приспособленных для работы в управляющих системах. В связи с этим возникло новое направление в построении управляющих устройств узлов коммутации, основанное на так называемом принципе распределенного управления. Распределенное управление представляет собой дальнейшее развитие системы управления со специализированными процессорами, когда в качестве сравнительно слож­ных СПр используются микропроцессоры. Благодаря этому появляется возможность максимально приблизить спецпроцессоры к управляемым объектам с целью конструктивного и схемного их объе­динения. В этом случае увеличение емкости узла коммутации может осуществляться модулями, со­держащими как коммутационное оборудование, так и устройства управления в виде микропроцессо­ров. В настоящее время система с распределенным управлением, основанная на применении микро­процессоров, привлекает особое внимание специалистов в области автоматической электросвязи.

8.7. Принципы построения электронных атс

Коммутационные системы электронных АТС могут быть построены как с пространственным, так и с импульсно-временным разделением каналов. При пространственном разделении каналов в ка­честве устройств коммутационной системы применяются электронные соединители, построенные по принципу электромеханических координатных соединителей. В каждой точке пересечения (коммута­ции) соединителя устанавливается электронный контакт. Электронный соединитель (рис. 8.16) имеет п входов и m выходов, расположенных в виде координатной сетки (матрицы). Для подключения лю­бого входа к любому выходу должен открыться соответствующий электронный контакт ЭК. Состоя­нием ЭК управляет общее электронное управляющее устройство. Такие соединители, называемые электронными соединителями с пространственным разделением каналов, по принципу построения аналогичны электромеханическим соединителям.

Основным недостатком подобных соединителей является большое количество электронных эле­ментов. Если соединитель имеет п входов и m выходов, то общее число электронных контактов со­ставит при двухпроводной схеме коммутации 2пт. Другим не­достатком электронных соединителей с пространственным раз­делением каналов является то, что используемые в качестве коммутационных элементов электронные контакты в состоянии пропускания имеют определенное сопротивление, которое вно­сит заметное затухание в разговорную цепь. Это особенно ска­зывается в тех случаях, когда разговорный тракт строится в со­ответствии со схемой группообразования на основе последова­тельно включенных контактов на ступенях искания. В электро­механических системах коммутации такое построение КС не вносит сколь-нибудь заметного ухудшения качества разговорно­го тракта, так как металлические контакты давления, обеспечи­вающие коммутацию цепи, имеют практически нулевое сопро­тивление в замкнутом состоянии. В электронных системах по­следовательное включение электронных контактов приводит к заметному ухудшению качества разговорного тракта. Чем больше контактов уча­ствует в образовании разговорного тракта, тем больше затухание этого тракта. Учитывая сказанное, электронные АТС с пространственным разделением каналов находят применение лишь для построения станции малой емкости.

При применении временного разделения каналов разговорные токи коммути­руются не в аналоговой форме, а в дискретной — с применением импульсно­кодовой модуляции (ИКМ). Процесс преобразования аналогового сигнала с по­мощью ИКМ состоит из трех последовательных операций: дискретизации анало­говых сигналов по времени, квантования по уровню и кодирования. Дискретиза­ция представляет собой амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ). Операция квантования сводится к преобразованию мгновенных значений аналогового сиг­нала в цифровые. Далее каждый дискретный сигнал кодируется с помощью дво­ичного кода, причем число уровней шкалы квантования устанавливается равным 2ⁿ, где п — целое число.

А?

К

я

WK

А Н

А?

А

Д

'А»А^А

1 г Ь \п

д < оды

Рис, 8.16. Построение электронного соединителя с пространственным раз­делением каналов

эк

J :				ч
/Я*
//					к
7? //
— J7~ //
//
					ч

800 0W 188

т wi sot t

Рис. 8.17.

прерывного

нала

Преобразование не- (аналогового) снг-

В качестве примера на рис. 8.17 показан принцип преобразования аналогового сигнала посредст­вом импульсно-кодовой модуляции. Дискретизация по времени осуществляется импульсной после­довательностью с параметрами Тиг_и.Шкала квантования содержит восемь уровней(п=3)с шагом квантования А. После преобразования непрерывного сигнала в линию передается номер уровня ам­плитуды, в который попадает вершина импульса. Этот номер передается в двоичном виде. Например,

номер уровня 6 (см. рис. 8.17) передается в виде 110. На при­емном конце по переданным кодовым значениям восстанав­ливаются дискретные значения передаваемого непрерывного сигнала. Однако на передающем конце не все принятые зна­чения уровней шкалы квантования могут соответствовать амплитудным значениям непрерывного сигнала. Поэтому, в линию сигнал может поступать с некоторыми искажениями, вызванными процессом квантования (см. пунктирную кри­вую на рис. 8.17). Величина этих искажений определяется шагом квантования А. Для уменьшения искажений необхо­димо уменьшить шаг квантования.

К другая егпанил ян и узяая

Ряс. 8.18. Построение сети оря ис­пользовании электронной системы коммутации

П

Рис. 8.19. Упрощенная структурная схема концентратора

В настоящее время на соединительных линиях ГТС ши­рокое распространение получила 32-канальная система ИКМ. Для качественной передачи аналоговой информации в этой системе принято 256 уровней квантования, которое обеспе­чивается применением 8-разрядного кода. Один из 32 вре­менных каналов отводится для целей синхронизации и еще один — для передачи сигналов управления, а остальные 30 каналов являются разговорными. Поэтому данная система ИКМ иногда называется 32/30-канальной системой ИКМ.

Принцип ИКМ открывает новые возможности в части создания электронных АТС, коммутационная система кото­рых строится на основе временного разделения каналов. При этом передача информации по соединительным линиям и коммутация каналов на станции осуществляются в цифровой форме. Поскольку в основу построения системы положен единый способ как передачи, так и комму­тации дискретных сигналов, она называется интегрально-цифровой системой связи (ИЦСС). Такая унифицированная система передачи и коммутации позволяет коммутировать не только телефонные каналы, но и телеграфные, передачи данных и другие, работающие на едином импульсном принципе.

На рис. 8.18 показан принцип построения сети, содержащей электронные системы коммутации с временным разделением каналов. В состав такой сети входят концентраторы (К), опорные станции (ОС) и транзитные узлы (ТУ), применяемые на больших сетях. Концентраторы осуществляют кон­центрацию поступающей по абонентским линиям нагрузки и поэтому располагаются в непосредст­венной близости от абонентов. Концентратор соединяется с опорной станцией ОС четырехпроводной уплотненной соединительной линией (УСЛ), содержащей 32 временных ИКМ каналов. По существу, концентратор связывается с опорной станцией двумя двухпроводными уплотнениями соединитель­ными линиями, одна из которых используется для передачи информации в направлении от концен­тратора к ОС (Исх. УСЛ), а другая в обратном направлении — от ОС к концентратору (Вх. УСЛ). Число абонентских линий, включаемых в каждый концентратор, определяется удельной абонентской нагрузкой. В большинстве случаев емкость одного концентратора составляет 200—300 абонентских линий. В функции концентратора входит установление соединения между любой абонентской лини­ей и любым свободным каналом системы ИКМ.

На рис. 8.19 в упрощенном виде показана структурная схема абонентского концентратора. Инди­видуальная часть концентратора содержит абонентские комплекты (AK₁—AK_W), число которых рав­но числу АЛ. Абонентские комплекты подключаются через электронные контакты ЭК к обшей цепи ОЦ. Электронные контакты обеспечивают преобразование поступающего разговорного сигнала в импульсы, модулированные по амплитуде. При этом каждому вызвавшему абоненту выделяется оп­ределенная временная позиция (канал).

В состав коллективной части концентратора входят общие для всех абонентов кодирующее (КУ) и декодирующее (ДУ) устройства. С помощью КУ осуществляется получение цифрового сигнала, а с помощью ДУ — обратная операция. При исходящей связи аналоговые — разговорные сигналы вна­чале преобразуются в амплитудно-импульсно-модулированные сигналы, которые в дальнейшем, по­сле кодирования преобразуются в ИКМ сигналы. При входящей связи производится обратное преоб­разование, сначала ИКМ сигналов в АИМ сигналы, а затем при вторичном преобразовании — в раз­

говорные сигналы.

Концентратор содержит также управляющее устройство (УУ), которое под руководством ЦУУ опорной станции производит необходимые операции по установлению соединений. Опорная станция представляет собой ЭАТС с временным делением каналов (ВД-ИКМ). На этой станции осуществля­ется коммутация импульсных каналов входящих и исходящих СЛ от концентратов, а также СЛ от узлов и других опорных станций при наличии непосредственной связи между ними (см. пунктирную линию на рис. 8.18). Все оборудование ЭАТС так же, как и квазиэлектронной АТС, можно разделить на три части: коммутационную систему КС, периферийные управляющие устройства ПУУ и цен­тральное управляющее устройство ЦУУ (рис. 8.20). Коммутационную систему опорной станции можно представить в виде квадратной матрицы, в горизонтали которой включены входящие СЛ, а в вертикали — исходящие СЛ. В точках пересечения горизонталей и вертикалей матрицы включаются электронные контакты, которые под действием управляющего устройства открываются в определен­ной временной позиции и соединяют соответствующие входящие и исходящие каналы.

Процессом установления соединения на опорной станции управляет центральное управляющее устройство ЦУУ, которое, как и в квазиэлектронной телефонной станции, представляет собой элек­тронную управляющую машину ЭУМ.

Периферийные управляющие устройства ПУУ осуществляют согласование между ЦУУ и КС. В состав ЦУ входят различные устройства, число которых зависит от емкости станции, величины об­служиваемой нагрузки и заданной нормы потерь. Основными ЦУУ являются устройства приема УП­рИ и передачи УПдИ управляющей информации, устройство передачи акустических сигналов УПАС,

устройство приема номерной информации УПНИ и устрой­ство управления коммутационной системой УУКС. Устрой­ство приема номерной информации УПНИ должно быть подключено к коммутационной системе так, чтобы оно бы­ло доступно любому каналу любой входящей СЛ. Устройст­во передачи акустических сигналов УПАС представляет со­бой устройство формирования всех акустических сигналов, посылаемых абонентам в процессе установления соедине­ний. К коммутационной системе УПАС подключено так, чтобы оно имело возможность подсоединиться к любому каналу любой исходящей СЛ. Устройства УПрИ и УПдИ предназначаются для приема и передачи сигналов управле­ния и взаимодействия по всем СЛ, включенных в коммутационную систему опорной АТС. Поэтому УПрИ должно быть свя­зано со всеми сигнальны­ми каналами входящих СЛ, а УПдИ — со всеми сигнальными каналами исходящих СЛ.

Центральное управ­

ляющее устройство осу­ществляет управление соединением как на опор­ной АТС, так и на кон­центраторах. В последнем случае УУ концентратора представляет собой вынесенный в концентратор функциональный блок ФБ промежуточного обору­дования опорной станции. Транзитные узлы ТУ строятся по такому же принципу, что и опорные станции ОС, и для них справедливы те же условия, что и для опорных станций. Через ТУ обеспечи­вается взаимное соединение всех ОС, объединяемых этим узлом.

На опорной АТС с временным делением каналов различают коммутацию двух видов: пространст­венную (П) и временную (В).

При пространственной коммутации устанавливается соединение определенных входящих и исхо­дящих УСЛ, а при временной коммутации обеспечивается соединение между временными каналами этих УСЛ. На рис. 8.21 представлена коммутационная система, построенная по принципу простран­ственного разделения каналов. Такая коммутационная система представляет собой квадратную мат­

рицу (коммутатор), во входы которой включены входящие и исходящие линии (L_BXУСЛ иЬ_ИСХ УСЛ). В качестве точек коммутации используются ЭК, управляемые импульсными последовательно­стямиР,временные положения которых синхронизированы с временными положениями каналов системы ИКМ. Каждый ЭК может управляться любой последовательностьюР,,гдеi=l, 2, ...,п,т. е. может открываться в любом изп=32временных положений. Если подать на ЭК, соединяющий пер­вую входящую УСЛ с первой исходящей УСЛ, импульсную последовательностьPi, Р₃, Р₃₀,то ЭК бу­дет открыт в1; 3и30временных положениях и закрыт во всех остальных. В этом случае произойдет соединение перечисленных каналов первой входящей УСЛ с одноименными каналами первой исхо­дящей УСЛ. Одновременно с этим, если, например, требуется соединить каналы 2, 5, 6 и 28-й первой входящей УСЛ с одноименными же каналамиL-йисходящей УСЛ, то необходимо подать на ЭК, со­единяющей эти УСЛ, импульсные последовательностиР₂, Р₅, Р₆и Р₂₈(рис. 8.21а иб).

Эквивалентная по коммутационным возможностям схема группообразования пространственной коммутационной системы (П) приведена на рис. 8.22. Система позволяет путем выделения n=32 ка­налов входящих и исходящих УСЛ создатьn=32 коммутатора. Число входов и выходов в каждом коммутаторе равно числу УСЛ(Lвходов иLвыходов). В каждом коммутаторе возможна коммутация только одноименных линий.

Подобные коммутационные системы обеспечивают коммутацию только одноименных (синхрон­ных) каналов, т. е. каналов, занимающих в коммутируемых входящих и исходящих УСЛ одинаковые временные позиции. Коммутационная система такой структуры отличается простотой построения, однако обладает существенным недостатком — низкой пропускной способностью из-за наличия внутренних блокировок. Этого недостатка лишена коммутационная система, позволяющая осуществ­лять соединение любого временного канала входящей УСЛ с любым каналом любой исходящей УСЛ. В такой системе производится не только пространственная коммутация в точках соединения УСЛ, но и временная коммутация с

перестановками (перемещениями) каналов из одного временного положения в другое (рис. 8.23). Для этой цели

предусматриваются

специальные запоминающие (сдвигающие) устройства, которые позволяют фиксировать приходящие на станцию дискретные разговорные сигналы (импульсы кодовой группы) и передавать их далее в любом из свободных временных положений (асинхронная коммутация).

Принцип коммутации каналов, имеющих различные временные положения, можно показать на примере сдвигающего устройства (СУ), предназначенного для переноса информации из одного вре­менного канала в любой другой канал. Основной частью СУ является линия задержки, ко входу ко­торой подключается входящая УСЛ (рис. 8.23а). Исходящая УСЛ включается к выходу собиратель­ной схемы ИЛИ. Линия задержки состоит из п—1 элементов и управляется тактовым генератором ТГ, под действием которого сигналы ИКМ передвигаются из одного элемента в другой. В качестве эле­ментов задержки в СУ используются схемы типа сдвигающих регистров с числом разрядов, равным числу разрядов в кодовой группе. В системе ИКМ 32/30 каждый регистр должен иметь 8 разрядов, а полная схема СУ (32—1)х8=248 разрядов. Тактовый генератор работает синхронно с каналообра­зующим оборудованием так, что каждый сигнал ИКМ (кодовая группа) сохраняется в элементе за­держки в течение времени, равного интервалу, отводимому для одного временного канала х_№

В схему СУ входят также элек­тронные контакты (ЭК), число кото­рых равно числу временных каналов (п) одной уплотненной соединитель­ной линии. Один из входов ЭК под-

ключается к соответствующему эле­менту линии задержки. На другой вход каждого ЭК из управляющего устройства УУ может подаваться од­на из управляющих последовательно­стей Р^ i=l, 2, ...,п.Такая схема за­держки обеспечивает возможность перестановки принятой информации из одного временного положения в другое, т. е. из одного канала в дру­гой. Если, например, кодовую группу, поступающую по входящей УСЛ в пятом временном положении (кана­ле), необходимо передать в восьмой канал исходящей УСЛ, то следует поступающую кодовую группу за­держать на время трех временных ка­налов (Зт_п) или трех тактов ТГ. В этом случае, когда поступающая кодовая группа последовательно передана в третий элемент задержки, из УУ по­дается управляющая последователь­ность восьмого канала Р₈, откроется ЭК₃и информация, содержащаяся в третьем элементе задержки, выдастся через схему ИЛИ в исходящую УСЛ (см. рис. 8.23). Так производится вре­менная коммутация (коммутация вида В) каналов, занимающих любые вре­менные положения. Коммутация од­ноименных каналов (синхронная коммутация) осуществляется через ЭК₀без сдвига во времени.

йен УСЛ

УСЛ

УСЛ