методички / 4009

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»

СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ В СЕТЯХ СВЯЗИ

Часть 2

Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов»,

специализация «Телекоммуникационные системы и сети железнодорожного транспорта»

очной и заочной форм обучения

Составители: Н.И. Харламова Н.А. Кравцова Т.В. Шалаева

САМАРА

2016

1

УДК 656.254.14

Системы коммутации в сетях связи. Часть 2 : методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов», специализация «Телекоммуникационные системы и сети железнодорожного транспорта» очной и заочной форм обучения / составители : Н.И. Харламова, Н.А. Кравцова, Т.В. Шалаева. – Самара : СамГУПС, 2016. – 23 с.

В методических указаниях представлены функциональные схемы ручного коммутатора, автоматических телефонных станций декадно-шаговой, координатной и квазиэлектронной систем при различных видах связи. Приведены задания, цели, порядок выполнения, содержание отчета лабораторных работ № 1, 2, 3, 4.

Утверждены на заседании кафедры 16.02.2016 года, протокол № 6. Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

Составители: Надежна Ивановна Харламова Агапиевна Кравцова Татьяна Владимировна Шалаева

Рецензенты: к.т.н., профессор, заведующий кафедры «АТС на ж.-д. транспорте» В.Б. Гуменников (СамГУПС);

д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «МАП» О.А. Кацюба (СамГУПС)

Под редакцией проф. В.Б. Гуменникова

Подписано в печать 13.05.2016. Формат 60×90 1/16. Усл. печ. л. 1,44. Тираж 50 экз. Заказ 66.

Самарский государственный университет путей сообщения, 2016

2

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Системы коммутации в сетях связи» (ССКС) относится к базовой части профессионального цикла ООП СОБД 23.05.05 (С3.Б22) (ТКС). Для успешного освоения дисциплины обучающийся должен знать основные понятия и методы математического анализа, основа технологии работы на ПК, уметь применять математические методы и физические законы для решения задач широкого назначения, быть хорошо подготовленным по следующим дисциплинам: физика, высшая математика, электроника, теория дискретных устройств, теоретические основа электротехники электрические машины, материаловедение.

Дисциплина «Системы коммутации в сетях связи» является предшествующей для следующих дисциплин: «Теория автоматического управления», «Линии связи», «Автоматика и телемеханика на перегонах», «Эксплуатация технических средств обеспечения движения поездов».

Сети общетехнологической телефонной связи предназначены для предоставления услуг по передаче речевой информации между работниками различных подразделений железнодорожного транспорта в пределах всей сети железных дорог Российской Федерации.

В основе построения сетей ОбТС заложены системы распределения, функции которых выполняют коммутационные станции. Среди коммутационных станций наибольшее применение нашли автоматические телефонные станции (АТС), работающие в режиме коммутации каналов.

Сеть ОбТС представляет собой совокупность коммутационных станций, соединительных линий, устройств абонентского доступа и абонентских устройств.

Сети ОбТС организуются на магистральном, дорожном и местном уровнях. На местном уровне телефонная связь обеспечивается в пределах одной железнодорожной станции или железнодорожного узла. Дорожный уровень охватывает технические средства, предназначенные для предоставления услуг в пределах одной железной дороги. На магистральном уровне услуги предоставляются между абонентами разных железных дорог, а также между абонентами железных дорог и ОАО РЖД. Сети ОбТС дорожного и магистрального уровней представляют собой сети междугородной связи.

Целью и задачей дисциплины «Системы коммутации в сетях связи» является формирование базовых понятий, обеспечивающих возможность разработки, внедрения и поддержания в рабочем состоянии систем автоматической телефонной связи; знаний и умений в области методов и методик разработки, внедрения и поддержания в рабочем состоянии систем автоматической телефонной связи; современных методов и инструментов повышения качества, результативности и эффективности существующих систем автоматической телефонной связи.

3

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать: основы построения и принципы построения функционирования аналоговой

ицифровой аппаратуры общей технологической связи (ОбТС); принципы организации ОбТС на цифровой сети; способы построения аналоговых и цифровых коммутируемых сетей с интегральным обслуживанием;

уметь: использовать основные теоретические положения построения систем передачи и коммутации для построения телекоммуникационных сетей; выполнять проекты по системам и сетям телекоммуникаций; использовать нормативные документы

иосновные положения по организации телекоммуникационных систем;

владеть: методами технического обслуживания и администрирования систем коммутации; методикой проектирования современных коммутационных станций; методикой анализа состояния коммутируемых сетей и принятия решения по их развитию; основами эксплуатации аппаратуры аналоговых и цифровых систем передачи.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины: ПСК-3.5: знание построения и действия систем автоматической коммутации,

включая системы с коммутацией каналов и пакетов; системы сигнализации на аналоговых и цифровых сетях связи; знание видов оборудования абонентского доступа для фиксированы и мобильных установок.

ПСК-3.6: умение использовать нормативные документы и основные положения по организации сетей оперативно-технологической телефонной связи; основы организации и функционирования современной общеевропейской системы подвижной связи; основы организации связи для вертикали управления перевозками; владение навыками и методологией проектирования сетей оперативно-технологической телефонной связи (ОТС); методами технического обслуживания аппаратуры ОТС и обеспечения бесперебойности связи.

Целью и задачей дисциплины «Системы коммутации в сетях связи» является формирование базовых понятий, обеспечивающих возможность разработки, внедрения и поддержания в рабочем состоянии систем обще-технологической и оперативнотехнологической связи (ОТС); формирование знаний и умений в области методов и методик разработки, внедрения и поддержания в рабочем состоянии систем ОбТС и ОТС; современных методов и инструментов повышения качества, результативности и эффективности существующих систем ОбТС и ОТС.

Для этого разработан цикл лабораторных работ по изучению и исследованию коммутационных элементов автоматических телефонных станций, используемых на сети ОбТС.

Цикл лабораторных работ является убедительной иллюстрацией того, что без знания общетеоретических дисциплин невозможно разобраться в процессах, лежащих в основе работы устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.

Отчет по лабораторным работам оформляется индивидуально каждым студентом по каждой лабораторной работе и заключается в устном ответе на контрольные вопросы.

4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ АТС-ДШС

Цель работы: изучение принципиальной схемы АТС декадно-шаговой системы типа УАТС.

ЗАДАНИЕ

1.По рекомендуемой литературе изучить принципиальную схему УАТС.

2.Изучить группообразование на ступенях искания.

3.Изучить построение структурной схемы УАТС.

4.Изучить способ передачи сигналов и взаимодействия, принятых в УАТС.

Краткие теоретические сведения

Упрощенная схема АТС декадно-шаговой системы

Рассмотрим процесс установления соединения в декадно-шаговой АТС по схеме, представленной на рис. 1.

Действие ПИ. При снятии абонентом микротелефона в контакте рычажного переключателя телефонного аппарата замыкается цепь тока через обмотку реле Л и абонентскую линию. Реле Л срабатывает и в контакте л32-33 подключает электромагнит искателя ЭМ к генератору импульсов ИГ. ЭМ будет притягивать и отпускать якорь и передвигать щетки искателя по контактному полю.

Во время вращения щеток ПИ проверяется по проводу с занятость выходов. При наличии свободного выхода включается реле Р (800+10). В контакте р31-32 размыкается цепь ЭМ, и щетки ПИ останавливаются; в контакте р32-33 шунтируется высокоомная обмотка Р (800), чем блокируется данный выход; в контактах р11-12-13 и р51-52-53 разговорные провода а и b проключаются в схему 1ГИ. Цепь питания реле Л размыкается, и оно отпускает якорь.

В случае занятости всех выходов к ГИ щетки искателя останавливаются на 11-м контакте, так как размыкается цепь электромагнита ЭМ. Реле ЗР срабатывает и подключает зуммер «Занято» к абонентской линии, при этом реле Р работать не будет вследствие недостаточной силы тока в его цепи. После отбоя со стороны вызывающего абонента выключается реле Л. В контакте л32-31 замыкается цепь ЭМ, и щетки искателя,

проводу с) и А (по проводам а и b). В контакте о11-12 замыкается цепь зуммера ответа станции через обмотки А (110). Зуммерный ток частотой 450 Гц индуцируется в линейных обмотках реле А (500) и поступает в линию вызывающего абонента, после чего тот приступает к набору номера.

5

6

При наборе первой цифры номера в результате прерывания линейной цепи реле А в контактах номеронабирателя пульсирует якорь реле А и контактом а51-52 передает импульсы набора в электромагнит подъема МП. В результате работы МП щетки 1ГИ поднимаются на уровень декады, соответствующей набранной цифре. Контакт подъема к1-2 размыкает цепь сигнала ответа станции.

После окончания первой серии импульсов будет включаться импульсно цепь электромагнита МВ (на схеме не показана), и щетки искателя перемещаются по ламелям декады. Как только щетки 1ГИ встанут на свободный выход, сработает пробное реле П (1000 + 65), которое размыкает цепь МВ, и вращение щеток прекращается, в контакте п51-52 шунтируется высокоомная обмотка П (1000), и тем блокируется выход; в контактах п11-12 и п13-14 разговорные провода подключаются к ЛИ. Если свободного выхода к ЛИ не будет, щетки 1ГИ пройдут контактное поле и остановятся в 11-м положении. При этом замыкается контакт искателя в11, и абоненту будет передан сигнал «Занято» через обмотку А (110).

Действие ЛИ. При занятии ЛИ в его схеме срабатывает реле О. Во время набора двух последних цифр номера импульсы воздействуют снова на реле А в схеме 1ГИ, которое контактами а13-14 и а53-54 транслирует импульсы по разговорным проводам в реле И схемы ЛИ. При наборе предпоследней цифры номера реле И при каждом притяжении якоря в контакте и31-32 замыкает цепь электромагнита подъема МП, и щетки ЛИ поднимаются на соответствующую декаду. По окончании серии импульсов в контакте д34-35 переключается цепь передачи импульсов в электромагнит вращения МВ.

При наборе последней цифры номера реле И опять принимает импульсы из 1ГИ и контактом и31-32 передает их в обмотку МВ. Щетки ЛИ совершают теперь вращательное движение и устанавливаются на вызываемой линии. После окончания набора номера происходит проба занятости линии абонента с помощью реле П (1000+60), цепь которого начинается в схеме ЛИ и заканчивается в ПИ вызываемой линии. Если линия абонента свободна, то срабатывает реле П через две обмотки и блокируется через П (60), при этом замыкаются провода а и b и включается реле посылки вызова ПВ (на схеме не показано). В контакте пв52-53 в абонентскую линию передается вызывной ток, а в контакте пв12-13 — сигнал контроля посылки вызова током частотой 450 Гц через обмотку И (400). При ответе вызванного абонента срабатывает реле А и выключает цепь реле ПВ.

Если линия абонента занята, то реле П не сработает и вызывающему абоненту будет передаваться сигнал занятости через обмотку И (400). При этом если вызываемый абонент ранее вызвал другого абонента, то щетки его ПИ будут находиться в промежуточном положении, вследствие чего цепь реле П в ЛИ не может замкнуться. Если же требуемый абонент был вызван другим абонентом, то его линия заблокирована низкоомной обмоткой П (60) ранее подключившегося ЛИ, и поэтому пробное реле второго ЛИ не сможет сработать.

7

Отбой в УАТС-49 двусторонний, т. е. приборы шнуровой пары приходят в исходное состояние только после того, как оба абонента повесят трубки. При этом щетки искателей и реле возвратятся в исходное состояние.

Порядок выполнения работы

1.Используя различные режимы работы УАТС, проследить порядок установления соединения на макете.

2.На макете проследить процесс установления соединения последовательно по

шагам.

Содержание отчета

1.Упрощенная принципиальная схема АТС для внутристанционного, исходящего или входящего соединения (по заданию преподавателя).

2.Структурная схема для внутристанционного соединения (по заданию преподавателя).

Контрольные задания

1.Пояснить работу приборов ПИ при снятии абонентом микротелефонной трубки (при свободности выхода).

2.Пояснить работу приборов ПИ при снятии абонентом микротелефонной трубки (при занятости всех выходов).

3.Пояснить работу приборов 1ГИ при трансляции зуммера «Ответ станции».

4.Пояснить работу приборов 1ГИ при трансляции импульсов набора первой цифры номера.

5.Пояснить работу приборов при занятии ЛИ.

6.Пояснить работу ЛИ при наборе последних 2-х цифр номера.

7.Пояснить процесс установления соединения к входящему абоненту.

8

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА УСТАНОВЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ПО СТРУКТУРНОЙ СХЕМЕ АТСК-100/2000

Цель работы: изучение принципиальной схемы АТС координатной системы типа АТСК-100/2000.

ЗАДАНИЕ

1.По рекомендуемой литературе изучить функциональную схему станции.

2.Изучить группообразование и параметры блоков на ступенях искания.

3.Изучить построение структурных схем маркеров на ступенях искания.

4. Изучить способ передачи сигналов управления и взаимодействия, принятых в АТСК-100/2000.

Краткие теоретические сведения

Функциональная схема АТСК-100/2000

АТСК-100/2000 предназначена для использования на учрежденческих телефонных сетях в качестве центральной, узловой или оконечной телефонной станции.

Станции разных назначений и различной емкости строятся на основе использования единых коммутационных блоков ступеней абонентского искания (АИ), группового искания (ГИ), регистрового искания (РИ). Станции имеют ступень АИ, одну или две ступени ГИ и ступень РИ (см. рис. 1).

Ступень АИ выполняет функции свободного искания при исходящей связи и линейного искания при входящей связи. Ступень АИ состоит из стономерных коммутационных блоков АИ. Число блоков АИ на станции определяется числом абонентских линий.

Ступень ГИ предназначена для выбора направления установления связи и коммутации тракта в данном направлении. Выбор направления на ступени ГИ может производиться по одной, двум или трем цифрам номера. Число блоков ГИ зависит от числа линий, включаемых на ступень ГИ. Ступень РИ используется для выбора и подключения к тракту одного из свободных абонентских регистров, в котором запоминается номер вызываемого абонента.

Управление соединением осуществляется по ступеням искания (АИ, РИ, ГИ) с помощью индивидуального для каждого коммутационного блока устройства, называемого маркером. В процессе установления соединения на ступени ГИ и на ступени АИ при входящей связи используется цифры набранного номера. Цифры передаются в маркеры из регистров с помощью кодовых приёмо-передатчиков (КПП) полярно-числовым кодом.

9

Для обмена сигналами управления и взаимодействия с абонентами и другими станциями используются абонентские комплекты (АК), шнуровые комплекты (ШК), комплекты соединительных линий (РСЛ), исходящие (РСЛИ), входящие (РСЛВ) (см. рис. 2).

Межстанционная связь осуществляется по соединительным линиям одностороннего или двустороннего действия. Передача сигналов управления при связи между однотипными станциями АТСК-100/2000 осуществляется полярно-числовым кодом; при связи с декадно-шаговыми АТС – батарейными импульсами. Посылка вызова осуществляется переменным током частотой 25 Гц, напряжением 80–110 В. Зуммерные сигналы имеют частоту 450 Гц и различаются периодичностью. В станции обеспечивается надежная регистрация импульсов набора номера, передаваемых со скоростью 7–13 имп/сек с импульсным коэффициентом 1,6. Напряжение питания станции 60 В, с допустимыми колебаниями 54–72 В.

Ступень абонентского искания. Ступень АИ имеет трехзвенное построение и выполняется на МКС 20x10x6 (на звене А-1,2,3, 3 МКС; В-4,5 МКС, С-6 МКС). При исходящей связи от абонентов подключение абонентской линии к исходящей осуществляется через звенья А и В. При входящей связи к абонентам соединение происходит через три звена С, В, А. Такое построение блока ступени АИ объясняется различными режимами искания, в которых работает ступень для разных видов связи: при исходящей связи – режим свободного искания, при входящей – режим линейного искания. Схема группообразования блока ступени АИ показана на рис. 1. В звене А применено транспонированное включение абонентских линий. МКС звена А подразделяются на две группы: в первую входят МКС 1, МКС 2, во вторую – МКС 3.

При установлении исходящей связи на ступени АИ осуществляется обусловленное искание: выбираются свободные исходящие и промежуточные линии, доступные линии вызывающего абонента. При входящей связи ступень АИ работает в режиме линейного искания, при котором выбирается линия вызываемого абонента.

Установление соединений на ступени АИ осуществляется индивидуальным для каждого блока маркером, структурная схема которого показана на рис. 1.

При установлении исходящей связи МАИ, получив из АК сигнал вызова от абонента, с помощью определителя абонентских линий (ОАЛ) опознает номер линии вызывающего абонента и отмечает вид соединения (в данном случае исходящее). С помощью пробного устройства (ПУ) осуществляется обусловленное искание – определяется свободная и доступная линия (ШК), которая через промежуточную линию должна быть скоммутирована с линией вызываемого абонента. Если при проведении пробы таких путей окажется несколько, то распределитель преимущества определяет, какой из путей будет занят.

10