а Тема 2. ТЕЛЕФОНЯ СВЯЗЬ - Учебно-методический комплекс по дисциплине «Автоматика, телемеханика и связь железнодорожном...

Рассмотрим исходящее внутристанционное соединение

Тема 2. ТЕЛЕФОННАЯ СВЯЗЬ



2.1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕЛЕФОНИИ. ПАРАМЕТРЫ

КАЧЕСТВА ТЕЛЕФОННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Под звуковыми колебаниями в физике понимают упругие коле­бания среды. Человеческое ухо воспринимает звуковые колебания с частотой от 16...20 Гц до 16...20 кГц. Колебание свыше 20 кГц называются ультразвуковыми, а ниже 16 Гц — инфразвуковыми.

Пространство, в котором распространяется звуковая волна, называется звуковым полем. Это поле характеризуется звуковыми дав­лением Р и интенсивностью J. Звуковое давление измеряется в Паска­лях (Па), 1 Па = 1 н/м2. Интенсивность звука -- это количество энергии, передаваемое звуковой волной, измеряется в Вт/м2. Наи­меньшее значение давления Р0 или интенсивность J0, при которых возникает слуховое ощущение, называется порогом слышимости. Этот порог определяет остроту слуха и зависит от частоты. Значения интенсивности или звукового давления, при которых ощущается боль, называется порогом болевого ощущения. Область звуковых колебаний, заключенная между кривыми порогов слышимости и болевого ощущения, называется областью слухового восприятия.

Звуки речи характеризуются тембром - окраской, по кото­рой отличается голос одного человека от другого. Тембр созда­стся голосовыми связками и зависит от строения полости рта, носа, глотки, положения языка и других факторов. В речевом спектре любого звука (рис. 2.1) можно выделить основной тон F1, и характерные для этого звука области частот с повышенной амплитудой А, которые называются формантными областями, или просто формантами.



Рис.2.1. Речевой спектр

Распределение и количество формант определяют тембр звука. Основное количество формант речи располагаются в диапазоне 300...3000 Гц, который взят за осно­ву величины разговорного спектра частот. Степень воспроизве­дения тембра речи говорящего человека на приемном конце определяет натуральность телефонной передачи.

Основными параметрами качества передачи речи являются: раз­борчивость, громкость и динамический диапазон.

Разборчивость — выраженное в процентах отношение количества правильно принятых элементов речи (звуков, слогов, слов или фраз) к общему количеству переданных. Качество телефонного тракта счи­тается удовлетворительным при слоговой разборчивости 40-50%, хорошим — при 55-80% и отличным при разборчивости более 80%. Разборчивость определяется экспериментально и теоретически.

Громкость -- логарифмическое отношение интенсивности J измеряемого звука к нулевой интенсивности J0 = 10...12 Вт/м2 на частоте 1000 Гц, выраженное в специальных единицах — фонах:

, фон.

Динамический диапазон громкости речи Д - величина, характеризу­ющая пределы изменения мощности речи. При крике мощность звуковых колебаний достигает Pкр = 5 мВт, а при шепоте - Ршеп = 0,01 мкВт, поэто­му полный динамический диапазон

Д = 10lg Pкр/ Ршеп=10lg5000/0,01=57 дБ

Передавать такой динамический диапазон по линиям связи технически трудно, поэтому его ограничивают и для хорошей передачи речи достаточно Д = 40 дБ, а для удовлетворительной - 30 дБ. Это значит, что можно передавать речь с довольно большими амплитудными ограничениями.

2.2. ПРИНЦИП ТЕЛЕФОННОЙ ПЕРЕДАЧИ

В основу телефонной связи положены процессы преобразования звуковых сигналов в электрические и их передачи по линии связи. Устройства, преобразующие звуковые колебания в электрические и делающие обратные преобразования (электрические в звуковые), называются электрическими преобразователями. Микрофон преобра­зует звуковые сигналы в электрические, а телефон — электрические в звуковые.




На рис. 2.2 показано устройство простейшего угольного микро­фона и его условное схемное обозначение, который получил наи­большее распространение.

Рис. 2.2. Устройство угольного микрофона (а) и его схемное обозначение (б)

Он состоит из корпуса 1, мембраны 2 с подвижным электродом, неподвижного электрода 3 и угольного по­рошка 4. При разговоре звуковые волны воздействуют на мембрану, при этом создается переменное давление на угольный порошок, ко­торое изменяет его сопротивление (уменьшаясь при нажатие мембра­ны и увеличиваясь при отпуске). Это изменение приводит к возник­новению переменного тока в цепи микрофона, который передается по линии. Основной параметр микрофона — его чувствительность, т.е. отношение напряжения и, развиваемого им, к звуковому давлению Р, измеряемому в н/м2 или паскалях Па

Км = и/Р, В/Па




В качестве приемного устройства рассмотрим электромагнитный телефон.


Рис. 2.3. Устройство электромагнитного телефона (а)

и его схемное обозначение (б)

Он состоит (рис. 2.3, а) из постоянного магнита 1, катушек 2 и мембраны 3. При прохождении по катушкам переменного тока звуковой частоты возникает магнитное поле, которое приводит в движение мембрану, т.е. заставляет ее колебаться с переданной от микрофона частотой. Схемное обозначение электромагнитного теле­фона показано на рис. 2.3, б. Чувствительность телефона равна

Км = Р/и, Па/В

Для двухсторонней связи необходимо наличие у обоих абонентов микрофона и телефона. Различают схемы с местной (МБ) и централь­ной (ЦБ) батареей.

В схеме с МБ (рис. 2.4, а) для питания микрофона у каждого абонента имеется свой источник питания. Например, микрофон М1 преобразует звуковое давление в переменный ток, который, проходя по обмотке I трансформатора, наводит электродвижущую силу в обмотке II. Под действием этой э.д.с при замкнутой цепи образуется ток, который проходит последовательно через телефоны T1 и T2, и таким образом абонент А2 слышит абонента А1. Недостаток этой схемы — у каждого абонента необходимо иметь свой источник пи­тания для микрофона, а достоинство — чувствительность микрофона не зависит от длины линии между абонентами.

В схеме с ЦБ (рис. 2.4, б) микрофоны абонентов получают пи­тание от батареи, находящейся на телефонной станции ТС и своего источника питания не имеют. Дроссели Др1и Др2 служат для того, чтобы разговорный ток не проходил через источник питания ЦБ (дроссель для переменного тока представляет большое сопротивле­ние). Недостаток этой схемы - чувствительность микрофонов зави­сит от длины абонентской линии, так как часть напряжения ЦБ падает на сопротивлении линии и чем линия длиннее, тем чувствительность меньше. Обе схемы имеют общий недостаток — абонент в своем телефоне прослушивает речь от своего микрофона (явление местного эффекта), что снижает слышимость от другого абонента. Чтобы уст­ранить этот эффект, применяют противоместные схемы.



Рис. 2.4. Схемы телефонной связи с МБ (а) и ЦБ (б)

На рис. 2.5, а показана мостовая противоместная схема. Обмот­ки I и II трансформатора должны быть совершенно одинаковыми, т.е.

ZI = ZII,

а сопротивление балансного контура Zбк должно быть равно сопро­тивлению линии ZЛ.

Микрофон М получает питание от батареи, находящейся на телефонной станции, через зажимы Л1 и Л2.




Рис. 2.5. Мостовая (а) и компенсационная (б) противоместные схемы телефонных аппаратов

При разговоре микрофон М преобразует звуковое давление в переменный ток звуковой частоты, который в точке

а

разветвляется на два тока iм и iл. Ток iл идет в линию к другому абоненту. Если ZI = ZII и Z = Zл, то

iм= iл

Э.д.с, создаваемые этими токами в обмотке III, будут равны­ми по величине и противоположными по знаку. Поэтому сум­марная э.д.с. будет равна нулю и в телефоне тока не будет, т.е. абонент не будет слышать своего разговора.

При приеме речи от другого абонента его ток приходит последова­тельно по обмоткам I и II, что создает суммарный ток в телефоне Т.

Недостаток этой схемы — трудно обеспечить равенство Z6к = Zл при изменении протяженности абонентской линии сопротивление прово­дов будет меняться, что в каждом случае требует подстройки БК.

В компенсационной противоместной схеме (2.5, б) телефон Т включен последовательно с обмоткой III трансформатора. При раз­говоре переменный ток от микрофона М разветвляется на линей­ный iл и местные iм’ и iм’’. Суммарный ток iм’ и iм’’ проходит по обмотке II трансформатора и создает вместе с током iл разностную э.д.с, которая наводит ток iм’’’ в обмотке III. Подбором витков об­моток I, II и сопротивления компенсационного резистора Rк дос­тигается равенство токов iм’’ = iм’’’ , благодаря чему суммарный ток в телефоне будет равен нулю. Эта схема также имеет балансный контур БК, но в ней меньше зависимость от сопротивления линии.



Схемы, показанные на рис. 2.5 образуют разговорные прибо­ры РП, кроме них в телефонном аппарате ТА есть вызывные приборы (ВП) и номеронабиратель (НН) (рис. 2.6).


Рис. 2.6. Упрощенная схема телефонного аппарата

При положенной на рычаг ТА микротелефонной трубке рычаж­ный переключатель РПер подсоеди­няет к линии конденсатор С и зво­нок Зв вызывного прибора. При снятии трубки ВП отключается и присоединяется НН, который имеет импульсные ИК и шунтирующий ШК контакты. Номеронабиратели бывают дисковые и кнопочные (тастатурные). Дисковые номеро­набиратели состоят из заводно­го диска с десятью отверстиями, за­водной пружины, контактов и других деталей. Импульсный контакт обрывает цепь тока от теле­фонной станции в абонентской линии при наборе номера, обра­зуя импульсы тока. Количество импульсов зависит от набира­емой цифры. Шунтирующий контакт замыкает накоротко разговорные приборы, чтобы абонент не слышал щелчков при наборе номера. Импульсы, посылаемые номеронабирателем, имеют частоту 10 ± 1 имп/с, т.е. примерно 10 Гц. Эти импульсы называются декадными (батарейными).

Более удобны в пользовании кнопочные номеронабиратели, где номер набирается поочередным нажатием кнопок, номера которых соответствуют цифрам номера абонента. Схемные обозначения теле­фонных аппаратов показаны на рис. 2.7



Рис. 2.7. Схемные обозначения телефонных аппаратов:

а — ТА прямой связи (без номеронабирателя); б -г- ТА АТС с дисковым номеро-набирателем; в — ТА АТС с тастатурным (кнопочным) набором; г — ТА со снятой микротелефонной трубкой

2.3 ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОММУТАЦИИ

Коммутацией называется процесс образования соединительного тракта между абонентами, которые для этого включаются в коммутационные станции. Последние могут быть ручными и автоматическими. На ручных телефонных станциях коммутация осуществляется телефонистками, такой вид соединений на железнодорожном транспорте применяется на междугородных коммутаторах устаревших типов. Местные сети и современные междугородные коммутаторы оборудованы автоматическими телефонными станциями (АТС) различных типов.

В настоящее время осталось незначительное количество декадно-шаговых АТС, которые мы рассматривать не будем. В основном применяются координатные АТС различной емкости и электронные АТС. В координатных АТС основными коммутационными приборами являются многократные координатные соединители (МКС) и реле. Электронные АТС построены с применением электронных элементов, а управление соединением осуществляется с помощью специальной ЭВМ. Различают квазиэлектронные АТС, имеющие коммутационное поле, построенные на контактных элементах, и цифровые, построенные на принципах временной коммутации. Обобщенная структурная схема АТС приведена на рис. 2.8.




Рис.2.8. Структурная схема АТС




При снятии абонентом микротелефонной трубки по абонентской линии АЛ замыкается цепь питания приемного устройства абонентского ПрУ комплекта АК. В координатных АТС в качестве ПрУ служит линейное реле, в квазиэлектронных и электронных - электронная схема. При срабатывании ПрУ сигнал от него подается в управляющее устройство станции УУ, которое находит свободный шнуровой комплект ШК и приемно-передающее устройства ППУ, подсоединяя их через коммутационное поле КП к АК и абоненту например ТА1, снявшему трубку (рис. 2.8). Из ППУ абоненту ТА1 идет ответ станции ОС - тональный сигнал частотой 450 ± 50 Гц. В координатных АТС устройство управления совмещено с ППУ. Услышав ОС, абонент ТА1 набирает номер нужного ему абонента ТА2. Этот номер запоминается в УУ, находится АК ТА2, и, если этот абонент свободен, происходит соединение ТА1 с ТА2 через АК, КП и ШК. Абоненту ТА2 из ШК посылается сигнал вызова ПВ - напряжение 70... 110 В переменного тока частотой 25 Гц (рис. 2.9), а абоненту ТА1 - сигнал контроля посылки вызова (КПВ).

Рис. 2.9. Вид сигналов посылки вызова (ПВ)

и контроля посылки вызова (КПВ)

При разговорном состоянии абонентов питание микрофонов обоих абонентов происходит из ШК.

После окончания разговора один из абонентов кладет трубку первым, все устройства АТС приходят в исходное состояние, за исключением АК абонента, не положившего трубку, и ему из этого АК идет сигнал отбоя — посылки тональной частоты 450 Гц длительностью 0,3с с паузами 0,3 с. Абоненты ТА1, ТА2 могут соединиться с другими АТС. Для этого имеются исходящие комплекты ИК и входящие ВК, которые с помощью соединительных линий СЛ подсоединяются к АТС.

В системах автоматической коммутации качество обслуживания абонентов определяется временем ожидания соединения и вероятностью потерь вызовов. Время ожидания соединения может составлять от нескольких секунд до десятков минут и играть большую роль в заказных системах обслуживания. Вероятность потерь вызовов показывает, какая часть вызовов не может быть обслужена из-за занятости (перегруженности) коммутационных приборов станции или каналов. В местной связи вероятность потерь составляет 0,1...1%, а в междугородной - 5...20%.

На железнодорожном транспорте различают АТС малой емкости - до 100 номеров, средней - от 100 до 500, и большой - от 500 до 2000 номеров. В АТС средней и большой емкости коммутационное поле имеет несколько ступеней искания. Наибольшее распространение нашли АТС координатного типа, применяются также квазиэлектронные и цифровые АТС.

2.4. КООРДИНАТНЫЕ АТС

В координатных АТС на ступенях искания в качестве коммутационных элементов используются многократные координатные соединители (МКС) - электромеханические устройства, имеющие определенное количество выбирающих ВЭ и удерживающих УЭ электромагнитов, которые управляют соответственно рейками ВР и планками УП. На их пересечении находятся группы контактов (рис. 2.10). В начале срабатывает выбирающий электромагнит, который дает возможность сработать удерживающему электромагниту и замкнуть контакты соответствующей группы. Удерживающий электромагнит блокируется и удерживает точку коммутации в рабочем состоянии, а выбирающий электромагнит может в это время подготавливать другие соединения.



Рис.2.10 Устройство МКС

МКС имеют цифры, обозначающие коммутационные возможности. Например, обозначение МКС 20x10x6 означает, что он имеет 20 вертикалей, 10 горизонталей и 6 - проводных коммутационных групп, МКС 10x20x6 - 10 вертикалей, 20 горизонталей, 6 - проводных групп. Общее количество точек коммутации приведенных МКС составит 20x10 = 200, а одновременное количество соединений - 10.

МКС позволяют строить так называемые звеньевые схемы, когда выходы одного или нескольких МКС соединяются со входами другого (или других), образуя коммутационные блоки. Достоинство таких схем состоит в больших коммутационных возможностях, т.к. любой вход можно соединить с большим числом выходов. В координатных АТС на железнодорожном транспорте применяют двух- и трехзвенные схемы.

Наибольшее распространение на железнодорожном транспорте получили координатные АТС типа АТСК-100/2000. Они имеют емкость от 100 до 2000 номеров, наращиваемую блоками по 100 номеров, и имеют ступени абонентского (АИ), группового (ГИ) и регистрового (РИ) искания. Блок АИ (рис. 2.11) состоит из коммутационной системы КС и управляющего устройства - маркера абонентского искания (МАИ). КС трехзвенная, имеет звенья А, В и С. К выходам горизонталей звена А подсоединяется 100 АК, между звеньями А и В – 60 промежуточных линий (ПЛ), между звеньями В и С -- 20 ПЛ. Звено В имеет 20 выходов, к которым подключаются 20 шнуровых универсальных комплектов



Рис.2.11 Структурная схема блока ступени абонентского искания АТС типа АТСК-100/2000

(ШКУ), а к звену С подключается 20 линий от ступени группового искания. Звено А состоит из трех МКС, звено В - из двух МКС, а звено С - из одного, все МКС типа МКС 20x10x6.

Маркер состоит из определителя абонентской линии ОАЛ с фиксатором Ф, пробного устройства ПУ с распределителем преимущества РП, определителя входящих линий ОВЛ и контрольного устройства К.

Когда абонент снимает трубку, срабатывает АК и включается МАИ, определяется и фиксируется номер абонентской линии устрой­ства ОАЛ и Ф и включается ПУ, которое вместе с РП отыскивает свободную промежуточную линию между звеньями А и В. РП опре­деляет порядок занятия промежуточных линий (на 10 абонентов 6 ПЛ). После определения свободности промежуточной линии ПУ подает питание на соответствующие выбирающие и удерживающие электромагниты МКС и таким образом подсоединяет абонента к вы­ходу звена В, т.е. к одному из ШКУ. После установления этого соединения выключаются выбирающие электромагниты, а при под­ключении шнурового комплекта МАИ отключается, а удерживаю­щие электромагниты МКС получают питание из ШКУ. Полное время занятия МАИ при получении сигнала от АК до подключения ШКУ составляет примерно 0,5 с. Рассмотренное соединение (от абонента к приборам станции) называют исходящим.

Если соединение устанавливается от приборов станции к абоненту, то оно называется входящим. При этом происходит занятие входящей линии от ступени ГИ на вход звена С. Информация о номере нужно­го абонента передается от УУ координатной АТС - регистра к кодо­вому приемопередатчику (КПП), который связан с МАИ. КПП по­лучает информацию о двух последних цифрах номера, передаваемую специальным быстродействующим полярно-числовым кодом. Он на­зывается так потому, что кодовые комбинации, соответствующие цифрам номера, отличаются друг от друга полярностью импульсов и их количеством. МАИ принимает информацию от КПП, срабатывает определитель входящих линий ОВЛ, ПУс РП, подается питание на электромагниты МКС звеньев С, В и А, подсоединяется соответству­ющие А К. На это уходит примерно 0,6с, после чего МАИ освобож­дается и может обслуживать другие соединения.

МАИ содержит более 100 реле и обслуживает 100 абонентов своего блока. Если произойдет неисправность (несрабатывание или залипание контактов реле и т.д.), то через 2,1с включается контрольное устройство К и дается аварийный сигнал обслуживающему персоналу.

На рис. 2.12 показана структурная схема блока ступени груп­пового искания I ГИ. Он содержит коммутационную систему КС, маркер МГИ и КПП. К выходам КС подсоединяются комплекты ШКУ, реле входящих соединительных линий (РСЛВ) и входящие шнуровые комплекты междугородных соединений (ВШКМ), а на выходе - исходящие комплекты реле соединительных линий (РСЛИ) и линии к ступени II ГИ. Коммутационная система - двухзвенная (звенья А и В), имеет 30 входов, 40 промежуточных линий и 200 выходов, содержит 3 МКС 10x20x6 в звене А и 2 МКС 20x10x6 в звене В, она управляется маркером группового искания (МГИ), который получает для этого информацию от своего КПП, передаваемую из регистра. Устройства маркеров ОВЛ, ПУ, РП, ИК - такие же, как и в МАИ, фиксатор направ­лений ФН служит для выбора и фиксации направления от I ГИ к своей станции (II ГИ) или на другие встречные АТС - город­скую, учрежденческую, междугородную и пр. Если емкость АТС менее 600 номеров, то II ГИ отсутствует и линии от I ГИ подсо­единяются к блокам АИ. Построение КС, ступени II ГИ такое же, как и I ГИ.



Рис. 2.12. Структурная схема блока ступени группового искания (I ГИ) АТСК-100/2000



Рассмотрим УУ станции АТСК-100/2000 — блок ступени ре­гистрового искания (рис. 2.13).


Рис. 2.13. Блок ступени регистрового искания АТСК-100,2000

Он состоит из КС, управляемой маркером МРИ, и регистров. На выходах КС (всего их 20) под­ключаются ШКУ, РСЛВ, ВШКМ, а на выходы (5 выходов) - до 5 регистров. КС состоит из одного МКС 10x10x12. Схема одного регистра имеет устройство занятия УЗ, счетную схему СС, три фиксатора цифр номера Ф1, Ф2 и ФЗ, переключатель фиксаторов ПФ, устройство контроля работы регистра.

На железнодорожном транспорте принята стандартная четырех­значная система нумерации абонентов, поэтому в АТСК-100/2000 применяется регистр РС-4, запоминающий 4 знака номера: 3 запоми­наются фиксаторами и один знак - счетной схемой. Регистр прини­мает информацию от абонента и с помощью устройства управления выдачи команд УУВК дает команду кодовому приемопередатчику КПП передавать управляющую информацию полярно-числовым ко­дом или передатчику декадных импульсов ПДИ(если эту информа­цию нужно передавать на другую станцию) - батарейными импуль­сами.

Блоки АИ, ГИ и РИ размещаются на стативах, количество которых определяется расчетом. Если проектируется АТС на 1200 номеров, то количество стативов АИ будет равно 1200:100 = 12, а количество стативов РИ, ГИ бу­дет определено после расчета теле­фонной нагрузки (под этим пони­мается количество разговоров и их длительность).

Общая схема АТС типа АТСК-100/2000 показана на рис. 2.14. На ней изображены два блока ступени АИ и по одному блоку ГИ и РИ, а также другие комплекты станции.



Рис. 2.14. Структурная схема АТС типа АТСК-100/2000

Рассмотрим исходящее внутристанционное соединение

(т.е. между або­нентами данной станции). При снятии абонентом ТА1 микротелефонной трубки, как показано на рисунке, срабатывает АК1 и включается МАИ блока АИ\. Он отыскивает свобод­ную промежуточную линию между звеньями А и В ступени АИ и подключает ШКУ. Включается МРИ, который находит свободный регистр, и из регистра поступает абонен­ту сигнал ОС. Маркеры МАИ и МРИ отключаются, причем питание удерживающих электромагнитов МКС ступени АИ будет осуществ­ляться из ШКУ1, а электромагнитов МКС ступени РИ — из реги­стра.

Получив ОС, абонент набирает нужный четырехзначный но­мер, который фиксируется регистром и передается КПП регистра КПП I ГИ (первая цифра), КПП II ГИ (вторая цифра) и КПП АИ2 (3 и 4 цифры номера). Маркеры АИ, I ГИ, II ГИ производят соответствующие соединения на ступенях искания и отключаются, а питание удерживающих электромагнитов МКС будет осуществ­ляться из ШКУ1. На этом функции регистра заканчиваются, он отключается и может обслуживать другие соединения.

Из ШКУ1 абоненту ТА2 подается сигнал ПВ, а абоненту ТА1 - сигнал КПВ. Абонент ТА2 снимает трубку и устанавливается разговорное состояние: ТА1-АК1 - звенья А и В блока АИ1-ШКУ1 - звенья А и В блока I ГИ — звенья А и В блока II ГИ - звенья С, В и А блока АИ2-АК2-ТА2. При разговоре питание на микрофоны абонентов поступает из ШКУ1, отсюда также поступает питание на удерживающие электромагниты МКС всех коммутационных блоков, участвующих в соединении.

Отбой на АТСК-100/2000 может быть односторонним и двухсто­ронним. При одностороннем отбое ШКУ отключается, когда любой из абонентов первым кладет трубку, другому абоненту тогда пойдет сигнал отбоя (сигнал занятости СЗ). При двухстороннем отбое, кото­рый устанавливается специальными перемычками в ШКУ, если пер­вым кладет трубку инициатор соединения ТА1, ШКУ не отключается и продолжает удерживать соединение. Абонент ТА2 не кладет трубку, с другого телефона звонит на АТС и обслуживающий персонал мо­жет установить номер звонившего абонента ТА1. Если первым поло­жит трубку ТА 2, то ШКУ отключается как при одностороннем отбое.

Рассмотрим исходящие и входящие соединения с абонентами дру­гих (встречных) станций. При исходящем соединении (см. рис. 2.14) абонент, например ТА1, снимает микрофонную трубку, срабатывает АК, включается МАИ, находит свободный ШКУ, включается МРИ, находится свободный регистр и из него идет сигнал ОС, все как при внутристанционном соединении. Для связи со встречной АТС, напри­мер городской (ГАТС), абонент набирает код выхода на ГАТС, на­пример цифру 9. Регистр по этой цифре устанавливает, что это соеди­нение с ГАТС и дает команду через свой КПП на КПП МГИ ступени I ГИ. В маркере МГИ срабатывают соответствующие реле направлений и подключается нужный комплект РСЛИ. На ГАТС включается входящий комплект РСЛВ, срабатывают соответствую­щие приборы и идет сигнал «ответ станции» ГАТС и далее абонент ТА1 набирает номер нужного абонента ГАТС.

При входящем соединении, например от той же ГАТС, включают­ся на нашем АТС комплект РСЛВ и МРИ, подключается регистр и из него идет сигнал ОС через РСЛВ абоненту ГАТС. Он набирает номер, например ТА2, который записывается в регистр, и оттуда передает последовательно в КПП МГИ I ГИ, КПП МГИ II ГИ, КПП МАИ блока АИ2. После этого регистр и все маркеры отклю­чаются, а удерживающие электромагниты МКС ступеней ГИ, АИ получают электропитание из РСЛВ. Из него же идет сигнал ПВ абоненту ТА2 и КПВ абоненту ГАТС. Абонент ТА2 снимает микро­фонную трубку и устанавливается разговорное состояние, пита­ние его микрофона происходит из РСЛВ. Если абонент ТА2 первым положит трубку, то РСЛВ отключается и идет сигнал отключении приборов на встречную АТС.

Для междугородного соединения абонент набирает номер стола заказа, например 1-21, оператор записывает заказ и передает на меж­дугородный коммутатор. При свободности нужной линии телефонис­тка коммутатора подключается к ВШКМ и далее с помощью МРИ к регистру, набирает номер абонента, дает ему вызов и междугородний разговор. При этом разговоре ВШКМ удерживает соединение и пода­ет питание на микрофон абонента. Если абонент положит трубку, то отбой производит телефонистка, выключая ВШКМ.

2.5. КВАЗИЭЛЕКТРОННЫЕ АТС

В квазиэлектронных АТС применяется коммутационное поле пространственного типа, т.е. такое, как и в координатных и декадно-шаговых АТС, но для коммутации применяются герконы, ферриды или гезаконы.

Геркон (герметизированный контакт) представляет собой гермети­зированный стеклянный баллон длиной несколько миллиметров, в котором находятся два металлических проводника. Под действием внешнего магнитного поля эти проводники замыкаются, образуя кон­такт, а при выключении поля — размыкаются за счет своих пружи­нящих свойств. Такое реле называется герконовым.

Феррид—это тот же геркон, помещенный в поле одного или двух ферритовых полуколец. Его преимущество состоит в том, что для уп­равления можно использовать короткие импульсы тока, под действием которых полукольца перемагничиваются и остаются в устойчивом со­стоянии длительное время. В гезоконах (ремридах) полукольца отсут­ствуют и импульсы подаются прямо на контакты. Обозначения герконовых и ферридовых контактов приведенна на рис. 2.15, а. Из этих контактов делают коммутационные матрицы (рис. 2.15,б).



Рис. 2.15. Схемные обозначения герконов (а), коммутационная матрица (б) и блок абонентских линий (в)

Для соединения какого-то входа (например 2) с выходом (напри­мер т) необходимо подать управление на контакт 2т. В квазиэлек­тронных АТС обычно п=т = 8. Коммутационные матрицы обозна­чают следующим образом: МСГ 8x8x2 — матричный соединитель герконовый, имеет 8 входов, 8 выходов, причем они двухпроводные; МСФ (4+4)х8х(4,2) — матричный соединитель ферридовый име­ет 4 входа четырехпроводных и 4 входа двухпроводных, а также 8 выходов.

Из матричных соединителей делают коммутационные блоки. Блок абонентских линий (БАЛ) имеет (рис. 2.15, в) двухзвенное по­строение, 8 МСФ в звене А и 4 МСФ в звене В, таким образом полу­чаем 64 входа и 32 выхода. Блок соединительных линий (БСЛ) име­ет также двухзвенное построение, 64 входа и 64 выхода.

На железнодорожном транспорте наибольшее распространение получили квазиэлектронные АТС типа УП АТС КЭ «Квант» (учрежденческо-производственные АТС квазиэлектронного типа «Квант»). Они имеют емкость 64, 128, 256, 512, 1024, 2048 номеров. Упрощенная структурная схема АТС «Квант» приведена на рис. 2.16.




Рис.2.16. Структурная схема АТС типа «Квант»

Все комп­лекты, приборы, блоки станции соединены с периферийным управля­ющим устройством ПУУ, которое контролирует их работу при по­мощи так называемого «сканирования». Во всех устройствах станции для этого имеются точки сканирования, состояние которых изменяет­ся при их занятии (включении) или освобождении (выключе­нии). Сканирование абонентских (АК), исходящих (ИШК) и входящих (ВШК) комплектов - медленное, с периодом Тмедл = 128 мс, а сканирование исходящих (ИК) и входящих (ВК) комплектов к встречным АТС, приемников и датчиков сигналов управления (ПДСУ) - быстрое с Тб = 8 мс или 4 мс. Всю информацию о результатах сканирования ПУУ передает в центральное управляющее устройство (ЦУУ).

ЦУУ состоит из двух ЭВМ, которые работают одновременно. При выходе одной ЭВМ из строя АТС управляется другой ЦУУ без пере­рыва связи, при этом неработающая ЭВМ проходит тестирование, обнаруживаются ошибки.

Количество БАЛ и БСЛ зависит от емкости станции. Например, если емкость станции 900 номеров, то она имеет 16 БАЛ и 8 БСЛ.

Рассмотрим процессы установления соединений.

При внутристанционном соединении абонент, например ТА1, сни­мает трубку, изменяется состояние точки сканирования его АК, кото­рое обнаруживается ПУУ и передается в ЦУУ. Последнее отыскива­ет свободный приемник набора номера ПНК в ПДСУ и дает команду ПУУ о включении тракта: ПДСУ - БСЛ - ИШК1 - БАЛ1 - АК - ТА1. Из ПНН абоненту ТА1 идет сигнал ОС, он набирает номер другого абонента (ТА2). Этот номер ПУУ передает в ЦУУ, где определяется состояние абонента ТА2 (свободен он или за­нят), готовится тракт ИШК1 - БСЛ - ВШК2 – БАЛ - АК - ТА2, который подключает ПУУ. Далее абоненту ТА2 из ВШК2 идет сигнал ПВ, а абоненту ТА1 - КПВ. Абонент ТА2 берет микро­телефонную трубку и происходит процесс разговора. При этом микрофон ТА1 получает питание из ИШК1, а ТА2 — из ВШК2. Система отбоя в электронных и квазиэлектронных АТС — одно­сторонняя, т.е. когда любой из абонентов кладет микротелефон­ную трубку все приборы на станции приходят в исходное состо­яние, кроме АК абонента, не положившего трубку, и из него абоненту идут сигналы занятости СЗ. При этом абонент может, не кладя трубку, набрать дополнительные цифры и на АТС про­изойдет определение номера звонившего ему абонента.

При исходящем соединении после получения ОС абонент набирает код выхода на встречную АТС, ПУУ по команде из ЦУУ подключает ИК к этой станции. Она подключается, дает сигнал ОС и абонент набирает номер другого абонента.

При входящем соединении от встречной АТС происходит заня­тие входящего комплекта ВК, изменяется состояние его точки ска­нирования. ПУУ подключает ЦУУ, которое находит свободный ПНН в ПДСУ, из ПНН на встречную станцию идет сигнал ОС и абонент встречной АТС набирает номер абонента станции «Квант». ПУУ передает эту информацию в ЦУУ, где определяется состояние абонентского комплекта (свободен, занят) и при его свободности готовится тракт ВК - БСЛ - ВШК2 БАЛ – АК- ТА2. ПУУ подклю­чает этот тракт к абоненту ТА 2, из ВШК посылается сигнал ПВ и сигнал КПВ — на встречную АТС. В разговорном состоянии пи­тания микротелефона абонента ТА2 происходит из ВШК2.

Основное преимущество современных электронных, квазиэлектрон­ных и цифровых АТС — большой спектр дополнительных услуг, пред­ставляемых абонентам. Станция «Квант» имеет до 30 таких услуг: конференц-связь (абонент со своего телефона может набрать нескольких абонентов и одновременно с ними разговаривать), переадресация вы­зовов (абонент может переадресовать поступающие к нему вызовы на другой телефон), «напоминание» (телефон может давать звонки в опре­деленное назначенное время) и т.д. Для этих услуг имеются приборы дополнительных видов связи и услуг - ПДВС и У (см. рис. 2.16).

2.6. МЕЖДУГОРОДНЯЯ ТЕЛЕФОННАЯ СВЯЗЬ

Построение сети междугородной связи зависит от способа уста­новления соединений. Различают три способа - ручной, полу­автоматический и автоматический.

В зависимости от способа установления соединений и необходи­мого качества обслуживания абонентов применяются различные сис­темы обслуживания заявок на междугородные соединения. На транспорте используются

заказная, немедленная, скорая системы обслу­живания

, а также комбинации их (

комбинированные системы

).

При заказной системе абонент по заказной линии ЗЛ набира­ет код выхода на стол заказов СЗ междугородной телефонной станции МТС и оператор СЗ записывает заказ на ярлыке (ЯЗ). Далее ярлык вручную или полуавтоматически поступает в зал междугородных коммутаторов. Телефонистки в порядке очеред­ности или приоритета абонентов и свободности междугородных каналов связываются с требуемым абонентом и после этого вы­зывают по соединительной линии СЛ абонента, сделавшего за­каз. Недостаток этой системы - значительное время ожидания абонентами связи, которое в среднем составляет 30 мин. В ноч­ное время, когда поток заказов значительно уменьшается, або­ненты переключаются со стола заказа прямо на междугородный коммутатор.

При немедленной системе обслуживания телефоны абонентов (ПА) по прямой линии ПЛ соединены с МК и заказы принимает непосредственно телефонистка, которая сразу же обслуживает абонента при свободности каналов. Если все каналы нужного направления заняты, телефонистка предлагает абоненту повесить трубку и подождать, а после освобождения канала устанавливает соединение. Эта система используется руководящими работниками железнодорожного транспорта. Время ожидания здесь значительно меньше и составляет до 2 мин - 50% всех заказов, от 2 до 10 минут - 40% и свыше 10 минут - 10% заказов. В заказной и немедленной системах обслуживания применяются ручной и полу­автоматический способы соединения абонентов.

В скорой системе используется автоматический способ соединения абонентов. На железнодорожном транспорте используется комбинированная система об­служивания (заказа, скорой и немедленной), которая позволяет абонен­там различного уровня связываться со всеми железнодорожными стан­циями страны. Для осуществления скорой системы обслуживания необходимо знать коды УАК и ЖАТС в магистральной, дорожной и от­деленческой сетях.

Код выхода на междугородную автоматическую связь желез­нодорожного транспорта — «0». Далее абоненты набирают но­мера УАК или ЖАТС. В МАКТС узлам автоматической коммутации и ЖАТС присваиваются трехзначные коды, имею­щие первую цифру «9». При управлениях дорог УД имеются междугородные коммутаторы МК. Абоненты в этой сети наби­рают «0» и далее 7 цифр: три из них — соответствующие коды ЖАТС, и четыре — номера абонентов, через УАК и МК можно выйти на дорожные сети.

В дорожной автоматически коммутируемой телефонной сети ДАКТС УАК отделений, местной ЖАТС и МК также имеют трехзначную нумерацию, с первой цифрой номера отделения.

В этой сети для междугородной связи абоненты также набирают 7 цифр, из них 3 — код нужной ЖАТС и 4 — номера абонентов.

Если абонент одной дороги звонит абоненту другой, то он набира­ет 10 цифр (код выхода на междугородную сеть в значность нумера­ции не входит). Например, абонент железной дороги звонит на отде­ление Юго-Восточной железной дороги, он набирает:

«0» -917 -211 -3300

Код выхода УАК Юго-Вост. АТС ОД Номер абонента

В отделенческой АКТС оконечные ЖАТС также имеют трехзначную нумерацию с первой цифрой номера отделения. Вторая цифра - номер направления, третья - номер АТС в этом направлении. Например, абонент АТС - 424 для связи с абонентом АТС - 414 будет набирать:


2200

0 - 414 - 220

22

Код выхода Номер АТС Номер абонента

На малых станциях нумерация абонентов может быть трех- и двухзначной.

Для того, чтобы абоненты хорошо слышали друг друга независи­мо от расстояния, в междугородной связи нормируется затухание. Оно должно быть не более 30 дБ, из них: 4,3 дБ — в абонентской линии, 3,9 дБ — в соединительной линии между ЖАТС и УАК, 9 дБ — в канале связи (независимо от количества транзитных пун­ктов). Затухание в ЖАТС и УАК — от 0,7 до 1,5 дБ.

Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат