3. Комутація
Для ведення переговорів телефонні апарати ТА відповідних абонентів повинні бути електрично сполучені один з одним. Це з'єднання, як правило, проходить через декілька ділянок: абонентські та з’єднувальні лінії, один або декілька вузлових пунктів ВП мережі. Сукупність цих ділянок утворює з’єднувальний тракт. Число ділянок тракту залежить від відстані між абонентами і структури побудови мережі. Процес встановлення з'єднань між абонентами полягає в електричному з'єднанні (замиканні) певних вхідних і вихідних ліній зв'язку на вузлових пунктах мережі. Після закінчення переговорів відбувається розмикання ліній, внаслідок чого тракт розпадається на окремі ділянки.
Функції, які виконують ВП мережі в процесі організації і розпаду сполучних трактів, називаються комутацією. Таким чином комутацією каналів, або просто комутацією називається процес замикання, розмикання і перемикання електричних ланцюгів. Комутація здійснюється за допомогою комплексу спеціальних пристроїв, об'єднаних під загальною назвою телефонна станція комутації, або телефонна станція (ТС).
Комутація може здійснюватися людиною за допомогою певних пристосувань або спеціальними автоматичними пристроями. В першому випадку комутаційні станції називаються ручними, в другому — автоматичними. На автоматичних станціях процес комутації здійснюється під управлінням спеціальних управляючих пристроїв, що працюють від сигналів, що несуть адресну інформацію. Ці сигнали формуються викликаючим абонентом за допомогою номеронабирача.
Мережа, в якій з’єднувальні тракти спочатку створюються спеціально для кожної телефонної розмови, а після його закінчення розпадаються на ділянки, називається комутованою. Проте на мережі можуть бути абоненти, що мають постійні з’єднувальні тракти або тракти, організовані на певні проміжки часу за розкладом.
Незалежно від конструктивного виконання устаткування і ступеня автоматизації станції комутації мають одну і ту жструктурну схему, показану на рис. 7.5. Основним елементом устаткування станції є комутаційна система КС, яка безпосередньо виконує з'єднання вхідних і вихідних ліній на час розмови. Кожна вхідна або вихідна лінія має на станції індивідуальне устаткування, яке називається лінійним комплектом ЛК і забезпечує сигналізацію про надходження виклику, підключення абонентської лінії до інших елементів устаткування станції, трансляцію сигналів набору номера і ін. Роботою всіх елементів устаткування станції управляє управляючий пристрій УП. Управляючий пристрій може бути спеціалізованою ЕОМ або складатися з комплексу таких пристроїв як маркери, регістри, перелічувачі, приймачі і передавачі управляючих сигналів і ін.
Окрім основних елементів, показаних на малюнку, станції мають ряд допоміжних пристроїв, необхідних для роботи основних елементів. До них відносяться: пристрої введення і виведення, які називаються кросами, джерела електроживлення, прилади контролю, сигналізації, обліку і ін.
Рисунок 7.5 – Структурна схема станції комутації
Комутаційними приладами називаються пристрої, здатні стрибкоподібно змінювати провідність електричних ланцюгів. Розрізняють комутаційні прилади контактні і безконтактні. В контактних приладах провідність міняється шляхом замикання і розмикання контактів, включених в електричний ланцюг. В безконтактних приладах зміна провідності досягається зміною якого-небудь параметру (опору, індуктивності або ємності) одного з елементів електричного ланцюга.
Рисунок 7.6 – електромагнітні реле: а – з відкритими контактами; б – з герметизованими контактами; в - умовне позначення реле на схемах
В техніці телефонного зв'язку широко використовуються електромеханічні контактні комутаційні прилади. До них перш за все відносяться електромагнітні реле, шукачі і з'єднувачі. До безконтактних
комутаційних приладів відносяться різні електронні реле, з'єднувачі і інші пристрої.
Електромагнітне реле — це прилад, що має один вхід і один вихід, два стійкі стани і здатний стрибкоподібно переходити з одного стану в інший під дією сигналів, що надходять на вхід. В телефонній техніці застосовуються в основному електромагнітні реле постійного струму з відкритими і герметизованими контактами.
Реле з відкритими контактами (рис. 7.6, а) складається з обмотки з осердям, якоря з пружиною і контактів, укріплених на плоских пружинних пластинах. Входом реле є затиски обмотки, а виходом — затиски контактів.
За відсутності струму в обмотці, тобто в початковому стані, якір під дією пружини відтягнутий від осердя і контакти розімкнені. Відповідно розімкнений вихідний ланцюг. При появі струмового сигналу в обмотці якір притягується до осердя і, повертаючись на осі, другим плечем натискує на контактну пластину, замикаючи контакти вихідного ланцюга. Таким чином, контакти реле залежно від вхідного сигналу знаходитимуться в одному з двох станів: замкнутому або розімкненому. Реле можуть мати вихід, що містить декілька електричних ланцюгів, а також декілька контактних пар, що працюють на замикання, розмикання або перемикання.
Реле з контактами, що герметизуються (геркони), мають контактні пружини, повністю ізольовані від навколишнього середовища, оскільки поміщені в заповнений інертним газом скляний балон (рис. 7.6, б). Геркон поміщується всередині обмотки і корпусу, виконаного з магнітного матеріалу. За відсутності струму в обмотці контактні пластини під дією сил пружності відходять один від одного, розмикаючи вихідний ланцюг. При появі струму в обмотці магнітний потік, проходячи через контактні пружини, притягує їх одну до одної, замикаючи вихідний ланцюг.