Найменование курса - Навигационные системы и судовые коммуникационные сети (стр. 9 )

       Тональный  набор номера (DTMF) (рис. 8.1) предполагает, что каждая цифра либо команда с ТА определяется посылкой  от  ТА в АЛ  импульса длительностью около 0,4 сек.  Этот  импульс  представляет собой  совокупность  двух тональных частот, выбираемых  из  стандартного ряда  семи таких частот, (например, 770 и1209 Гц). Каждому из сочетаний таких частот присвоена передаваемая цифра, либо другая команда ТА.

               

       Для подсоединения одновременно и микрофона и телефона (наушника) к единой двухпроводной линии с целью их электрической развязки, служит дифференциально-мостовая система (рис. 8.2). В основе ее работы лежит принцип вычитания сигналов, наводимых во вторичной обмотке трансформатора  от  токов, проходящих от средней точки 2  первичной обмотки трансформатора через балластный резистор  Rб  и  сопротивление  нагрузки, Rн. В результате сигнал от микрофона к телефону  Тф в сбалансированной системе ослабляется на 30 - 40 дБ, а к  Rн он  поступает с ослаблением лишь на 3 дБ. Условием балансировки диффсистемы является условие  Rб  =  Rн.

       

                                               

АТС

       Основное назначение  АТС – обеспечение соединения абонентов между собой  с условием наиболее эффективного использования соединительных линий (СЛ). Обобщенная структурная схема  такой системы связи показана на рис. 8.3.

       Телефонные аппараты абонентов ТА1 ... ТАn соединены с АТС с помощью двухпроводных симметричных линий связи - абонентских линий (АЛ). Подключение производится  через абонентский комплект (АК), обеспечивающий электропитание ТА (24 В), прием и  трансляцию команд ТА:

а) - занятие АЛ (подъем ТФ трубки,  изменение электрического сопротивления ТА от ∞  до 600 Ом);

б) прием от  ТА номера вызываемого абонента.

       Основной узел АТС - это коммутационное устройство, обеспечивающее соединение вызывающего  абонента  с вызываемым и удержание этого соединения на время разговора. Соединение выполняется с помощью устройств АТС, которые принято называть шнуровыми комплектами (ШК). Шнуровые комплекты являются наиболее сложными элементами АТС. По этой причине в большинстве случае количество шнуровых комплектов в АТС значительно меньше числа абонентов, что определяет основной режим работы АТС - режим очереди.        

       Поэтому  АТС  в общем случае выполняет последовательно следующие операции:

- принимает вызовы от абонентов, производит пробу занятости шнуровых комплектов и соединительных путей в коммутационном устройстве, подключает свободные шнуровые комплекты  к линиям вызывающих абонентов, посылает абонентам ответ АТС о готовности к установлению соединений;

- принимает кодовые команды в виде набора номера от абонентов на установление требуемого соединения, производит пробу занятости соединительных путей  и линий связи вызываемых абонентов, посылает сигналы занятости и контроля посылки вызова (КПВ);

- принимают сигналы ответа вызываемых абонентов, устанавливают и удерживают разговорное соединения между абонентами;

- принимают сигналы отбоя от абонентов и возвращают приборы АТС в исходное состояние ожидания.

       Если  количество  шнуровых комплектов,  имеющихся у КУ 

                                m  =  n  / 2,

  то  очевидно, что  в предельном случае, когда все  n -  абонентов  одновременно  пожелают попарно связаться  друг с другом,  такой коммутатор сможет  это  выполнить.

       Это условие  коммутации без потерь вызовов. Такие АТС выполняют на небольшое  число абонентов, либо в  случаях, требующих высокой надежности в обеспечении связью.

       В случае большого числа абонентов  обеспечить  требуемое количество  ШК технически сложно.  Поэтому  в  предельном случае  связи между всеми абонентами, части абонентов  будет выдан отказ в обслуживании.

       Такая схема коммутации  носит название  коммутации с  потерями вызова.

       Интенсивность вызовов в течение суток – величина не равномерная.  Обычно опытным путем определяют  «час наибольшей нагрузки»  (ЧНН). 

       Для  оценки интенсивности загруженности  КУ  используют понятие телефонной нагрузки, А [Эрланг],  равной отношению времени возможного суммарного занятия ШК к времени наблюдения, т. е.

       А = τ / Т  =  τср * n / T,  где  τ - суммарное возможное  время занятия  ШК за время наблюдения  Т,  τср  среднее  время одного занятия ШК, n – число вызовов  за время  Т.  Обычно  Т = 60 минут в ЧНН.

Например,  за Т = 60 минут  суммарное время занятия  всех ШК составило 180 минут. В этом случае  суммарная телефонная нагрузка  на КУ 

               А = 180 / 60  = 3 (Эрланга).

Если КУ содержит 10 ШК, то телефонная нагрузка на один ШК  составит

                       Ашк  =  А / 10  = 0, 3 Эрланга.

       Теория вероятности позволяет связать  % потери вызовов,  В  в функции от телефонной нагрузки,  А  и числа каналов, С  (т. е. количества  ШК) (рис.  7.2.).  Этот  график  используется для  практических расчетов  сетей телефонных связей. Здесь под  Числом каналов  понимают количество требуемых соединительных  линий (СЛ) между  различными коммутаторами при объединении их в единую телефонную сеть, либо количество требуемых в АТС  для обеспечения допустимого числа отказов шнуровых комплектов.

       Для судовых АТС  норма потерь вызовов составляет  от 0,1 до 1% .        

Классификация  автоматических телефонных станций

       В основном АТС отличаются между собой типом шнуровых комплектов, их конструктивным исполнением. Исторически первым был разработан шнуровой комплект на основе  Шагового искателя, который  механически коммутировал свои контакты  по ламелям, к которым подсоединялись СЛ  абонентских комплектов (АК). Количество шагов такого искателя ограничивали числом 10, что  было удобно для  использования  в системе номеронабирателя десятичной системы счисления.

       Однако при большем, чем 10  числе абонентов, необходимо было вводить вторую ( а иногда и третью и четвертую) ступени коммутации (искания) и такая АТС  имела  внушительную конструкцию и обычно использовалась  в городских телефонных сетях. Так как каждая ступень коммутации отрабатывала  свою десятичную  цифру в набираемом номере, то такие АТС назывались Декадно –шаговыми (ДШК) .  Практическое использование, в том числе и в качестве судовых АТС,  они имели  в период с  1950-х  до 2000 года.

       В 1960 – 1970 годы разрабатываются иные конструкции коммутационных  электромеханических элементов взамен ненадежных шаговых искателей - координатные  соединители.  Каждый такой соединитель эквивалентен  10 -20  ШК, выполненным на шаговых искателях, значительно надежнее в работе.  АТС такого типа имеют  название АТСК  и  выполняются на большое число абонентов (1000  -10000). Как правило,  они используются в качестве районных в городах. Поэтому на судах  использовались  в меньшей степени.

       Низкая надежность декадно - шаговых и координатных АТС  особенно в условиях  вибраций и пыли потребовали поиска других технических решения для построения  шнурового комплекта.  Для этого в  качестве  коммутационных  элементов  в 1970 –е годы  были использованы  разработанные в это время  электронные реле на основе герметичный контактов – герконов. Высокая виброустойчивость, низкие требования к влажности и пыли – это идеальный вариант для  судовой АТС.  Такие АТС получили название  квазиэлектронных. Они массово изготавливались  в 1980 годы  и устанавливались как  на  судах, так и для сетей общего пользования. Типичная  абонентская емкость таких АТС  - до 1000 абонентов.

       1990 –е годы – годы  распада промышленности  СССР,  массового внедрения зарубежных технологий. Это годы цифровизации систем связи, т. е. переход от аналоговых к цифровым системам связи.

       В технике построения  АТС  здесь можно выделить два направления:

-  построение коммутационного поля  («шнуровых комплектов») чисто в цифровом виде, когда  дискретезированный  и оцифрованный  телефонный сигнал  коммутируется цифровой схемой;

-  построение коммутационного поля  по принципу квазиэлектронной АТС, т. е. коммутируется