Квазиэлектронные и электронные АТС

По мере развития технологий стали появляться заменители тра­диционных электромеханических коммутационных элементов-элек­тронные и магнитные устройства, в которых отсутствовали подвиж­ные части, а следовательно, практически исчезали механические повреждения, повышалось быстродействие, снижались габариты и масса.

Преимуществами электронных коммутационных элементов были также более высокая технологичность изготовления, большая инте­грация компонентов в одном корпусе, возможность использования печатного монтажа и других достижений электроники того времени: транзисторов, полупроводниковых диодов, магнитных элементов с прямоугольной петлей гистерезиса, твердых интегральных схем и больших интегральных схем (БИС) с высокой степенью интегра­ции. Соответственно, электронные АТС, по сравнению с электроме­ханическими, имели меньшие габариты, требовали меньших площа­дей и кубатуры зданий, меньших затрат на электроэнергию и экс­плуатационное обслуживание, обеспечивали более гибкие возмож­ности построения телефонных сетей.

На первом этапе достижения электроники стали применяться только в управляющих устройствах АТС, что привело к появлению квазиэлектронных АТС, сочетавших в себе электронное управление и электромеханические коммутационные элементы.

Практически в тот же период, на рубеже 1960-х и 1970-х годов, делаются важнейшие шаги в развитии систем коммутации, связан­ные с компьютерной революцией. Компьютеры начинают исполь­зовать для преобразования адресной информации, для линейного искания в коммутационном поле и пр., а управление по записан­ной программе в квазиэлектронных и электронных АТС стало нор­мой. Именно программное управление коммутацией послужило важной предпосылкой зарождения современной теории програм­мирования. Многие достижения в теории программирования яви­лись результатом исследований и разработок ученых и инженеров телекоммуникационных компаний, в частности, Bell System. Пер­вое программное обеспечение коммутации в АТС было реализова­но до изобретения современной операционной системы. Програм­мы управления коммутацией писались на языке ассемблера, а рас­пределением программных сегментов управляли сами разработ­чики программ.

Первая телефонная станция с программным управлением роди­лась в 1950-х годах в исследовательском центре Bell Laboratories. Опытный образецсистемы, названный ESSEX, прошел эксплуатаци­онные испытания в 1960 году в Моррисе, штат Илинойс. Однако путь от опытного образца до промышленного производства оказался го­раздо труднее, чем ожидалось. Разработка требовала прорыва в об­ластях конструирования процессора, языков программирования, компиляции, распределения ресурсов в реальном времени и других усилий, которые впоследствии образовали целые отрасли научной дисциплины, известной теперь как компьютерные науки. Первая ком­мерческая коммутационная станция ESS1 была введена в эксплуа­тацию 30 мая 1965 года в Суккасунне, штат Нью-Джерси (кстати, по соседству с первой бруклинской координатной АТС) и обслуживала 200 абонентов. Позже в число подобных разработок вошли ESS2 и ESS3, а также аналогичные изделия других изготовителей. По мере развития компьютеров детали конструкции этих станций претерпе­вали изменения, и на протяжении 20 лет ESS1 переросла в более современную версию 1А ESS.

Название квазиэлектронные АТС предполагает сохранение про­странственной аналоговой коммутации с применением механиче­ских контактов, но, одновременно, - использование электронных программируемых управляющих устройств. Для построения комму­тационного поля в квазиэлектронных АТС применялись быстродей­ствующие малогабаритные коммутационные элементы с электриче­ским, магнитным или механическим удержанием контактов в рабо­чем состоянии. К коммутационным элементам с электрическим удержанием относились герконовые реле и реле типа ESK. Герконы (герметизированные контакты) представляли собой маленькие стек­лянные баллоны длиной 20-50 мм и диаметром 3-5 мм, заполнен­ные инертным газом и содержащие контактные пружины из магнит­ного материала. Контактные поверхности были покрыты золотом или другим неокисляемым металлом. Применение герконов иллюстри­рует рис.1.8. Язычковое реле, изображенное на рис. 1.8 а, содержит электромагнитную катушку К, внутри которой помещается один или несколько герконов Г, а для создания замкнутого магнитопровода в реле предусматривается ярмо Я из магнитного материала. При прохождении через обмотку язычкового реле управляющего посто­янного тока создается магнитное поле, силовые линии замыкаются через ярмо и контактные пружины, которые при этом притягивают­ся друг к другу и образуют контакт. При выключении тока происхо­дит размыкание контактов, поскольку контактные пружины возвра­щаются в исходное положение благодаря своей упругости.

Рис. 1.8 Принцип действия геркона

Из отдельных герконовых реле создавались многократные гер-коновые соединители (МГС), представлявшие собой основные ком­мутационные блоки. Еще одной разновидностью многократного гер-конового соединителя с магнитным удержанием был соединитель на гезаконах- герметизированных запоминающих контактах (в аме­риканской литературе такие контакты назывались ремридами, а в японской - меморидами).

Точно так же из отдельных ферридов строились многократные ферридовые соединители (МФС): в каждой точке коммутации имел­ся феррид с определенным числом контактов. Схема коммутации разговорного тракта в МФС аналогична схеме коммутации в герко-новом соединителе.

Отечественной разновидностью многократного соединителя с магнитным удержанием явился многократный интегральный соеди­нитель (МИС), который отличался от МФС тем, что магнит (из полу­твердого магнитного материала) в выбираемой точке коммутации работал по принципу безгистерезисного намагничивания. Впрочем, в связистских кругах того времени это обозначение воспринималось исключительно как начало фамилии Леонида Яковлевича Мисуло-вина, организатора и директора Рижского отделения ЦНИИСу соз дателя первой советской квазиэлектронной АТС с записанной про­граммой ИСТОК для сельских телефонных сетей. К отечественным АТС с программным управлением мы еще вернемся в главе 6.

Цифровые АТС

Переход на цифровую передачу и коммутацию немедленно при­вел к резкому улучшению качества речи, особенно в тех случаях, ко­гда участники соединения были разделены большим расстоянием (для предотвращения потерь передаваемой информации требует­ся множество регенераторов, кумулятивный побочный эффект ко­торых-значительное искажение сигнала, но цифровой сигнал, в от­личие от аналогового, очень легко восстанавливать).

Первой цифровой АТС оказалась не разработка Bell Laboratories, а европейская станция ЕЮ, установленная в 1970 году в Ланьоне, Франция. В американских источниках первой цифровой системой часто называют междугородную станцию 4ESS, созданную в Bell Laboratories и впервые установленную в 1972 году в качестве аль­тернативы координатным АМТС типаХВ4, а первой городской циф­ровой АТС - станцию DMS-10 компании Nortel, тоже установлен­ную в 1970-х годах. Что же касается городских станций Bell Labora­tories, то первая цифровая АТС типа 5ESS была установлена в на­чале 1980-х годов.

Микропроцессорная революция оказала влияние на архитектуру систем коммутации не только благодаря снижению стоимости управ­ляющих компьютеров. Произошел отказ от полностью централизо­ванного управления и переход к модульной архитектуре, появились удаленные микропроцессорные модули, разгрузившие основные системы и обеспечившие экономическую эффективность и в стан­циях малой емкости, что будет рассмотрено в главе 9.

, Удешевление микропроцессорных управляющих устройств никак не повлияло на стоимость разработки цифровых АТС. Разработка одной из наиболее известных станций - 5ESS - потребовала 4 тыся­чи человеколет и около 500 млн. долларов. Впрочем, вряд ли это оказалось самой сложной и трудоемкой работой Bell Laboratories. Хотя лаборатории были созданы в 1925 г. для исследований в об­ласти телефонной связи, их изобретения продвинули вперед дале­ко не только телефонию: в Bell Laboratories были разработаны тран­зистор, многочисленные аудио-устройства, системы беспроводной радиосвязи, операционная система UNIX и многое, многое другое. Что же касается цифровых АТС, то им посвящены все главы этого учебника, начиная с главы 4, а конкретные системы рассматривают­ся в главах 5 и 6.

Однако сейчас настало время рассмотреть наиболее консерва­тивный элемент телефонии, взаимодействующий со всеми упомя­нутыми в этом параграфе АТС, - аналоговый телефонный аппарат.

1.6 Телефонные аппараты

Читатели, уже знакомые с устройством телефонного аппарата из учебного курса физических основ телефонии, могут пропустить этот параграф. Для остальных общее знакомство с работой обычного телефона необходимо для того, чтобы уточнить, каким образом в АТС устанавливаются телефонные соединения. К вопросу о телефонных аппаратах мы, так или иначе, будем обращаться и в следующих гла­вах при рассмотрении очередного поколения систем коммутации, а здесь проанализируем основные принципы устройства аналого­вого телефона и сигнализацию по абонентскому шлейфу. Отметим, однако, что подробное описание физической конструкции и элек­трической схемы телефонного аппарата выходит за рамки учебни­ка, а потому в этом параграфе можно ограничиться схематическим описанием телефона.

Классический телефонный аппарат состоит из двух конструктив­ных частей, собственно аппарата и телефонной трубки. Обычно в ап­парате находится рычаг, на котором лежит трубка в то время, когда аппарат не используется, а при снятии трубки с рычага срабатывает механически связанный с ним переключатель, контакты которого замыкаются. Аппарат и трубку соединяет шнур с проводами, а в бес­проводных телефонных аппаратах это соединение обеспечивает маломощный радиоканал. В ранних конструкциях телефонных аппа­ратов микрофонную часть располагали в базовом блоке, который оформляли в виде настольного или настенного ящика, а трубка со­стояла только из небольшого наушника, который абонент прижимал к уху. У большинства современных аппаратов в телефонной трубке помещаются и наушник, и микрофон, причем физическая конструк­ция трубки соответствует форме головы человека.

Самая простая схема телефонного аппарата содержит микрофон, телефон, батарею, магнето и звонок. Микрофон преобразует энер­гию акустического поля в электрическую энергию. Первоначально в телефонных аппаратах использовались так называемые угольные микрофоны (carbon microphones), работа которых полностью соот­ветствовала изобретению Эдисона. Зернышки угля были насыпаны между двумя параллельно расположенными пластинами, и общее электрическое сопротивление этой конструкции изменялось в за­висимости от звукового давления, которое сближало пластины и прижимало зернышки угля друг к другу. Когда звуковая волна оказы­вала более сильное давление наугольные частицы, активное сопро­тивление микрофона уменьшалось, и сила тока увеличивалась. Та­ким способом микрофон превращал акустические колебания в ко­лебания электрического тока. Эти основные принципы воздействия звуковых колебаний на ток в абонентском шлейфе сохраняются и теперь, хотя в современных телефонах используются более слож­ные и более высококачественные микрофоны.

Переменный ток, генерируемый микрофоном, на другом конце соединения снова преобразуется в звук. Преобразование это вы­полняет телефон, который состоит из диафрагмы и электромагнит­ной катушки. Через обмотку катушки проходит переменный ток, по­лучаемый от микрофона. Этот ток, в свою очередь, создает пере­менное магнитное поле, которое вызывает колебания диафрагмы, благодаря чему возникают звуковые волны, близкие к исходным зву­ковым колебаниям на передающей стороне.

Для работы микрофона необходим источник постоянного тока - батарея. Если батарея местная, т. е. вмонтирована в телефонный аппарат, то постоянный ток нужно изолировать от линии с перемен­ным током, несущим аудиосигнал; делается это с помощью конден­сатора или трансформатора. Применение местного источника пи­тания имеет очевидные недостатки: использование преобразователя переменного тока бытовой электросети означает, что при повреж­дении этой сети телефон прекратит работу, а автономный источник питания в аппарате требует ухода и/или периодической замены. Кроме того, в аппаратах с местной батареей необходимо иметь спе­циальное устройство для вызова станции и для передачи сигнала отбоя после окончания связи. Таким устройством является магне­то - небольшая электрическая машина, приводимая в действие пу­тем вращения рукоятки и генерирующая переменный ток небольшой частоты (десятки герц) с напряжением порядка сотни вольт.

В применяемом почти повсеместно режиме с централизованным источником питания батарея постоянного тока находится на теле­фонной станции и обеспечивает надежное питание всех включен­ных в нее телефонных аппаратов. Номинальное напряжение стан­ционной батареи равно 60 или 48 вольтам.

И, наконец, в телефоне имеется приемник вызывного сигнала - звонок (вспомним, что речь пока идет о самом простом телефонном аппарате; все знают, что в современных аппаратах для этой цели, как правило, применяют другие электроакустические преобразова­тели). Если два телефона связаны друг с другом прямой некоммути­руемой линией, то сигналом вызова, поступающего к звонку одного из них, является переменный ток, создаваемый при вращении маг­нето второго. При коммутируемой связи звонок вызываемого теле­фона получает вызывной сигнал, генерируемый на станции. Чтобы звонок был хорошо слышен, электрический сигнал вызова должен быть достаточно мощным. В станциях российской ТфОП напряже­ние этого сигнала составляет приблизительно 90 В при частоте 25 Гц.

Очевидно, что необходимость крутить ручку магнето для вызо­ва станции и для того, чтобы оповестить ее об окончании связи, причиняет абоненту ощутимые неудобства. Замена магнето схе­мой, содержащей трансформатор и позволяющей использовать для формирования вызывного сигнала напряжение бытовой сети пе­ременного тока, избавляет от названных неудобств, но ставит воз­можность связи в зависимость от того, насколько надежно работа­ет эта сеть. Более совершенные телефонные аппараты, питающие­ся от центральной батареи, содержат очень важный элемент, уст­раняющий этот недостаток и выполняющий ряд других функций, - рычажный переключатель. В зависимости от того, находится мик­ротелефонная трубка на рычаге или нет, переключатель пребывает в одном из двух возможных состояний, каждому из которых соот­ветствует определенное положение его контактов, - если трубка на рычаге, цепь потребления тока от станционной батареи разомк­нута, а при поднятой трубке эта цепь замкнута. Когда трубка поло­жена, контакт рычажного переключателя разомкнут, и ток, потреб­ляемый линией от батареи, равен току утечки. Когда абонент сни­мает трубку, контакт переключателя замыкается, и потреблять ток начинает микрофонная цепь телефонного аппарата. По изменению тока, потребляемого линией, станция может определить состоя­ние рычажного переключателя в аппарате, подключенном к этой линии, благодаря чему обеспечивается вызов станции абонентом и сигнализация об отбое. Нужно заметить, однако, что чем длин­нее линия, тем больше ток утечки и тем меньше ток при поднятой трубке. Это обстоятельство затрудняет определение станцией со­стояния рычажного переключателя в аппарате абонента, располо­женного от нее на большом расстоянии.

Поскольку вызывной сигнал поступает к аппарату, когда трубка находится на рычаге, то есть при разомкнутых контактах рычажного переключателя, звонок подключен к линии независимо от положе­ния этих контактов, а чтобы через его обмотку не создавалась цепь постоянного тока, подключение производится через конденсатор. Обмотка звонка имеет настолько большую индуктивность, что ее шунтирующее влияние на аудиосигнал при снятой трубке практиче­ски неощутимо, а при положенной трубке сопротивление обмотки переменному току составляет большую часть сопротивления линии, измеренного со стороны станции. В те времена, когда использова­ние «параллельных» телефонов нужно было регистрировать и допол­нительно оплачивать, службы ГТС время от времени проверяли со­противление каждой абонентской линии, чтобы выявить наличие параллельных телефонных аппаратов. Абоненты, впрочем, могли легко помешать этой проверке, отключая звонок в «нелегальном» дополнительном телефоне.

Говоря о телефонном аппарате, включаемом в АТС, нужно рас­смотреть набор номера и некоторые другие сигналы, передавае­мые по абонентской линии. Более подробно эти вопросы освеща­ются в книге о сигнализации в сети абонентского доступа [43]. Уп­рощенно же абонентская сигнализация - это передача информации, необходимой для создания и разрушения соединения двух абонентов телефонной сети. После передачи сигнала об измене­нии состояния абонентского шлейфа, которое происходит, когда абонент инициирует вызов, сняв телефонную трубку с рычага, он должен передать на станцию телефонный номер вызываемого або­нента (того, кто инициирует вызов, обычно называют абонентом А, а того, кому этот вызов адресован, - абонентом Б). Когда шлейф замыкается, в линии появляется ток, приблизительно, 20 - 50 мА. Абонентский комплект АТС обнаруживает изменение тока в линии и активизирует аппаратные (сигнальные цепи) или программно-аппаратные средства, предназначенные для приема цифр, которые передаст абонент А, и в соответствии с которыми АТС должна бу-детустановить соединение. Информация о номере абонента Б мо­жет передаваться одним из двух классических способов - шлейф-ными импульсами или многочастотными сигналами. Импульсный набор, который иллюстрирует рис. 1.9, будет рассмотрен при опи­сании АТС декадно-шаговой системы. Многочастотный набор под­держивается всеми современными телефонными аппаратами; этот способ будет рассмотрен в других главах.

Рис. 1.9 Импульсный набор номера

Сигнализация по абонентской линии включает в себя не только рассмотренные выше сигналы, создаваемые и воспринимаемые схе­мой телефонного аппарата. Но поскольку именно телефонный ап­парат является предметом данного параграфа, остальное мы отло­жим на будущее. Здесь же приведем только рис. 1.10, на котором изображены фазы передачи сигналов по абонентской линии. Когда станция обнаруживает вызов со стороны абонента А (снята трубка), она передает ему акустический сигнал «ответ станции», который абонент слышит в телефоне своего аппарата и воспринимает как приглашение набрать номер. После набора АТС информирует або­нента А о том, что соединение успешно установлено, посылая ему сигналы КПВ (контроль посылки вызова) с одновременной переда­чей вызывного сигнала в телефонный аппарат абонента Б. Когда або­нент Б отвечает, АТС отключает как вызывной сигнал, так и сигнал КПВ. В конце разговора АТС обнаруживает состояние «трубка поло­жена» и разрушает соединение.

Рис. 1.10 Сигнализация по абонентским линиям

1.7 Стандартизация в области коммутации

Как и приведенные выше стандартизованные параметры, отно­сящиеся к сигнализации по абонентским линиям, практически во всех разделах этого учебника будет упоминаться множество других стандартов: для характеристик качества обслуживания вызовов в АТС, для электрических и логических интерфейсов, для систем син­хронизации, систем сигнализации и пр. Здесь же хотелось бы осве­тить общие подходы к стандартизации в коммутационной технике.

Прежде всего, следует отметить весьма досадное, но уже много­кратно проявившееся и оказавшее влияние на развитие коммутаци­онной техники обстоятельство: стандартизация не является только техническим вопросом. Иногда бывает невозможно принять глобаль­ные стандарты из-за противоположных политических интересов, и часто для Европы, Америки и Японии принимаются разные стан­дарты. Европа не хочет принимать американскую технологию, а Аме-рика не хочет принимать европейскую. Все это происходит либо из соображений защиты местной промышленности, либо по другим, далеким от техники причинам. Примером такого политического ре­шения был выбор в семидесятые годы особого закона кодирования ИКМ для Европы, отличающегося от уже существовавшего амери­канского закона кодирования, о чем известно из курса многоканаль­ной электросвязи. Более свежими примерами могут служить аме­риканские и европейские решения относительно технологий GSM, DAMPS и CDMA для цифровой подвижной связи.

Есть и обратные примеры. Так, стандарт DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications), о котором будет сказано в главе 7, и спецификации которого были разработаны ETSI, получил развитие и в США под названием PWT (Personal Wireless Telecommunica­tions). Неоднократно упоминающиеся далее в этой книге стандарты ISDN - еще один крупный проект ETSI и ITU-T, признанный в настоя­щее время во всем мире.

Стандартизация играет ключевую роль в обеспечении услуг меж­дународной связи. Официальные международные стандарты опре­деляют, например, технологию ISDN, построение оборудования дос­тупа xDSL, передачу данных с коммутацией пакетов по протоколу Х.25, факсимильную связь, интерфейсы сети доступа V5, систему общеканальной сигнализации №7 и многое другое, о чем будет идти речь дальше.

Регулирование всех рассматриваемых ниже коммутационных технологий ведется под управлением Международного союза элек­тросвязи (ITU), уполномоченного Организацией Объединенных Наций (ООН). Ранее известный как Международный консультатив­ный комитет по телеграфии и телефонии (МККТТ), он был создан 17 мая 1865 года двадцатью европейскими государствами, вклю­чая Россию, которые подписали предложенную Францией первую международную Телеграфную конвенцию, обеспечившую согласо­вание и взаимодействие национальных телеграфных сетей и поло­жившую начало деятельности Международного телеграфного сою­за. В 1925 году в рамках Международного телеграфного союза были образованы два комитета - Международный консультативный ко­митет по дальней телефонной связи (в 1932 г. переименован в Ме­ждународный консультативный комитет по телефонии, МККФ) и Международный консультативный комитет по телеграфии, МККТ. Тогда, в 1932 г. в Мадриде были проведены совместно конферен­ции Международного телеграфного союза и Международного ра­диотелеграфного союза, принята единая конвенция, и два союза были объединены в один, который с 1934 г. называется Междуна­родным союзом электросвязи, МСЭ. Таким образом, не сейчас, а целых 70 лет назад был образован международный орган МСЭ, объединивший все три отрасли электросвязи -телеграф, телефон, радио. Штаб-квартира МСЭ размещалась в Берне (Швейцария). Основная деятельность Союза была направлена на поддержку и расширение международного сотрудничества, рациональное ис­пользование всех видов электросвязи, содействие развитию тех­нических средств и их эффективной эксплуатации.

После окончания второй мировой войны, в 1947 г. состоялась международная конференция в Атлантик-Сити, на которой была мо­дернизирована структура МСЭ и было заключено соглашение с ООН, в результате которого МСЭ стал его специализированным учреждением, и его штаб-квартиру перенесли из Берна в Женеву. А в 1955 г. на базе МККТ и МККФ был образован Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (МККТТ), в котором прорабатывались также вопросы, относящиеся к пере­даче данных, факсимильных сообщений и видеоинформации. Воз­врат исторического названия ITU (МСЭ) произошел совсем недав­но в ходе мероприятий, направленных на борьбу с бюрократизмом и на повышение эффективности деятельности ООН. Обновленная структура исследовательских комитетов этой организации пред­ставлена в таблице 1.1, а серии рекомендаций по тематике данной книги - в таблице 1.2.

Таблица 1.1 Исследовательские комиссии ITU-T

 

И К 2	Эксплуатационные аспекты предоставления услуг, сетей и характеристик функционирования
ИК 3	Тарифные принципы и принципы расчетов, включая относящиеся к этому экономические и стратегические вопросы
ИК 4	Эксплуатационное управление средствами электросвязи, включая TMN
ИК 5	Защита от электромагнитных воздействий окружающей среды
ИК 6	Линейно-кабельные сооружения
ИК 7	Сети передачи данных и взаимодействие открытых систем
ИК 9	Интегрированные широкополосные кабельные сети и передача телевизионных и звуковых программ
ИК 10	Алгоритмические языки и общие аспекты программного обеспечения для систем электросвязи ИК 11 Требования к сигнализации и протоколы
ИК 12	Характеристики сетей и оконечного оборудования при сквозной передаче
ИК 13	Сети на многопротокольной базе и на базе протокола Интернет и их взаимодействие
ИК 15	Оптические и другие транспортные сети
ИК 16	Мультимедийные услуги, системы и оконечные устройства
Спец. ИК	IMT-2000 и последующие системы

Европейский институт стандартов для электросвязи (ETSI - Euro­pean Telecommunications Standards Institute) создан в 1988 году и является независимой организацией, разрабатывающей паневро-пейские стандарты. Институт расположен на юге Франции в Sophia Antipolis и насчитывает сотни членов из десятков стран, которые представляют администрации связи, сетевых операторов, исследо­вательские организации и конечных пользователей Европейского содружества. Примером стандартов, созданных ETSI, является гло­бальный стандарт цифровой мобильной связи GSM, который при­нят не только в европейских странах, но и во всем мире.

 

Таблица 1.2 Структура серий рекомендаций ITU-T

 

D	Общие принципы начисления платы
Е	Общая эксплуатация сети, функционирование служб и человеческие факторы
G	Системы и среда передачи, цифровые системы и сети
Н	Системы аудиовизуальной и мультимедийной связи
I	Цифровая сеть интегрального обслуживания
J	Передача мультимедийных сигналов
К	Защита от помех
М	Сеть эксплуатационного управления средствами электросвязи (TMN)
Р	Качество телефонной передачи, телефонные установки и абонентские линии
Q	Коммутация и сигнализация
V	Передача данных по телефонной сети
X	Сети данных и взаимодействие открытых систем
Y	Глобальная информационная инфраструктура
Z	Языки программирования

Нельзя не упомянуть также Международную организацию стан­дартизации (ISO), известную, в частности, как разработчик типовой модели взаимодействия открытых систем (OSI), которая рассмат­ривается в главе 8, посвященной системам сигнализации. Одним из крупнейших в мире профессиональных обществ, создавшим много важных стандартов, является Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE). Некоторые из стандартов IEEE, например, стан­дарты для локальных сетей (LAN), были приняты ISO в качестве меж­дународных. Таковым является, в частности, стандарт ISO 8002 для локальной сети Ethernet, эквивалентный стандарту IEEE 802.2.

В телекоммуникационной сфере многих политико-этнических территориальных образований важную роль играет национальное регулирование, хотя роль эта, по вполне очевидным причинам, не­сколько меньше, чем роль международного регулирования. Приме­ром может служить Организация национальных стандартов США (ANSI). Большинство государств имеет определенные законы, пра­вила и стандарты, которые охватывают такие вопросы, как конкурен­ция операторов, тарифы, выделение спектра радиочастот и харак­теристики линий телефонной связи. В России эти вопросы закреп­лены за Министерством РФ по связи и информатизации, в Соеди­ненных Штатах - за Федеральной комиссией связи (FCC). С другой стороны, AUSTEL, выполнявший аналогичные функции в Австралии, недавно был лишен таких прав, в Новой Зеландии национальная сеть также была полностью либерализована. Не прекращается дискус­сия и по поводу упразднения FCC в США. Европейская конференция администраций связи (Conference Europeenne des Administrations des Postes et des Telecommunications - CEPT) завершила свою работу (часть которой передала ETSI).

Наряду с государственными стандартизующими организациями, существует много других, общественных организаций, работающих со стандартами более эффективно. Среди них Инженерная рабочая группа Интернет IETF, которая занимается стандартизацией стека протоколов TCP/IP и другими инженерными аспектами Интернет, ATM-форум, который ведет работы, относящиеся к асинхронному режиму переноса информации, Memorandum of Understanding GSM (вопросы глобальной системы связи подвижных объектов), ADSL-форум (асимметричные цифровые абонентские линии), SoftSwitch-консорциум, форум по ретрансляции кадров, DSL-форум, MPLS-форум, организация партнерства по системам 3-го поколения (3GPP), консорциум по мультимедийной конференции (IMTC) и др.

Эти организации являются более гибкими и выпускают необхо­димые стандарты гораздо быстрее, чем официальные всемирные ор­ганизации. Их стандарты часто используются как базис для офици­альных стандартов, одобряемых МСЭ и ISO.

Глава 2

Декадно-шаговые АТС

От знаний еще никто не умирал, но рисковать не стоит. Из студенческого фолькора

Основные принципы ДШ АТС

Те читатели, которые всерьез исповедуют приведенный в каче­стве эпиграфа принцип, могут пропустить эту и следующую главы и сразу перейти к цифровой коммутации. Остальным хотелось бы напомнить, что всякие знания рентабельны, что заложенные Строуджером технические идеи интересны и сегодня, и, наконец, что мил­лионы абонентов ВСС России все еще обслуживаются станциями этой системы.

Коммутация в декадно-шаговых АТС производится под непосред­ственным управлением сигналов набора номера вызывающим або­нентом, без использования каких бы то ни было централизованных управляющих устройств. Мы вернемся к отсутствию централизован­ного управления далее, при рассмотрении полностью распределен­ного программного управления в цифровых АТС типов S12, DX-200 и др. Но это - уже следующий виток спирали развития систем ком­мутации. Ведь декадно-шаговые АТС, в отличие от электронных, ква­зиэлектронных и даже координатных, вообще не обладали никаким интеллектом (за исключением, разве лишь, схемы совместного мон­тажа индивидуальных электромеханических искателей, определяв­шей структуру той или иной АТС). Каждая набираемая вызывающим абонентом цифра управляла одним искателем, и каждый искатель мог обслуживать всякий раз только один вызов.

Например, если вызывающий абонент набирает цифру «3», иска­тель выполняет шаги вверх на три уровня, затем ищет свободный искатель из тех, которые подключены к выходам этого третьего уров­ня. Контакты останавливаются на выходе, соединенном с первым свободным искателем третьего уровня, и этот прибор принимает затем следующую набираемую цифру. Таким путем, абонент сам управляет выбором маршрута через всю станцию.

Электромеханический искатель состоит из трехосновных частей:

• неподвижной части - контактного поля;

• подвижной части со щетками - для создания электрического контакта с нужными ламелями контактного поля;

• движущего механизма (привода) - для перемещения подвижной части в нужное положение и для возвращения ее в исходное положение.

Искатели, как вращательные, так и подъёмно-вращательные, с помощью которых производится искание всех видов, принято пока­зывать на скелетных и принципиальных схемах в виде условных изо­бражений, приведенных на рис. 2.1.

Рис. 2.1 Условные изображения шаговых искателей

Декадно-шаговые АТС относят к первому поколению автомати­ческих систем телефонной коммутации. Первые АТС этой системы появились еще в позапрошлом столетии. Примерами таких АТС, вы­пускавшихся отечественной промышленностью, являются рассмат­риваемые далее в этой главе городские АТС-47, АТС-54 и сельские АТС-100/500, в которых используются подъемно-вращательный ис­катель, получивший название ДШИ (декадно-шаговый искатель), и вращательный искатель ШИ-17 (шаговый искатель на 17 положений). Наша промышленность выпускала шаговые искатели прямого дей­ствия с одним круговым движением щеток и с контактным полем емкостью 10, 15, 25 и 50 линий, предусматривавшие коммутацию от четырехдо восьми проводов и обозначавшиеся ШИ11, ШИ17, ШИ25 и ШИ50, соответственно. На ступени предварительного искания при­меняются вращательные шаговые искатели типа ШИ-11 (АТС-47) или ШИ-17 (АТС-54), а на станциях малой емкости типа УАТС-50/100 при­нято обратное предыскание с применением искателей ШИ-50.

Кроме декадно-шаговых, к АТС первого поколения относятся так называемые «машинные» станции, которые производились в Совет­ском Союзе с 1927 г. на заводе «Красная Заря» в Ленинграде. В ма­шинных АТС для группы искателей предусматривается общий машинный привод, состоящий из нескольких постоянно вращающихся валов. Подвижная часть искателя приводится в движение при ее вре­менном сцеплении с вращающимся валом.

Помимо привода, характерными особенностями автоматических станций машинной системы являются отказ от декадного построе­ния контактного поля и обусловленное этим наличие регистра, то есть использование не прямого, а обходного принципа управления исканием. Своеобразны также конструкция искателя и принцип его работы. Как и подъемно-вращательный, машинный искатель совер­шает движение двух видов, но в нем имеются две подвижные час­ти - базовый блок и размещенная на нем рейка со щетками. Базо­вый блок вращается (вынужденное движение), поворачиваясь на такой угол, чтобы рейка оказалась против того ряда струн контакт­ного поля, в который включены линии направления, выбранного при вынужденном движении базового блока. Затем рейка начинает сво­бодное поступательное движение вдоль струн этого ряда и останав­ливается, когда ее щетки соприкоснутся стой группой струн, в кото­рую включена свободная в этот момент линия. Интересно, что очень часто использовался такой вариант искания, когда рейка, не найдя свободного выхода, совершала обратное движение и могла двигать­ся взад-вперед до тех пор, пока какая-нибудь из линий не освобо­дится. Этот вариант давал особенно упорным абонентам возмож­ность получить соединение в сильно перегруженном направлении, не набирая многократно один и тот же номер, а лишь держа трубку возле уха и терпеливо дожидаясь момента, когда нужное соедине­ние будет, в конце концов, установлено.

Наиболее сложная и дорогостоящая часть машинного искателя -
механическая. Контактное же поле искателя составляет небольшую
долю его стоимости. Очевидные экономические соображения про­
диктовали выбор конструкции искателя с большой емкостью контакт­
ного поля, что дало возможность уменьшить общее количество ис­
кателей на АТС.

После окончания Второй мировой войны восстановить производ­ство машинных станций не удалось, и было принято решение орга­низовать на заводе «Красная Заря» производство декадно-шаговых АТС. Разработка первой такой АТС была закончена в 1947 г. Станция получила название АТС-47. В 1954 г. была закончена разработка усо­вершенствованной декадно-шаговой АТС, получившей название АТС-54. Параллельно на заводе ВЭФ в Риге была разработана и ста­ла производиться декадно-шаговая АТС типа УАТС-49, предназна­ченная для автоматизации внутренней телефонной связи предпри­ятий и учреждений.

Характерной особенностью АТС-47 является применение на ст