Принципы построения систем коммутации

Основными терминами системы коммутации являются:

• Точка коммутации – группа коммутационных элементов, осуществляющих коммутацию одновременно при подаче одного управляющего сигнала.
• Звено коммутации – группа коммутаторов, обеспечивающих одну и ту же функцию в коммутационной станции
• Коммутационный блок – часть ступени искания, представляющая собой совокупность точек коммутации, обслуживающих определенную группу входов
• Ступень искания – часть коммутационной станции, реализующая один вид искания
• Коммутационное поле (КП) – совокупность коммутационных приборов всех ступеней искания станции
• Коммутационная станция – совокупность технических средств, обеспечивающая коммутацию абонентских и соединительных линий и каналов при осуществлении оконечных и транзитных соединений во вторичной сети связи.

Пространственная коммутация.В пространственных КП коммутируемые цепи разделены в пространстве. Простейшим коммутационным устройством КП является коммутатор (рис.4.22) – это коммутационная схема с n входами и m выходами.

Рисунок 4.22 - Схема коммутатора n×m и его символическое изображение

В точке пересечения входа с выходом может быть установлен коммутационный элемент (КЭ) – металлический контакт или полупроводниковый переключатель. Если в квадратном коммутаторе nхn на пересечении всех входов с выходами установлены КЭ, то в нём всегда можно установить соединение заданного входа с любым свободным выходом. Коммутатор с таким свойством является неблокирующим, то есть все его выходы доступны любому входу и даже при занятости n = 1 выходов последний свободный выход доступен входу. Если n > m, то в коммутаторе возникают блокировки.
Если к входам и выходам одного квадратного коммутатора N×N подключить абонентские линии одной АТС, то количество необходимых КЭ Q = N² ­– N = N(N – 1), так как КЭ по диагонали слева направо не нужны. Стоимость такого КП будет велика. Использование многозвенных структур, в которых коммутаторы соединены каскадно, позволяет построить КП с существенно меньшим количеством КЭ при заданном количестве абонентов станции и с приемлемыми потерями. Схема такого КП показана на рис.4.23.

Рисунок 4.23 - Трёхступенчатая (трёхзвенная) коммутационная схема

Каждая ступень коммутации связана с совокупностью соединительных путей (звеньев). Общее число КЭ в этой схеме существенно меньше, чем в схеме квадратного коммутатора с N-входами и N-выходами:

Временная коммутация.Временное разделение может реализоваться, например, с помощью импульсно-кодовой модуляции. В ТФОП России, как и в сетях Европы, используются тридцатиканальные ЦСП с ИКМ. В групповом тракте одного направления передачи (например, в двухпроводной кабельной физической линии) такой ЦСП организуется 30 разделённых во времени ка­налов (ВК) для передачи речевой информации или данных и двух специальных канала. Такое разделение 30 каналов, предоставляемых пользователям, показано на рис. 4.24, а. Коммутационные поля цифровых станций и узлов строятся с использованием пространственно-временной коммутации. Пусть для каждого ВК существует ячейка памяти, где код данных хранится в тече­ние цикла. На рис. 4.24, б ячейки, закреплённые за одной линией ИКМ, показаны вертикальными линиями. Также имеются промежуточные линии (горизонтальные), по которым содержимое любой ячейки может быть прочитано в любом нужном временном положении. Процесс такого считывания и называется временной коммутацией.

Рисунок 4.24 - а) Формат цикла ЦСП с ИКМ и схематичное изображение временного разделения каналов,
б) Схема пространственного эквивалента временной коммутации

Пример КП с пространственно-временной коммутацией показан на рис. 4.25. В ней на первой ступени и третьей ступенях используется временная, а на второй – пространственная коммутация.
Тип коммутации, приведённой на схеме, называют время – пространство – время (В-П-В). Как и на рис.4.24, здесь число входящих и исходящих каналов равно N. Эти каналы представлены в N/n входящих и исходящих линиях ИКМ. Работа такой коммутационной схемы аналогична работе трёхзвенной пространственной коммутационной (см. рисунок 4.23). В пространственных коммутаторах второй ступени устанавливаются соединения временных каналов исходящих и входящих линий ИКМ.

Рисунок 4.25 - Схема трёхзвенного КП типа В-П-В

Это значит, что КЭ, разделённые в пространстве и установленные на пересечении вертикали с горизонталью, должны открываться в выбранном свободном временном положении коммутации, которое выбирается управляющим устройством. Оно же обеспечивает считывание кода данных из требуемой ячейки (например, второй) информационной памяти входящей линии ИКМ (например, первой) в ячейку (например, n) информационной памяти некоторой исходящей линии ИКМ (например, N/n-й).