Pek çok cihaz, bunların açılıp kapanmasını ve lambaların parlaklığını vb. ayarlamayı sağlayan yük kontrol (anahtarlama) devreleri içerir. Bu tür devreler genellikle tristörler veya triyaklar temelinde inşa edilir; transistörler, optotiristörler veya elektromanyetik röleler daha az yaygın olarak kullanılır. kullanılmış. Modern tristörleri ve triyakları kullanarak, 220 V'un üzerinde besleme voltajına sahip yüksek güçlü lambaları açabilirsiniz. Düşük güçlü ışık yayan sistemlerde, aynı amaç için, düşük besleme voltajına sahip lambaları kontrol eden yüksek güçlü transistörler kullanılabilir. (olası sınırlar kullanılan transistörlerin parametrelerine bağlıdır). Aşağıda birkaç basit yük anahtarlama düğümünün diyagramları bulunmaktadır.

Anahtarlama elemanları olarak sıklıkla KU202 serisinin tristörleri ve serinin triyakları kullanılır. KU208. Bu bileşenler 25...480 V gerilimlere dayanabilir (belirli eleman tipine bağlı olarak) ve 5...10 A'ya kadar açık akım sağlayabilir. Daha yüksek güçlü ışık yayıcıların anahtarlanması gerekiyorsa, o zaman tristörler T106-10-4 serisi kullanılabilir, T122-20-2, T131-40-3. Genel durumda, triyakların anahtarlama elemanları olarak kullanılması, alternatif voltajı değiştirebilmeleri nedeniyle devreleri bir şekilde basitleştirir; güç devresinin girişindeki diyot köprüsünü açmaya gerek yoktur (verimlilik artar ve cihazın boyutları bir bütün olarak azalır). Ek olarak, güç devreleri ile kontrol devresi arasında galvanik izolasyon sağlayan optotiristörlerin kullanılması da temel bir olasılıktır.

Puc.1

Şekil 1, geleneksel akkor lambalar için bir anahtarlama elemanı olarak bir tristörün bağlanmasına yönelik tipik bir devreyi göstermektedir. 3...7V amplitüdlü bir kontrol sinyali doğrudan VS1 tristörünün kontrol elektroduna beslenir. Kontrol devresi bu girişte 200 mA'ya kadar akım sağlamalıdır. VD1-VD4 diyot köprüsü tristöre sabit voltaj sağlar (triyak kullanılıyorsa diyot köprüsü çıkarılabilir).

Puc.2

İncirde. Şekil 2'de anahtarlama devresi bir emitör takipçisi ile desteklenmektedir. Transistör VT1'in tabanına düşük akımlı bir kontrol sinyali verilir. Anahtarlama akımı transistörden, akım sınırlama direnci R1'den ve tristörün VS1 kontrol elektrotundan geçer. Bu durumda giriş kontrol voltajının genliği 1 V'tan biraz daha fazla olabilir.

Puc.3

Bir optokuplör tristör kullanarak (Şekil 3), kontrol sinyalini ve güç devrelerini galvanik olarak izole etmek mümkündür. Bu durumda kontrol darbeleri optokuplörden tristöre ulaşır.

Şekil 4

Şekil 2'deki şema. 4, bir darbe transformatörü kullanarak galvanik izolasyon uygulamanıza olanak tanır. D1.1 ve D1.2 elemanlarına 25 kHz frekanslı bir yüksek frekans jeneratörü monte edilmiştir. Başlangıç ​​durumunda, jeneratör D 1.1 elemanının 2. girişinde düşük kilitlenir. Giriş 2'de yüksek bir seviye göründüğünde, jeneratör çalışır ve yüksek frekanslı darbeler VS1 tristörünü açar (lamba yanar).

Şekil 5

Şekil 5'te yaygın olarak karşılaşılan diğer modeller gösterilmektedir.

Otomobilin karakteristik bir özelliği, hızlı eskimesi, ancak uzun ömürlü olması olarak düşünülebilir. Günümüzün en modern arabası, en az iki yıl içinde, gelişmiş özelliklere sahip diğer yeni arabalardan daha düşük olacaktır. Ama şimdi bile yollarda geçen yüzyıldan kalma arabalar var. Bu nedenle, en azından genel anlamda bu tür araçların ne olduğunu, yapılarını, özelliklerini, örneğin basit bir kontak anahtarı gibi, arabanın yeteneklerini önemli ölçüde değiştiren bir şeyi bilmek sadece ilginç değil, bazen de gereklidir.

Kontak anahtarının çalışma prensibi nedir ve nedir?

İlk arabalarda bile, fonksiyonel şeması şekilde gösterilen yanıcı karışımı tutuşturmak için akü ateşleme sistemleri kullanıldı.

Bu rakam, çalışmasının kendi kendine indüksiyon ilkesine dayandığını anlamanızı sağlar. Bobin (3) sargısındaki akım akış devresi kesildiğinde, sekonderde yüksek voltajlı bir EMF indüklenir ve bujinin (2) kontaklarında bir kıvılcım oluşmasına neden olur. Devre kopması, bobinin (2) kontaklarının açılmasından kaynaklanır. kesici 6.

Avantajlarına veya dezavantajlarına değinmeden, bu şemanın arabada uzun süre çalıştığını belirtmekte fayda var. Ve yalnızca yeni bir element tabanının ortaya çıkışı, böyle bir cihazın daha da geliştirilmesine ivme kazandırdı ve orijinal çalışma prensibini korudu.

Elektronik kontak anahtarı - geliştirmede bir sonraki adım

En basit ve en belirgin seçenek, ateşleme bobininden akan akımları kontrol etmek için transistör anahtarlarının kullanılmasıdır. Elektronik voltaj anahtarı bu şekilde ortaya çıktı. Bu kadar basit bir cihazın şeması aşağıda gösterilmiştir:


Komütatör, elektromanyetik indüksiyona dayalı orijinal çalışma prensibini etkilemez. VT1 ve VT2 transistörleri olarak kullanılan elektronik anahtarların rolü, S1 kesicinin kontakları üzerindeki yükü azaltmak ve L1 bobininin sargısından akan akımı arttırmaktır. Bu teknik çözümün sonucu şuydu:

• tüm ateşleme sisteminin güvenilirliğinin arttırılması;
• yüksek motor devirlerinde ve yüksek hızlarda çalışma imkanının sağlanması;
• sıkıştırma oranını arttırmak.

Ateşleme sistemi anahtarı neye benzeyebilir?

Yukarıdaki anahtar devresi, ateşleme cihazının nasıl uygulanabileceğine dair seçeneklerden sadece bir tanesidir. Bu aşağıdakiler kullanılarak yapılır:

1. transistörler;
2. tristörler:
3. hibrit elemanlar;
4. temassız sensörler.

Anahtarın transistör devresi yukarıda tartışılmıştır; tristör devresi, ateşleme bobininin elektromanyetik alanında değil, kapasitördeki enerji birikimini kullanır. Tristör sisteminin çalışması sırasında, kontrol sinyalleri alındığında devre, içinden boşaldığı bobinin sargılarına yüklü bir kapasitör bağlayarak bir kıvılcımın ortaya çıkmasına neden olur. Şu veya bu devrenin sahip olduğu avantajlara ve dezavantajlara değinmeden, bu tür herhangi bir cihazın ateşleme sisteminin tüm parametrelerinde önemli bir iyileştirme sağladığını ve zaman içinde geçişin geleneksel akü ateşlemesinin yerini aldığını söylemek yeterlidir.

Ancak sistemin ve özellikle de geçişin geliştirilmesinde bir aşamaya daha dikkat çekmek gerekiyor. Elektronik bileşenlerin kullanılması ve aracın tasarımına bir anahtarın dahil edilmesi, zamanla kontak voltaj kesicisinin terk edilmesini ve bunun temassız bir sensörle değiştirilmesini mümkün kıldı. Yerli otomobillerde böyle bir sistem ilk olarak VAZ otomobillerinde, özellikle VAZ 2108'de kullanıldı. Anahtar özel bir üniteden sinyal aldığında benzer bir çalışma prensibi, bir Hall sensörü kullanılarak VAZ 2108'de uygulanır.


Anahtarlama cihazının ne olabileceğine ilişkin seçenekler göz önüne alındığında, ateşleme sisteminin kendisinin gelişimi göz ardı edilemez. Yapımı sırasında uygulanan temel prensip, tüm sistemin güvenilirliğini ve verimliliğini arttırmaktır. Bu, çok sayıda sensörün okumalarını kullanan mikroişlemci sistemleri kullanılarak elde edilir. Bu tür sistemlerle çalışmak için en az iki kanallı bir anahtara ve son zamanlarda her buji için ayrı bir bobin ve anahtara ihtiyacınız var.
İki kanallı bir anahtar (daha sonra çok kanallı da olacak) olan bu yaklaşım şunları sağlamanıza olanak sağlar:

• daha güçlü kıvılcım;
• distribütördeki kayıpların ortadan kaldırılması;
• kararlı rölanti;
• düşük sıcaklıklarda iyileştirilmiş çalıştırma;
• yakıt tüketiminde azalma.

İki kanallı bir anahtarın kaydırıcıdan kurtulmanıza izin verdiğini belirtmekte fayda var.

Kontak anahtarının arızalı olup olmadığı nasıl belirlenir

Kontak anahtarının bir otomobilin tasarımına, özellikle de VAZ ailesinin yerli otomobillerine dahil edilmesi, güvenilirliklerini artırmayı mümkün kıldı. Ve elektronik ateşleme sistemine sahip ilk üretim otomobili VAZ 2108 olmasına rağmen, benzer cihazlar başta klasikler olmak üzere diğer birçok otomobile kurulmaya başlandı. Bununla birlikte, bu kadar karmaşık bir ürünün kullanılması, bir arıza bulmanın yanı sıra anahtarın kontrol edilmesi ve onarılmasının çoğunlukla yalnızca uzman merkezlerde mümkün olmasına yol açmıştır.
Bir arızanın meydana geldiğini gösteren dış işaretler şunları içerebilir:

1. motor çalışmıyor, bujilerde kıvılcım yok;
2. motor çalışıyor ancak birkaç dakika sonra duruyor;
3. Motor kararsız; anahtar iyi olduğu bilinen bir anahtarla değiştirilirse arıza giderilir.

Daha önce de belirtildiği gibi, bir arızayı tanımlamanın ve bir anahtarı test etmenin en kolay yolu, iyi olduğu bilinen bir anahtar takmaktır. VAZ 2108 de dahil olmak üzere VAZ otomobil ailesi için sağlanan anahtarların oldukça düşük kalitesi nedeniyle, sürücülerin arızalı olanı değiştirmek için yanlarında ek anahtarlar taşıması gerekiyor. Ancak ürünün performansını kontrol etmenize ve arızasını tespit etmenize olanak tanıyan dolaylı bir değerlendirme ilkesi de vardır.


Bunu yapmak için gösterge panelindeki voltmetrenin okumalarını kullanabilirsiniz. Kontağı açmanız gerekiyor ve iğne ölçeğin ortasında olacak ve bir süre sonra sağa sallanacak (motor çalışmadığında bobine giden güç kaynağının kapatılması nedeniyle). Bu ok davranışı anahtarda herhangi bir arıza olmadığını gösterir.
Voltmetrenin olmaması durumunda ateşlemeyi kontrol etmek için bir test lambası gereklidir. Bir ucu toprağa, diğer ucu ise anahtarın 1 nolu terminaline bağlanan bobinin çıkışına bağlanır. Kontağı açarsanız, anahtar düzgün çalışıyorsa bir süre sonra lamba daha parlak yanacaktır.

Ancak bazı durumlarda ateşleme arızası anahtar arızasıyla ilgili değildir. Tellerin durumunu, her şeyden önce toprakla teması ve konnektörlerin durumunu kontrol etmek gerekir. Hall sensörünü de kontrol etmek gerekir.

Yerli VAZ 2108 de dahil olmak üzere bir otomobilin tasarımında bir voltaj anahtarının ortaya çıkışı, ateşleme sisteminin gelişiminin doğal bir sonucuydu. Daha da geliştirilmesi, çalışma verimliliğini artırmak için önce çift kanallı, ardından çok kanallı anahtarların kullanılmasıydı.

Bir yükün (örneğin aydınlatma lambalarının) kablolar üzerinden birden fazla uzaktan kumandayla kontrol edilmesinin gerekli olduğu pratik durumlar sıklıkla vardır. Akla gelen ilk şey, böyle bir sorunu "kafa kafaya" çözmektir: çok sayıda kablo kullanın, tam olarak sorunu çözmek için gereken sayıda. Aynı zamanda, ne kadar çok kablo olursa, ne kadar uzun olursa, iletim veya anahtarlama hattının o kadar pahalı ve karmaşık olacağı, ne kadar az güvenilir olursa, hasar olasılığının o kadar yüksek olacağı açıktır.

İncirde. Şekil 15.1, telgraf alfabesini [R 7/84-39] kullanarak iki yönlü iletişimin düzenlenmesinin basit bir diyagramını göstermektedir. Alıcı ve verici tarafta, telefon kapsüllerine yüklenen aynı ses frekans üreteçleri kullanılır. Bu kapsüller birbirine iki telli bir iletişim hattıyla bağlanır. Her biri aynı anda kendi sinyalinin bir monitörü (kontrol cihazı) ve muhabir tarafından üretilen ses sinyallerinin bir göstergesidir. Açıkçası, hat ne kadar uzun olursa, elektrik direnci o kadar yüksek olur, içindeki sinyal kaybı da o kadar yüksek olur ve buna bağlı olarak muhabirden alınan sinyalin hacmi azalır.

Muhabirler arasındaki mesafe çok fazla değilse yaz aylarında tarlada çalışırken toprak hattın tellerinden biri olarak kullanılabilir. Bunu yapmak için, bir telin bağlandığı zemine metal bir pim çakılır. Alıcı tarafta da benzer eylemler gerçekleştirilir. Bağlantının aynı bina içinde gerçekleşmesi durumunda metal bağlantı parçaları ve borular hat teli olarak da kullanılabilir.

Verici ve alıcı tarafların jeneratörleri ayrı güç kaynakları tarafından çalıştırılır - 1,5 V voltajlı galvanik elemanlar. Jeneratörleri açmak için S1 ve S2 telgraf tuşları kullanılır. Anahtarın yokluğunda hurda malzemelerden bir analog yapılabilir veya bu amaçlar için düğmeler kullanılabilir. Cihaz özel güç anahtarlarına ihtiyaç duymaz: bu işlev telgraf tuşlarıyla gerçekleştirilir.

Telgraf iletişimini tam anlamıyla kullanabilmek için telgraf alfabesine en az bir ay hakim olmak gerekir. Bu nedenle kablolu telefon sistemleri daha çekicidir. İncirde. 15.2 - 15.4 böyle bir bağlantının pratik uygulamasına yönelik seçenekleri gösterir.

İncirde. Şekil 15.2, herhangi bir türde düşük frekanslı amplifikatör kullanıldığında kablolu iletişimin en basit versiyonunun organizasyonunun tipik bir diyagramını göstermektedir (bkz. Bölüm 4). Elektrodinamik tipteki geleneksel yaygın ses yayan kafalar, tersine çevrilebilir ses dönüştürücüler (hoparlör - mikrofon) olarak kullanılır. Aynı amaçla telefon kapsülleri ve radyo yayın ağı hoparlörleri de herhangi bir değişiklik yapılmadan kullanılabilir.

İlginç bir şekilde, en basit iletişim hattı, bir radyo yayın ağının bir çift hoparlörünün uzun kablolarla bağlanmasıyla organize edilebilir. Sinyal hacmi elbette bu kadar yüksek olmayacak ancak iletişimin kurulması için herhangi bir güç kaynağına gerek yok.

SA1.1 ve SA1.2 anahtarları ikiye katlanır ve abonelerden birinin yanına kurulur ve aboneler bunları dönüşümlü olarak alımdan iletime geçirir. Bu durum elbette ikinci abonenin yeteneklerini azaltır.

Şekil 2'deki şemaya göre iki telli iletişimin pratik diyagramı. 15.2, Şekil 1'de gösterilmektedir. 15.3. Düşük frekanslı bir amplifikatör olarak KT315 transistörünü temel alan tek aşamalı bir amplifikatör kullanıldı. Cihaz 9 V pil ile çalışmaktadır.Güç anahtarı şemada gösterilmemiştir.

İki telli telefon iletişiminin cihazı P. Velichkov ve V. Hristov'un kitabında anlatılmıştır (Şekil 15.4). İki telli bir hatta bağlanır ve SA1 anahtarı kullanılarak kapatılabilen kendi güç kaynağına sahiptir. Aynı zamanda, bu anahtar (düğme), ahizeyi (cihazın monte edildiği) alımdan iletime geçirmenizi sağlar. Alma modunda, amplifikatöre güç sağlayan pilin bağlantısı kesilir. Cihaz süresiz olarak "alma" durumunda kalabilir. SA1 düğmesine bastığınızda iki aşamalı düşük frekanslı amplifikatör açılır. Telefon kapsülü bir mikrofona dönüşür, abonelerin bağlı telefonlarının bulunduğu hat onun yüküdür. Bu devre tasarımının avantajı, hatta bağlı el cihazı sayısının (abone sayısı) sınırlı olmaması, genellikle ondan fazla olmamasıdır.

Bir iletişim hattını düzenlemenin yanı sıra, birden fazla konsoldan gelen yükleri eşit şekilde kontrol edebilme sorunu da daha az alakalı değildir. Bu tür bir görev, tarımda veya günlük yaşamda, uzun bir koridorun girişindeki aydınlatmanın açılması ve koridordan çıkarken ışığın kapatılması gerektiğinde ortaya çıkar. Bu görevi minimum sayıda kablo kullanarak gerçekleştirmenize olanak tanıyan birçok devre çözümü vardır. Bunlardan bazıları Şekil 2'de görülebilir. 15.5 - 15.11.

Cihaz (Şekil 15.5), doğru akım kaynağı [R 2/73-48] kullanıldığında iki (veya daha fazla) kontrol panelinden yükteki akımı açmanıza/kapatmanıza olanak tanır. Devre, akımı uygulanan voltajın yalnızca bir polaritesinde iletmek için yarı iletken diyotun özelliğini kullanır. Hattın karşıt taraflarına monte edilen SA1 ve SA2 anahtarları, besleme voltajının polaritesini değiştirmenize olanak sağlar. Buna göre polarite değiştiğinde diyot kapanacak ve yükten herhangi bir akım akmayacaktır. Anahtarlardan herhangi birinin açılması (konumunun değiştirilmesi), polariteyi tekrar değiştirecek ve böylece diyotun hat kesintisine "doğru" doğrudan bağlantısını ve yük üzerinden akım akışını sağlayacaktır. Yük olarak bir ses üreteci veya sınırlayıcı dirençli bir LED kullanılabilir (Şekil 15.5). Devreyi bağımsız olarak sonlandırmak için, üç veya daha fazla kontrol panelini kullanarak yükü nasıl kontrol edebileceğinizi düşünmeniz önerilir.

Yüklerin, örneğin aydınlatma lambalarının, doğru veya alternatif bir akım kaynağından çoklu kontrolle anahtarlanması için, Şekil 2'de gösterilen devreler kullanılır. 15.6 ve 15.7. SA1 ve SA2 anahtarlarının yanı sıra SA3 anahtarları, uzun bir koridordaki ışığı bağımsız olarak açıp kapatmanıza olanak tanır. Bu devre üç kablo kullanır.

İki uzaktan kumandanın dört telli hatları Şekil 2'de gösterilmektedir. 15.8 ve 15.10. İki kablo üzerinden üç yükün anahtarlama şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. 15.9.

Devreler (Şekil 15.8 ve 15.9) röleler kullanılarak yapılmıştır. Bu, cihazı karmaşıklaştırır, ancak kontrol hattı için küçük kesitli kabloların kullanılmasına izin verir, çünkü röle kontrol akımı ve birkaç aydınlatma lambasına güç sağlamak için harcanan akım yüzlerce kez farklılık gösterir.

Şekil 2'de gösterilenlerin işlevselliğini kontrol etmek için. 15.5 - 15.8 devreleri, bunlara düşük voltajlı bir doğrultucudan güç sağlanabilir ve akkor lambalar yerine gösterge için bir LED direnç zinciri kullanılabilir (Şekil 15.8). Söndürme direncinin değeri R (kOhm cinsinden) aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

Sınırsız sayıda sıralı bağlı uzaktan kumanda düğmesi kullanılarak tamamen farklı bir yük kontrolü prensibi, Şekil 1'de gösterilmektedir. 15.11.

Başlangıç ​​​​durumunda, şebeke voltajı, söndürme kondansatörü C1 ve direnç R1 aracılığıyla doğrultucuya (VD1 - VD4) beslenir. Doğrultucunun çıkışına, kontrol devresindeki voltajı 15 V ile sınırlayan bir zener diyot bağlanır. Zener diyota paralel olarak, direnç R2 ve kapasitör C2 (küçük kapasitans), ek olarak yüksek kapasiteli bir bağlanmıştır. kapasitör SZ (1000 μF), seri bağlı bir tristörün VS1 ve röle bobini K1'in bağlandığı VD5 diyotu üzerinden bağlanır. Tristörün kontrol elektrodu VD5 diyotunun katotuna bağlanır.

SB düğmelerinden herhangi birine kısaca bastığınızda, besleme voltajı kapatılır, C2 kapasitörü R2 direnci üzerinden anında boşalır ve tristör kontrol elektrodu bu direnç aracılığıyla SZ kapasitörüne bağlanır. Kapasitör SZ boşaldığında tristörün kilidi açılır. Röle, kontakları ile yükü çalıştırır ve açar. Düğme serbest bırakıldıktan sonra devreye besleme voltajı tekrar verildiğinden, SZ kapasitörü yüklü durumda ve tristör iletken durumda tutulur. Yükü kapatmak için kontrol düğmelerinden herhangi birini yaklaşık bir saniye basılı tutmanız gerekir. Kapasitör SZ tamamen boşalacak, tristör kapanacak, röle ve yük kapanacaktır.

Edebiyat: Shustov M.A. Pratik devre tasarımı (Kitap 1), 2003

Telekomünikasyonda geçiş

Anahtarlama

Anahtarlama istasyonu yapısı

Hiyerarşiyi değiştirme

Devre anahtarlama ve paket anahtarlama

Telekomünikasyon ağları üzerinden veri iletimi

Anahtarlama

Aboneler arasındaki bağlantı yollarını organize etme ve çözme sürecinde bir ağ düğümü tarafından gerçekleştirilen işlevlere denir. anahtarlama. Anahtarlama bir ağdaki veya bu tür girdi ve çıktılardan oluşan bir gruptaki belirli bir girdiden belirli bir çıktıya bir iletim yolunun geçici olarak kurulması anlamına gelir.

Açık Her mesaj alışverişi için ilk olarak bağlantı yollarının oluşturulduğu ve tamamlandıktan sonra bölümlere ayrıldığı çevirmek. Ancak ağda her zaman kalıcı bağlantı yolları olan veya belirli bir süre için bir programa göre düzenlenen yollar bulunan aboneler bulunabilir.

Anahtarlama, "anahtarlama istasyonu" genel adı altında bir dizi özel cihaz kullanılarak gerçekleştirilir. Daha spesifik isimler olan “otomatik telefon santrali” ve “anahtarlama sistemi” de kullanılmaktadır.

Otomatik telefon santrali(PBX), üzerinde birçok abone hattının sonlandığı, hatları birbirine bağlayabilen veya hatlar arasında sinyal hareketini gerçekleştirebilen cihazlar kompleksidir. PBX anahtarlama, telefonlar, bilgisayarlar veya cihazlar arasında bir numaranın çevrilmesiyle kurulan geçici bir bağlantı anlamına gelir.

Anahtarlama sistemi- iki iletim hattını birbirine bağlayan veya bağlantısını kesen bir cihaz.

A Noktası B Noktası

Şekil 8.1. Bir telekomünikasyon sisteminin genel diyagramında anahtarlama istasyonlarının yeri

Yukarıdaki devrede verici ve alıcı olarak düşünülebilir. anahtarlama istasyonları. İletim hatları, istasyonlar arasında iki telli bağlantı hatlarıdır. Anahtarlama istasyonları, aşağıda tartışılan en basit telekomünikasyon ağının önemli bir unsurudur.

En basit telekomünikasyon ağı

İletişim hizmetlerini kullanan kişiye denir abone. Abone, iletişim kurmak için abone cihazını (telefon, bilgisayar veya TV) kullanır.

Bilgileri bir ağ abone cihazından diğerine aktarmak için uygun cihaz üzerinden bağlantı kurmak gerekir. Bu cihaza anahtarlama istasyonu denir. Abone, abone hattı üzerinden anahtarlama istasyonuna iletilen bir numarayı çevirerek gerekli bağlantıyı tanımlar. Çevrilen numara, bağlantı kurmaya yönelik çağrı kontrolü ve yönlendirme bilgilerini içerir.

Prensip olarak, tüm telefon setleri, telefonun şafağında olduğu gibi "herkese" kuralına göre kablolarla bağlanabilir. Bununla birlikte, telefon setlerinin sayısı arttığında operatör, sinyalleri sıklıkla bir çift kablodan diğerine değiştirmek zorunda kaldığını kısa sürede fark eder. Abonelerin yoğun olarak yaşadığı bir bölgenin merkezine santral kurularak toplam kablo uzunluğunun önemli ölçüde azaltılabileceği açıktır. Bölgesel istasyonlar arasında çok az kabloya ihtiyaç vardır çünkü eşzamanlı çağrıların sayısı abone sayısından kat kat azdır, bkz. 8.2. İlk anahtarlama istasyonları manueldi; anahtarlama bir santral üzerinden yapılıyordu.

Pirinç. 8.2. En basit telekomünikasyon ağı.

Abonelerin telefon setleri, her biri bir çift kablodan oluşan abone hatları kullanılarak santral istasyonlarına bağlanıyordu. Buna karşılık, bir şehrin (yerleşim) topraklarında bulunan anahtarlama istasyonları, her biri bir çift kablo olan bağlantı hatları (CL) ile birbirine bağlandı.

Stronger, 1887'de ilk otomatik anahtarlama istasyonunu önerdi. Artık anahtarlama kontrolü aboneler tarafından arama kullanılarak gerçekleştirilecek. Onlarca yıldır anahtarlama istasyonları elektromekanik rölelerden oluşan bir kompleksti ancak son birkaç on yılda dijital, program kontrollü anahtarlama sistemlerine dönüştüler. Modern istasyonların kapasitesi çok büyük; on binlerce abone var ve bunların binlercesi yoğun saatlerde aynı anda çağrı yapıyor.

Anahtarlama istasyonları farklı şehirlerde bulunuyorsa, her biri birkaç düzine iletişim kanalı içeren iletişim hatlarıyla bağlanırlar.

İki son kullanıcı cihazını bağlamak için tasarlanmış hat ve istasyon tesislerinin tümüne ne ad verilir? bağlantı yolu. Bağlantı yolundaki anahtarlama düğümlerinin ve iletişim hatlarının sayısı ağ yapısına ve bağlantının yönüne bağlıdır.

Anahtarlama istasyonu yapısı

Bir anahtarlama istasyonu, bağlantıları (aboneleri) kurmak, sürdürmek ve bağlantısını kesmek için tasarlanmış bir cihazdır.

İşlevlerini yerine getirebilmesi için anahtarlama istasyonunun Şekil 1'e sahip olması gerekir. 8.3:

· değişim alanı(KP), anahtarlardan oluşan ve bilgi aktarımı sırasında gelen ve giden hatları (kanalları) bağlamak için tasarlanmış;

· kontrol cihazı(CU), anahtarlama alanı üzerinden gelen ve giden hatlar arasında bağlantı kurulmasının yanı sıra kontrol bilgilerinin alınmasını ve iletilmesini sağlar.

Şekil 8.3. Bir anahtarlama istasyonunun ana bileşenleri

Bir anahtarlama istasyonunun temeli, anahtarlama elemanları, anahtarlama noktaları ve anahtarlardan oluşan anahtarlama alanıdır.

Anahtarlama elemanı- bir kontrol cihazı kullanılarak kilitlenebilen ve kilidi açılabilen en basit anahtar. Anahtar metal bir kontak veya yarı iletken bir anahtar olabilir.

Çapraz nokta- aynı anda çalışan birkaç tuş.

Anahtar– n girişli ve m çıkışlı anahtarlama devresi. Giriş ve çıkışın kesiştiği her noktada bir anahtarlama noktası sağlanmalıdır. Diyagramda girişler yatay çizgilerle, çıkışlar ise dikey çizgilerle temsil edilir.

Ayrıca istasyonda güç kaynakları, alarm cihazları ve yük parametreleri muhasebesi (mesaj sayısı, kayıplar, egzersiz süresi vb.) bulunmaktadır.

Bazı durumlarda, bir anahtarlama istasyonu, eğer bilgi doğrudan bilgi tüketicisine iletilmiyorsa, ancak daha önce düğümde biriktirilmişse, bilgiyi almak ve depolamak için cihazlara sahip olabilir. Bu tür düğümler sistemlerde kullanılır mesaj değiştirme.

Pirinç. 8.4. Anahtarlama elemanları, çapraz noktalar ve anahtarlar

Telefon santralinin asıl görevi, çağrıyı başlatan A abonesi ile B abonesi arasında bir bağlantı yolu oluşturmaktır.

aranan numaranın içerdiği bilgilere göre.

Oluşturulan konuşma yolu, kapatma sinyaline kadar sürdürülmelidir. Bu ilke denir devre anahtarlama Farklı paket değiştirme Genellikle bilgisayar ağlarında kullanılır.

Geçmişte anahtarlama alanı elektromekanikti ve telefondan gelen darbelerle kontrol ediliyordu. Daha sonra kontrol fonksiyonları ortak bir kontrol ünitesine entegre edildi. Günümüzde genel kontrol ünitesi, önemli gerçek zamanlı yazılıma sahip, verimli ve güvenilir bir bilgisayar veya mikroişlemcidir. Böyle bir desteğe sahip bir istasyona yazılım kontrollü anahtarlama istasyonları denir, bkz. Şekil 8.5.

Her anahtarlama istasyonu, aboneden veya önceki istasyondan aldığı sinyalleşme bilgilerine göre A ve B aboneleri arasında bir bağlantı düzenler. Bu istasyon özel bir istasyon değilse, daha fazla konuşma yolu oluşturmak için sinyal bilgisini en yakın istasyona iletir.

Pirinç. 8.5 Yazılım kontrollü anahtarlama istasyonu

Hiyerarşiyi değiştirme

Telefonun ilk günlerinde, anahtarlar veya anahtarlama istasyonları bir hizmet alanının merkezinde bulunuyordu ve o bölgedeki aboneler için bağlantılar sağlıyordu. Ancak günümüze kadar anahtarlama istasyonları genellikle merkezi hizmetler olarak kabul edilmektedir.

Telefon yoğunluğunun artması ve uzun konuşma yollarına ihtiyaç duyulunca, merkez istasyonların bağlantı hatlarıyla birbirine bağlanması ihtiyacı ortaya çıktı. Telefon trafiğinin daha da artmasıyla birlikte, yeni anahtarların merkezi istasyonlara bağlanması gerekliydi; transit anahtarları da içeren ikinci bir anahtarlama düzeyi ortaya çıktı. Şu anda ağlarda birkaç anahtarlama katmanı bulunmaktadır.

Değiştirme hiyerarşisinin biçimleri, adları ve düzey sayısı ülkeden ülkeye değişir. Pirinç. Şekil 8.6 olası bir anahtarlamalı ağ hiyerarşisinin bir örneğini göstermektedir.

Hiyerarşik ağ yapısı, operatörün ağı yönetmesine ve çağrı yönlendirmenin temel ilkelerini şeffaf hale getirmesine yardımcı olur. Çağrı, hedef istasyonun altında bir seviyede bulunmadığı sürece hiyerarşideki her istasyon tarafından yukarıya yönlendirilir. Telefon numarası yapısı, hiyerarşi düzeylerini yukarı ve aşağı yönlendirmeye ilişkin bu basit prensibi destekler.

Pirinç. 8.6. Anahtarlama istasyonları hiyerarşisi

Dipnot: Ders, bir telefon santralinin ana bileşenlerinin - anahtarlama alanları ve kontrol cihazlarının - sonraki derslerde ayrıntılı olarak tartışılacak olan genel bir açıklamasına ayrılmıştır.

Telekomünikasyon istasyonları hakkında genel bilgiler

Bu bölümde esas olarak telefon ağlarında çalışmak üzere tasarlanmış istasyonlar ele alınacaktır. Bu sorular temelini oluşturuyor telekomünikasyon ve onlarca yıldır inceleniyor. Şu anda bu literatürde sunulan birçok konunun modern teknolojiye uyarlanması gerektiği gerçeğine rağmen, bu materyali incelemek için temel olan çok sayıda ders kitabı (, , ,) bulunmaktadır. Telekomünikasyon teknolojisinin gelişimi, önce bilgi ağlarını (örneğin ses ve veri ağları) ve ardından ilgili hizmetleri kapsayan entegrasyona yol açmıştır. Büyüyen entegrasyon süreçleri nedeniyle kendimizi yalnızca konuşma aktarım sorunlarını dikkate almakla sınırlamak imkansızdır, bu nedenle diğer anahtarlama ve bilgi işleme ilkeleri dikkate alınacaktır. Anahtarlama istasyonlarının inşasına ilişkin temel prensipler, istasyonların hangi temele (mekanik elemanlar veya bilgisayar ekipmanı) dayandığına bağlı değildir. Daha sonra göreceğimiz gibi, istasyonların inşasına ilişkin kararlar öncelikle ekonomik ve teknik gereksinimlere göre belirlenmekte ve böylece abonelere yeni hizmetler sunma fırsatı doğmaktadır.

Bugün hem telefon santrallerinin hem de bilgi işlem anahtarlama düğümlerinin çok çeşitliliğini gözlemleyebiliyoruz. Ancak hepsi belirli cihaz gruplarını içerir (Şekil 1.1).

İstasyonun her bir bölümünün gerçekleştirdiği görevleri ele alalım.

Değiştirme alanı iki veya daha fazla kaynağın birbirine bağlanması sorununu çözer. Telefon teknolojisinin tanıtılmasının ilk aşamalarında bu rol, elektromanyetik elementlere dayanan elektromekanik cihazlar tarafından oynandı. Bu temel unsurlar ilk anahtarlama sistemlerinin adlarını belirledi:

• on aşamalı Otomatik Telefon Santralleri (ATS) sistemi;
• koordinat sistemi ATS (ATS-K) veya geliştirilmiş ATS-K (ATS-KU).

Mikro element tabanının ortaya çıkışı ve elektronik bilgisayar teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, bir dizi dijital iletim sistemi ve buna karşılık gelen dijital anahtarlama sistemleri geliştirildi. Günümüzde giderek daha fazla anahtarlama görevi kontrol görevleriyle birlikte gerçekleştirilmektedir. Artan performans, bu görevlerin birleştirilmesini mümkün kılar ve böylece bilgi değiştirme teknolojisinde daha fazla ilerlemeye yol açar.

Kontrol cihazı bağlantı kurmak için gerekli mantıksal sorunları çözer ve ayrıca temel ve ek hizmet türleriyle ilgili çalışmalar yapar. İlk PBX sistemleri, aslında yavaş bilgisayarlar olan elektromanyetik rölelere dayalı kontrol cihazları kullanıyordu. Zayıf mantıksal yetenekleri ve uzun yürütme süreleri nedeniyle çözdükleri problemlerin sayısı sınırlıydı. Daha sonra mikro bilgisayarlar geliştikçe, PBX yönetim görevleri için evrensel bilgisayar teknolojisi kullanılmaya başlandı ve şu anda telefon santralinin tüm parçaları üzerinde uygulanıyor. Bu nedenle, geleneksel telefonun karakteristik özelliği olan ağları oluşturma ve yönetmeye yönelik mevcut yöntemlerin yanı sıra, bilgisayar ağlarının doğasında bulunan yöntemler (örneğin, paket iletimi, adres değiştirme vb.) gelişmeye ve giderek yaygınlaşmaya başladı. Bilgisayar kullanarak kontrole geçiş sırasında başka bir önemli bileşen ortaya çıktı - bu yazılım, tüm istasyon yönetimi görevlerini üstlenir (fiziksel ve bazı veri bağlantısı düzeyi işlevleri hariç).

Pirinç. 1.1.

Genel yapısal şema Program kontrollü modern bir istasyon (Şekil 1.1) ayrıca şunları içerir:

• abone terminalleri ile veri bağlantısı düzeyinde ve bazen de fiziksel düzeyde iletişim protokollerinin uygulanmasını sağlayan terminal setleri;
• Terminal setleriyle aynı işlevleri yerine getiren ancak ağ nesneleri (diğer istasyonlar, ağ düğümleri) ile ilişkili olarak doğrusal kümeler.

Telefon santralleri örneğini kullanarak bina istasyonlarının yapısını daha ayrıntılı olarak ele alalım. Diğer bilgi anahtarlama nesnelerinin yapısının özellikleri ayrı ayrı analiz edilecektir.

Bir geçiş alanının inşaat türleri

Tek bağlantı anahtarlama alanı

En basit tip için değişim alanı- tamamen erişilebilir değişim alanı- girişinde yer alan her kaynağın, çıkışta yer alan bir kaynağa bağlanabilmesi karakteristiktir.

Bu tip değişim alanıçok küçük kapasiteli istasyonlarda kullanılır (50 numaraya kadar veya daha az). Ancak son zamanlarda element tabanındaki ilerleme, uygulama olanaklarını genişletti.

Öncelikle, bilgi ağı anahtarlarının artık tek bağlantı prensibiyle çalıştığını söyleyebiliriz, ancak yavaş yavaş modern anahtarlar, hatta yazılım yönlendiricilerine dayananlar bile, çoklu bağlantı şemalarına geçiyor.

İncirde. 1.2, koşullu bir anahtar diyagramının yapısını gösterir. Komütatörün yatay ve dikey kesişimlerinin her kesişiminde, basitlik açısından geleneksel olarak bir kontak gösterilir - mekanik bir kontak.

Böyle bir temasın uygulanmasının fiziksel prensibi, yazılım adresli olanlar da dahil olmak üzere herhangi bir şey olabilir.

Pirinç. 1.2.

Bu tür tamamen erişilebilir tasarım ilkeleri değişim alanı yüksek kapasiteli istasyonlar için ekonomik olmamaları nedeniyle yaygın kullanım alanı bulamamıştır. Ancak son zamanlarda, anahtarları uygulayan mikro devrelerin boyutunun küçülmesi ve maliyetinin azalması nedeniyle, bu prensibin yeterince büyük kapasiteli (2000'den fazla giriş/çıkış) istasyonlar inşa etmek için uygulanması mümkün hale geldi. Ancak modern istasyonların genellikle 300.000 giriş ve 100.000 çıkışa kadar büyük kapasiteleri vardır. Bu durumda, gerçek fiyatı ve boyutları göz önüne alındığında böyle bir matris basitçe oluşturulamaz.

Son zamanlarda birçok önemli anahtarlama uygulaması bilgisayarlarda çalıştırılan yazılım yöntemlerini kullanmaktadır.

Bu anahtarlama yöntemleri tam erişimli devre yöntemine eşdeğerdir. Ancak büyük kapasitelerde tek bir bilgisayar, hız veya bellek kapasitesi açısından gelen çağrı akışlarına hizmet veremez. Bu nedenle yazılım düzeyinde çoklu bağlantı anahtarlamaya eşdeğer çözümlerin aranması gerekmektedir.

İki katmanlı ve çok katmanlı anahtarlama devreleri

Çok sayıda kullanıcı varsa, çok sayıda bağlantı içeren anahtarlama şemaları daha verimlidir. İncirde. Şekil 1.3 iki katmanlı bir anahtarlama şemasını göstermektedir. Uygulama alanlarını belirlemek için önceki ve sonraki şemaları gerekli anahtarlama noktalarının sayısına göre karşılaştırıyoruz.

Pirinç. 1.3.

İncirde. 1.3 aşağıdaki tanımlamalar benimsenmiştir:

• n, A bağlantı matrisinin giriş sayısıdır;
• r - A bağlantısının matris sayısı;
• m, A bağlantı matrisinin giriş sayısıdır;
• s, bağlantı matrisi B'nin çıktılarının sayısıdır;
• k, B bağlantısının matrisinden çıkan çıktıların sayısıdır;
• f - "bağlantı".

Bağlantı, A bağlantısının belirli bir matrisini B bağlantısının belirli bir matrisine bağlayan ara hatların sayısıdır.

N girişi M çıkışla değiştirmek gerekli olsun. Daha sonra aşağıdaki koşullar karşılanacaktır: tamamen erişilebilir olması için anahtarlama devresi anahtarlama noktalarının sayısı NM'dir;

Tamamen erişilemeyen bir anahtarlama devresi için anahtarlama noktalarının sayısı r (nm) + m/f (ks)'e eşittir.

Bununla birlikte, r (bağlantı anahtarlarının sayısı A) gereken toplam giriş sayısına N bağlıdır ve

Aynı zamanda, m/f (B bağlantısındaki anahtarların sayısı), gerekli toplam M çıkışı sayısına bağlıdır:

Bu durumda geçiş noktalarının sayısına tam olarak erişilemez anahtarlama devresi Nm + Ms'ye eşit olacaktır.

Bu durumu belirler: çoklu bağlantı için anahtarlama şeması tek bağlantılı olandan daha verimliydi, içindeki anahtarlama noktalarının sayısı tamamen erişilebilir olandan daha az olmalıdır:

NM > Nm + Ms 1 > m/M + s/N.

Son koşul birçok parametre kombinasyonuna karşılık gelebilir anahtarlama devreleri ama hepsi için ilişkilerin olduğu doğrudur.