4. Основи автоматичної комутації
- Головна
- Телекомунікації
- Мережі зв'язку та системи комутації
4. Основи автоматичної комутації
4.1. Структура системи комутації
Система комутації–комплекс обладнання, призначений для прийому та розподілу інформації, що надходить за напрямами зв'язку.
Таблиця 4.1 - Класифікація комутаційних систем
Тип комутаційного та керуючого обладнання
Форма подання сигналів
Вид інформації, що передається
Місце, яке займає в телекомунікаційній мережі
- вузли вхідних повідомлень (УВС)
- вузли вихідних повідомлень (УІВ)
- із просторовим поділом
- з тимчасовим поділом
Для виконання своїх функцій комутаційна система повинна мати у своєму складі такі види обладнання (рисунок 4.1):
1)Блоки абонентських ліній(БАЛ) здійснюють підключення абонентських ліній (АЛ) до системи.
2)Блоки з'єднувальних ліній(БСЛ), до яких через КСЛ (комплекти з'єднувальних ліній) відбувається підключення з'єднувальних ліній (СЛ) для зв'язку з іншими комутаційними системами.
3)Комутаційне поле(КП) здійснює комутацію вхідних ліній з вихідними. Комутаційне поле може бути побудоване на основі просторового поділу каналів і тоді як комутаційні елементи використовуються багаторазові координатні з'єднувачі (МКС), герконові реле, ферриди. Комутаційне поле з тимчасовим поділом каналів будується на основі застосування імпульсно-кодової модуляції (ІКМ) і використовує як елементи напівпровідникові пристрої та логічні інтегральні мікросхеми.
4)Система управління(СУ) - виконує всі логічні функції поуправлінню процесами встановлення з'єднань.
5)Генераторне обладнання- здійснює формування акустичних сигналів.
Рисунок 4.1 – Узагальнена структура комутаційної системи
4.2. Елементна база систем комутації
Підкомутацієюрозуміється будь-який вид перемикання електричних ланцюгів (замикання, розмикання, перемикання з одного ланцюга на інший). Для реалізації процесу комутації використовуються комутаційні прилади.Комутаційним приладомназивається пристрій, що забезпечує замикання, розмикання та перемикання електричних ланцюгів, підключених до його входів і виходів, на час вступу керуючого сигналу [23]. Замикання або розмикання електричного ланцюга в комутаційному приладі здійснюєтьсякомутаційним елементом, який у найпростішому випадку є одним контактом на замикання.
До комутаційного приладу можуть підключатися лінії з різноюпровідністю, яка визначається кількістю одночасно комутованих проводів. Для комутації ліній з різною провідністю (дво-, трипровідні і т. д) потрібно кілька комутаційних елементів, які об'єднуються вкомутаційну групу, елементи якої перемикаються одночасно під впливом сигналу, що управляє. У комутаційному приладі в залежності від числа ліній, що підключаються, може бути встановлено різне число комутаційних груп. Сукупність комутаційних груп, що забезпечують комутацію входів та виходів, називаєтьсякомутаційним полем приладу. Розташування комутаційної групи в комутаційному полі приладу називаєтьсяточкою комутації.
Цикл роботи комутаційного приладу (рисунок 4.2) складається із трьох фаз:
1)фаза спрацьовування (замикання),тривалість якої визначається часом перемикання приладу з неробочого стану в робочий і залежить від конструктивних особливостей та схеми включення керуючих ланцюгів;
2)фаза утримання (активний стан),тривалість якої залежить від функцій приладу;
3)фаза вимикання (відпускання), тривалість якої визначається швидкістю повернення приладу в неробочий стан і залежить від конструкції приладу та схеми включення керуючих ланцюгів.
Рисунок 4.2 – Цикл роботи комутаційного приладу
Комутаційні прилади можуть бути класифіковані за такими ознаками:
- комутація ланцюгів керування (реле);
- комутація трактів у полі (шукачі, з'єднувачі різних типів);
2)за способом утримання точки комутації в робочому стані:
- електричне (магнітний потік створюється струмом, що протікає по обмотках приладу);
- магнітне (магнітний потік утримання створюється або постійним магнітом, або з допомогою залишкової індукції сердечника чи контактних пружин).
Комутаційні прилади характеризуються структурними, електричними та часовими параметрами.
Доструктурних параметріввідносяться:
- число виходів m;
- число одночасно комутованих ліній (провідність) нар.
Похідними від цих параметрів є загальна кількість точок комутації та комутаційних елементів, максимальна кількість одночасних з'єднань.
Доелектричних параметріввідносяться:
- комутаційний коефіцієнт К - відношення опору комутаційного елемента в закритому (розімкнутому) стані Rз до опору у відкритому (замкнутому)стан Rз;
- загасання, що вноситься в тракт;
- величина струму, необхідна перемикання комутаційних елементів;
Дотимчасових параметріввідносяться:
- час спрацьовування (tср) – інтервал часу між підключенням живлення до управляючих входів та перемиканням всіх комутаційних елементів у робочий стан;
- час відпускання (tотп) – інтервал часу між подачею команди на відключення та поверненням всіх комутаційних елементів у неробочий стан.
Комутаційні прилади за структурними параметрами поділяються на чотири типи:
1) Комутаційні прилади типуреле(1×1), які мають один вхід та один вихід (умовні зображення показані на малюнку 4.3).
Рисунок 4.3 – Комутаційний прилад типу реле (1×1)
Комутаційний прилад даного типу може бути в одному з двох станів: розімкнутому або замкнутому. Перехід з одного стану в інший здійснюється під впливом сигналу керуючого, який надходить на керуючий вхід R з пристрою управління.
2) Комутаційні прилади типушукачів(1×m), які мають один вхід та m виходів (умовні зображення показані на малюнок 4.4).
Рисунок 4.4 – Комутаційний прилад типу шукача (1×m)
У приладі можна встановити з'єднання входу з будь-яким виходом, отже доступність приладу D=m. Одночасно в приладі може бути встановлене лише одне з'єднання.
3) Комутаційні прилади типуз'єднувачів(n×m), які мають n входів та m виходів (умовні зображення показані на малюнок 4.5).
Рисунок 4.5 – Комутаційний прилад типу з'єднувача (n×m)
Кожному з n входів доступний будь-який з m виходів,отже, доступність приладу D=m. У приладі одночасно може бути встановлено n з'єднань, якщо n m або m з'єднань, якщо n> m.
4) Комутаційні прилади типубагаторазових з'єднувачівn(1×m),які мають n входів та n×m виходів (умовні зображення показані на малюнок 4.6).
Кожному з входів n доступні тільки m певних виходів, отже, доступність приладу D=m із загального числа виходів n×m.
Рисунок 4.6 – Комутаційний прилад типу багаторазового з'єднувача n(1×m)
4.3. Комутаційні поля
4.3.1. Структура комутаційного поля
Однією з основних частин комутаційної системи єкомутаційне поле(КП). Його раціональна побудова дозволяє за мінімальних витрат обладнання забезпечити необхідну якість обслуговування викликів. Структура КП показана малюнку 4.7.
Малюнок 4.7 – Структура комутаційного поля
Комутаційні поля поділяються наступені шукання (ланки)- група комутаційних приладів, що виконують однакові функції.
За допомогою КП через внутрішньостанційні лініїV1таV2N входів з'єднуються з М виходами. Найчастіше співвідношення між числом ліній таке: N> V1; V1 = V2; V2