3. Основи комутації
3.1. способи комутації
Під комутацією каналів розуміється процес утворення електричних трактів на час передачі повідомлень між абонентськими пунктами. На мережі зв'язку комутація здійснюється на комутаційних станціях, в які включаються абонентські пристрої і з'єднувальні лінії між станціями, або тільки з'єднувальні лінії. Комутація зазвичай проводиться автоматично, проте в деяких випадках - вручну (наприклад, на ручних міжміських комутаторах). Надалі в даному розділі розглядається автоматична комутація.
При комутації каналів передача повідомлень може відбуватися з просторовим або з тимчасовим поділом каналів. Просторове розділення передбачає утворення безперервного в часі тракту, а тимчасове - тракту, який існує лише в окремі інтервали часу (наприклад, використовується процес мультиплексування в системах передачі з імпульсно-кодовою модуляцією). При просторової комутації час доставки повідомлення визначається тривалістю поширення електричного сигналу між абонентськими пунктами. У разі тимчасової комутації з'являються додаткові затримки, і час доставки може складати від часток мілісекунд до десятків мілісекунд. При передачі мовної інформації абоненти не помічають затримок, що досягають 150 - 200 мс.
Комутація каналів або пакетів зазвичай проводиться на мережі зв'язку при передачі кожного повідомлення. У цьому випадку часто використовують термін "оперативна комутація".
Комутація може бути проведена одноразово для передачі безлічі повідомлень протягом тривалого часу, що досягає багато років. Така комутація отримала назву кросової. Прикладами кросової комутації можуть служити: сполуки, зроблені проводами між висновками кросу (головного щита перемикань) або проміжного щита АТС; з'єднання, утворені всередині крос-конекту на цифрової транспортної мережі; освіту постійного віртуального каналу (PSV) на мережі з комутацією пакетів Frame Relay або ATM.
Процеси комутації на мережі зв'язку здійснюються комутаційними станціями, наприклад, АТС або вузлами комутації. Нерідко, мережеве обладнання, яке виконує функції комутації називають комутатором.
3.2. комутація каналів
У вузлах з комутацією каналів знаходиться комутаційне поле, побудова якого залежить від способу поділу каналів.
3.2.1. Просторове розділення каналів
При просторовому поділі каналів комутаційне поле складається з комутаційних приладів.
Комутаційні прилади - це пристрої забезпечують освіту електричних ланцюгів на вузлі комутації. Кожен комутаційний прилад має комутаційні елементи, фізично що утворюють електричні тракти, і елементи управління, що забезпечують вплив на комутаційні елементи.
До комутаційним приладів відносяться: електромагнітні реле, електронні контакти, шукачі і з'єднувачі.
У електромагнітних реле комутаційними елементами є контакти, а елементами управління - обмотки, магнітний сердечник і якір. У вузлах комутації електромагнітні реле зазвичай використовуються в складі шукачів та з'єднувачів.
Під шукачем розуміється пристрій, що має один вхід і безліч виходів. У шукачі на час передачі одного повідомлення вхід з'єднується з будь-яким з виходів.
Для комутаційних приладів використовуються координатний і символічний способи зображення. На рис.3.1 показані координатний (а) і символічний (б) способи зображення шукача. Шукач має m виходів. В координатному зображенні в кожній точці перетину вертикальної і горизонтальної ліній (точка комутації) знаходиться один комутаційний елемент, через який вхід шукача з'єднується з відповідним виходом. На рис.3.1, а показаний приклад, коли в точці комутації, відповідної 3-му виходу, знаходиться однообмоточное реле Р3 з двома контактами на замикання. Для з'єднання входу з виходом на обмотку реле по ланцюга управління подається напруга живлення. При символічному зображенні кожен вхід має коротку риску, яка вказує на виходи, що стосуються цієї входу.
Рис.3.1 Способи позначення шукача
Рис.3.2 Способи зображення з'єднувача
На рис.3.2 показані координатне (а) і символічне (б) зображення з'єднувача. Залежно від способу використання з'єднувача в вузлі комутації в ньому може відбуватися запаралелювання виходів і / або входів. При запаралелювання всіх однойменних виходів утворюється матричний з'єднувач. має n входів і m виходів (рис.3.3). У такому приладі для з'єднання входу з виходом керуючий сигнал подається по вертикальній (Ув, i) і по горизонтальній (Уг, j) шинам, що забезпечує включення або виключення комутаційного елемента у відповідній точці (на рис.3.3, а спрацьовує або відпускає реле Р2 ). На рісунках.3.3, б, в показано символічне зображення матричного з'єднувача, причому практичне використання отримав спосіб, наведений на рис.3.3, в. На структурних і функціональних схемах для матричного з'єднувача може бути використано загальне зображення (рис.3.3, г).
Рис.3.3 Схема матричного з'єднувача
З метою зменшення споживаної енергії в матричних соединителях застосовують реле з двома обмотками, одна з яких служить для спрацьовування, а інша - для утримання реле у включеному стані. На рис.3.4 показана схема матричного з'єднувача 8х8, в якому використовуються 64 двообмоткових реле. Ліва обмотка кожного реле служить для спрацьовування, права - для утримання реле. При включенні реле з керуючого пристрою (УУ) на горизонтальну і вертикальну шини включення (вкл.) Короткочасно подається керуючий сигнал.