Координатные соединители

Еще в 1900 г. Бетуландер и Пальмгрен в Швеции начали работать над заменой искателя Строуджера. В 1905 г. соотечественник Бетуландера и Пальмгрена Эриксон предложил создать на основе ре­лейных схем так называемые координатные поля - идея, далеко опередившая свое время. Хотя эти работы непосредственного прак­тического выхода не имели, можно считать, что именно они легли в основу современных координатных АТС. Идею построения комму­тационного прибора с релейными контактами, которые замыкаются с помощью координатных реек предложил также Рейнольде в США в 1914 г.

В 1919 г. фирма «Бетуландер компани» уже смогла построить не­сколько небольших экспериментальных координатных станций, хо­рошо зарекомендовавших себя в работе. А по случаю 300-летия го­рода Гетеборга, которое праздновалось в 1923 г., там была открыта первая современная координатная АТС. Поэтому именно 1923 г. счи­тается годом ввода в действие техники координатной коммутации.

С 1930 г. на основе этой техники в Швеции стали строиться цен­тральные АТС. После того как в Мальме была построена АТС на 40000 номеров, началось триумфальное шествие координатных станций по всему миру. Успехи шведов побудили фирму «Белл телефон компани» начать собственные разработки, и в 1938 г. первая координат­ная АТС вступила в строй в США. В начале 40-х годов шведский «Эриксон» приступил к разработке и производству координатных АТС разных типов для городской, междугородной и сельской связи (ARF-50, ARM-20nflp.).

После второй мировой войны техника координатной коммутации получила повсеместное распространение. В 1950 г. она вводится в Финляндии, в 1952 г. - в Голландии, в 1955 г. - в Бразилии, с этого же года она распространяется в странах Азии и в Австралии. В 50-х г. координатные АТС были созданы во Франции (Пентаконта) и в Анг­лии (5005). В 60-х годах были разработаны городские координат­ные АТС в Чехословакии (РК-20) и ГДР (АТС-65).

В Советском Союзе разработка координатных АТС разного назна­чения была начата в первой половине 50-х годов. В 1956 г. было орга­низовано производство городских координатных подстанций на сто номеров ПС-МКС-100, а в последовавшие годы были разработаны сельские координатные АТС малой и средней емкости К-40/80, К-100/2000. Стала также выпускаться модификация АТС типа К-100/2000 для учрежденческой связи. В середине 60-х годов завер­шилось создание координатной станции типа АТСК для городских те­лефонных сетей. С целью уменьшения затрат на абонентские линей­ные сооружения ЛОНИИС совместно с заводом «Тесла-Карлин» (Че­хословакия) была разработана городская координатная подстанция на 1000 номеров ПСК-1000, которая успешно использовалась и еще сегодня используется во многих ГТС. Для междугородной телефон­ной связи выпускались координатные АМТС-2 и АМТС-3.

Дальнейшее усовершенствование городских и сельских коорди­натных АТС с целью повысить надежность коммутационной аппара­туры, увеличить пропускную способность АТС, уменьшить стоимость оборудования и снабдить его комплексом контрольно-проверочных устройств привело к созданию станций АТСК-У и АТСК-50/200М.

В этой главе будут рассмотрены применяемые сегодня в ВСС РФ координатные АТС, предназначенные для городской, сельской и учрежденческой связи. Но прежде посмотрим, что же представ­ляют собой коммутационные приборы координатного типа и как они работают.

Так как координатные соединители рассматриваются здесь по­сле декадно-шаговых искателей, воспользуемся следующим, часто приводимым примером. Пусть десять выходов десяти вращатель­ных искателей многократно соединены между собой, как это пока­зано на рис. 3.1 слева. Такая схема позволяет каждому из десяти входов получить соединение с каждым из десяти выходов, разуме­ется, если тот свободен. Аналогичная по возможностям схема коор­динатного соединителя 10x10 показана на рис. 3.1 справа.

Самая простая техническая реализация такой модели - включить по одному реле в каждую точку пересечения «горизонталей» и «вер­тикалей». Но тогда соединитель 10x10 будет содержать сто реле, а значит - сто электромагнитов, сто якорей и сто комплектов кон­тактных пружин.

Рис. 3.1 Модель координатного соединителя 10x10

Нашлось, однако, более остроумное решение - заменить сто электромагнитов двадцатью (10-для горизонтальных линеек коор­динатного поля и 10 - для вертикальных) и применить такую конст­рукцию соединителя, в которой для выбора любого выхода исполь­зуются два электромагнита (один - по горизонтали, второй - по вер­тикали), а для удержания полученного соединения служит только второй из них. В этой конструкции с десятью электромагнитами, на­зываемыми выбирающими, связано 5 горизонтальных реек (по од­ной рейке на каждую пару магнитов). При срабатывании того или другого из пары выбирающих электромагнитов связанная с ними рейка поворачивается на небольшой угол в ту или в другую сторону (кстати, именно эти горизонтальные рейки привели к английскому названию координатного соединителя - crossbar). На каждой рейке имеется 10 упругих выбирающих пальцев, которые в состоянии по­коя находятся между группами контактных пружин, расположенны­ми в соседних горизонтальных рядах. Один палец обслуживает две контактные группы; так что каждая рейка обслуживает 20 контакт­ных групп (соответственно, 5 реек обслуживают 100 контактных групп). Если срабатывает нижний выбирающий электромагнит, то связанная с ним горизонтальная рейка сдвигает 10 выбирающих пальцев к 10-ти контактным группам, находящимся выше рейки; если же срабатывает верхний выбирающий электромагнит, то рейка сдви­гает пальцы к 10-ти нижним группам контактов.

С каждой из 10-ти вертикальных планок жестко связан один из 10-ти удерживающих электромагнитов. При срабатывании удержи­вающего электромагнита связанная с ним планка поворачивается вокруг своей вертикальной оси и сдвигает в горизонтальном направ­лении все пять выбирающих пальцев, обслуживающих контактные группы данной вертикали. Существенно, что только тот палец, кото­рый был перемещен выбирающим электромагнитом, пока еще про­должающим удерживать свой якорь, сдвигаясь при повороте верти­кальной планки, воздействует на опору, производящую включение контактов выбранной таким образом контактной группы, и остается плотно прижатым к этой опоре. Воздействие вертикальной планки на другие пальцы не влияет на состояние контактных групп и на ра­боту соединителя. Теперь горизонтальная рейка может быть возвра­щена в нейтральное положение - должен отпустить свой якорь свя­занный с ней выбирающий электромагнит. Удерживающий электро­магнит остается в работе до окончания соединения. Всели вам ясно? Повторим теперь это снова в сжатом виде:

1) срабатывает выбирающий электромагнит - выбирающие пальцы
«выбирают» один из 10 горизонтальных рядов контактных групп;

2) срабатывает удерживающий электромагнит -замыкаются контак­
ты в выбранной точке пересечения горизонталей и вертикалей,
и планка, связанная с якорем удерживающего электромагнита,
плотно зажимает выбирающий палец, благодаря чему замыкает­
ся соответствующая группа контактов;

3) отключается выбирающий электромагнит- горизонтальная рей­
ка, возвратившись в нейтральное положение, готова для пере­
мещения остальных пальцев;

4) только когда контакты в точке пересечения нужно разомкнуть, вы­
ключается цепь удерживающего электромагнита, и использовав­
шийся выбирающий палец освобождается.

Таким образом, в координатном соединителе одновременно мо­жет существовать множество соединений, но они должны устанав­ливаться по очереди и под контролем специального устройства -маркера, который управляет электромагнитами, создающими оче­редное соединение. Поэтому, в отличие от АТС, построенных на де-кадно-шаговых искателях с прямым управлением, которые сами об­рабатывают импульсы набора, поступающие от абонента, в коорди­натных АТС используется косвенное (или обходное) управление, о чем будет сказано в следующем параграфе.

Применяемые в отечественных координатных АТС коммутацион­ные устройства называются многократными координатными соеди­нителями (МКС). Контактное поле МКС состоит из групп контактных пружин релейного типа с контактами на замыкание. В ряде конст­рукций МКС вместо неподвижных контактных пружин применяются общие струны, с которыми образуют контакт подвижные пружины. Известно несколько разновидностей МКС, различающихся конструк­цией, количеством горизонталей и вертикалей, объединенных об­щей системой привода, и некоторыми другими признаками. Два наи­более распространенных типа МКС имеют следующие условные обо­значения: МКС 20x10x6 и МКС 10x20x6. В таком обозначении пер­вое число указывает количество вертикалей, входящих в состав од­ного МКС, второе - емкость контактного поля каждой вертикали и третье - проводность, т.е. число проводов, коммутируемых каждой группой контактов. Схема многократного координатного соедини­теля МКС 20x10x6 изображена на рис. 3.2.

Рис. 3.2 Схема многократного координатного соединителя МКС 20x10x6

В соответствии со своим названием этот МКС имеет 20 верти­кально расположенных контактных пакетов. В каждом пакете имеет­ся 10 шестиконтактных групп. В этих группах подвижные пружины — индивидуальные, а роль неподвижных пружин исполняют контакт­ные струны, общие для всех 10 групп. Каждому пакету придан удер­живающий электромагнит, якорь которого представляет собой одно целое с расположенной вертикально удерживающей планкой. При работе удерживающего электромагнита якорь притягивается, планка поворачивается вокруг своей вертикальной оси и прижимает к опо­ре контактной группы выбирающий палец, сдвинутый работающим в данный момент выбирающим электромагнитом в сторону этой группы. Пакет контактных групп с удерживающей планкой (якорем) и удерживающим электромагнитом составляют отдельный конструк­тивный элемент, называемый вертикальным блоком или вертикалью. Внешний вид МКС 20x10x6 представлен на рис. 3.3. Применяются также и МКС других типов, имеющие проводность от 3 до 12.

Различают двухпозиционные и многопозиционные МКС. Число позиций определяется числом электромагнитов, которые должны сработать для выполнения каждого соединения. Например, в двухпозиционном МКС всякий раз срабатывает два электромагнита (один выбирающий и один удерживающий), втрехпозиционном -три (два выбирающих и один удерживающий) и т.д. Чем больше позицион­ность МКС, тем эффективнее строится на его основе коммутацион­ное поле, но тем сложнее конструкция. Наиболее широко распро­странены двухпозиционные и трехпозиционные соединители. МКС получили свое название в связи с многократным использованием каждой из выбирающих реек для организации соединений в разных вертикалях одного МКС.