ДИСТАНЦИОННО УПРАВЛЯЕМЫЙ КРОССОВЫЙ КОММУТАТОР Российский патент 1998 года по МПК H04Q3/52 

Изобретение относится к переключаемым устройствам и может быть использовано в системах связи для коммутации каналов и соединительных линий при передаче (приеме) различных информационных сигналов.

Известно устройство [1], содержащее пульт управления, блок памяти номера канала, блок памяти номера линии, блок управления коммутацией, коммутационное поле, элемент ИЛИ, триггер, элемент индикации и шесть коммутационных ключей, подключенных по одному к соответствующим выхода пульта управления. Это устройство обеспечивает соединение и разъединение каналов связи с линиями связи согласно командам управления, набираемыми на пульте управления. В случае необходимости временного использования для каких-то иных целей, в частности, для проведения сеанса связи телеуправления-телесигнализации (ТУ-ТС) канала, соединенного в данный момент с какой-либо соединительной линией, то перед его занятием осуществляется в автоматическом режиме запоминание номера линии, с которой он был соединен, и автоматическое восстановление этого соединения по окончании сеанса ТУ-ТС.

К недостаткам этого устройства относятся его значительная сложность и низкая надежность из-за большого количества составляющих элементов.

Известно устройство [2], принятое в качестве прототипа, назначение которого аналогично описанному выше. Данное устройство содержит в своем составе пульт управления, коммутационные элементы, элемент индикации, элементы И, ИЛИ, триггер, блок памяти, блок управления коммутацией и коммутационное поле, и по сравнению с предыдущим устройством характеризуется меньшим числом используемых логических элементов, что обеспечило упрощение конструкции и повышение надежности по сравнению с аналогом.

Тем не менее сложность конструкции устройства-прототипа остается весьма высокой, что снижает его надежность. Данное положение обусловлено тем, что в его описании не раскрыто построение коммутационного блока и устройства управления коммутацией.

При построении различных автоматизированных переключающих устройств каналов связи, в частности АТС, с целью уменьшения количества используемых коммутационных элементов коммутационного поля применяют сложные многозвенные системы коммутации, а в качестве устройств (блоков) управления коммутацией используют всевозможные маркеры, содержащие в своем составе большое количество сложных логических устройств - определители входов, дешифраторы входов и выходов, определители регистров, кодовые приемо-передатчики, пробные устройства, распределители преимущества, фиксаторы номера и т.п. [3].

Все это существенно усложняет конструкцию и снижает надежность устройства в целом.

Целью изобретения является упрощение устройства и увеличение надежности коммутации на основе уменьшения количества логических элементов в составе коммутационного поля и блока управления коммутацией.

Цель достигается построением коммутационного поля в виде матричного коммутатора на поляризованных реле с использованием логических элементов И и ИЛИ и введением в состав блока управления коммутацией дешифратора номера канала, дешифратора номера соединительной линии, элементов ИЛИ, шифратора номера соединительной линии и формирователя импульсов, соединенных между собой определенным образом.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием дополнительных элементов и соответствующим схемным решением. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого устройства с другими техническими решениями показывает, что наличие в составе переключающих устройств различных дешифраторов и поляризованных реле в сочетании с собственными служебными контактами и схемами ИЛИ широко известно. Однако благодаря введению дополнительных схем И и ИЛИ, формирователя импульсов и шифратора номера соединительной линии при соответствующем их схемном соединении между собой появляются новые свойства заявляемого устройства, проявляющиеся в упрощении его конструкции и соответствующем повышении надежности по сравнению с аналогами при сохранении функциональных свойств прототипа. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого дистанционно управляемого кроссового коммутатора.

Дистанционно управляемый кроссовый коммутатор содержит с первого 1 по шестой 6 коммутационные элементы, пульт управления 7, элемент индикации 8, первый элемент ИЛИ 9, триггер 10, блок 11 управления коммутацией, второй элемент ИЛИ 12, третий элемент ИЛИ 13, первый блок памяти 14, второй блок памяти 15, первый элемент И 16, коммутационное поле 17. В состав первого блока памяти 14 входят первый элемент 18 памяти, второй элемент 19 памяти, четвертый элемент ИЛИ 20, второй элемент И 23 и пятый элемент ИЛИ 24. В состав второго блока 15 памяти входят третий элемент 21 памяти, четвертый элемент 22 памяти и шестой элемент ИЛИ 25.

В состав блока 11 управления коммутацией введены дешифратор 26 номера канала, дешифратор 27 номера соединительной линии, седьмые элементы ИЛИ 28, шифратор 29 номера соединительной линии и формирователь 30 импульсов.

В состав коммутационного поля 17 введены поляризованные реле 31, содержащие обмотку записи 32, обмотку отбоя 33 и служебный контакт 34 на замыкание, третьи элементы И 35, четвертые элементы И 36 и восьмые элементы ИЛИ 37.

Блок 11 управления коммутацией имеет четыре входа и три выхода. Первый вход предназначен для приема команды "Соединить", второй вход - для приема команды "Разъединить", по третьему входу поступает информация о номере канал, а по четвертому - о номере соединительной линии. По выходам первой группы осуществляется управление работой коммутационного поля 17, по второму выходу осуществляется выдача информации о номере отключаемой от канала соединительной линии, а по третьему выходу - выдача сигнала о выполнении команды управления.

Составные части, образующие дистанционно управляемый кроссовый коммутатор, соединены между собой следующим образом.

Входы с первого по шестой коммутационных элементов 1-6 соединены с соответствующими выходами пульта управления 7. Выход триггера 10 соединен с управляющими входами коммутационных элементов 1-6 и со входом элемента индикации 8. Первый вход триггера 10 соединен с выходом первого элемента ИЛИ 9, а второй вход соединен с третьим выходом блока управления коммутацией 11. Выход первого коммутационного элемента 1 соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 9, первым входом третьего элемента ИЛИ 13, первым входом первого блока памяти 14 и вторым входом первого элемента И 16.

Выход второго коммутационного элемента 2 соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ 9, вторым входом второго элемента ИЛИ 12, четвертым входом первого блока памяти 14 и первым входом второго блока памяти 15.

Выход третьего коммутационного элемента 3 соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ 9, вторым входом второго элемента ИЛИ 12 и вторыми входами первого 14 и второго 15 блока памяти.

Выход четвертого коммутационного элемента 4 соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ 9, вторым входом третьего элемента ИЛИ 13 и третьим входом первого блока памяти 14.

Выход пятого коммутационного элемента 5 соединен с пятым входом первого блока памяти 14. Выход шестого коммутационного элемента 6 соединен с третьим входом второго блока памяти 15.

Первый вход первого блока памяти 14 соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ 20 и первым входом второго элемента И 23. Второй и третий входы первого блока памяти 14 соединены соответственно со вторым и третьим входами четвертого элемента ИЛИ 20, выход которого соединен со вторым входом первого элемента памяти 18. Пятый вход первого блока памяти 14 соединен с первым входом первого элемента памяти 18, а четвертый вход - со вторым входом второго элемента памяти 19. Выход первого элемента памяти 18 соединен со вторым входом второго элемента И 23 и первым входом пятого элемента ИЛИ 24. Выход второго элемента И 23 соединен с первым входом второго элемента памяти 19, выход которого соединен со вторым входом пятого элемента ИЛИ 24. Выход пятого элемента ИЛИ 24 является выходом первого блока памяти 14.

Первый и четвертый входы второго блока памяти 15 являются соответственно вторым и первым входами четвертого элемента памяти 22. Второй и третий входы второго блока памяти 15 являются соответственно вторым и первым входами третьего элемента памяти 21. Выход третьего элемента памяти 21 соединен с первым входом шестого элемента ИЛИ 25, а выход четвертого элемента памяти 22 соединен со вторым входом шестого элемента ИЛИ 25, выход которого является выходом второго блока памяти 15.

Выход второго элемента ИЛИ 12, являющийся первым входом блока 11 управления коммутацией, подключен к третьим входам всех третьих элементов И 35, а выход третьего элемента ИЛИ 13, являющийся вторым входом блока 11 управления коммутацией, подключен ко вторым входам всех четвертых элементов И 36. Выход первого блока 14 памяти, являющийся третьим входом блока 11 управления коммутацией, подключен ко входу дешифратора 26 номера канала. Выход второго блока 15 памяти, являющийся четвертым входом блока 11 управления коммутацией, подключен ко входу дешифратора 27 номера соединительной линии.

Выходы дешифратора 26 номера канала подключены к первым входам третьих элементов И 35 и четвертых элементов И 36 поляризованных реле 31 соответствующих горизонталей коммутационного поля 11, а выходы дешифратора 27 номера соединительной линии подключены ко вторым входам третьих элементов И 35 поляризованных реле 31 соответствующих вертикалей коммутационного поля 11.

Выходы третьих элементов И 35 подключены ко входам обмоток 32 записи соответствующих поляризованных реле 31 и к одному из входов каждого восьмого элемента ИЛИ 37 всех поляризованных реле 31 своей линейки кроме своего собственного. Выходы четвертых элементов И 36 подключены к первым входам соответствующих им восьмым элементам ИЛИ 37, выход которых через служебный контакт 34 на замыкание подключен ко входу обмотки отбоя соответствующего поляризованного реле 31 и к одному из входов седьмого элемента ИЛИ 28 соответствующей вертикали коммутационного поля 11.

Выходы седьмых элементов ИЛИ 28 подключены к соответствующим им входам шифратора 29 номера соединительной линии.

Выходы обмоток записи 32 и отбоя 33 всех поляризованных реле 31 объединены и подключены ко входу формирователя 30 импульсов.

Выход шифратора 29 номера соединительной линии, являющийся вторым выходом блока 11 управления коммутацией, соединен с первым входом первого элемента И 16, выход которого соединен с четвертым входом второго блока памяти 15, а именно со вторым входом четвертого элемента памяти 22.

Выход формирователя импульсов 30, являющийся третьим выходом блока 11 управления коммутацией, соединен со вторым входом триггера 10.

Работа дистанционно управляемого кроссового коммутатора осуществляется следующим образом.

Для соединения определенного канала с необходимой линией связи информация о номере канала и о номере линии связи поступает соответственно по пятому и шестому выходам пульта управления 7 и, пройдя соответственно через пятый 5 и шестой 6 коммутационные элементы, запоминается соответственно в первом элементе памяти 18 первого блока памяти 14 и в третьем элементе памяти 21 второго блока памяти 15.

Сигнал, представляющий собой команду "Соединить", выходит с третьего выхода пульта управления 7 и, пройдя через открытый третий коммутационный элемент 3, поступает на третий вход первого элемента ИЛИ 9, с выхода которого поступает на первый вход триггера 10, в результате срабатывания которого закрываются все шесть коммутационных элементов 1-6, запрещая поступление новых команд управления, и срабатывает элемент индикации 8, сигнализируя о невозможности ввода новых команд управления; на второй вход четвертого элемента ИЛИ 20 первого блока памяти 14, в результате чего информация о номере канала считывается из первого элемента памяти 18 и, пройдя через пятый элемент ИЛИ 24, поступает по третьему входу в блок 11 управления коммутацией; на второй вход третьего элемента памяти 21 второго блока памяти 15, в результате чего информация о номере линии связи с выхода второго элемента памяти 21, пройдя через шестой элемент ИЛИ 25, поступает по четвертому входу в блок 11 управления коммутацией; на второй вход второго элемента ИЛИ 12, с выхода которого поступает по первому входу в блок 11 управления коммутацией.

В результате поступления по третьему входу блока 11 управления коммутацией на вход дешифратора 26 номера канала информации о номере канала, на соответствующем выходе последнего появится потенциал, который поступает на первые входы всех третьих элементов И 35 и четвертых элементов И 36 соответствующей линейки реле коммутационного поля 17. В результате поступления по четвертому входу блока 11 управления коммутацией на вход дешифратора 27 номера соединительной линии информации о номере линии на соответствующем выходе последнего появляется потенциал, который поступает на вторые входы вех третьих элементов И 35 соответствующей вертикали реле коммутационного поля 17.

При поступлении управляющего сигнала с выхода второго элемента ИЛИ 12 по первому входу блока 11 управления коммутацией, который поступает на третьи входы всех третьих элементов И 35, на выходе соответствующего элемента И 35 появится импульс тока, который поступит в обмотку записи 32 соответствующего ему поляризованного реле 31, вызывая тем самым его срабатывание и соединение между собой указанных канала и соединительной линии. Кроме того, импульс тока с выхода соответствующего третьего элемента И 35 поступает на выходы всех восьмых элементов ИЛИ 37 своей линейки, с выхода одного из которых через замкнутый служебный контакт 34, соответствующий находящемуся к этому моменту времени в рабочем состоянии поляризованному реле 31, поступает на его обмотку 33 отбоя, а также через седьмой элемент ИЛИ 28 своей вертикали на соответствующий вход шифратора 29 номера соединительной линии.

В результате прохождения импульса тока по обмотке записи 32 определенного поляризованного реле 31 это реле сработает, соединив при этом своими рабочими контактами указанные канал и соединительную линию, а прохождение тока по обмотке отбоя 32 другого поляризованного реле переведет его в исходное положение, разомкнув старое соединение. Поступление импульсов тока с выходов обмоток на вход формирователя импульсов 30 обусловит появление на его выходе своего импульса тока, свидетельствующего о выполнении команды управления. Этот сигнал поступает на второй вход триггера 10, переводя его в исходное состояние, в результате чего выключается элемент индикации 8 и открываются коммутационные элементы 1-6.

Процесс разъединения осуществляется аналогично и отличается только тем, что для разъединения достаточно записать в первый элемент памяти 18 только номер разъединяемого канала, после чего по сигналу с четвертого выхода пульта управления 7, прошедшего последовательно четвертый коммутационный элемент 4 и третий элемент ИЛИ 13 и поступившему по второму входу в блок 11 управления коммутацией, осуществляется требуемое разъединение.

Работа блока 11 управления коммутацией в этом случае осуществляется следующим образом. В результате поступления по третьему входу блока 11 управления коммутацией на вход дешифратора 26 номера канала информации о номере канала, на соответствующем выходе последнего появляется потенциал, который поступает на первые входы всех третьих 35 и четвертых 36 элементов И и соответствующей линейки поляризационных реле 31 коммутационного поля 17. При поступлении управляющего сигнала с выхода третьего элемента ИЛИ 13 по второму входу блока 11 управления коммутацией, который поступает на вторые входы всех четвертых элементов И 36, на выходе всех четвертых элементов И 36 линейки, соответствующей указанному номеру канала, появится выходной сигнал, который в виде импульса тока пройдет через восьмой элемент ИЛИ 37, замкнутый служебный контакт 34 и обмотку отбоя 33 только того поляризованного реле 31, которое было в рабочем состоянии, переводя тем самым его в исходное состояние и разрывая соединение указанного канала с соединительной линией.

При разъединении цепей аналогично описанному выше также осуществляется выдача по второму выходу блока 11 управления коммутацией, являющегося выходом шифратора 29 номера соединительной линии, номера соединительной линии, с которой было произведено разъединение канала, а также выдача по третьему выходу блока 11 сигнала с выхода формирователя 30 импульса тока, свидетельствующего о выполнении команды управления.

Благодаря поступлению сигнала с выхода четвертого коммутационного элемента 4 и на один из входов - четвертый - первого элемента ИЛИ 9 на время выполнения команды управления также осуществляются блокировка коммутационных элементов 1-6 и срабатывание элемента индикации 8, снимаемые по окончании процесса разъединения сигналом с третьего вывода блока управления коммутацией 11.

Для проведения сеанса телеконтроля и телеуправления (ТУ-ТС) по каналу, соединенному в данный момент с линией связи, информация о номере канала поступает с пятого выхода пульта управления 7 и, пройдя через открытый пятый коммутационный элемент 5, записывается в первый элемент памяти 18 первого блока памяти 14. Затем сигналом с первого выхода пульта управления 7, соответствующим команде "Сеанс ТУ-ТС", осуществляются разъединение соединения аналогично выполнению команды "Разъединить" и запись во второй элемент памяти 19 первого блока памяти 15 номера отключаемой линии. После этого информация о номере линии связи, с которой необходимо соединить данный канал на время телесеанса, поступающая с шестого выхода пульта управления 7, записывается в третий элемент памяти 21 второго блока памяти 15. При поступлении сигнала с третьего выхода пульта управления 7 осуществляется соединение канала с линией связи аналогично описанному выше процессу выполнения команды "Соединить". Однако при этом во втором элементе памяти 19 первого блока памяти 14 будет записан номер канала, используемого системой ТУ-ТС, а в четвертом элементе памяти 22 второго блока памяти 15 - номер линии связи, с которой он был соединен до этого.

По окончании сеанса телеуправления сигналом со второго выхода пульта управления 7, соответствующим команде "Восстановить соединение", осуществляется выдача в блок 11 управления коммутацией информации из второго элемента памяти 19 о номере канал и из четвертого элемента памяти 22 информации о номере линии связи, а также поступление сигнала по первому входу, соответствующего команде "Соединить". На время выполнения этой команды также будут заблокированы коммутационные элементы 1-6 и включен элемент индикации 8, переводимые в исходное состояние сигналом с третьего выхода блока управления коммутацией 11 по окончании восстановления соединения.

Как следует из изложенного выше, положительным качеством предложенного технического устройства является то, что, сохраняя все функциональные возможности устройства-прототипа, данный дистанционно управляемый кроссовый коммутатор отличается простотой и изяществом построения его наиболее сложных составных частей - блока 11 управления коммутацией и коммутационного поля 17 по сравнению с классическим построением блоков аналогичного назначения в известных переключающих устройствах. Простота технического построения в свою очередь обуславливает и высокую надежность всего технического устройства в целом.

Таким образом, цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности коммутации на основе уменьшения количества логических элементов в составе коммутационного поля и блока управления коммутацией - достигнута.

Достоинствами предложенного устройства являются простота его конструкции, обуславливающая низкую стоимость и высокую эксплуатационную надежность устройства. В сочетании с широкими функциональными возможностями все это способствует широкому применению данного устройства при создании различных коммутационных устройств систем ТУ-ТС.

Технико-экономический эффект, обеспечиваемый предложенным устройством, заключается в возможности повышения оперативности переключения каналов связи различных информационных систем (подсистем), следствием чего является повышение эффективности функционирования каналов и системы связи в целом.

Источники информации
1. А. с. СССР N 1494254, кл. H 04 Q 3/52, 1989, БИ N 26.

2. Патент РФ N 2002380, кл. H 04 Q 3/52, 1993, БИ N 39-40 (прототип).

3. Автоматические системы коммутации: Учебник для ВУЗов. Иванова О.Н., Копп М. Ф. , Коханова З.С., Метельский Г.Б.; Под ред. О.Н. Ивановой, - М.: Связь, 1978.

Дистанционно управляемый кроссовый коммутатор относится к электросвязи, в частности, к переключающим устройствам, и может быть использован в системах связи для коммутации каналов и соединительных линий при передаче (приеме) различных информационных сигналов. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности коммутации путем уменьшения количества логических элементов в составе коммутационного поля и блока управления коммутацией. Устройство содержит пульт управления, первый и второй блоки памяти, блок управления коммутацией, коммутационное поле, элементы И, ИЛИ, триггер, элемент индикации. Новым в устройстве является введение в состав его блока управления коммутацией деширатора номера каналов, дешифратора номера соединительной линии, формирователя импульсов, элементов ИЛИ и шифратора номера соединительной линии, а в состав коммутационного поля наряду с поляризованными реле также элементов И и ИЛИ с соответствующим схемным соединением всех элементов между собой. 1 ил.

Дистанционно управляемый кроссовый коммутатор, содержащий с первого по шестой коммутационные элементы, пульт управления, элемент индикации, первый элемент ИЛИ, триггер, блок Е управления коммутацией, второй элемент ИЛИ, третий элемент ИЛИ, первый блок памяти, второй блок памяти, первый элемент И и коммутационное поле, в состав первого блока памяти входят первый элемент памяти, второй элемент памяти, четвертый элемент ИЛИ, второй элемент И и пятый элемент ИЛИ, а в состав второго блока памяти входят третий элемент памяти, четвертый элемент памяти и шестой элемент ИЛИ, при этом выходы пульта управления соединены с соответствующими входами коммутационных элементов, выход триггера соединен со входом элемента индикации и с управляющими входами коммутационных элементов, выход первого коммутационного элемента соединен с первыми входами первого элемента ИЛИ, третьего элемента ИЛИ, четвертого элемента ИЛИ, первого элемента И и второго элемента И, выход второго коммутационного элемента соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и первыми входами второго элемента ИЛИ, второго элемента памяти и четвертого элемента памяти, выход третьего коммутационного элемента соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, вторыми входами второго элемента ИЛИ и четвертого элемента ИЛИ и первым входом третьего элемента памяти, выход четвертого коммутационного элемента соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ, вторым входом третьего элемента ИЛИ и третьим входом четвертого элемента ИЛИ, выход пятого коммутационного элемента соединен с вторым входом первого элемента памяти, выход шестого коммутационного элемента соединен с вторым входом третьего элемента памяти, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента памяти, выход которого соединен с вторыми входами второго элемента И и пятого элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с первым входом второго элемента памяти, выход которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход третьего элемента памяти соединен с первым входом шестого элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен с вторым входом четвертого элемента памяти, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ, выходы пятого и шестого элементов ИЛИ являются соответственно выходами первого и второго блоков памяти, отличающийся тем, что в состав блока управления коммутацией введены дешифратор номера канала, дешифратор номера соединительной линии, седьмые элементы ИЛИ по количеству подключенных к коммутационному полю соединительных линий, шифратор номера соединительной линии и формирователь импульсов, а коммутационное поле выполнено в виде матричного коммутатора на поляризованных реле, состоящих из обмотки записи, обмотки отбоя и служебных контактов на замыкание и содержит по количеству поляризованных реле третьи элементы И, четвертые элементы И, и восьмые элементы ИЛИ, при этом выход первого блока памяти подключен к входу дешифратора номера канала, выход второго блока памяти подключен к входу дешифратора номера соединительной линии, выходы дешифратора номера канала подключены к первым входам третьих элементов И и четвертых элементов И при поляризованных реле соответствующих горизонталей коммутационного поля, выходы дешифратора номера соединительной линии подключены к вторым входам третьих элементов И при поляризованных реле соответствующих вертикалей коммутационного поля, выход второго элемента ИЛИ подключен к третьим входам всех третьих элементов И, выход третьего элемента ИЛИ подключен ко вторым входам всех четвертых элементов И, выходы которых подключены к первым входам соответствующих им восьмых элементов ИЛИ, выходы третьих элементов И подключены ко входам обмоток записи соответствующих им поляризованных реле и к одному из входов каждого из восьмых элементов ИЛИ всех поляризованных реле своей линейки кроме собственного, выходы восьмых элементов ИЛИ через служебные контакты на замыкание подключены ко входам обмоток отбоя соответствующих им поляризованных реле и к одному из входов седьмого элемента ИЛИ соответствующей вертикали коммутационного поля, выходы седьмых элементов ИЛИ подключены к соответствующим входам шифратора номера соединительной линии, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, а выходы обмоток записи и отбоя всех поляризованных реле объединены и подключены к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом триггера.