РАЗГОВОРНЫЙ ТРАКТ МАТС С ИМПУЛЬСНО- ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

Принцип построения разговорного тракта с импульсно-временным разделением каналов представлен на рис. 10.16. Каждая абонентская линия имеет электронный контакт ЭК, через который она может подключаться к общестанционному участку тракта О. Для

Выдача требуемых импульсных последовательностей обеспечивается через управляющую (вспомогательную) пространственную коммутационную систему

УПКС (рис. 10.17) 11 соединения телефонных аппаратов двух абонентов Аб1 и А62 не. обходимо одновременно с соответствующей периодичностью, на. пример р; (см. рис. 3.15б), замыкать ЭК этих абонентов линий. При каждом импульсе ЭК открывается, а в паузах между импульсами данной последовательности закрывается. При новом соединении последовательность импульсов может быть другой, например р; или рв. Для передаваемой полосы разговорных частот 300— 3400 Гц частота замыкания контактов должна быть не ниже 6800 Гц. В известных экспериментальных ЭАТС частота замыкания контактов составляет 8, 10, 12, 5 кГц. Такую частоту переключения могут обеспечить только быстродействующие ЭК, поэтому данный способ разделения каналов не может использоваться в электромеханические.

Требуемые ЭК в УПКС выбираются управляющим устройством УУ в соответствии с номерами линий вызывающего и вызываемого абонентов и номером канала, предоставляемого для соединения. Поскольку ЗК в разговорном тракте открывается на очень малые промежутки времени, разговорный ток, приходящий по абонентской линии, передается в обще станционный участок тракта (провод) О в виде последовательности импульсов, модулированных в 9К1 по амплитуде. Для осуществления разговора эту последовательность нужно подать на ЭК2 и демодулировать ее, т. е. выделить низкочастотную составляющую разговорных токов, поступающих на вход ЭК1. Эту составляющую можно выделить при помощи фильтра нижних частот ФНЧ, который обычно имеет частоту среза, равную половине частоты повторения импульсов. С введением ФНЧ схема разговорного тракта с импульсно-временным разделением каналов - принимает вид, показанный на рис, 10.18. Если на вход ЭК1 поступает

разговорный ток, изменяющийся по закону Ат cos М (где А — амплитуда импульсов, т — коэффициент модуляции), выходе ФНЧ2 появляются разговорные токи, меняющиеся по : тому же закону, но с меньшей амплитудой, а именно: Атусов М

(т1=тТ— коэффициент заполнения, т — длительность импульса, Т, — период) .

Разговорные токи низкой частоты передаются через станционный участок тракта в виде импульсов, поэтому система импульс но-временной передачи вносит затухание. Для оценки величины этого затухания предположим, что четырехполюсники, из которых : построен тракт, всюду согласованы и содержат элементы, не вносящие потерь, а сопротивление-нагрузки (одной из абонентских линий) равно сопротивлению генератора (другой абонентской линии).

Рабочее затухание в идеальной системе с импульсно-временным разделением каналов зависит как от числа каналов и, так и от коэффициентов а. Расчеты и экспериментальная проверка показывает, что затухание разговорного, тракта даже при небольшом числе импульсно-временных каналов в станционном участке тракта значительно превышает норму, установленную для рабочего затухания АТС. Это приводит к необходимости введения дополнительных устройств для компенсации затухания, вносимого АТС с импульсно-временным разделением каналов. Такими устройства ми являются усилители, которые могут включаться либо в станционный участок тракта (импульсные усилители ИУ), либо устанавливаться для каждой абонентской линии в тракт низкой часто. ты (усилители низкой частоты УНЧ).

При использовании на АТС четырехпроводной системы передачи (рис. 10.19) в станционном участке тракта устанавливается импульсный усилитель. Каждый абонентский комплект в этом. случае содержит дифференциальную систему ДС с балансным

контуром БК для включения двухпроводной абонентской линии, два электронных контакта ЭК и ЭК и, фильтр нижних частот ФНЧ. Для осуществления передачи от Аб1 к АбУ необходимо совпадение импульсных последовательностей поступающих. Для передачи в обратном направлении необходимо также совпадение последовательностей импульсов, приложенных.

Если усилители устанавливаются на каждую абонентскую линию (рис. 10.20), то в станционном участке тракта импульсы передаются с небольшой амплитудой, а требуемый уровень передачи на выходе к абонентской линии получают при помощи усилителя низкой частоты УНЧ.

Рассмотренные схемы разговорных трактов ЭАТС с импульсно-временным разделением разговорных каналов требуют достаточно сложных абонентских комплектов (АК) с дифференциальными системами, которые вносят дополнительное затухание. Если используется двухпроводная система передачи, АК могут быть упрощены (рис. 10.21). В обще станционный участок тракта включают

один импульсный усилитель и четыре электронных контакта ЭКа — ЭКв. Время занятия тракта делится на две части: время, предоставляемое для передачи от Аб1 к А62 (.9Кз и ЭК открыты, а ЭК и ЭКв закрыты), и время, необходимое для передачи в обратном направлении (ЭК4 и 3К> открыты, а ЭКз и ЭКв закрыты). Как мы видим, упрощение АК приводит к усложнению обще станционной части тракта, а также к сокращению длительности импульса минимум в 2 раза, что вызывает увеличение затухания разговорного тракта.

В разговорном тракте АТС с импульсно-временным разделением каналов используются электронные контакты 91(, фильтры ФНЧ, усилители ИУс или УНЧ и разрядные устройства РУ.

Электронный контакт периодически размыкает и замыкает разговорную цепь во время передачи разговорных токов между соединенными телефонными аппаратами, поэтому он должен обладать малым сопротивлением в открытом состоянии и большим со- противлением в закрытом. В отличие от ЭК, в системах с пространственным разделением каналов к нему предъявляются повышенные требования в отношении частоты переключения. Поэтому для построения схемы ЭК используются полупроводниковые диоды, транзисторы и другие элементы, обладающие высокой скоростью переключения.

На рис. 10.22 представлен ЭК на трех транзисторах, который работает следующим образом. При отсутствии управляющей серии транзисторы Т1 и Т2 закрыты напряжением +12 В, а транзистор ТЗ закрыт положительным потенциалом (или отсутствием) на управляющем выходе У. При подаче на управляющий вход импульсной последовательности р; при каждом импульсе транзистор ТЗ открывается, и в первичной обмотке трансформатора протекает ток. Появляющееся при этом напряжение на вторичной обмотке трансформатора обеспечивает открывание транзисторов Т1 и Т2 при каждом импульсе.

Благодаря этому образуется электрическая цепь через транзисторы Tl и Т2 для

прохождения разговорных сигналов. — Величина управляющего тока выбирается такой, чтобы удержать транзисторы Tl и Т2 в состоянии насыщения на время действия импульса, поступающего на управляющий вход У.

В качестве коммутационных транзисторов Т1 и Т2 должны использоваться транзисторы, обладающие достаточно высоким быстродействием и малым сопротивлением между коллектором и эмиттером в открытом (насыщенном) состоянии.

Используемые в схемах ЭАТС с импульсным разделением каналов фильтры, усилители импульсные и низких частот не отличаются от аналогичных устройств, применяемых в аппаратуре уплотнения,

Разрядное устройство предназначено для устранения переходного влияния между каналами. В ЭАТС с импульсно-временным разделением каналов переходное затухание между каналами зависит от взаимного расположения импульсов соседних каналов. Максимальный уровень переходного разговора наблюдается между каналами, образованными импульсами двух соседних последовательностей. Основной причиной переходного разговора является накопление заряда на распределенной емкости общестанционного участка тракта (провод О), Защитный интервал между каналами т, мал, а заряд на емкости не успевает рассеяться к моменту поступления следующего канального импульса, что вызывает появление переходного разговора в соседнем канале. Для устранения

этого явления между проводом 0 и землей включается разрядное устройство РУ (рис. 10.23), представляющее собой электронный 1 контакт, управляемый специальной импульсной последовательностью. Эта последовательность открывает контакт после каждого канального импульса на время, несколько меньшее времени защитного интервала между импульсами двух соседних каналов.

Наличие РУ резко укорачивает задний фронт импульса, тем самым уменьшая уровень переходных разговоров (рис. 10.24о).

10.7. ГРУППООБРАЗОВАНИЕ BATC С ИМПУЛЬСНО- ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

В ЭАТС с импульсно-временным разделением каналов импульсные последовательности могут закрепляться за отдельными источниками нагрузки (абонентскими или соединительными линиями) или предоставляться источникам только на время соединения. По принципу- построения разговорного тракта ЭАТС с импульсно-временным разделением каналов подразделяются на ЭАТС в которых соединение импульсно-временных каналов осуществляется с переходом на низкую частоту, и МАТС, в которых происходит непосредственная коммутация обще станционных трактов. На рис. 10.25 представлена схема ЭАТС с импульсно-временным разделением соединительных путей с амплитудно-импульсной модуляцией и четырехпроводным трактом. К обще станционным

проводам Оа и Оз, 04 подключаются через оконечные устройства (дифференциальную систему, усилитель, фильтр низкой частоты) и электронные контакты абонентские и внутристанционные линии. Число последних определяется по величине телефонной нагрузки, создаваемой N линиями и принятыми потерями сообщения. За каждой абонентской линией закреплена индивидуальная. серия импульсов р, р, ра, ..., р, которая воздействует на соответствующие ЭК; и ЭК'; и открывает их в определенной временной позиции.

Для установления соединения, например, между линиями Аб 1 и Аб N необходимо на концы внутристанционной линии, по которой будет устанавливаться соединение, подать серии импульсов соответственно. При этом ЭК концов этих линий будут открываться в той же временной позиции, что и ЭК соединяемых абонентских линий. Необходимое число импульсных каналов и определяется числом источников нагрузки N. При заданной частоте импульсных последовательностей образующих каналы, время, отведенное для одного канала, определяется из соотношения

Из полученного выражения видно, что с увеличением числа источников нагрузки уменьшается время, отводимое одному каналу, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению длительности канального импульса, а следовательно, к увеличению рабочего затухания. [см. (10.2)]. Такой способ закрепления импульсных последовательностей за абонентскими линиями может быть использован для МАТС малой емкости.

Импульсные последовательности можно закреплять не за каждой абонентской линией, а за внутристанционными линиями. В этом случае при установлении соединения, например, между линиями Аб 1 и Аб N необходимо открывать ЭК и ЭК во временных позициях, закрепленных за концами внутристанционных линии.При этом Число Импульсных последовательностей сокращается и равно удвоенному количеству внутристанционных линий.

Разговор между абонентами Аб 1 и Аб N происходит следующим образом, Аналоговый сигнал поступает на ЭК, который открывается импульсами с последовательностью p. В ЭК аналоговый сигнал превращается в импульсный и проходит через ЭК открываемый в той же временной позиции. Импульсный сигнал проходит через ФНЧ и УНЧ, преобразуется в низкочастотный сигнал и поступает на ЭК и далее на ЭК. Эти электронные контакты открываются в одинаковой временной позиции pb, в результате чего на выходе ЭК появляется импульсный сигнал, который далее преобразуется в аналоговый и поступает в линию Аб Ф.

Коммутационная система ЭАТС позволяет осуществлять передачу разговора без перехода на низкую частоту, при этом импульсные последовательности каналов Ne закрепляются постоянно . за каждой абонентской или соединительной линией, а придаются каждой паре соединяемых линий только на время соединения. При таком построении схемы отпадает необходимость во внутри- станционных линиях, так как абонентские линии будут соединяться непосредственно через общестанционные провода 0> — О~ при воздействии на 9К этих линий, совпадающих по фазе серий им- пульсов,

Число каналов, предоставляемых для соединения группе из N абонентов, при любом способе закрепления каналов лимитируется длительностью канального интервала т. При частоте повторения импульсов f=8 кГц и числе каналов n=100 время, отводимое на канал, т=1,25 мкс. Дальнейшее увеличение числа каналов приведет к уменьшению т. При этом повышается требование к быстродействию ЭК и увеличивается рабочее затухание. Это ограничение накладывает определенные условия схемы группо- образования коммутационных систем МАТС.

В электронной МАТС большой емкости М абонентских линий разбиваются на й групп по а линий в группе. Каждой группе придается свой обще станционный провод 0 (групповой тракт) с числом временных каналов с. При установлении соединения между ;абонентскими линиями из разных групп имеет место коммутация между обще станционными проводами О, относящимися к соответствующим группам (рис. 10.26).

Соединение между абонентскими линиями внутри группы осуществляется одним из выше рассмотренных способов. Для соединении

АЛ разных групп необходима коммутация групповых трактов, которая может обеспечиваться как с переходом, так и без перехода на тональную частоту.

На рис. 10.26а представлена схема группообразования, в которой предусматривается переход на тональную частоту посредством комплектов тональной частоты КТЧ. Для установления соединения между каждой парой групповых трактов, обслуживающих разные группы, предусматривается отдельная группа комплектов КТЧ, общее число которых

Подключение КТЧ к двум групповым трактам осуществляется при помощи двух ЭК. Для коммутации групповых трактов и подключения к ним пиний в рассматриваемой схеме потребуется число ЭК, равное. В такой схеме при установлении соединения между абонентами разных групп не требуется совпадения импульсных последовательностей в различных групповых трактах. Для установления соединения между абонентскими линиями, относящимися к двум разным группам, например Аб 1 из Гр 1 и Аб и из Гр 2, необходимо подать одинаковые импульсные последовательности, например р на ЭК> в первой группе и ЭК z первого группового тракта, а на ЭК по второй группе и ЭК я второго группового тракта может быть подана любая другая свободная импульсная последовательность, например р;, образующая канал в групповом тракте.

Количество КТЧ можно сократить, используя схему группообразования, приведенную на рис. 10.266. В данной схеме за каждым групповым трактом (кроме одного) закрепляется одна группа КТЧ. Как и в схеме на рис. 10.26а, число комплектов КТЧ в группе равно числу каналов с. При этом любой канал из данной группы может через любой комплект КТЧ соединиться с любым импульсным каналом другой группы. Для обеспечения этого каждый комплект КТЧ имеет k групповых электронных контактов I'ЭК. Общее число электронных контактов в данной схеме равно Q>q=ck(k — 1)+nk, а количество комплектов КТЧ равно (k — lj, т. е. уменьшается в k раз по сравнению со схемой на рис. 10.26а Однако требования к ГЭК значительно возрастают, поскольку они должны работать при подаче любых импульсных последовательностей, образующих каналы в групповом тракте. В связи с этим ГЭК должны работать при значительно меньшей скважности между импульсами и, следовательно, их необходимо рассчитывать на рассеивание значительно большей мощности, чем обычные ЭК.

Для станций большой емкости необходимо применять звеньевое построение разговорного тракта, поэтому при использовании КТЧ станции становятся сложными и дорогими 1 к- и применение их становится нецелесообразным. Электронные АТС большой емкости можно строить по принципу непосредственной коммутации.

На рис. 10.27 представлена схема, в которой при установлении соединения между абонентскими линиями из разных групп ЭК этих линий и ГЭК соединяющие групповые тракты должны открываться в одной и той же временной последовательности. Такое соединение возможно только в том случае, если имеются импульсные каналы, одновременно свободные в обоих рассматриваемых группах. Количество ЭК в схеме

В том случае, если разговорный тракт строится по четырехпроводной системе, каждая группа имеет два импульсных групповых тракта передающий и приемный.

Недостатком схемы с непосредственной коммутацией групповых трактов являются сложность синхронизации, а также наличие внутренних блокировок за счет неудачного сочетания свободных каналов в различных группах. При установлении соединения в группах, обслуживаемых, например, трактами 0i и Ор, могут использоваться три способа выбора каналов.

1. Сначала в случайном порядке выбирается любой свободный ' канал в групповом тракте 0>, затем отыскивается свободный канал в той же временной последовательности в групповом тракте 0>. Если этот канал окажется занятым, абоненту посылается сиг. ': нал «Занято». Этот способ искания каналов достаточно прост, однако процесс обслуживания связан с большими потерями сообщения.

2. Находятся одноименные свободные каналы. в обоих групповых трактах, которые и используются для установления соединения. Если в групповых трактах нет одноименных свободных каналов, то абоненту посылается сигнал «Занято». При этом способе потери сообщения уменьшаются, однако процесс искания свободных каналов усложняется.

3. В групповом тракте 0 занимается любой свободный канал, во втором тракте отыскивается канал в той же временной позиции. Если этот канал окажется занятым, то для соединения используется ближайший свободный канал. С целью соединения этих каналов применяются линии задержки, которые обеспечивают сдвиг информации из временной последовательности одного канала во временную последовательность другого канала. При этом потери сообщения уменьшаются, однако схемы искания и коммутации усложняются.