Двухзвенные и многозвенные схемы коммутации
При большом числе пользователей более эффективны схемы коммутации, содержащие много звеньев. На рис. 2.3. приведена двухзвенная схема коммутации. Для определения
областей применения сравним эту и предыдущую схемы по числу требуемых точек коммутации.
Рис. 2 Двухзвенная коммутационная схема
На рис. 2 приняты следующие
обозначения: -
я — число входов в матрицу
звена А; г — число матриц звена А; т — число промежуточных линий между звеньями А и В; s — количество входов в матрицу звена В; к— число выходов из матрицы
звена В; /— связность.
Связность — это число промежуточных линий, которые соединяют одну определенную матрицу звена А с одной определенной матрицей звена В. Пусть необходимо коммутировать N входов с М 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) (fa);
число коммутаторов звена А (г) зависит от требуемого общего числа входов N и составляет г = N/n;
- число коммутаторов звена В (m/f) зависит от требуемого общего числа выходов М, т.е. m/f=M/k.
Тогда число точек коммутации неполнодоступной коммутационной схемы будет равно Nm + Ms. Тем самым определяется условие того, что многозвенная коммутационная схема более эффективна, чем однозвенная: число коммутационных точек в ней должно быть меньше, чем в полнодоступной
NM> Nm + Ms;
1 >mlM+slN.
Последнему условию может соответствовать множество сочетаний параметров коммутационных схем, но для всех из них справедливы соотношения
т/М< 1 и s/N< 1 (гдеN, M, m, s
0).
Эти требования означают, что число выходов матрицы звена А не должно быть больше общего числа выходов всей коммутационной схемы М, а число входов звена В не должно быть больше общего числа входов в коммутационную схему N.
Такое условие выполняется для всех реальных задач. Число выходов матриц, которые используются для малых станций (100...500 входов и тот же диапазон числа выходов) варьируется от 4 до 8, а для больших емкостей (4000...300 000 входов и выходов) используются матрицы, имеющие 512 выходов. Из приведенных 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 (рис. 3).
Рис. 3 Пример построения 4-звенной коммутационной схемы 512x512
На рис. 3 показан блок, содержащий 8 коммутационных матриц 8x8. Он имеет общее число входов N = 64 и выходов М = 64. Для увеличения числа входов и выходов строится схема из 8 блоков, которая позволяет увеличить число входов и выходов до N = М = 512.
Показанная на рис. 3 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. Например, известно, что уровень загрузки абонентских линий довольно низок (за исключением таксофонов, линий с терминалами сети Интернет). В среднем они используются 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. 2.5).
Рис.4 Концентрация нагрузки на звене А: а) 2-звенная схема с концентрацией; б)пример создания матрицы с концентрацией
Для этого применяются матрицы, которые имеют число входов большее, чем число выходов. Это может достигаться конструктивно или путем запараллеливания выходов (рис. 4). 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.