Телекоммуникационные станции. Коммутационные поля и типы управления

Блокировка, смешивание нагрузки, доступность

Виды искания

Переход от однозвенных коммутационных схем к многозвенным схемам порождает новое явление — блокировку.

Под блокировкой понимается невозможность установления соединения от заданного входа к свободному выходу из-за отсутствия свободных промежуточных линий.

В качестве примера блокировки (рис. 1.6) показано, как между 2-м входом и 3-м выходом невозможно установить соединение, поскольку матрицы двух звеньев соединяет единственная промежуточная линия. Она занята соединением между входом 1 и выходом 4. Это может привести к отказу в соединении. Поэтому параметры двухзвенных коммутационных схем рассчитываются при заданных потерях (это одна из задач дисциплины "Теория телетрафика"). Потери можно уменьшить, увеличив число линий между матрицами (т. е. увеличить "связность"). В цифровых станциях промежуточные линии представляют ИКМ-тракты и содержат 30 каналов, что эквивалентно связности f = 30. Увеличение связности уменьшает вероятность блокировки, но все-таки такая вероятность остается и зависит от соотношения числа входов и выходов промежуточных линий, а также от числа вызовов и их продолжительности.

Рис. 1.6. Принцип блокировки свободного выхода

Для схем с любым количеством звеньев, имеющим блокировки, применяется обусловленный способ искания. В таких схемах свободная линия на одном звене не означает свободного пути в целом из-за блокировки (как это показано на рис. 1.6). Поэтому выбор каждой свободной линии обусловливается свободностью пути в целом. В случае обусловленного искания поиск путей происходит в два этапа.

1. Между двумя точками определяются доступные и свободные пути.
2. Выбирается единственный путь.
3. Определяются номера свободных линий на каждом звене.
4. Последнее действие формирует результат искания.

Процесс определения и выбора свободной линии (абонентских, соединительных и промежуточных линий) часто называется "проба", а устройство, осуществляющее этот процесс, называется "пробным устройством".

Кроме того, в связи с блокировкой возникает еще одна проблема — доступность и смешивание путей.

Доступность и смешивание нагрузки

Под доступностью понимается число путей (каждый из которых может состоять из нескольких линий), ведущих от одного входа к искомым выходам.

Для уточнения этого понятия рассмотрим возможные варианты поиска от входа к выходу. Поиск классифицируется как:

1. Свободное искание, когда отыскивается любой выход коммутационного поля, с которым надо произвести коммутацию. Например, если выделена группа приборов, из которых абонент может получить сигнал "Ответ станции" (как это сделано в координатных станциях), то безразлично, какой из этих приборов будет обслуживать соединение.
2. Групповое искание, когда ведется поиск любого выхода, но в определенной группе. Например, после набора номера определяется станция, к которой пойдет вызов. Поэтому нужно найти те выходы, которые ведут к данной станции, и среди них выбрать любой.
3. Вынужденное искание, когда ведется поиск промежуточной линии только к одному из выходов.

Смешивание — это метод обеспечения большой доступности абонентских линий к межстанционным направлениям.

Рассмотрим рис. 1.6. При поиске любого из выходов двухзвенной схемы доступность от входа, принадлежащего первой коммутационной матрице, к входам при свободном искании равна числу ее выходов, т. е. m.

При групповом искании доступность зависит от включения линий, ведущих к другим станциям в выходы звена B. Если все такие линии включены в одну матрицу звена B, то доступность к направлению на эту станцию равна 1 (к ним ведет одна линия).

При включении линий этого направления в разные матрицы и при достаточном их количестве доступность может достигнуть максимального значения m, дальнейшее возрастание этого показателя ограничено числом промежуточных линий.

При вынужденном искании доступность будет самая низкая — она равна 1.

Таким образом, после концентрации нагрузки должен быть обеспечен доступ всех абонентских линий к меньшему числу внутристанционных линий.

Также должна быть включена схема, увеличивающая доступность внутристанционных линий к межстанционным направлениям. На рис. 1.7 показан пример введения двухзвенной ступени смешивания. Возможно применение большего числа ступеней (например, до 4-х).

Рис. 1.7. Двухзвенная ступень смешивания.

Неполнодоступное включение

В связи с проблемой доступности линий необходимо также рассмотреть, хотя бы теоретически, так называемые неполнодоступные включения, когда не каждый выход доступен каждому входу. Этот принцип включения широко применялся в системах первого поколения, и нет гарантий, что он вновь не будет применяться на новом витке технического прогресса.

В данном примере неполнодоступного включения станционных линий (рис. 1.8) абонентские линии, включенные в каждую из матриц, могут подключиться только к определенной группе станционных линий. Например, абонентские линии, включенные в 0-ю матрицу, могут использовать 1-ю и 2-ю станционные линии, 3-ю линию совместно с 3-й матрицей, а 4-ю линию — с 1-й матрицей.

Такое подключение приводит к неравномерному использованию станционных линий. Обычно оно употребляется при неравномерной доступности станционных линий. Например, если управляющее устройство выбирает выходы матрицы начиная с меньшего номера, то последние выходы будут заняты в последнюю очередь. Вероятность их занятости будет меньше, чем у других выходов, поэтому они могут быть отданы в распоряжение нескольких групп абонентских линий.

Рис. 1.8. Неполнодоступное подключение станционных линий

Типы управления станциями

Управление по ступеням искания. Индивидуальное и общее управление

Индивидуальный способ основан на том, что задача управления соединением разбивается на ряд последовательных задач, каждая из которых выполняется последовательно отдельным устройством. Чаще всего они разнесены по месту и представляют оборудование различных станций. Поэтому для "общения" таких устройств необходима сигнализация.

Наиболее распространенный вариант распределения задач заключается в следующем. На одну ступень (ступень абонентского искания — АИ или линейного искания — ЛИ) возлагались все задачи по взаимодействию с абонентским комплектом. По исходящей связи эта ступень принимала сигнал, инициирующий соединение, передавала акустические сигналы станции (например, "ответ станции") и устанавливала связь со следующей ступенью. При входящей связи в ее задачу входило определение состояния абонента, в зависимости от результата определения, подключались акустические сигналы и обеспечивался сигнал по сети об установлении соединения и "ответе абонента".

Следующая ступень (ступень группового искания) принимала цифры и выбирала линии в направлении на другие станции. Для создания больших сетей применялось несколько групповых ступеней.

Рис. 1.9. Принцип распределенного по ступеням управления с общим устройством управления на ступень

Общий вид управления по ступеням (рис. 1.9) показывает одно управляющее устройство на ступень. Однако имеются системы, в которых устройством управления снабжен каждый коммутационный прибор или группа приборов (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Принцип управления, распределенного по ступеням, с индивидуальным устройством на каждый коммутационный прибор ступени

Такой способ управления применялся в первых автоматических станциях. Сегодня он частично внедряется в современных АТС, когда при наличии современных цифровых коммутаторов устанавливается индивидуальное устройство для поиска свободных путей и последовательного установления соединения. Надо обратить внимание, что первые автоматические системы имели только одну задачу: установление соединения. В этом смысле современные системы с "самопоиском" аналогичны им. Однако современные станции выполняют большое число задач, не связанных непосредственно с управлением коммутационным полем. Эти задачи, как правило, выполняются другими устройствами, отделенными от коммутационного поля.

Современные маршрутизаторы также предоставляют ступенчатое управление, несмотря на их территориальное разнесение. Они являются последовательными индивидуально управляемыми устройствами.