СОЕДИНИТЕЛЬ С ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ КАНАЛОВ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТЕЛЕФОННОЙ СТАНЦИИ Российский патент 1996 года по МПК H04M3/00 H04Q3/32 

Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано в системах автоматической телефонной связи для уменьшения затрачиваемых ресурсов при реализации коммутационных приборов автоматических телефонных станций с одновременным сохранением их возможностей по соединению абонентов.

Известно, что в общем случае в состав любой автоматической телефонной станции (АТС) входят коммутационные приборы (КП) [1] являющиеся устройствами, которые под воздействием управляющих сигналов могут изменять состояние своей проводимости, осуществляя соединение входа с выходом. В общем случае КП представляет собой многополюсник (1, с. 194, рис. 14.1), имеющий N входов, M выходов и R входов управления, в котором при поступлении сигналов на один или несколько R входов осуществляется соединение одного из N входов с любым из М выходов. Наиболее распространенными КП в технике автоматической коммутации является реле, бесконтактные элементы-искатели и многократные соединители.

Известны многократные координатные соединители для АТС [1] которые выполнены из многократных реле с групповым управлением, а также многократные герконовые и ферридовые соединители, у которых в каждой точке коммутации входа с выходом координаций соединитель содержит ряд вертикальных колонок контактов (вертикалей), каждой из которых придан удерживающий электромагнитный Y_i, (см. [1] с. 203, рис. 14.8а) и ряд выбирающих магнитов B_j, приданных горизонталям, при этом N удерживающим электромагнитам соответствуют N входов соединителя, а M выбирающим электромагнитам М выходов соединителя. Соединение входов с выходами осуществляется замыканием коммутационных элементов на пересечении вертикалей и горизонталей. Соответственно, количество коммутационных элементов в таких соединителях равно D M x N.

Наиболее близким техническим решением являются электронные (квазиэлектронные) соединители в АТС с пространственной коммутацией (см. [1] с. 237). В таком соединителе в каждой точке коммутации находится электронный элемент (контакт) в виде, например, транзистора, оптрона и др. имеющие соответствующие входы управления их проводимостью. В зависимости от сигнала на входе управления электронным контактом (ЭК) изменяется проводимость между горизонталью и вертикалью соединителя. Количество вертикалей соответствует N входам соединителя, количество горизонталей М выходам. Количество коммутационных элементов в таком соединителе равно D M x N.

Недостатком соединителей, выбранных за прототип заявляемого соединителя является большое количество электронных контактных элементов, используемых для их изготовления, причем при N M количество коммутационных элементов увеличивается по закону N² с увеличением емкости соединителя (чисел N и M).

Цель изобретения уменьшение числа коммутационных элементов соединителя за счет изменения пространственного расположения коммутируемых линий при одновременном сохранении общей емкости и сохранении или расширении коммутационных возможностей соединителя.

Цель достигается тем, что в соединителе с пространственной коммутацией каналов с N входными и М выходными линиями осуществляется их объединение соответственно во входные A₁, A₂, A_n и выходные B₁, B₂, B_m плоскости, соответственно каждая из которых содержит К (К < N, К < М) входных и выходных линий. Входные и выходные плоскости A₁, A₂, A_n (n N/K) и B₁, B₂, B_m (m M/K) располагаются параллельно друг другу. Введены дополнительные линии (вертикали), соединяющие одноименные входные а_i и выходные b_i линии всех i-х плоскостей A и В и образующие вертикальные плоскости С₁, C₂, C_h, причем число вертикальных плоскостей h определяет коммутационные возможности соединителя. Число вертикалей в каждой плоскости С соответствует числу К входных и выходных линий, объединенных во входные и выходные плоскости A_i и B_i. Также введены соединительные линии Z, объединяющие точки соединения вертикалей вертикальных плоскостей C₁, C₂, C_h и выходных линий b_i, b₂, b_k выходных плоскостей В₁, B₂, B_m соответственно, причем их количество составляет m x h. На пересечении входных линий с вертикалями, вертикалей с соединительными линиями, соединительных линий с выходными линиями и выходных линий с вертикалями образуются точки коммутации в виде электронных (квазиэлектронных) контактов с управляющими входами, которые электрически соединяют соответственно входные линии с вертикалями, вертикали с соединительными линиями, соединительные и выходные линии и выходные линии с вертикалями.

Новым относительно прототипа является разбиение общей емкости соединителя N x M по входам и выходам на группы по К линий в каждой, введение в соединитель вертикалей и соединительных линий, а также точек коммутации для электрического соединения между собой входных линий с вертикалями, вертикалей с соединительными линиями, соединительных линий с выходными линиями и выходных линий с вертикалями.

На чертеже показана структурная электрическая схема соединителя с пространственной коммутацией каналов для АТС.

Соединитель с пространственной коммутацией каналов для АТС содержит N входных и М выходных линий, размещенных во входных A и выходных В параллельных плоскостях по К линий в каждой, h вертикальных плоскостей С, содержащих по К линий (вертикалей), соединительные линии Z между выходными линиями и вертикалями в количестве h x m, элементы коммутации х между входными линиями и вертикалями и элементы коммутации y между выходными линиями, вертикалями и соединительными линиями.

Пространственный соединитель построен следующим образом.

Количество входных линий N и количество выходных линий М делится на целое число К каждое так, чтобы получаемые значения n и m были целыми. Это достигается подбором N, M, К таким образом, чтобы при делении N на К получалось целое число n, а при делении M на К получалось целое число m. В предлагаемом соединителе К первых входных линий расположены параллельно друг другу так, что все вместе они образуют так называемую входную плоскость A₁. Следующие К входных линий размещены аналогичным образом , образуя входную плоскость A₂. Последняя n-я плоскость A_n размещена параллельно всем предыдущим , причем в указанных плоскостях A₁ A_n входные линии . Выходные линии расположены аналогичным образом. Каждые К выходных линий образует выходные плоскости B₁, B₂, B_m, причем все выходные плоскости параллельны между собой и параллельны входным плоскостям так, что , а выходные линии в выходных плоскостях расположены так, что . Количество входных линий во входной плоскости будет равно к, количество входных плоскостей будет равно n, общее количество входных линий будет равно N к • n. Количество выходных линий и выходной плоскости будет равно к, количество выходных плоскостей равно m, общее количество выходных линий равно M к • m. Через каждую входную и выходную линии а₁₁, a₂₁, a_n1, b₁₁, b₂₁, b_m1 перпендикулярно им приведена вертикальная линия (вертикаль) с₁₁.

Через каждую входную и выходную линии a₁₂, a₂₂, a_n2, b₁₂, b₂₂, b_m2 проведена вертикаль с₁₂. Аналогичным образом вертикали проведены через все остальные входные и выходные линии, в том числе через линии а_1к, а_2к, a_nк, b_1к, b_2к, b_mк проведена вертикаль с_1к. Вертикали с₁₁, с₁₂, с_1к образуют так называемую вертикальную плоскость с₁. Параллельно вертикальной плоскости c₁ размещена вертикальной плоскость с₂, в которую входят вертикали c₂₁, c₂₂, c_2к, причем вертикаль с₂₁ проходит через линии a₁₁, a₂₁, a_n1, b₁₁, b₂₁, b_m1 перпендикулярно им. Вертикаль с₂₂ проходит через линии a₁₂, a₂₂, a_n2, b₁₂, b₂₂, b_m2 и перпендикулярно им. Аналогичным образом размещены все остальные вертикали в вертикальной плоскости с₂, в том числе с_2к проходит через линии a_1к, а_2к, а_nк, b_1к, b_2к, b_mк перпендикулярно им. Таким же образом размещены все остальные вертикальные плоскости. Число вертикальных плоскостей равно h. В местах пересечения вертикалей с соответствующими входными и выходными линиями находятся точки коммутации с коммутационными элементами. Причем через точки коммутации, образованные соответствующими вертикалями и выходными линиями, перпендикулярно им проходят соединительные линии z. На чертеже соединительные линии образованы как z₁₁, z₂₁, z_m1 для первой вертикальной плоскости с₁, z₁₂, z₂₂, z_m2 для плоскости с₂ и т.д. В точках коммутации, образованных вертикалями с, выходными линиями b и соединительными линиями z, находится по три электронных контакта, один из которых соединяет выходную линию с вертикалью, другой вертикаль с соединительной линией, третий соединительную линию с выходной линией.

Входные, выходные линии, вертикали и соединительные линии представляют собой токопроводящие шины, электрически изолированные друг от друга.

Соединитель работает следующим образом.

При необходимости осуществить связь одного из входов с одним из выходов на управляющие входы соответствующих электронных (квазиэлектронных) элементов подается управляющее напряжение, сопротивление электронных (квазиэлектронных) элементов изменяется, в связи с чем осуществляется связь между выбранными входом и выходом. Работу предлагаемого устройства удобно рассматривать на следующих примерах.

Пример 1. Пусть необходимо осуществить связь между входом 11 и выходом 21. В коммутационной точке x₁₁₁ на управляющий вход электронного (квазиэлектронного) контакта подается управляющее напряжение и осуществляется связь входной линии a₁₁ с вертикалью с₁₁. В коммутационной точке y₁₂₁ на вход управления электронного (квазиэлектронного) контакта, соединяющего вертикаль с₁₁ и выходную линию b₂₁, подается управляющее напряжение и осуществляется связь вертикали с₁₁ и выходной линии b₂₁. Таким образом осуществляется связь входа 11 с выходом 21 по цепи: вход 11, входящая линия а₁₁, коммутационная точка х₁₁₁, вертикаль С₁₁, коммутационная точка y₁₂₁, выходная линия b₂₁, выход 21. Если по каким-либо причинам через вертикаль с₁₁ связь осуществляться не может (вертикаль с₁₁ будет занята другим абонентом), то связь может быть осуществлена через любую другую вертикаль, имеющую общую коммутационную точку с входной линией а₁₁ т. е. через вертикали с₂₁, с_h1 и соответствующие коммутационные точки.

Пример 2. Пусть необходимо осуществлять связь входа 11 и выхода 22. На вход управления электронного (квазиэлектронного) контакта, находящегося в коммутационной точке х₁₁₁, подается управляющее напряжение и осуществляется связь входной линии а₁₁ с вертикалью с₁₁. Также управляющее напряжение подается на вход электронного (квазиэлектронного) контакта, находящегося в коммутационной точке y₁₂₁ и соединяющего вертикаль с₁₁ и соединительную линию z₂₁, осуществляя тем самым связь между ними.

Такое управляющее напряжение подается на вход управления электронного (квазиэлектронного) контакта, находящегося в коммутационной точке y₁₂₂ и соединяющего линию z₂₁ с выходной линией b₂₂, осуществляя тем самым связь между ними. Связь входа 11 с выходом 22 осуществляется по цепи: вход 11, входная линия а₁₁, коммутационная точка х₁₁₁, вертикаль с₁₁, коммутационная точка y₁₂₁ через электронный контакт (квазиэлектронный), соединяющий вертикаль с₁₁ и соединительную линию z₂₁, соединительная линия z₂₁, коммутационная точка y₁₂₂ через электронный контакт, соединяющий соединительную линию z₂₁ и выходную линию b₂₂, выходная линия b₂₂, выход 22. Все коммутационные операции при осуществлении связи между входом и выходом происходят в одной вертикальной плоскости. В данном примере в плоскости, образованной вертикалями с₁₁, с₁₂, с_1к в плоскости с₁. Если необходимая для осуществления связи между входом и выходом вертикаль или соединительная линия этой плоскости будет занята другим абонентом или использование ее будет невозможным по другим причинам, связь между входом и выходом может быть осуществлена в любой другой свободной вертикальной плоскости. Для осуществления связи входом 11 и выходом 22 при невозможности использования вертикальной плоскости с₁ будет использована плоскость с₂ (. с_h). В этом случае связь будет осуществлена по цепи: вход 11, входная линия а₁₁, коммутационная точка х₂₁₁ (.х_n11) через электронный (квазиэлектронный) контакт, соединяющий входную линию а₁₁ с вертикалью с₂₁ (. с_h1), вертикаль с₂₁ (.с_h1), коммутационная точка y₂₂₁ (. y_h21) через электронный контакт, соединяющий вертикаль с₂₁ (.с_h1) с соединительной линией z₂₂ (. z_h2), соединительная линия z₂₂ (. z_h2), коммутационная точка y₂₂₂ (y_h22) через электронный (квазиэлектронный) контакт, соединяющий соединительную линию z₂₂ (.z_h2) с выходной линией b₂₂, выходная линия b₂₂, выход 22.

Технико-экономические преимущества заявляемого соединения по сравнению с прототипом состоит в следующем.

Количество вертикальных плоскостей в предлагаемом соединителе выбирается в зависимости от количества входов и выходов, отношений между числами N, M, К, назначения устройства и др. В каждой вертикальной плоскости может быть осуществлена связь между К парами входов и выходов, т. е. по числу вертикалей в плоскости.

Количество электронных (квазиэлектронных) контактов, затрачиваемых на изготовление предлагаемого устройства, значительно меньше, чем для изготовления существующих соединителей с пространственной коммутацией. Это видно из следующего примера.

Пример 3. В системе на 100 входов и 100 выходов для изготовления электронного соединителя с пространственной коммутацией, выбранного за прототип, требуется количество электронных (квазиэлектронных) элементов D N • M 10000. При этом выполняется условие возможности связи 100 пар входов и выходов одновременно.

При изготовлении заявляемого соединителя с пространственной коммутацией той же скорости потребуется количество электронных элементов D¹ N•h + M•h•3. При N M 100, K 10, n m 10, h 10; D' 4000. Количество вертикальных плоскостей h 10 выбрано из условия возможности осуществления связи 100 пар абонентов одновременно. При увеличении числа входов и выходов значение дроби D/D¹ резко возрастает, что делает перспективным использование предлагаемого изобретения в системах с большим числом входов и выходов.

Использование: в технике электросвязи, а именно в системах автоматической телефонной связи. Сущность изобретения: для уменьшения затрачиваемых коммутационных элементов (электронных или квазиэлектронных контактов или элементов) разбиваются входные и выходные линии на группы (плоскости), вводятся дополнительные вертикальные линии, объединенные в вертикальные плоскости, и соединительные линии, объединяющие точки пересечения выходных плоскостей с вертикальными. Во всех точках пересечений линий устанавливаются электронные (квазиэлектронные) контакты. 1 ил.

Соединитель с пространственной коммутацией каналов для автоматической телефонной станции, содержащий N входных и M выходных линий, образующих коммутационную матрицу емкостью MхN, отличающийся тем, что N входных и M выходных линий разделены на группы по K линий в каждой (K<M; K<N), каждая из которых образует входные плоскости A₁, A₂, A_n (n N/K) и выходные плоскости B₁, B₂, B_m (m M/K), размещенные параллельно друг другу, причем одноименные входные a₁, a₂, a_k и выходные b₁, b₂, b_k линии плоскостей A и B параллельны друг другу, а также вертикальные линии, проложенные через одноименные входные a_i и выходные b_i линии i-тых плоскостей A и B и образующие вертикальные плоскости C₁, C₂.C_h, где число h определяет коммутационные возможности соединителя, причем число вертикалей в каждой плоскости C равно K, а также соединительные линии Z, проложенные через точки пересечения вертикалей вертикальных плоскостей C₁, C₂, C_h и выходных линий b₁, b₂, b_k в выходных плоскостях B₁, B₂,B_m соответственно, причем их общее количество равно m•h, при этом на пересечениях входных линий с вертикалями, вертикалей с соединительными линиями, соединительных линий с выходными линиями и выходных линий с вертикалями образуются точки коммутации, в которых установленные коммутаторы, которые обеспечивают соединение соответственно либо входных линий с вертикалями, либо вертикалей с соединительными линиями, либо соединительных линий с выходными линиями, либо выходных линий с вертикалями.