5.1. Структура двухзвенных КБ

5.1.1. Принципы построения 2-х звенных схем

5.1.2. Расчет двухзвенных КБ

5.1.3. Построение 2-х звенных схем

5.1.4. Основной способ уменьшения внутренних блокировок

5.2. Структура многозвенных ступеней искания

5.2.1. Ступень ГИ

5.2.2. Ступень АИ

5.2.3. Ступень РИ

5.1. Структура 2-х звенных КБ

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

1. Объединение входов.
2. 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 2х звенный 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.

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 внутренних 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.

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

5.2. Структура многозвенных ступеней искания

В координатных системах АТС используется 3 ступени искания: абонентского, группового и регистрового.

В соответствии с режимами искания выбираются КБ, а от емкости АТС и поступающей нагрузки зависит число КБ каждого типа на ступенях искания и их структурные параметры, т. е. ступень искания представляет собой совокупность КБ определенного типа, число которых зависит от обслуживаемой нагрузки (т. е. от объема оборудования, включенного на входы ступени искания).

5.2.1. Ступень ГИ

Предназначена для формирования направления.

На ступени ГИ осуществляется режим обусловленного группового искания. В этом случае УУ блока ГИ (маркер) в соответствии с полученной из регистра информацией в виде одной или нескольких цифр, выбирает нужное направление (что это мы знаем). Затем МГИ выполняет свободное обусловленное искание, выбирая свободную исходящую линию в выбранном ранее направлении, доступную вызвавшему входу блока через свободную ПЛ. Затем МГИ включает ВЭ и УЭ и освобождается. На ступени ГИ применяются 2-х звенного КБ типа ВП-ВП – односвязные с расширением, например: 60х80х400, 80х120х400, 30х40х200 или двухсвязные f = 2 без расширения в звене А, например:
40х40х200, 60х60х200.

К основным коммутационным параметрам блока ГИ относится число направлений Н и доступность в направлении Д.

Д и Н четко взаимосвязаны между собой и параметрами КБ М – число выходов КБ,
М = Н * Д, М = 400, при Д_мин = 20, Н = 20
Д = 40, Н = 10
Д может быть = 60, а может быть смешанной, т. е. часть направлений включается с Д = 20, а часть Д = 40.

Если в ступени ГИ несколько КБ, пусть 10, то все равно Д в направлении будет такой, какой она выбрана для одного блока.

Как формируется направление ступени, мы рассмотрим, когда будем говорить о НПД включении на ступени искания.

Преимущество ступени ГИ в АТСК заключается в том, что деление поля блока ГИ является не конструктивным , а электрическим это обеспечивается замонтированной программой работы МГИ и позволяет повышать Д во всех или некоторых направлениях за счет уменьшения общего числа направлений .
Д = q * к_в, где
Д – число выходов в заданном направлении
q – число выходов в заданном направлении из одного коммутатора звена В.

Направление формируется в результате объединения одноименных выходов в данном КБ.

В данной схеме: q = 1, то Д = 1*20 = 20
q = 2, то Д = 40
q = 3, тот Д = 60

Особенность подобных КБ заключается в том, что в пределах одного направления Д является переменной величиной из-за появления внутренних блокировок при занятости ПЛ:
Если в коммутаторе звена А занят один вход, а на второй поступает вызов в том же направлении, то ему будет доступно:
Д₂ = (к_в -1)* q = 19

Если рассмотреть 3 вход:
Д₃ = (к_в -2) * q = 18

Для последнего 15-го входа:
Д₁₅ = (к_в -14) * q = 6,
т. е. в направлении:
Д_мак. = 20, Д_мин = 6

В общем виде:
Д_мин = [к_в – (n_а - 1)] * q

Обусловленное искание – понятие применимое к многозвенным коммутационным схемам. Это процесс отыскания свободного (или требуемого) выхода и одновременно свободной и доступной ПЛ между звеньями, через которые могло быть установлено соединение.

Итак, на ступени ГИ используется режим группового обусловленного искания. Ступень ГИ состоит из нескольких КБ ГИ, каждый из которых установлен на одном или 2-х стативах в автозале. 1 МГИ обслуживает соединение в пределах одного КБ (см. рис.12).

S_ГИ = V_{вх в ступень}/N_{число вх в один КБ}

5.2.2. Ступень АИ

Ступень АИ совмещает в себе функции ступени ПИ и ЛИ ДШ АТС, следовательно через нее устанавливается исходящее соединение от абонента и входящее соединение к абоненту – отсюда название ступень абонентского искания.

Ступень АИ при исходящей связи работает в режиме свободного обусловленного искания, а при входящей – линейного, т.е. вынужденного обусловленного искания.

При установлении исходящего соединения достаточно иметь

2-х звенный КБ, построенный по принципу ПВ – ПВ с параметрами 100х60х20/20 (100х60х40), а входящее соединение устанавливается через 3 или 4 звена в зависимости от величины абонентской группы (рис 14).

Рисунок 14

Если станция невелика (АТСК100/2000), то достаточно установить входящее соединение через 3 звена С В А с параметрами: 20х20х60х100, блок построен по принципу ВП – ВП – ВП (рис 15).

Рисунок 15

Если станция велика (АТСКУ 10-20 тыс. номеров), то входящее соединение проходит через 4 звена Д С В А. В этом случае значительно повышается число путей, обеспечивающих соединение входящей ступени АИ с вызываемой АЛ.

Станция типа АТСКУ на ступени АИ использует 1000-линейные абонентские группы, в которые включаются 10 сотенных блоков АИ. Число блоков Д С = 2-4 в зависимости от нагрузки. Это позволяет укрупнить пучки ИШК и ВШК, повысив их использование и уменьшив общее число. Соединение исходящее и входящее в пределах одного КБ устанавливает одно УУ, которое называется МАИ.

По исходящей связи эти блоки строятся со сжатием (концентрацией):

σ = V/N = 60/100 = 0.6, что позволяет повысить использование ШК(подобную прикидку делали ранее: из 100 абонентов одновременно могут говорить все, тогда нужно 50 групп приборов но так не бывает, обычно 18%-20% заняты).

Д в 2-х звенном КБ является величиной переменной и изменяется от Д_мак. = 20, т. е. может быть подключена ко всем 20 ИШК, до Д_мин. = 0, т. к. для 7-го поступившего вызова уже не будет доступной ПЛ_АВ (их всего 6 на выходе коммутатора звена А – см. построение блока АИ).

Особенностью 2-х звенного блока АИ является транспонированное (перемещенное) включение АЛ. В этом случае в поле МКС1 и МКС2 звена А включаются АЛ с одинаковыми цифрами единиц, а в поле МКС3 – с одинаковыми цифрами десятков (это для АТСКУ, для К – 100/2000 - наоборот).

Если при прямом включении каждой АЛ было бы доступно 6 ПЛ, то при транспонированном 10 АЛ с одинаковыми цифрами единиц (11, 21, 31……01) – 24 ПЛ , а с одинаковыми цифрами десятков (11, 12, 13,…..10) – 42 ПЛ.

Пропускная способность при этом увеличивается на 20%.

Вопросы, связанные с расчетом, построением КБ АИ, установления соединения в них, сущности транспонированного включения рассмотреть самостоятельно и в лаборатории.

5.2.3. Ступень РИ

Ступень регистрового искания предназначена для подключения регистра к ШК, а через него к блоку АВ и к АЛ или СЛ от ДШ АТС на время приема информации о номере вызываемого абонента и установления соединения.

МРИ осуществляет искание в пределах КБ РИ в режиме свободного искания.

Различают следующие ступени РИ на станциях АТСК:

1. 1. Ступень РИ, предназначенная для подключения абонентских регистров АР на станциях типа АТСК городского типа и АТСК 100/2000 и построены они на КБ по типу ПВ с параметрами 20х5. Число КБ в ступени РИ определяется числом обслуживаемых ИШК. Маркер – МРИ. Тип МКС - 10х10х12.

Рисунок 16

1. Ступень РИА – для подключения АР на станции типа

   АТСКУ, КБ – 2-х звенные с параметрами 120х60х40 по принципу ПВ – ПВ. МКС – 20х10х6.

   Особенность блока: f_АВ = 0.83, т. е. включаемые блоки не являются полнодоступными. Для повышения использования АР обычно 2 блока РИА объединяют и получают сдвоенный блок РИА, в который включают 240 ИШК и 40 АРБ.

   Маркер – МРИА.

   

   Рисунок 17

2. Ступень РИВ – для подключения ВР к СЛ от АТС ДШ. Подключение происходит через ПКВ, КБ – 2-х звенные с параметрами 48х30х20, построенные по принципу ПВ – ПВ.

3. МКС – 10х12х12.

   Особенность блока: используется принцип деления поля вертикали, когда в каждую вертикаль МКС включается 8 входов (от ПКВ) и 4 выхода (к ВРД).

   

   Рисунок 18

Подробно вопросы, связанные с расчетом, построением КБ РИ, установлением соединения в них рассмотреть самостоятельно и затем в лаборатории.