Двухзвенные и многозвенные схемы коммутации

При большом числе пользователей более эффективны схемы коммутации, содержащие много звеньев. На рис. 1.3 приведена двухзвенная схема коммутации. Для определения областей применения сравним предыдущую и последующую схемы по числу требуемых точек коммутации.

Рис. 1.3. Двухзвенная коммутационная схема

На рис. 1.3 приняты следующие обозначения:

n — число входов в матрицу звена A;

r — число матриц звена A;

m — число входов матрицы звена A;

s — число выходов матрицы звена B;

k — число выходов из матрицы звена B;

f — " связность".

Связность — это число промежуточных линий, которые соединяют одну определенную матрицу звена A с одной определенной матрицей звена В.

Пусть необходимо коммутировать N входов с M выходами. Тогда будут соблюдаться следующие условия: для полнодоступной коммутационной схемы число точек коммутации равно NM;

Для неполнодоступной схемы коммутации число точек коммутации равно r (nm) + m/f (ks).

Однако r (число коммутаторов звена A) зависит от требуемого общего числа входов N и составляет

r = N/n.

В то же время m/f (число коммутаторов звена B) зависит от требуемого общего числа выходов M:

m/f = M/k.

Тогда число точек коммутации неполнодоступной коммутационной схемы будет равно Nm + Ms.

Тем самым определяется условие: чтобы многозвенная коммутационная схема была более эффективна, чем однозвенная, число коммутационных точек в ней должно быть меньше, чем в полнодоступной:

NM > Nm + Ms

1 > m/M + s/N.

Последнему условию может соответствовать множество сочетаний параметров коммутационных схем, но для всех из них справедливо, чтобы соблюдались соотношения

m/M < 1 и s/N < 1 (где N, M, m, s ≠ 0).

Эти требования означают, что число выходов матрицы звена A не должно быть больше общего числа выходов всей коммутационной схемы M, а число входов звена B не должно быть больше общего числа входов в коммутационную схему N.

Такое условие выполняется для всех реальных задач. Число выходов матриц, которые имеются к настоящему времени, для малых станций (от 100-500 входов и того же диапазона выходов) варьируется от 4 до 8, а для больших емкостей (4000-300000 входов и выходов) встречаются матрицы по 512 выходов.

Из приведенных выше данных следует, что в современных телефонных станциях однозвенные коммутационные схемы во много раз менее экономичны, чем многозвенные.

Однако небольшое число входов в коммутационную матрицу не позволяет построить коммутационную двухзвенную схему с достаточно большим числом выходов. Для этих случаев применяются многозвенные схемы (см., например, рис. 1.4).

На рис. 1.4а показан блок, содержащий 8 коммутационных матриц 8х8. Он имеет общее число входов N = 64 и выходов M = 64. Для увеличения числа входов и выходов строится схема из 8 блоков (рис. 1.4б), которая позволяет увеличить число входов и выходов до N = M = 512.

Приведенная на рис. 1.4 схема коммутации имеет равное количество входов и выходов. Однако для построения телефонных систем применяются различные типы блоков. Они различаются не только параметрами коммутаторов и числом каскадов, но и назначением.

Рис. 1.4. Пример построения 4-звенной коммутационной схемы 512x512

Например, известно, что уровень загрузки абонентских линий довольно низок (за исключением таксофонов, линий с терминалами сети Internet). В среднем они используются в час на 10-15%. Для межстанционных линий, стоимость которых очень высока, необходимо увеличить интенсивность использования и тем самым снизить требования по числу линий, выделяемых для заданной группы абонентов. Поэтому для включения абонентских линий применяются специальные схемы с концентрацией (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Концентрация нагрузки на звене A: а) 2-звенная схема с концентрацией; б)пример создания матрицы с концентрацией.

Для создания концентрации применяются матрицы, которые имеют число входов большее, чем число выходов. Это может достигаться конструктивно или путем запараллеливания выходов (рис. 1.5). В цифровых системах коммутации широко применяются варианты, когда концентрация путем запараллеливания делается на абонентских (терминальных) комплектах, что вносит дополнительные удобства. При рассмотрении вопросов построения терминальных комплектов будут рассмотрены и такие варианты.