3. 1.3.5.Цифровая коммутация

В 1959 г. Э. Воган сообщил о первом исследовании в области цифровой коммутации, выполненном фирмой BellSystem[40]. Была построена первая лабораторная модель, на которой-была продемон­стрирована идея интеграции цифровой системы передачи с времен­ным разделением каналов с системой коммутации с временным раз­делением каналов. К сожалению, в то время микроэлектроника еще не была развита в достаточной степени. Поэтому за лабора­торной моделью не последовала разработка цифровой системы коммутации, а разработка системы № 1ESSпошла в направлении использования электромеханической техники и пространственного разделения каналов. Однако спустя почти 10 лет фирмаBellLabsприступила к разработке цифровой системы коммутации для между­городной связи № 4ESS.

Система № 4ESS, введенная в эксплуатацию в январе 1976 г., открыла ряд новых возможностей на междугородной сети. Прежде всего, это была первая междугородная система коммутации, которая с самого начала была построена как цифровая система с управле­нием по записанной программе '. Во-вторых, емкость этой системы превышала втрое емкость господствующей в то время координатной системы № 4А. Большая емкость системы № 4ESS означала возможность обслуживания междугородного обмена многих районов одной станцией вместо нескольких, как было ранее. В-третьих, циф­ровой характер системы коммутации и использование принципа временного разделения каналов позволили непосредственно подклю­чать к ней линии передачи типа Т1. Именно это последнее обстоятельство иллюстрирует предпочтительность использования цифро­вых систем коммутации для междугородных и транзитных станций сети связи фирмы BellSystem. Уже с момента ввода в действие системы № 4ESS в 1976 г. стало ясно, что цифровая передача преобладает, в основном, в районах, обслуживаемых одной телефон­ной станцией, и на относительно коротких междугородных линиях. Гаким образом, за счет того, что на стыке цифровых трактов пере-1ачи и цифровой системы коммутации не требовалось устанавли->ать оборудование объединения или разделения (каналообразующие блоки), достигалась существенная экономия средств и одновременно повышалось качество передачи.

Начальные разработки цифровой системы коммутации для оконечной станции были выполнены компаниями-разработчиками коммутационного оборудования, которые в 1977 г. ввели первую систему в эксплуатацию. Эта система проектировалась с учетом использования ее на коммутационных станциях частного пользова­ния небольшой емкости. Цифровые коммутационные станции особен­но привлекательны для телефонных компаний, обслуживающих сельские районы, поскольку они могут получить значительную экономию меди при непосредственном соединении цифровых станций с цифровыми абонентскими многоканальными системами передачи. Пгрвая система коммутации, которая была введена в эксплуатацию ii.iсевероамериканской сети связи, была подготовлена фирмойNorthernTelecomв США и Канаде. Для применения в крупных 1|юдах были разработаны системы большой емкости № 5ЕАХ <рмаGTE) и № 5ESS(фирма AT&T). Эти системы предложены использования в 1981 г.

tтабл. 1.12 перечислены коммутационные системы, применяемые йстоящее время на североамериканской сети. Аналогичное »удование имеется также за рубежом и производится в Японии Европе.

Системы коммутации, указанные в табл. 1.12, относятся только Оммутационному оборудованию, используемому на сети связи его пользования. Значительное количество оборудования цифро-коммутации сосредоточено на телефонных станциях частного узования. Первой коммерческой цифровой системой коммутации, >рая получила распространение в Соединенных Штатах, является Оматический распределитель вызовов (АРВ) ', созданный фирмой ins-Rockwellв 1974 г. Начиная с этого времени, многочисленные Мы, в том числе впервые подключившиеся к производству (фонного оборудования, уже выпустили оборудование цифровых

УТС. Фактически значительная часть УТС, которые теперь предла­гаются на рынке,—это цифровые системы [42]. Однако существен­ным исключением является система УТС марки DIMENSION, разра­ботанная фирмойBellSystem, которая построена как аналоговая система коммутации с временным разделением. (ФирмаWesternElectricв настоящее время работает над цифровой УТС под на­званием системаANTELOPE.)

Основные функции, реализуемые цифровой схемой коммутации с временным разделением каналов, иллюстрирует рис. 1.31. Как уже было показано, все входящие линии представляют собой линии связи с временным разделением каналов. Эти линии могут быть образованы с использованием многоканальных абонентских систем передачи либо представлять собой обычные межстанционные соединительные линии, организованные с использованием системы передачи Т1, либо исходящие линии аппаратуры сопряжения анало­говых линий с цифровой коммутационной схемой. В любом случае сама по себе коммутационная схема проектируется для обслужива­ния только входящих трактов с временным разделением.

По существу, коммутационная схема служит лишь для того, что­бы переместить информацию, поступающую по входящему тракту в определенном временном интервале (канале), в определенный вре­менной интервал исходящего тракта. Поскольку любое соединение в общем случае устанавливается между двумя различными физичес­кими линиями и в двух различных временных интервалах, то

Один цикл

Рис. 1.31. Работа цифровой системы коммутации с ВРК:

СПВК — схема пространственно-временной коммутации

Ьроцесс коммутации требует преобразования в пространстве ^пространственная коммутация) и во времени (временная коммута­ция). Поэтому операцию полного преобразования называют иногда двумерной коммутацией. Пространственная коммутация реализуется С помощью обычных цифровых логических схем избирательного гипа (мультиплексоров), а временная—путем временного запоми­нания информации в регистрах или полупроводниковых запоми­нающих устройствах (ЗУ).

Ради удобства входы коммутационной схемы (см. рис. 1.31) сегда показывают слева, а выходы — справа. Поскольку все тракты Нетырехпроводные, то каждому входящему временному каналу Ьоответствует образующий с ним пару временной канал исходящего тракта. Следовательно, дуплексная цепь требует также «соединения jrобратном направлении», что в рассматриваемом примере достигает-joiпередачей информации из временного интервала 17 тракта Njn» временной интервал 4 тракта 1. Более подробно вопросы работытреализации цифровых систем коммутации с временным разделе­нием будут рассмотрены в гл. 5.