АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КРОССОВЫЙ КОММУТАТОР Российский патент 2005 года по МПК H04Q3/52 H04Q1/14 

Изобретение относится к области электросвязи и может быть использовано в качестве автоматизированного устройства кроссовой коммутации для распределения каналов на всевозможных узлах и центрах связи.

Известен “Кроссовый квазиэлектронный коммутатор каналов связи с дистанционным управлением” [1], содержащий в своем составе пульт управления, датчик программ, регистр команд, регистр кода команд, блок шифраторов, блок дешифраторов, маркер и коммутационное поле при соответствующей схеме соединения их между собой. Основным недостатком этого устройства является значительная величина времени выполнения требуемой коммутации.

За прототип изобретения принято “Устройство бесшнуровой кроссовой коммутации” [2], содержащее в своем составе коммутационное поле, первый и второй дешифраторы, первый блок включения коммутационных элементов (блок выбора горизонталей), второй блок включения коммутационных элементов (блок выбора вертикалей), запоминающий блок и пульт оператора, в состав которого входят тастатурный блок, первый и второй шифраторы, первый и второй оперативно-запоминающие блоки, первый и второй элементы задержки, блок преобразования сигналов и блок индикации при соответствующей схеме соединения их между собой.

Устройство-прототип в результате набора на тастатурном блоке соответствующих команд и номеров входа и выхода коммутационного поля выполняет их соединение, разъединение, а также контроль соединения с отображением результатов контроля на блоке индикации.

Основными недостатками устройства-прототипа являются:

значительная сложность его структурно-функциональной схемы, обусловленная большим количеством таких сложных составных частей, как различные запоминающие блоки, шифраторы, дешифраторы и элементы задержки;

низкая достоверность выполнения команд управления и результатов контроля, поскольку на блок индикации поступает информация не из коммутационного поля, а из запоминающих блоков, в свою очередь получающих исходную информацию только из тастатурного блока;

низкая оперативность выполнения операций разъединения и контроля соединений, в связи с тем что перед подачей команд “Разъединить” либо “Контроль” требуется предварительный набор на тастатурном блоке обоих номеров - входа и выхода подлежащего разъединению либо контролируемого соединения.

Целью изобретения являются упрощение структурно-функциональной схемы устройства, повышение достоверности контроля исполнения команд управления и повышение оперативности выполнения операций разъединения и контроля соединений.

Поставленная цель в заявляемом устройстве достигается благодаря тому, что его коммутационное поле емкостью N входов и М выходов выполнено в виде прямоугольной матрицы размерностью N×M из поляризованных реле, имеющих помимо рабочих контактов и по одной служебной контактной паре на замыкание, в состав коммутационного поля дополнительно введены N×M первых диодов и N×M вторых диодов, в состав пульта управления входят датчик номера входа, датчик номера выхода, датчик команды “Соединить”, датчик команды “Разъединить” и датчик команды “Контроль”, блок выбора горизонталей содержит N коммутационных групп, а блок выбора вертикалей содержит М коммутационных групп, при этом каждая из коммутационных групп состоит из трех контактных пар на замыкание, блок индикации содержит N элементов индикации входов и М элементов индикации выходов при соответствующей схеме соединения их между собой.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием дополнительных элементов при соответствующем схемном решении. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения “новизна”.

Сравнение заявляемого устройства с другими аналогичными техническими решениями показывает, что наличие в составе подобных устройств коммутационного поля, датчика номера входа, датчика номера выхода, датчика команды “Соединить”, датчика команды “Разъединить”, датчика команды “Контроль”, блока выбора горизонталей, блока выбора вертикалей и блока индикации известно. Однако благодаря построению коммутационного поля в виде прямоугольной матрицы размерностью N×M на основе поляризованных реле, имеющих помимо рабочих контактов по одной служебной контактной паре на замыкание, введению в состав коммутационного поля N×M первых диодов и N×M вторых диодов, введению в состав блока выбора горизонталей N коммутационных групп, а в состав блока выбора вертикалей - М коммутационных групп, каждая из которых состоит из трех контактных пар на замыкание, введению в состав блока индикации N элементов индикации входов и М элементов индикации выходов при соответствующей схеме соединения их между собой, появляются новые свойства заявляемого устройства, проявляющиеся в упрощении структурно-функциональной схемы устройства, повышении достоверности контроля исполнения команд управления и повышении оперативности выполнения операций разъединения и контроля соединений. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию “существенные отличия”.

На чертеже представлена структурно-функциональная схема предлагаемого автоматизированного кроссового коммутатора, где обозначены:

1 - коммутационное поле;

2 - пульт управления;

3 - блок выбора горизонталей;

4 - блок выбора вертикалей;

5 - блок индикации;

6 - датчик номера входа;

7 - датчик номера выхода;

8 - датчик команды “Соединить”;

9 - датчик команды “Разъединить”;

10 - датчик команды “Контроль”;

11 - поляризованные реле;

12 - обмотки записи;

13 - обмотки отбоя;

14 - служебные контактные пары на замыкание;

15 - первые диоды;

16 - вторые диоды;

17 - коммутационные группы;

18 - первые контактные пары на замыкание;

19 - вторые контактные пары на замыкание;

20 - третьи контактные пары на замыкание;

21 - элементы индикации входов;

22 - элементы индикации выходов.

Составные части, образующие предлагаемый автоматизированный кроссовый коммутатор, соединены между собой следующим образом:

выход датчика номера входа 6 подключен к управляющему входу блока выбора горизонталей 3;

выход датчика номера выхода 7 подключен к управляющему входу блока выбора вертикалей 4;

выход датчика команды “Соединить” 8 подключен к неподвижным контактам первых контактных пар на замыкание 18 всех N коммутационных групп 17 блока выбора горизонталей 3;

выход датчика команды “Разъединить” 9 подключен к неподвижным контактам вторых контактных пар на замыкание 19 всех N коммутационных групп 17 блока выбора горизонталей 3 и всех М коммутационных групп 17 блока выбора вертикалей 4;

выход датчика команды “Контроль” 10 подключен к неподвижным контактам третьих контактных пар на замыкание 20 всех N коммутационных групп 17 блока выбора горизонталей 3 и всех М коммутационных групп 17 блока выбора вертикалей 4;

подвижные контакты первых контактных пар на замыкание 18 каждой коммутационной группы 17 блока выбора горизонталей 3 соединены с началами обмоток записи 12 всех поляризованных реле 11 соответствующей горизонтали коммутационного поля 1;

окончания обмоток записи 12 поляризованных реле 11 каждой вертикали коммутационного поля 1 соединены между собой и подключены к подвижному контакту первой контактной пары на замыкание 18 соответствующей коммутационной группы 17 блока выбора вертикалей 4;

подвижные контакты вторых контактных пар на замыкание 19 каждой коммутационной группы 17 блока выбора горизонталей 3 соединены с анодами всех М первых диодов 15, катоды каждого из которых соединены с началом обмотки отбоя 13 соответствующего поляризованного реле 11 и с катодом соответствующего второго диода 16 соответствующей горизонтали коммутационного поля 1;

аноды всех N вторых диодов 16 поляризованных реле 11 каждой вертикали коммутационного поля 1 соединены между собой и подключены к подвижному контакту второй контактной пары на замыкание 19 соответствующей коммутационной группы 17 блока выбора вертикалей 4;

подвижные контакты третьих контактных пар на замыкание 20 каждой коммутационной группы 17 блока выбора горизонталей 3 соединены с подвижными контактами служебных контактных пар на замыкание 14 всех поляризованных реле 11 соответствующей горизонтали коммутационного поля 1 и подключены к входу соответствующего элемента индикации входов 21 блока индикации 5;

неподвижные контакты служебных контактных пар на замыкание 14 поляризованных реле 11 каждой вертикали коммутационного поля 1 соединены между собой и подключены к входу соответствующего элемента индикации выходов 22 блока индикации 5 и к подвижному контакту третьей контактной пары на замыкание 20 соответствующей коммутационной группы 17 блока выбора вертикалей 4;

окончания обмоток отбоя 13 всех поляризованных реле 11, неподвижные контакты первых контактных пар на замыкание 18 всех коммутационных групп 17 блока выбора вертикалей 4 и выходы всех элементов индикации входов 21 и выходов 22 блока индикации 5 соединены с отрицательным полюсом источника питания.

Работает автоматизированный кроссовый коммутатор следующим образом.

В исходном состоянии все контактные пары 18, 19 и 20 всех коммутационных групп 17 блока выбора горизонталей 3 и блока выбора вертикалей 4 находятся в разомкнутом состоянии. В исходном состоянии, при котором их рабочие контакты и служебные контактные пары на замыкание 14 разомкнуты, находятся и все поляризованные реле 11, вследствие чего отсутствуют какие-либо соединения между входами и выходами коммутационного поля 1.

Для установления соединения между определенными входом и выходом коммутационного поля 1 вначале посредством датчика номера входа 6 и датчика номера выхода 7 пульта управления 2 выдаются соответствующие кодограммы на управляющие входы блока выбора горизонталей 3 и блока выбора вертикалей 4 соответственно.

В результате поступления управляющей кодограммы в блок выбора горизонталей 3 сработает его коммутационная группа 17, соответствующая номеру входа коммутационного поля 1, замкнув при этом в числе прочих и свои первые контактные пары на замыкание 18.

В результате поступления управляющей кодограммы в блок выбора вертикалей 4 сработает его коммутационная группа 17, соответствующая номеру выхода коммутационного поля 1, замкнув при этом в числе прочих и свои первые контактные пары на замыкание 18.

При воздействии оператора на датчик команды “Соединить” 8 с его выхода поступает положительный потенциал от источника питания, в результате чего образуется замкнутая цепь от положительного полюса источника питания через замкнутую первую контактную пару на замыкание 18 сработавшей коммутационной группы 17 блока выбора горизонталей 3, обмотку записи 12 поляризованного реле 11, находящегося на пересечении горизонтали входа и вертикали выхода коммутационного поля 1, подлежащих соединению, через замкнутую первую контактную пару на замыкание 18 сработавшей коммутационной группы 17 блока выбора вертикалей 4 к отрицательному полюсу источника питания. Указанное поляризованное реле 11 сработает, образовав своими рабочими контактами соединение между соответствующими входом и выходом коммутационного поля 1. По прекращении воздействия на датчик команды “Соединить” 8 протекание тока по обмотке записи 12 поляризованного реле 11, обеспечившего соединение, прекратится, однако само это реле останется в рабочем состоянии, сохраняя тем самым установленное соединение. Замыкавшиеся на время образования соединения соответствующие коммутационные группы 17 блока выбора горизонталей 3 и блока выбора вертикалей 4 вернутся в исходное состояние.

Устройство готово для выполнения следующей любой команды.

Для разрушения какого-либо ранее установленного соединения достаточно перед срабатыванием датчика команды “Разъединить” 9 выдать либо номер входа, либо номер выхода подлежащего разрушению соединения.

Так, при выдаче с датчика номера входа 6 соответствующей кодограммы на управляющий вход блока выбора горизонталей 3 сработает соответствующая коммутационная группа 17, замкнув в числе прочих и свои вторые контактные пары на замыкание 19.

При воздействии на датчик команды “Разъединить” 9 с его выхода поступает положительный потенциал источника питания, в результате чего образуется замкнутая цепь через вторую контактную пару на замыкание 19 сработавшей коммутационной группы 17 блока выбора горизонталей 3 и соединенные параллельно между собой, но последовательно друг с другом первые диоды 15 и обмотки отбоя 13 всех поляризованных реле 11 соответствующей горизонтали коммутационного поля 1 к отрицательному полюсу источника питания. Протекание тока по обмоткам отбоя 13 поляризованных реле 11 соответствующей горизонтали приведет к подтверждению исходного состояния тех поляризованных реле 11, которые в нем находились, и к переводу в исходное состояние того реле 11, которое было в рабочем состоянии, разрушая тем самым ранее установленное соединение между соответствующими входом и выходом коммутационного поля 1. Установившееся состояние останется и после прекращения воздействия на датчик команды “Разъединить” 8 и возвращения в исходное состояние соответствующей коммутационной группы 17 блока выбора горизонталей 3.

В случае же выдачи с датчика номера выхода 7 соответствующей кодограммы о номере выхода подлежащего разъединению соединения и ее поступления на управляющий вход блока выбора вертикалей 4 в последнем сработает соответствующая коммутационная группа 17, замкнув в числе прочих и свои вторые контактные пары на замыкание 19.

При воздействии на датчик команды “Разъединить” 9 с его выхода также поступает положительный потенциал источника питания, при этом образуется замкнутая цепь через вторую контактную пару на замыкание 19 сработавшей коммутационной группы 17 блока выбора вертикалей 4 и соединенные параллельно между собой, но последовательно друг с другом вторые диоды 16 и обмотки отбоя 13 всех поляризованных реле 11 соответствующей вертикали коммутационного поля 1 к отрицательному полюсу источника питания. Протекание тока по обмоткам отбоя 13 поляризованных реле 11 соответствующей вертикали приведет к подтверждению исходного состояния тех поляризованных реле 11, которые в нем находились, и к переводу в исходное состояние того реле 11, которое было в рабочем состоянии, разрушая тем самым ранее установленное соединение между соответствующими входом и выходом коммутационного поля 1. Установившееся состояние останется и после прекращения воздействия на датчик команды “Разъединить” 8 и возвращения в исходное состояние соответствующей коммутационной группы 17 блока выбора вертикалей 4.

Для выполнения проверки наличия ранее установленного соединения или его отсутствия необходимо и достаточно указать только номер его входа или номер его выхода посредством датчика номера входа 7 или датчика номера выхода 7 соответственно.

Так, при выдаче с датчика номера входа 6 соответствующей кодограммы на управляющий вход блока выбора горизонталей 3 аналогично предыдущему сработает определенная коммутационная группа 17, замыкая в числе прочих и свою третью контактную пару на замыкание 20.

При воздействии на датчик команды “Контроль” 10 с его выхода поступает положительный потенциал источника питания. Если на момент контроля указанный вход коммутационного поля 1 соединен с каким-либо выходом, то есть осуществившее это соединение поляризованное реле 11 находится в рабочем состоянии, то образуется замкнутая электрическая цепь от положительного полюса источника питания через замкнутую третью контактную пару на замыкание 20 соответствующей коммутационной группы 17 блока выбора горизонталей 3, замкнутые служебные контактные пары на замыкание 14 находящегося в рабочем состоянии поляризованного реле 11 и соответствующий ему элемент индикации выходов 22 блока индикации 5 до отрицательного полюса источника питания. Прохождение тока через элемент индикации 22 обусловит его срабатывание и тем самым индикацию номера выхода, с которым соединен указанный номер входа. Одновременно с этим образуется вторая цепь протекания электрического тока от датчика команды “Контроль” 10 через замкнутую третью контактную пару на замыкание 20 соответствующей коммутационной группы 17 блока выбора горизонталей 3 и соответствующий элемент индикации входов 21 блока индикации 5, осуществляя тем самым индикацию номера выбранного входа.

По прекращении воздействия на датчик команды “Контроль” 10 цепь тока разрывается и индикация номеров входа и выхода прекращается. Если же указанный вход коммутационного поля 1 на момент контроля не был соединен ни с каким выходом, то все элементы индикации выходов 22 останутся в отключенном состоянии и сработает только элемент индикации 21 запрашиваемого номера входа.

С случае же выдачи номера выхода коммутационного поля соответствующая кодограмма поступает с датчика номера выхода 7 на управляющий вход блока выбора вертикалей 4, в котором аналогично предыдущему сработает определенная коммутационная группа 17, замыкая в числе прочих и свою третью контактную пару на замыкание 20.

При воздействии на датчик команды “Контроль” 10 с его выхода поступает положительный потенциал источника питания. Если на момент контроля указанный выход коммутационного поля 1 соединен с каким-либо входом, то есть осуществившее это соединение поляризованное реле 11 находится в рабочем состоянии, то образуется замкнутая электрическая цепь от положительного полюса источника питания через замкнутую третью контактную пару на замыкание 20 соответствующей коммутационной группы 17 блока выбора вертикалей 4, замкнутые служебные контактные пары на замыкание 14 находящегося в рабочем состоянии поляризованного реле 11 и соответствующий ему элемент индикации входов 21 блока индикации 5 до отрицательного полюса-источника питания. Прохождение тока через элемент индикации 21 обусловит его срабатывание и тем самым индикацию номера входа, с которым соединен указанный номер выхода. Одновременно с этим образуется вторая цепь протекания электрического тока от датчика команды “Контроль” 10 через замкнутую третью контактную пару на замыкание 20 соответствующей коммутационной группы 17 блока выбора вертикалей 4 и соответствующий элемент индикации выходов 22 блока индикации 5, осуществляя тем самым индикацию номера выбранного выхода.

По прекращении воздействия на датчик команды “Контроль” 10 цепь тока разрывается и индикация номеров входа и выхода прекращается. Если же указанный выход коммутационного поля 1 на момент контроля не был соединен ни с каким входом, то все элементы индикации входов 21 останутся в отключенном состоянии и сработает только элемент индикации 22 запрашиваемого номера выхода.

Из изложенного следует, что предложенное устройство выполняет все функции прототипа, отличаясь от него более простой структурно-функциональной схемой благодаря отсутствию в его составе таких сложных составных частей, как различные запоминающие блоки, шифраторы, дешифраторы и элементы задержки, и характеризуется более высокой достоверностью контроля исполнения команд управления, поскольку информация о выполненных соединениях поступает на элементы индикации непосредственно с коммутационных элементов коммутационного поля, а также более высокой оперативностью выполнения операций разъединения и контроля соединений, поскольку для их исполнения достаточно указать только один номер - входа или выхода коммутационного поля.

Следовательно, можно сделать вывод, что цель, поставленная перед предлагаемым изобретением, - упрощение структурно-функциональной схемы устройства, повышение достоверности контроля исполнения команд управления и повышение оперативности выполнения операций разъединения и контроля соединений - достигнута.

Предложенное устройство может найти применение в центрах (залах) каналообразования различных узлов (центров) связи для оперативного выполнения необходимых кроссовых переключении каналов и трактов связи.

Технико-экономический эффект, обусловленный применением предложенного устройства, заключается в повышении оперативности выполнения динамического управления структурой действующих сетей связи, а следовательно, - в повышении эффективности их функционирования.

Количественная величина ожидаемого технико-экономического эффекта от использования предложенного устройства зависит в первую очередь от области его применения, ее определение возможно только после внедрения предложенного устройства на конкретных сетях и объектах.

Источники информации

1. А.с. СССР №462312, МКИ Н 04 q 1/52, 1975, БИ №8.

2. А.с. СССР №657661, МКИ Н 04 М 5/08, 1979, БИ №14 (прототип).

Изобретение относится к области электросвязи и может быть использовано в качестве автоматизированного устройства кроссовой коммутации для распределения каналов передачи. Техническим результатом является повышение достоверности контроля исполнения команд управления и повышение оперативности выполнения операций разъединения и контроля соединений. Технический результат достигается тем, что в состав устройства входят коммутационное поле, пульт управления, блок выбора горизонталей, блок выбора вертикалей и блок индикации, причем коммутационное поле емкостью N входов и М выходов выполнено в виде прямоугольной матрицы размерностью N×М из поляризованных реле, имеющих помимо рабочих контактов и по одной служебной контактной паре на замыкание, в состав коммутационного поля дополнительно введены N×M первых диодов и N×M вторых диодов, в состав пульта управления входят датчик номера входа, датчик номера выхода, датчик команды "Соединить", датчик команды "Разъединить" и датчик команды "Контроль", блок выбора горизонталей содержит N коммутационных групп, а блок выбора вертикалей содержит М коммутационных групп, при этом каждая из коммутационных групп состоит из трех контактных пар на замыкание, блок индикации содержит N элементов индикации входов и М элементов индикации выходов при соответствующей схеме соединения их между собой. 1 ил.

Автоматизированный кроссовый коммутатор, содержащий коммутационное поле емкостью N входов и М выходов, пульт управления, блок выбора горизонталей, блок выбора вертикалей и блок индикации, отличающийся тем, что его коммутационное поле выполнено в виде прямоугольной матрицы размерностью N×M из поляризованных реле, имеющих по две пары служебных контактов на замыкание, и содержит N×M первых диодов и N×M вторых диодов, в состав пульта управления входят датчик номера входа, датчик номера выхода, датчик команды "Соединить", датчик команды "Разъединить" и датчик команды "Контроль", блок выбора горизонталей содержит N коммутационных групп, а блок выбора вертикалей содержит М коммутационных групп, каждая из которых состоит из трех контактных пар на замыкание, а блок индикации состоит из N элементов индикации входов и М элементов индикации выходов, при этом выход датчика номера входа подключен к управляющему входу блока выбора горизонталей, выход датчика номера выхода подключен к управляющему входу блока выбора вертикалей, выход датчика команды "Соединить" подключен к неподвижным контактам первых контактных пар на замыкание всех N коммутационных групп блока выбора горизонталей, выход датчика команды "Разъединить" подключен к неподвижным контактам вторых контактных пар на замыкание всех N коммутационных групп блока выбора горизонталей и всех М коммутационных групп блока выбора вертикалей, выход датчика команды "Контроль" подключен к неподвижным контактам третьих контактных пар на замыкание всех N коммутационных групп блока выбора горизонталей и всех М коммутационных групп блока выбора вертикалей, подвижные контакты первых контактных пар на замыкание каждой коммутационной группы блока выбора горизонталей соединены с началами обмоток записи всех поляризованных реле соответствующей горизонтали коммутационного поля, окончания обмоток записи поляризованных реле каждой вертикали коммутационного поля соединены между собой и подключены к подвижному контакту первой контактной пары на замыкание соответствующей коммутационной группы блока выбора вертикалей, подвижные контакты вторых контактных пар на замыкание каждой коммутационной группы блока выбора горизонталей соединены с анодами всех М первых диодов, катоды каждого из которых соединены с началом обмотки отбоя соответствующего поляризованного реле и с катодом соответствующего второго диода соответствующей горизонтали коммутационного поля, аноды всех N вторых диодов поляризованных реле каждой вертикали коммутационного поля соединены между собой и подключены к подвижному контакту второй контактной пары на замыкание соответствующей коммутационной группы блока выбора вертикалей, подвижные контакты третьих контактных пар на замыкание каждой коммутационной группы блока выбора горизонталей соединены с подвижными контактами служебных контактных пар на замыкание всех поляризованных реле соответствующей горизонтали коммутационного поля и подключены ко входу соответствующего элемента индикации входов блока индикации, неподвижные контакты служебных контактных пар на замыкание поляризованных реле каждой вертикали коммутационного поля соединены между собой и подключены ко входу соответствующего элемента индикации выходов блока индикации и к подвижному контакту третьей контактной пары на замыкание соответствующей коммутационной группы блока выбора вертикалей, окончания обмоток отбоя всех поляризованных реле, неподвижные контакты первых контактных пар на замыкание всех коммутационных групп блока выбора вертикалей и выходы всех элементов индикации входов и выходов блока индикации соединены с отрицательным полюсом источника питания.