto au făcut eforturi considerabile pentru a-l exclude. Aceste eforturi au fost încununate cu succes cu crearea unui senzor-distribuitor fără contact bazat pe un senzor Hall.

Acum, în loc de mai multe came, pe arborele distribuitor a început să fie instalat un ecran tubular cilindric cu fante și obloane între ele, iar numărul de obloane și fante este egal cu numărul de cilindri ai motorului. Obloanele și fantele ecranului se deplasează într-un câmp magnetic cu magnet permanent pe lângă un senzor cu efect Hall miniatural. În timp ce cortina trece pe lângă el, tensiunea de iesire Senzor Hall lipsă. Când perdeaua este înlocuită cu o fantă, de la senzorul Hall circuit electronic partea frontală a impulsului de tensiune este îndepărtată, indicând necesitatea întreruperii curentului în înfășurarea primară a bobinei de aprindere. Acest impuls de tensiune este transmis prin fire către unitatea de comutare curentă din bobina de aprindere, unde este preamplificat și apoi utilizat pentru a controla treapta principală de comutare a puterii.

O altă opțiune pentru un senzor distribuitor fără contact este un ansamblu senzor optic care utilizează un fototranzistor în loc de un senzor Hall și un LED în loc de un magnet permanent. are același ecran rotativ cu fante și obloane.

Apariția comutatorului ca atare

Deci, în sistemul de aprindere fără contact, în loc de un distribuitor de contact, au apărut două unități separate: fără contact (dar numai prin Voltaj scazut) senzor-distribuitor și întrerupător electronic. Funcția de distribuție tensiune înaltă un rotor-glisor mecanic cu o placă purtătoare de curent continuă să urmărească bujiile din senzorul distribuitorului.

Dar cum rămâne cu controlul unghiului de aprindere? Aceste sarcini sunt încă îndeplinite de regulatoarele centrifuge și de vid ca parte a senzorului-distribuitor. Primul dintre ele nu întoarce acum camele pe arbore, ci schimbă perdelele ecranului, schimbând astfel unghiul de aprindere. Regulatorul de vid are capacitatea de a muta senzorul Hall cu placa de bază, ajustând și acest unghi.

Având în vedere cele de mai sus, la întrebarea: „Comutator mașină modernă: ce este?” - trebuie dat răspunsul că este separat constructiv unitatea electronică sistem de aprindere fără contact.

Respingerea distribuției de înaltă tensiune

Pentru cel mai mult timp, comutatorul a păstrat un distribuitor mecanic de înaltă tensiune pentru dopurile cilindrului. Cel mai interesant lucru este că acest nod a fost suficient de fiabil și nu a provocat prea multe critici. Cu toate acestea, timpul nu stă pe loc și, la începutul acestui secol, schema electrică a comutatorului a suferit o altă schimbare majoră.

V mașini moderneîn general, nu există o distribuție a tensiunii de înaltă tensiune de la o bobină la lumânări diferite. Dimpotrivă, bobinele în sine s-au „înmulțit” în ele și au devenit un accesoriu al mufei fiecărui cilindru. Acum, în loc de comutarea contactelor de înaltă tensiune a bujiilor, se realizează comutarea fără contact de joasă tensiune a bobinelor acestora. Desigur, acest lucru complică circuitul comutatorului, dar posibilitățile circuitelor moderne sunt mult mai largi.

La mașinile moderne cu motoare cu injecție, comutatorul este controlat fie de un motor autonom, fie Computer de bord mașină. Aceste dispozitive de control analizează nu numai viteza de rotație a arborelui cotit, ci și mulți alți parametri care caracterizează combustibilul și lichidul de răcire, temperatura diferitelor componente și mediu inconjurator... Pe baza analizei lor în timp real, se modifică și setările de sincronizare a aprinderii.

Defecțiuni ale comutatorului

Cea mai frecventă defecțiune a unui distribuitor mecanic este arderea contactelor acestuia: atât contactele mobile, cât și cele de înaltă tensiune ale lumânărilor. Pentru a preveni acest lucru (prin macar, nu prea repede), trebuie să le inspectați în mod regulat, iar dacă pe ele s-au format depozite de carbon, atunci trebuie îndepărtat cu o pilă sau cu hârtie abrazivă fină.

Dacă condensatorul conectat în paralel cu contactele întreruptorului sau rezistorul din circuitul electrodului central de înaltă tensiune s-a defectat, atunci acestea pot fi înlocuite.

Defecțiunile comutatorului electronic, cauzate de defecțiunea amplificatorului de impuls al senzorului Hall sau a comutatorului de curent al bobinei, de obicei nu pot fi eliminate, deoarece un astfel de comutator nu este separabil. În acest caz, de regulă, unitate defectă tocmai inlocuit cu unul nou.

Cum testez comutatorul?

Dacă turația de ralanti a motorului „plutește”, sau se blochează în mișcare sau nu pornește deloc, atunci ar trebui să verificați prezența unei scântei pe bujiile conectate la distribuitorul de aprindere cu un senzor Hall. Pentru a face acest lucru, trebuie să le deșurubați, să puneți vârfurile firelor blindate, să puneți lumânările pe „pământ” și să „întoarceți” arborele cotit cu un demaror. Dacă nu există nicio scânteie sau este slabă, trebuie să mergeți la comutator.

Dar cum testezi comutatorul? Ar trebui să porniți contactul și să evaluați modul în care acul voltmetrului deviază. Dacă comutatorul este bun, atunci ar trebui să devieze în doi pași. Mai întâi, mâna ia o poziție intermediară, în care rămâne timp de 2-3 secunde, apoi trece în poziția finală (standard). Dacă săgeata ajunge imediat în poziția finală, atunci puteți încerca să înlocuiți comutatorul.

Comutați conexiunea

Cum se conectează comutatorul la un sistem de aprindere fără contact? Trebuie amintit că blocul său de borne este conectat cu două fire la bornele "B" și "K" ale bobinei de aprindere, un cablaj cu trei fire cu un conector - la senzorul Hall de pe senzorul distribuitorului și un fir - la masă . Circuitul comutatorului este conectat la borna „+” a bateriei la borna „B” a bobinei.

A doua formă de implementare a unui circuit de comutare cu mai multe legături cu legături de comutare spațială și temporală este structura prezentată în. Acest circuit de comutare este denumit în mod obișnuit circuit timp-spațiu-timp. Informațiile care sosesc prin canalul căii de intrare de la TDM sunt întârziate la legătura de comutare în timp de intrare până când este găsită o cale liberă corespunzătoare prin legătura de comutare spațială.

În acest moment, informația va fi transmisă prin legătura de comutare spațială către legătura de comutare a timpului de ieșire corespunzătoare, unde va fi stocată până când apare intervalul de timp, în care este necesar să se transfere această informație. Presupunând că disponibilitatea deplină este oferită pe legăturile de comutare de timp (adică, toate canalele de intrare pot fi conectate la toate cele de ieșire), orice interval de timp poate fi utilizat atunci când se stabilește o conexiune pe legătura de comutare spațială. În sens funcțional, legătura de comutație spațială este, așa cum ar fi, repetată (copiată) o dată pentru fiecare interval de timp intern.Acest lucru este ilustrat de graficul probabilistic al circuitului ERW prezentat în.

O caracteristică importantă a circuitului de comutare ERW, căruia trebuie acordată atenție, este faptul că legătura de comutare spațială funcționează cu partajare a timpului independent de căile externe cu TDC. În esență, numărul de intervale de timp ale legăturii de comutare spațială l nu ar trebui să coincidă cu numărul de intervale de timp de la căi externe cu un TDM.
Dacă legătura de comutare spațială este un circuit de comutare neblocant, atunci blocarea în circuitul PTSD poate apărea în cazurile în care nu există intervale de timp interne libere ale legăturii de comutare spațială, timp în care trunchiul intermediar care duce de la legătura de comutare temporară de intrare și linia de legătură intermediară care duce la legătura de ieșire de comutație temporară, sunt simultan libere. Evident, probabilitatea de blocare va fi minimă dacă numărul de intervale de timp ale legăturii de comutare spațială l este ales suficient de mare. Într-adevăr, făcând o analogie directă cu circuitele de comutare spațială cu trei legături, circuitul PVP poate fi considerat neblocant dacă l = 2c-1. Expresia generală a probabilității de blocare pentru circuitul de comutare ERW, ale căror legături individuale (V, P, V) sunt neblocante, are forma

Unde este coeficientul de expansiune temporală (l / s), l este numărul de intervale de timp pentru funcționarea legăturii de comutație spațială.
Complexitatea implementării comutării ERW poate fi calculată prin următoarea formulă

Structura ERW este mai complexă decât structura ERW. Rețineți, totuși, că concentrarea temporară este utilizată în circuitul de comutare VPW, iar concentrația spațială este utilizată în circuitul PVP. Pe măsură ce utilizarea trunchiurilor de intrare crește, gradul de concentrare posibil se va diminua. Dacă se dovedește că încărcarea canalelor de intrare este suficient de mare, atunci să mențineți valoarea stabilită probabilitățile de blocare în circuitele de comutare ale ERW și PVP, este necesar să se introducă expansiune, respectiv, în primul - temporal, în al doilea - spațial. Deoarece implementarea extinderii temporale este mult mai ieftină decât cea spațială, atunci cu o utilizare mare a canalului, schema de comutare ERW se va dovedi a fi mai economică decât schema TDO. Sunt prezentate dependențele complexității implementării schemelor VFD și VFW de utilizarea canalelor de intrare.

După cum se poate vedea din, circuitele de comutare ale ERW au un avantaj clar pronunțat față de circuitele DC în zona valorilor mari de utilizare a canalului. Pentru circuitele de comutare de capacitate mică, structura PVP este mai de preferat. Este posibil ca alegerea unei anumite arhitecturi să depindă în mare măsură de alți factori, cum ar fi modularitatea, ușurința organizării testării și ușurința extinderii capacității. Unul dintre punctele care se evidențiază de obicei, acordând prioritate structurii VFR, este cerințele relativ mai simple pentru organizarea managementului schemelor VFR decât schemele ERW. Pentru stațiile de mare capacitate cu sarcină mare, necesitatea utilizării preferențiale a structurii ERW devine destul de evidentă. În confirmarea validității acestei afirmații, putem cita sistemul Nr. 4 ESS cu structura ERW, care este cel mai mare circuit de comutare din punct de vedere al capacității construit până în prezent.
Circuite de comutare de tip VPPPV... Dacă legătura de comutare spațială a circuitului ERW se dovedește a fi suficient de mare ca capacitate, ceea ce duce la o creștere suplimentară a complexității dispozitivului de control, atunci pentru a reduce numărul total de puncte de comutare, legătura de comutare spațială este înlocuită. printr-un circuit de scară. Structura tipului VPV este prezentată atunci când legătura de comutație spațială este înlocuită cu un circuit cu trei legături.

Deoarece cele trei legături adiacente sunt legături de comutație spațială, această structură este uneori denumită circuit de comutare VPWTP. Complexitatea implementării schemei VFTPV poate fi determinată după cum urmează:

Rezultatele arată că circuitele de comutare de capacitate ultra-înaltă pot fi implementate folosind tehnici digitale de divizare a timpului la un nivel de complexitate destul de acceptabil pentru practică. La mijlocul anilor '60, a devenit evident că era necesar să se utilizeze circuite de comutare cu o asemenea capacitate în rețeaua de telefonie din SUA. Întrucât ar fi necesare aproximativ 10 milioane de puncte de comutare pentru a implementa o schemă de comutare spațială cu opt legături comparabilă ca capacitate cu acestea, tehnologia tradițională utilizată în sistemele de construcție cu separare spațială a fost respinsă cât de cât și Bell System a început să dezvolte sistemul nr. 4 ESS. A fost primul sistem de comutare digitală al rețelei telefonice din SUA, pus în funcțiune în 1976. Sistemul # 4 ESS (circuit de comutare de tip EPPPW) are o capacitate de 107.520 trunchiuri, oferă o probabilitate de blocare mai mică de 0,005 cu o probabilitate de blocare a canalului de 0,7 (11).

La un numar mare utilizatorii sunt mai eficienți cu circuitele de comutare care conțin multe legături. În fig. 2.3. este prezentată o schemă de comutare pe două niveluri. Pentru determinare

domeniile de aplicare compară această schemă cu cea anterioară în numărul de puncte de comutare necesare.

Orez. 2 Schema de cablare în două niveluri

În fig. 2 următoarele
notatie: -

i este numărul de intrări din matrice

legătura A; d - numărul de matrici ale legăturii A; t este numărul de linii intermediare dintre legăturile A și B; s este numărul de intrări în matricea de legături B; k este numărul de ieşiri din matrice

legătura B; / - conectivitate.

Conectivitatea este numărul de linii intermediare care conectează o matrice de legătură definită A cu o matrice de legătură definită B. Să fie necesar să comutați N intrări cu M ieșiri. Atunci vor fi îndeplinite următoarele condiții:

pentru o rețea de comutație complet accesibilă, numărul de puncte de comutare este NM;

pentru un circuit de comutare incomplet accesibil, numărul de puncte de comutare este r (nm) + (m / f) (fa);

numărul de comutatoare ale legăturii A (r) depinde de numărul total necesar de intrări N și este r = N / n;

Numărul de comutatoare de legătură B (m / f) depinde de numărul total necesar de ieșiri M, adică. m / f = M / k.

Atunci numărul de puncte de comutare ale circuitului de comutare care nu este complet accesibil va fi egal cu Nm + Ms. Astfel, se determină condiția ca o schemă de comutare cu mai multe legături să fie mai eficientă decât una cu o singură legătură: numărul de puncte de comutare din ea ar trebui să fie mai mic decât într-o schemă complet accesibilă.

Ultima condiție pot corespunde multe combinații de parametri ai circuitelor de comutare, dar pentru toate relațiile

t/m< 1 и s/N< 1 (гдеN, M, m, s 0).

Aceste cerințe înseamnă că numărul de ieșiri ale matricei de legătură A nu trebuie să depășească numărul total de ieșiri ale întregului circuit de comutare M, iar numărul de intrări ale legăturii B nu trebuie să depășească numărul total de intrări ale circuitului de comutare N. .

Această condiție este îndeplinită pentru toți sarcini reale... Numărul de ieșiri matrice care sunt utilizate pentru stațiile mici (100 ... 500 de intrări și același interval al numărului de ieșiri) variază de la 4 la 8, iar pentru capacități mari (4000 ... 300.000 de intrări și ieșiri), matrice cu 512 ieșiri sunt folosite... Din datele date rezultă că în centralele telefonice moderne circuitele de comutare cu o singură legătură sunt de multe ori mai puțin economice decât cele cu mai multe legături. dar numar mic intrările la matricea de comutare nu permite construirea unui circuit de comutare cu două legături cu suficient un numar mare iesiri. Pentru aceste cazuri se folosesc scheme cu scări (Fig. 3).

Orez. 3 Un exemplu de construire a unei scheme de comutare cu 4 legături 512x512

În fig. 3 prezintă un bloc care conține 8 matrice de comutare 8x8. El are numărul total intrări N = 64 și ieșiri M = 64. Pentru creșterea numărului de intrări și ieșiri se construiește un circuit de 8 blocuri care permite creșterea numărului de intrări și ieșiri la N = M = 512.

Prezentat în fig. 3, circuitul de comutare are un număr egal de intrări și ieșiri, totuși, de construit sisteme telefonice aplica tipuri diferite blocuri. Ele diferă nu numai prin parametrii comutatoarelor și numărul de trepte, ci și prin scopul lor. De exemplu, se știe că nivelul de utilizare a liniilor de abonat este destul de scăzut (cu excepția telefoanelor cu plată, a liniilor cu terminale de internet). În medie, acestea sunt folosite de 10-15%. Pentru liniile inter-oficii, al căror cost este foarte mare, este necesară creșterea intensității utilizării și, prin urmare, reducerea cerințelor pentru numărul de linii alocate pentru un grup dat abonati. Prin urmare, pentru a porni liniile de abonat, se folosesc scheme speciale cu concentrare (Fig. 2.5).

Fig.4 Concentrarea sarcinii pe legătura A: a) Schema cu 2 legături cu concentrare; b) un exemplu de creare a unei matrice cu concentrare

Pentru aceasta se folosesc matrici care au mai multe intrări decât ieșiri. Acest lucru poate fi realizat constructiv sau prin paralelizarea ieșirilor (Fig. 4). V sisteme digitale comutarea este opțiunile utilizate pe scară largă atunci când concentrarea prin paralelizare se face pe seturi de abonați (terminale), ceea ce aduce un plus de confort. Atunci când se iau în considerare aspectele legate de construirea de kituri terminale, vor fi luate în considerare și astfel de opțiuni.

Tastele pentru comutarea aparatelor telefonice (SLT) cu o linie sunt, probabil, unul dintre cele mai dificile elemente de interfață dintr-un micro-PBX.

Există două tipuri de comutație:

Pe sursa de alimentare minus a circuitului;

Prin plusul sursei de alimentare a circuitului.

Orice metodă de conectare electrică (nemecanică) a TA la linie poate fi realizată printr-o combinație a acestor două metode. Să le luăm în considerare separat.

În fig. 11 prezintă un circuit simplu al unei chei care utilizează un microcircuit 1014KT1A cu o sursă de alimentare minus.

În conformitate cu parametrii microcircuitului KR1014KT1A, B descriși în, circuitul oferă performanță de încredere cu un curent de comutare maxim de până la 110mA și o tensiune de impuls de până la 200 V. Tensiunea de control nu trebuie să depășească 3,5 ... 5 V.

Avantajele schemei:

Calitate înaltă a comutației (rezistența în stare deschisă nu depășește 10 Ohm);

Simplitatea designului circuitului;

Compatibil cu logica CMOS;

Consum ultra-scăzut pe intrarea de control (stabil

comută prin rezistență de până la 10 megaohmi). Dezavantajele schemei:

Imposibilitatea unei soluții de circuit simplu pentru a monitoriza starea telefonului (decuplat sau cuplat), ceea ce limitează utilizarea acestei metode de comutare.

În fig. 12 prezintă schema de comutare pentru sursa de alimentare plus. Avantajul unei astfel de scheme este posibilitatea de a lega diferite unități ale set-top box-ului telefonic din schemă cu corpul general: unitatea de preluare a tubului (control telefonic), noduri de comutare, circuite de procesare etc. într-un mod simplu... Proprietățile de comutare ale acestui circuit sunt, de asemenea, ridicate, deoarece se bazează pe un comutator de curent 1014KT1A.

Principiul de funcționare este următorul. Când o unitate logică este aplicată la baza VT1, tensiunea nu este aplicată la intrarea de control DA1. Capacitatea C1 este descărcată, tasta DA1 este închisă, puntea VD6 ... VD9 este de asemenea închisă, iar telefonul este izolat de linie prin plus.

Când se aplică un zero logic bazei VT1, tensiunea linie telefonică din cauza căderii pe VD4, VD5 și parțial pe diodele punții VD6 ... VD9 prin rezistențele R1, R2 este alimentată la intrarea de control 1 DA1. Lanțul VD2, C1 asigură stabilitatea comutatorului cu cheie în caz de zgomot de impuls pe linie (de exemplu, în prezența impulsurilor de apelare). Telefonul este conectat la linie prin plus.

O altă modalitate de a comuta TA pe plusul sursei de alimentare a circuitului este luată în considerare în. În fig. 13 prezintă o diagramă a cheii de comutare

folosind optocupler AOT101A. Un optocupler diodă-tranzistor permite izolare galvanică circuit de control și cheie de comutare, care este tranzistorul KT972A. Tranzistorul se deschide cu tensiune de la linie prin R1, oferind comutarea TA la linie. Trebuie remarcat faptul că rezistența de stare a tranzistorului KT972A este puțin mai mare decât cea a microcircuitului 1014KT1A, în plus, în prezența impulsurilor în linia telefonică, starea deschisă a tranzistorului este menținută numai datorită proceselor tranzitorii. în semiconductor. Acest lucru poate înrăutăți ușor conformitatea circuitului de comutare cu standardele GOST. Pentru comutarea unui telefon sau a unei taste de conversație TA, în, sunt descrise circuitele comutatoarelor cu impulsuri pe tranzistoare compozite, prezentate în Fig. 14, 15, 16.

Aceste scheme sunt aplicate în telefoane producție importată și autohtonă pentru formarea impulsurilor de apelare, dar cu același succes pot fi folosite în orice set-top box-uri telefonice ca taste de comutare în funcție de plusul circuitului.