Система переключения перекладины номер пять

Система перекрестной коммутации номер пять ( переключатель 5XB ) — это телефонный коммутатор для телефонных станций, разработанный Bell Labs и производимый Western Electric , начиная с 1947 года. Он использовался в системе Bell в основном как телефонный коммутатор класса 5 в коммутируемой телефонной сети общего пользования. (PSTN) до начала 1990-х годов, когда она была заменена электронными системами коммутации . Варианты использовались как комбинированные системы классов 4 и 5 в сельской местности, а также в качестве коммутатора TWX .

Первоначально 5XB был предназначен для того, чтобы предоставить преимущества перекрестной коммутации в городах и небольших городах с несколькими тысячами телефонных линий . Типичный стартовый размер составлял от 3000 до 5000 строк, но система имела практически неограниченные возможности роста. Более ранняя городская перекладина 1XB была непрактично дорогой для небольших установок. и испытывал трудности с обработкой больших групп стволов. 5XB был преобразован в проволочные пружинные реле в 1950-х годах. и в 1960-х годах был модернизирован для обслуживания АТС с десятками тысяч линий. Последний вариант Crossbar 5A , выпускавшийся с 1972 года, был доступен только в размерах 990 и 1960 линий. и обычно доставляются на одном поддоне , а не собираются на месте, как обычно при крупных обменах.

Переключение ткани

Схема, показывающая линейное соединение, магистральное соединение и расположение соединителей для идеального коммутатора 5XB.

5XB представила принцип обратного вызова , при котором первоначальная концентрирующая последовательность переключателей от линии к приемнику цифр полностью отключалась во время завершения вызова, поэтому ее каналы можно было немедленно повторно использовать для того или иного вызова. Это контрастирует с более ранними кросс-системами, в которых исходная коммутационная система просто создавалась и расширялась по мере подключения вызова, а не отбрасывалась в пользу совершенно новой. Он также использует полностью ту же четырехступенчатую коммутационную матрицу для входящих и исходящих вызовов, вместо отдельной матрицы, как это делалось в более ранних системах. В целом эти разработки привели к упрощению структуры коммутации и использованию ее как «услуги», а не как неизменной части вызова, как это было в большинстве более ранних систем.

Все линии завершаются в кадрах линейного соединения (LLF), а все соединительные линии и большинство служебных каналов — в кадрах магистрального канала (TLF). Каждый TLF соединен со всеми LLF не менее чем десятью перемычками . Вызовы от абонентов исходят из кадров линейной связи и проходят через кадры магистральных линий на пути к месту назначения.

Рамка линейной связи

Часть ячейки 3-проводных ригельных выключателей 10x20 в LLF.

Рамы линейной связи (LLF) представляют собой ярусы перекрестных переключателей 10x20 в двух или более отсеках. Переключатели в первом отсеке имеют горизонтальные кратные участки, или «провода банджо», разрезанные пополам, что эффективно разделяет каждый переключатель на линейный переключатель и соединительный переключатель. Каждый из десяти соединительных переключателей имеет десять соединительных узлов на десяти вертикалях, и каждый из десяти уровней был подключен как линейная линия к одному из десяти линейных переключателей LLF. Таким образом, кадр линейной связи завершает 100 соединительных узлов. Каждый соединитель имеет полную доступность для многих сотен линий через сотни линий связи. Количество линий, а значит, и коэффициент концентрации линий (LCR), было рассчитано с учетом ожидаемой занятости.

Каждый линейный переключатель в этом первом объединенном отсеке имеет девять линий на девяти вертикальных линиях, причем десятая вертикаль зарезервирована для целей тестирования. В дополнение к 90 линиям этих коммутаторов каждый LLF имеет по крайней мере один простой отсек линейного коммутатора, а еще десять линейных коммутаторов поддерживают 200 линий. Таким образом, минимальный размер LLF составляет 290 строк при соотношении концентраций линий 2,9:1. Опционально он может иметь еще один кадр с еще десятью коммутаторами, еще 200 линиями и т. д., вплоть до максимального коэффициента концентрации линий 5,9:1, поскольку все они используют одни и те же сотни линий связи. Линейная схема во многом аналогична схеме 1XB с линейным реле для оповещения коммутатора о состоянии отключения, а вертикальные контакты выключателя, вертикальные «выключено-нормально», служат в качестве реле отключения.

В целях управления абонентские линии на коммутаторах LLF разделены на вертикальные группы по пятьдесят человек, по пять линейных единиц на каждом из десяти коммутаторов. Каждая вертикальная группа разделена на пять вертикальных файлов по десять строк, что важно, поскольку класс обслуживания или идентификация группы клиентов в более поздних офисах Centrex является общим для всех десяти строк вертикального файла. Сотрудники офисов Centrex проводили много времени, стоя на лестницах, изменяя поля данных о классе обслуживания в верхней части LLF.

В конце карьеры 5XB размер соединительной группы и, следовательно, эффективность соединения крупнейших офисов были увеличены за счет использования кадров вспомогательной линии связи (ALL). ALL представляет собой отсек с десятью соединительными переключателями, разделенными, как обычно, на левую и правую половины. Одна половина имеет на своих уровнях линейные связи четного LLF, а на своих вертикалях - соединения соседней нечетной; другая половина наоборот. Таким образом, каждый LLF может использовать узлы своего партнера, если маркеру не удалось найти свободный путь с первой попытки. Поскольку они нечетные и четные, их соединители располагаются на противоположных сторонах соединительных переключателей магистральных каналов, что также обеспечивает доступ к сопряженным магистральным каналам. Соединения через ALL использовались только в периоды интенсивного трафика.

Рама багажника

Соединители подключаются от LLF через кадр группировки соединительных узлов к уровням магистральных коммутаторов в кадре магистральных каналов (TLF). В отличие от более ранних конструкций, соединители не имеют контрольных реле или другого активного оборудования, все такие функции возложены на магистральные цепи. Базовая конструкция TLF имеет десять соединительных переключателей, кратные по горизонтали разделены пополам, следовательно, двести соединительных линий и двести магистральных каналов к десяти магистральным переключателям. Проводка «банджо» магистрального переключателя не была разделена, но трюк на уровне дискриминатора выделил два уровня для удвоения использования остальных восьми, что позволило каждому магистральному коммутатору соединить шестнадцать магистральных каналов с двадцатью магистральными линиями. Это приводит к тому, что TLF имеет коэффициент концентрации ствола (TCR) 0,8:1. Эта степень деконцентрации в конечном итоге привела к тому, что стволы выглядели слишком мало для необходимого разнообразия типов стволов. В последних офисах 5XB 1970-х годов были магистральные коммутаторы типа C с двенадцатью уровнями, два из которых использовались для дискриминации, оставляя TCR равным единице.

TLF имеет в два раза больше каналов, коммутаторов и соединительных узлов, чем LLF, поэтому LLF всегда в два раза больше, чем TLF. Изначально максимальное количество составляло десять TLF и двадцать LLF, известное как 10x20, и поначалу оно достигалось редко. В конце 1950-х годов были добавлены несколько отсеков магистральных соединительных коммутаторов (ETL и SETL), чтобы предоставить каждому TLF доступ к большему количеству соединительных узлов. Первая расширенная версия позволяла каждому офису иметь размер 20х40, а в 1960-е годы максимальный размер достигал 30х60. На этом этапе разработка остановилась, потому что четырехступенчатая схема становилась все менее эффективной при больших размерах, а также потому, что переключатель 1ESS восьмиступенчатый находился в стадии разработки.

Канал от линии к магистрали состоял из трех звеньев коммутационной ткани: линейного звена, узла и магистрального звена. В офисе размером 10х20 или больше десять каналов, пронумерованных от 0 до 9, были доступны с любой линии на любую магистраль. Номер соединительного переключателя линии и номер соединительного переключателя магистральной линии совпадают с номером канала. Логика маркера сравнивает десять каналов каждого типа, чтобы получить свободный канал. Отсутствие канала называется несоответствием и приводит к выбору другой соединительной линии или другой линии, либо к использованию ВСЕХ там, где это существует, либо к отказу и предоставлению вызывающему абоненту возможности повторить попытку.

Магистральные цепи

Как и в предыдущих конструкциях, контроль входящих вызовов осуществляется с помощью наборов реле, известных как входящие магистральные каналы , которые расположены в точке входа сразу за коммутационной сетью. В отличие от предыдущих конструкций, исходящие магистральные цепи используются для выполнения эквивалентных исходящих функций. Это означает, что соединители , имеющие то же название, что и более ранние ригельные системы, упрощены и теперь представляют собой лишь провода, обеспечивающие связь между линиями и магистралями. Исходящие магистральные цепи, расположенные на внешней границе коммутационной сети, отвечают за контроль исходящей стороны. Поскольку разные исходящие транки подключаются к разным местам и используются для разных вызовов, их наборы реле могут быть специализированы для определенного вида сигнализации или учета вызовов (см. автоматический учет сообщений ) или другой особенности. Таким образом, магистраль TSPS может предоставить оператору полный контроль, в то время как магистраль сигнализации E и M может обеспечивать передачу сигналов, необходимых для частной междугородной линии, тогда как местная исходящая магистраль может быть проще.

Благодаря этой более сложной схеме соединительных линий исходящие соединительные линии выбираются более быстрым и универсальным методом, чем использовавшийся ранее метод испытания муфты. Каждая соединительная цепь обеспечивает заземление на выводе FT для индикации бездействия. Выводы FT для соединительных линий в конкретной группе перекрестно соединены с выводом FTC (общий тест кадра) для кадра соединительной линии, в котором он появляется, чтобы указать, что TLF имеет одну или несколько свободных соединительных линий в этой группе. Реле маршрута в завершающем маркере соединяет реле датчиков со всеми кадрами соединительной линии, позволяя маркеру выбрать TLF, у которого есть свободная соединительная линия, а затем подключиться к этой соединительной линии через соединитель соединительной линии (TLC), чтобы выбрать одну из этих незанятых соединительных линий. . Этот двухэтапный метод, наряду со смешиванием входящего и исходящего трафика, распределял трафик более равномерно, тем самым облегчая проблемы перегрузки каналов, которые часто возникали при использовании более ранних методов, которые ограничивали группу соединительных линий одним или двумя кадрами исходящего коммутатора.

Этот метод менее эффективен для телефонов-автоматов , которым требуется специальная сигнализация. В городских районах их обслуживали старые телефонные станции, у которых были отдельные узлы для телефонов-автоматов. Там, где 5XB был единственной биржей, был разработан ряд обходных методов. Обычные телефоны и телефоны-автоматы использовали более сложные и дорогие монетоприемники, либо были установлены отдельные маршруты, либо монетоприемники соединялись через тандемные коммутаторы, включая сам 5XB, действовавший как отдельный тандем. В этом последнем случае вызов должен был использовать два соединения через коммутационную фабрику: одно для подключения линии к магистрали контроля монет, а другое для подключения этой магистрали к исходящей магистрали.

Это также было менее эффективно для тандемных вызовов, поскольку фабрика не могла напрямую соединить транк с транк-каналом. Вместо этого каждая входящая соединительная линия, имеющая возможность совершать тандемные вызовы, должна иметь внешний вид кадра линейной связи, как если бы это была линия. Чтобы избежать затрат, входящие каналы были разделены на группы, некоторые из них имели возможность тандемного соединения, а некоторые нет. Этого осложнения удалось избежать в местах, достаточно больших, чтобы заплатить за отдельный тандемный переключатель.

Регистр входящих реверсивных импульсов переключателя 5XB. Каждая вертикальная единица, справа налево, подсчитывает, сохраняет и преобразует один выбор: «Входящая группа», «Входящая кисть», «Последняя кисть», «Последние десятки», «Последние единицы».

Подключение транков к входящим регистрам и исходящим отправителям осуществляется не через четырехступенчатую голосовую фабрику. Скорее, это происходит через выделенную одноступенчатую перекрестную сеть, известную как входящая ссылка регистра (IRL) или исходящая ссылка отправителя (OSL) соответственно. Регистры и отправители объединены в группы по десять человек, назначенные по одному на каждый уровень такого количества перекрестных переключателей, сколько соответствует трафику, который они могут обработать. Различные соединительные линии подключены к разным IRL или OSL в зависимости от того, какой тип сигнализации они используют; т.е. IRDP, IRRP (см. переключатель на панели ) или IRMF .

Предыдущие системы использовали реле во входящей соединительной линии для управления вызывными сигналами и возврата сигнала «занято». В 5XB используется переключатель выбора вызывного вызова (RSS): перекрестный переключатель с десятью вертикальными линиями, обслуживающий десять соединительных линий. Различные уровни обеспечивают различные тоны и ток звонка различной длительности и частоты (особенно ценно для групповых линий ). Уровни 0 и 1 используются в качестве уровней дискриминации для установки полярности для избирательного звонка на стороне наконечника или на стороне кольца . Особо чувствительное реле RT с проволочной пружиной используется для обнаружения поднятия трубки на вызываемой линии, освобождения удерживающего магнита RSS и включения экранированного реле контроля, чтобы контроль ответа на обратную батарею был возвращен на исходный конец.

Общий контроль

Исходящий регистр с герконовым считывателем, с помощью которого стрелочник может видеть, какой номер телефона сохранен.

Реле с плоским пружинным разъемом, использовавшиеся в 5XB середины 20 века.

Обратный вызов, одиночный поезд и другие сложные методы требуют более сложных элементов управления, но они повысили эффективность и стали стандартом для более поздних разработок. 5XB также отделяет регистры для приема цифр от отправителей для их отправки. Это усложнение требует большей передачи данных между цепями управления, но значительно сокращает время удержания отправителей и повышает общую эффективность и универсальность без необходимости закладывать универсальность в большие, многочисленные и сложные отправители, как в более ранних системах .

Исходные регистры (OR) подключаются к кадру магистрального канала (TLF). В оригинальном 5XB маркер, получив предупреждение об отключении, выбирает OR с помощью того же механизма, который он использует для выбора магистрали, определяет четкий путь между линией и OR, загружает OR любой информацией, необходимой для последующей обработки (например, в зависимости от линейного оборудования и класса обслуживания) и освобождается сам. Затем операционный оператор получает цифры (поворотные или тональные), сохраняет их в пакетах герконовых реле и использует предварительный переводчик, чтобы определить, сколько цифр необходимо получить, прежде чем снова вызвать маркер для завершения вызова.

Более крупные системы 5XB были построены в 1960-х годах с большим количеством маркеров. Для экономии средств маркеры были разделены на два вида: простые маркеры тонального сигнала линии (DTM) только для подключения линии к ИЛИ и завершающие маркеры (CM), во много раз более сложные и дорогие, для завершения вызова на магистраль или из нее. . CM, помимо других функций, имеет возможность переводить первые 3 цифры телефонного номера (или 6 при использовании отдельного переводчика иностранных языков) для определения правильных исходящих соединительных линий и обработки.

Разъемы , по назначению аналогичные шинам данных внутри процессора компьютера, подключают маркеры к периферийному оборудованию. Каждый разъем состоит из больших реле по 30 контактов в каждом, чтобы соединить все выводы, по которым маркер будет обмениваться информацией и сигналами управления. Например, каждый из пакетов продолговатых герконов в операционной должен быть соединен пятью выводами через разъем маркера исходного регистра для передачи кода «два из пяти», представляющего одну набранную цифру. Что касается скорости, передача полностью параллельна, и для подключения такого количества проводов требуется множество больших реле. Разъемам, которые отвечают на запрос действия периферийной схемы, присваивается имя запрашивающей цепи и «маркер», как в ORMC или IRMC. Разъемы, использование которых было запрошено маркером, названы только по схеме, к которой они подключаются, например, разъем внешнего отправителя, разъем линейной связи и разъем устройства записи неисправностей.

Одним из недостатков пошаговой и других ранних систем является то, что предпочтение выбора соединительных линий или селекторных каналов фиксировано, а наиболее предпочтительные каналы используются чаще, в результате чего одно и то же неисправное оборудование блокирует повторные попытки вызова до тех пор, пока он снят с эксплуатации. Маркеры 5XB были разработаны для ротации предпочтений таким образом, что крайне маловероятно, что те же элементы схемы будут использоваться в следующем вызове. Таким образом, если при вызове возникает проблема с оборудованием, вторая попытка, вероятно, будет успешной.

Отчасти из-за этого продуманного конструктивного решения, направленного на защиту пользователей от сбоев компонентов, несколько общих маркеров содержат большое количество схем самоконтроля. Это осуществимо, поскольку маркеров всего несколько, и выгодно, поскольку их правильная функция имеет решающее значение. Например, цифровые коды проверяются, чтобы убедиться, что активированы ровно две из пяти линий. Когда встроенные схемы самотестирования маркера обнаруживают ошибку, на испытательной станции создается большая перфокарта, записывающая неисправность, чтобы помочь стрелочникам обнаружить ее и диагностировать источник. Перфорация с некоторыми картами видна в левом нижнем углу изображения тестового кадра ниже.

Тестирование

Мастер-тестовая рамка, версия 1960-х годов с вводом проверяемых телефонных номеров с помощью запирающего ключа.

В большей степени, чем в предыдущих проектах, средства тестирования централизованы в главный тестовый кадр (MTF). Это сложное оборудование подключено ко всему обычному управляющему оборудованию и может, например, автоматически реализовывать возможности цифровых приемников работать с различными скоростями, напряжениями и другими параметрами. MTF может выбирать определенные исходящие соединительные линии, включая проверку способности маркеров выбирать разные линии для конкретных соединительных линий. Эта испытательная установка стала более ценной, поскольку Centrex , прямой набор номера и другие инновации усложнили задачи перевода и выбора соединительной линии. При использовании для тестирования линий MTF может проверять преобразование и проводить тесты вольтметра для обнаружения дисбаланса импеданса и других электрических условий, которые могут ухудшить работу.

Другое испытательное оборудование включает в себя стенд для испытания изоляции линии и автоматический стенд для испытания магистральной линии. Последний управлялся через считыватель ленты телетайп и проводил испытания ствола на основе инструкций, закодированных на 5-уровневой перфоленте. Тестовый кадр автоматического транслятора AMA проверяется на наличие неправильной проводки, которая может привести к ошибкам при выставлении счетов. Неавтоматизированная панель проверки исходящих магистралей позволяет осуществлять проверку вольтметра и сигнализации на магистралях в удаленные офисы, освободив МОГ от этой утомительной работы. Каждая исходящая соединительная линия представлена ​​двумя разъемами: один для тестового доступа к цепям вольтметра и передатчика, а другой для операции «занято». Главный тестовый кадр мог при необходимости игнорировать состояние занятости.

Расширенные услуги

Первым офисом с возможностью международного прямого набора номера ( IDDD ) в Соединенных Штатах была телефонная станция LT-1 на 10-м этаже здания телефонной станции 435 West 50th Street в Манхэттене, Нью-Йорк. Группа его MF-отправителей была оборудована для удовлетворения уникальных требований этой службы к двойной передаче импульсов. Большинство новых крупных городских 5XB в последующие годы имели IDDD, и он был модернизирован до некоторых существующих, но в большинстве из них отсутствовала возможность двойного выходного импульса, и эту работу выполняла TSPS .

, воспользовавшись преимуществами превосходной универсальности 5XB Centrex также был разработан как пакет услуг . Более поздние обмены управления сохраненной программой позволили расширить возможности обслуживания. Первоначально Autovon использовал четырехпроводную версию 5XB с более сложным маркером для реализации своей неиерархической многосеточной системы маршрутизации. Магистральные каналы имели встроенную дополнительную логику и хранилище данных для реализации многоуровневого приоритета и вытеснения .

Picturephone появился в начале 1970-х годов. Коммутатор 1ESS уже вводился в эксплуатацию и обеспечивал более сложную основу для расширенных услуг, но еще не был так широко доступен, поэтому 5XB был обозначен как средство переключения. Каждая линия Picturephone имеет шесть проводов: старая говорящая пара, пара передачи видео и пара приема видео. Новая широкополосная коммутационная структура была разработана с использованием 6-проводной версии перекрестных переключателей типа B, причем два провода были заземлены, что позволило уменьшить перекрестные помехи для двух видеопар. При завершении вызова Picturephone маркер завершения сначала выбирает линию или соединительную линию, на которую будет завершена аудиочасть вызова, а затем настраивает как аудиопереключатели, так и видеопереключатели. Широкополосные удаленные коммутаторы (WBRS) были установлены на небольших станциях в качестве видеоконцентраторов для линий, которые находились за пределами диапазона видеосигнала от более крупной станции, получившей функцию Picturephone.

См. также

• Панельный переключатель
• переключатель 1XB
• переключатель 1ESS

Внешние ссылки

• История 5XB