Основы автоматической коммутации

5.1 Структура 2-х звенных КБ

На предыдущей лекции было сказано, что для построения КБ с определенными структурными параметрами можно выполнить следующие операции:

Объединение входов.
Объединение выходов.

Но существует и 3-й способ – последовательное соединение коммутационных приборов, т. е. выход одного коммутационного прибора соединяется с входом другого. В этом случае образуются многозвенные КБ, а месторасположения коммутационных элементов в таких КБ называется звеном коммутации, или просто звеном. Обычно на схемах звенья обозначаются заглавными буквами А, В, С, Д и т. д. Иногда звено называется каскадом.

Многозвенные блоки для построения коммутационных полей узлов связи нашли широкое применение в координатных, квазиэлектронных, электронных системах АТС.

Мы сейчас будем рассматривать построение многозвенного коммутационного поля на примере АТС координатной системы.

При 2-х звенном построении КБ невозможна на непосредственная коммутация входа и выхода, т.к. они размещены в разных звеньях, которые связаны друг с другом через промлинии ПЛ. Такие КБ имеют следующие коммутационные параметры N х V х M.
N – число входов в звене А КБ
V – число ПЛ
M – число выходов звена В в КБ, например
100х60х40
60х80х400 и т. д.

Как видно из параметров, 2-х звенные КБ могут быть построены со сжатием : 100 входов – 40 выходов, с расширением : 60 входов – 400 выходов, могут быть без сжатия и расширения, например 100х100х100

Рассматривая однозвенную схему, например с параметрами 100х100х100, мы говорили, что для ее реализации необходимо иметь 100 шт. МКС с параметрами 10х10х12 и т. д.

А теперь на основе такого же МКС построим 2хзвенный КБ.

Рисунок 11

Для построения заданного КБ потребуется 20 МКС типа 10х10х12

Преимущества 2-х звенной схемы: существенно уменьшается число коммутационных приборов для построения КБ, а следовательно снижается их стоимость и происходит общее снижение капитальных затрат на построения коммутационного узла.

Недостаток: явление возникновения внутренних блокировок, что уменьшает возможности установления соединения между входами и выходами при некоторых режимах искания.

Внутренние блокировки – невозможность занятия отдельных свободных выходов из-за занятости ПЛ, например:
пусть 1 вход подключается к 1-у выходу через 1-у ПЛ. Если поступит сигнал занят на 2-й вход, то для него окажется заблокированными выходы 2-10 до тех пор пока не освободится 1 ПЛ.

5.1.1 Принципы построения 2-х звенных схем

Условное обозначение на функциональной схеме:

Ранее при изучении коммутационных приборов мы говорили о том, что понятие входа – выхода коммутационного прибора – условно, особенно это относится к МКС, т. к. в зависимости от необходимости и целесообразности мы можем вход КС подключать как на струны вертикали, так и к подвижным контактным пружинам – в поле вертикали. Выходы КС соответственно могут быть включены и в вертикали и в поле.

В зависимости от способа подключения входа и выхода КС в КБ различают 4 способа (принципа) построения КБ:

Принципы построения КБ совершенно необходимо знать при расчете и построении КБ. В лаборатории вы должны изучить три первые способа построения КБ.

5.1.2 Расчет двухзвенных КБ

Расчет КБ рассмотрим для наглядности на конкретном примере:
рассчитать и построить 2-х звенный КБ по принципу ВП-ВП с параметрами 60х80х400 на основе 3-х позиционных МКС типа 10х20х6

Коммутационные параметры КБ: N х V х M, где
N = 60 - число входов КБ
V = 80 – число ПЛ между звеньями А и В
M = 400 – число выходов из КБ
2-х звенный блок имеет 7 структурных параметров:
k_a – число коммутаторов в звене А
n_a – число входов в один коммутатор звена А
m_a - число выходов из одного коммутатора звена А
к_в – число коммутаторов в звене В
n_в– число коммутаторов в звене В
m_в - число выходов из одного коммутатора звена В
f_ав – связность блока

Связностью блока АВ f_ав называется число ПЛ, связывающих каждый коммутатор звена А с каждым коммутатором звена В.

Между структурными параметрами 2-х звенных КБ существует следующие соотношения:
N = k_а · n_а
M = k_в · m_в
f = m_а / k_в
V = m_а · k_а

Зная приведенные соотношения можно рассчитать все 7 параметров КБ. Расчет нужно свести в таблицу: но прежде необходимо построить структурную схему КБ.

Параметры

Звено А

Звено В

Число МКС

60/10 = 6

80/10 = 8

k

k_а= 80/20 = 4

k_в= 400/20 = 20

n

n_а = N/k_a= 60/4 = 15

n_в= V/k_в = 80/20 = 4

m

m_а= V/k_а = 80/4 =20

m_в= M/ k_в = 400/20 =20

f_АВ = m_a/k_в= 20/20 = 1

Определение числа МКС:
Чтоб определить число МКС, требуемых для построения звена данного КБ, нужно требуемое число вертикалей звена поделить на число вертикалей, включенных в МКС данного типа.

Определение числа коммутаторов:
Чтобы определить число коммутаторов К звена нужно емкость коммутационного поля данного звена поделить на емкость одной вертикали данного типа МКС.

Определение n и m :
Эти параметры находятся из соотношения числа входов и выходов звена и числа коммутаторов.

5.1.3 Построение 2-х звенных схем

КБ можно изобразить в виде координатной, или крестошинной схемы.

Вертикаль изображается ...........
горизонтали можно просто ____________

В данном КБ имеет место расширение

коэффициент расширения (или сжатия) определяется:

σ = V/N = m_а/n_а
σ > 1 - расширение
σ < 1 – сжатие (концентрация)

Второй способ изображения КБ – символический. Этот способ предпочтителен, поскольку он дает полное представление о КБ и на АТС все схемы обычно представлены в таком изображении. Поэтому в лаборатории вы в основном используете такие схемы построения КБ.

При построении коммутатора все вертикали и горизонтали его вытянуты в одну линию, показывая их взаимный доступ. На схеме блока должны быть изображены все его коммутаторы. Внутри вертикали обычно пишутся номера УЭ. Номера ВЭ определяются выходами в поле звена данного КБ (либо ПЛ, либо № направления, либо № АК) .

Если отдельно нарисуем 4 коммутатора звена А (15х20) и отдельно 20 коммутаторов звена В (4х20), а затем совместим их методом наложения, то получится 2-х звенный КБ с параметрами 60х80х400.

Рисунок 12

В этих случаях как бы поле звена А “пропадает”, т. к. вертикали звена В их “скрывают” под собой (они ведь с черточками) и получается единый КБ. В данном случае в поле звена А и вертикаль звена В включается ПЛ. В поле звена В включаются выходы, из которых формируем направление (объединяя одноименные выходы из всех 20 коммутаторов звена В получаем 20-линейное направление с Д = 20).

Основной недостаток 2-х звенных КБ – возникновение внутриних блокировок.

5.1.4 Основной способ уменьшения внутриних блокировок

Это увеличение числа звеньев в КБ

Если m_a (2n_a – 1), то схема полностью неблокирующаяся.

Рисунок 13

Простое добавление 3-го звена практически уничтожает явление внутренних блокировок, т. к. при занятости ПЛ_АВ № 1 , например найдется еще достаточное количество ПЛ : (m_a – 1), через которые, получив выход к коммутаторам звена В, мы получаем n_c ПЛ_ВС подключенные к каждому выходу звена С.

Ученый Клоз показал, что симметричная 3-х звенная односвязная схема будет полнодоступной неблокирующийся при условии : m_a (2n_a – 1) – можете проверить

Такая схема носит название - “схема Клоза”

Объем используемого оборудования при этом увеличивается по сравнению с 2-х звенной схемой, но часто возникает необходимость избавится от внутренних блокировок. (режим вынужденного искания)

Кроме основного существуют и другие способы уменьшения явления внутренних блокировок.

Увеличение числа ПЛ между звеньями А и В.
Использование КБ с возможностью перестроения установленных соединений.
Организация внутриблочных обходов.