КОНЦЕНТРАТОР ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ
TELEPHONE COMMUNICATION CONCENTRATOR

Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано для организации телефонной оперативной и технологической связи между абонентами как стационарной сети, так и абонентами, находящимися в подвижных объектах.
Для организации оперативной телефонной связи на различных предприятиях и в учреждениях используются различные средства, разработанные и серийно выпускаемые промышленностью. В их числе можно назвать средства директорской и диспетчерской связи различного назначения, которые обеспечивают подключение абонентских и соединительных линий, возможность ведения по ним прямых телефонных переговоров между местными абонентами, а также выход по соединительным линиям на внешние телефонные станции [1].
Известен концентратор административно-производственной связи (КАС), функциональная схема которого приведена на рис. 17, стр. 32 [1]. Концентратор КАС предназначен для включения как оконечного устройства в коммутаторы диспетчерской или административной связи и в линии телефонных станций, а также для организации прямой связи с абонентами, расположенными в пределах предприятия. Он позволяет:
включить двенадцать четырехпроводных линий связи с местными абонентами и пять двухпроводных или четырехпроводных соединительных линий к коммутаторам диспетчерской или административной связи и к телефонным станциям;
вести двухстороннюю телефонную связь по любой из пяти соединительных линий;
удерживать соединительные линии с АТС в безотбойном состоянии.
Концентратор КАС состоит из блока реле, выполняющего функции линейного блока, и пульта. В блоке реле расположены панели с абонентскими комплектами и комплектами соединительных линий, панель общевызывных устройств и выпрямителей.
Основными недостатками известного концентратора являются отсутствие возможности ведения связи местными абонентами между собой непосредственно и автоматического выхода абонентов на внешние телефонные станции, что существенно ограничивает возможность широкого применения такого концентратора.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей концентратора по обеспечению телефонной связи между местными абонентами и возможность автоматического выхода на телефонную сеть общего пользования.
Поставленная цель достигается тем, что в концентратор телефонной связи, содержащий n телефонных аппаратов абонентов концентратора (местные абоненты), линейный блок, включающий в себя коммутационную систему с n абонентскими комплектами и блок функциональных реле, дополнительно введены в состав линейного блока блок управления, устройство управления коммутационной системой, шнуровой комплект, генератор вызывного сигнала, аварийный коммутационный элемент блока функциональных реле и разделительный коммутационный элемент блока функциональных реле, а в состав концентратора дополнительно введены n соединительных линий, станционный блок, абонентские линии которого подключены к абонентским комплектам опорной автоматической телефонной станции (АТС), при этом линейные входы-выходы каждого телефонного аппарата местного абонента подключены к соответствующим линейным входам-выходам коммутационной системы линейного блока, каждый из n абонентских комплектов первым входом-выходом соединен с соответствующим абонентским входом-выходом коммутационной системы и через соответствующий аварийный коммутационный элемент блока функциональных реле подключен к первому входу-выходу соответствующей соединительной линии, а каждая соединительная линия своим вторым входом-выходом через соответствующий разделительный коммутационный элемент блока функциональных реле подключена к соответствующему входу-выходу первой группы станционных входов-выходов коммутационной системы, вторые станционные входы-выходы коммутационной системы соединены с первыми входами-выходами шнурового комплекта, вторые входы-выходы которого соединены с первыми входами-выходами устройства управления коммутационной системой, вторые входы-выходы которого соединены с управляющими входами-выходами блока управления, управляющий выход устройства управления коммутационной системой соединен с управляющим входом коммутационной системы, информационный выход каждого абонентского комплекта коммутационной системы линейного блока подключен к соответствующему информационному входу блока управления, первый управляющий выход которого соединен с первым управляющим входом шнурового комплекта, второй управляющий вход которого соединен с управляющим выходом генератора вызывного сигнала, второй управляющий выход блока управления соединен с управляющим входом блока функциональных реле, первая и вторая группа управляющих выходов которого подключена к управляющим входам соответственно аварийного и разделительного коммутационных элементов блока функциональных реле, каждая соединительная линия своим третьим входом-выходом подключена к соответствующему входу-выходу станционного блока.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое изобретение отличается наличием новых блоков: блока управления, устройства управления коммутационной системой, шнурового комплекта, генератора вызывного сигнала, аварийного и разделительного коммутационных элементов блока функциональных реле, n соединительных линий, станционного блока, абонентские линии которого подключены к абонентским комплектам опорной автоматической телефонной станции (АТС), а также изменением связей между известными блоками схемы концентратора телефонной связи.
Таким образом, заявляемый концентратор телефонной связи соответствует критерию изобретения «новизна». Сравнение с прототипом показывает, что введенные блоки широко известны и дополнительного творчества по их реализации не требуется. Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемый концентратор телефонной связи, вышеуказанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к достижению поставленной цели, а именно к расширению функциональных возможностей концентратора по обеспечению телефонной связи между местными абонентами и возможность автоматического выхода их на телефонную сеть общего пользования через опорную автоматическую телефонную станцию.
Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
Заявляемое решение явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень.
Заявляемый концентратор телефонной связи может быть реализован с использованием существующего оборудования, блоков и узлов электросвязи и является промышленно применимым.
На чертеже представлена структурная схема концентратора телефонной связи.
1
n
1
n
Концентратор телефонной связи содержит n телефонных аппаратов абонентов 1 (1-1), линейный блок 2, состоящий из коммутационной системы 3, n абонентских комплектов 4 (4-4), блока 5 управления, устройства 6 управления коммутационной системой, шнурового комплекта 7, генератора 8 вызывного сигнала, блока 9 функциональных реле, аварийного коммутационного элемента 10 и разделительного коммутационного элемента 11, n соединительных линий 12, станционный блок 13, абонентские линии 14 станционного блока и опорную автоматическую телефонную станцию 15 с абонентскими комплектами 16.
В качестве телефонных аппаратов 1 абонентов могут быть использованы выпускаемые отечественной промышленностью телефонные аппараты общего применения, обеспечивающие работу по абонентским линиям с сопротивлением шлейфа не более 400 Ом и рабочим диапазоном от 300 до 3400 Гц.
Коммутационная система 3 содержит блок точек коммутации с горизонталями и вертикалями, шины включения-выключения горизонталей коммутационной системы и обмотки дросселя питания. При этом один шнуровой комплект 7 подключен к двум вертикалям блока точек коммутации коммутационной системы 3. Таких шнуровых комплектов может быть несколько, каждый из них подключается также к двум вертикалям.
Каждый абонентский комплект 4 коммутационной системы 3 содержит линейное реле, абонентское вызывное реле и соединительное реле. Линейное реле служит для питания микрофона телефонного аппарата 1 абонента, а также для приема вызова со стороны абонента, сигнализации ответа абонента на вызов и автоматического отбоя после того, как абонент положит микротелефонную трубку. Абонентское вызывное реле служит для посылки вызова абоненту. Соединительное реле предназначено для подключения линии абонента к разговорным приборам.
Блок 5 управления предназначен для формирования различных управляющих сигналов и сигналов взаимодействия всех элементов линейного блока 2.
Устройство 6 управления коммутационной системой работает совместно со шнуровым комплектом 7 и блоком 5 управления в процессе установления соединения и переключения линий.
Шнуровой комплект 7 состоит из исходящего и входящего шнуровых комплектов, соединенных межу собой. Исходящий шнуровой комплект содержит дроссель питания вызывающего абонента, приемное устройство, транзисторный ключ и два резистора, а входящий шнуровой комплект содержит два резистора, дроссель питания вызываемого абонента, два приемных устройства, реле вызова с контактами, реле питания с контактами и развязывающий диод, причем реле вызова и реле питания каждого шнурового комплекта включены в соответствующие горизонтали коммутационной системы 3.
Генератор 8 вызывных сигналов предназначен для формирования сигналов вызова абонентов, включенных в абонентские комплекты 4 концентратора.
Блок 9 функциональных реле предназначен для обеспечения связью с опорной АТС определенного числа абонентов концентратора при пропадании напряжения питания и для отключения от соединительных линий коммутационной системы при управлении ею, чем и достигается бестоковая коммутация ее точек коммутации.
Аварийный коммутационный элемент 10 и разделительный коммутационный элемент 11 предназначены для обеспечения автоматического выхода местных абонентов на телефонную станцию (опорную АТС 15) сети связи общего пользования и абонентов, включенных в абонентские комплекты опорной АТС 15, в сеть внутренней связи, организованную с помощью предлагаемого концентратора телефонной связи.
Соединительные линии 12 предназначены для обеспечения трактов передачи информации между линейным 2 и станционным 13 блоками. Эти линии могут быть выполнены по четырехпроводной схеме.
Станционный блок 13 является устройством сопряжения между опорной АТС 15 и линейным блоком 2 концентратора. Он содержит блоки и узлы, аналогичные блокам коммутационной системы 3.
Абонентские линии 14 могут быть выполнены как по двухпроводной, так и четырехпроводной схеме. Они могут быть выполнены с использованием полевых кабелей связи типа П-274М и П-269М.
В качестве опорной АТС 15 могут быть использованы различные автоматические телефонные станции, в том числе городские АТС, учрежденческо-производственные (УПАТС) и учрежденческие (УАТС) или мини-УПАТС, например, мини-АТС типа Hicom 150 Е Office Pro [2].
Концентратор телефонной связи работает следующим образом.
1
1
1
При снятии микротелефонной трубки телефонного аппарата, например 1, в линейном блоке 2 концентратора на выходе абонентского комплекта 4 приданного данному телефонному аппарату, появляется сигнал на установление соединения. Блок 5 находит свободную соединительную линию 12 и через блок 9 функциональных реле передает информацию о поступившем запросе на соединение в станционный блок 13. Получив от станционного блока 13 подтверждение о принятой информации, блок 5 включает коммутационную систему 3, а затем разделительный коммутационный элемент 11 выбранной соединительной линии 12. Аналогичные включения производит и станционный блок 13. В результате абонентский комплект 4 линейного блока 2 концентратора оказывается подключенным к абонентскому комплекту 16 опорной АТС 15. Далее взаимодействие абонента и опорной АТС происходят по обычному телефонному алгоритму, приведенному в [2, 3]. После окончания разговора концентратор освобождает от работы все узлы, задействованные при обслуживании этого соединения. Следует, однако, заметить, что производят размыкание контактов сначала разделительного коммутационного элемента 11, а затем коммутационной системы 3.
Если вызов поступает со стороны опорной АТС 15, то об этом событии информирует соответствующий абонентский комплект 16. Станционный блок 13 концентратора передает эту информацию в линейный блок 2, блок 5 управления которого через абонентские комплекты 4 определяет свободен ли абонент (он может быть занят внутренним соединением), производит включение коммутационной системы 3, а затем разделительного коммутационного элемента 11. Производится соединение цепи, обеспечивающей связью вызывающего и вызываемого абонента.
После окончания разговора все узлы схемы концентратора, участвующие в этом соединении, возвращаются в исходное состояние.
При неисправности линий, при пропадании питания линейного 2 или станционного 13 блоков, часть телефонных аппаратов, число которых может быть равно числу соединительных линий, подключается аварийными коммутационными элементами 10 блока 9 функциональных реле непосредственно к абонентским комплектам 16 опорной АТС 15.
Связь между абонентами, включенными в один концентратор, может осуществляться как через опорную АТС 15 по рассмотренному выше алгоритму работы с занятием при разговоре двух соединительных линий 12, так и без участия опорной АТС 15 и без занятия соединительных линий 12 по сокращенному набору номера.
Это оказывается возможным благодаря введению в концентратор шнурового комплекта 7, генератора 8 вызывного сигнала, аварийного 10 и разделительного 11 коммутационных элементов.
Работа концентратора при внутренней связи абонентов происходит следующим образом.
1
1
1
Пусть абонент снял микротелефонную трубку, например, телефонного аппарата 1. Блок 5 управления по абонентскому комплекту 4 находит этот запрос на соединение, находит также свободную соединительную линию 12 и по указанному выше алгоритму производится подключение абонентского комплекта 4 линейного блока 2 к абонентскому комплекту 16 опорной АТС 15. С опорной АТС 15 абонент слышит сигнал «Ответ станции».
Если абонент первой цифрой, например «9», набирает код внутреннего соединения, блок 5 управления линейного блока 2 отключает абонента от соединительной линии 12 и подключает его к шнуровому комплекту 7, из которого он получает питание для телефонного аппарата. Приемник набора номера, находящийся в шнуровом комплекте 7, принимает две последние цифры номера. По этим цифрам блок 5 управления определяет абонентский комплект 4 вызываемого абонента. Производится включение соответствующих точек коммутации коммутационной системы 3. В результате шнуровой комплект 7 оказывается подключенным к абонентским линиям вызываемого и вызывающего абонентов. Процесс управления коммутационной системой 3 и шнуровым комплектом 7 подробно рассмотрен при описании работы устройства ниже.
Вызываемому абоненту через шнуровой комплект 7 от генератора 8 вызывного сигнала поступает вызывной сигнал. При снятии микротелефонной трубки вызываемым абонентом посылка сигнала вызова прекращается. Соединение установлено. Питание телефонных аппаратов обоих абонентов осуществляется из шнурового комплекта 7. По окончании разговора все узлы концентратора приводятся в исходное состояние.
Если в момент поступления запроса на соединение окажется, что свободных соединительных линий нет, то абонентский комплект 4 вызывающего абонента подключается к шнуровому комплекту 7. Из шнурового комплекта 7 абонент получает сигнал «Ответ станции», по которому абонент набирает, например цифру 9 - код внутренней связи и две последние цифры номера вызываемого абонента.
Рассмотрим процесс управления коммутационной системой 3 с помощью устройства 6 управления. Работа коммутационной системы 3 в этом случае происходит следующим образом. Пусть абонент, телефонный аппарат 1 которого включен на первую горизонталь блока точек коммутации коммутационной системы 3, снял микротелефонную трубку. Блок 5 управления определяет это событие и замыканием точки коммутации, например точки А коммутационной системы, подключает к этой горизонтали исходящий шнуровой комплект, из которого вызываемому абоненту поступает сигнал «Ответ станции» (425 Гц) через дроссель питания.
Далее абонент производит набор номера. По первому разрыву цепи сигнал «Ответ станции» снимается. Посредством приемного устройства принимается набираемый номер. По принятому номеру определяют, свободен ли вызываемый абонент. Допустим, что он свободен и это абонент, подключенный к последней (нижней) горизонтали. Путем включения точки Б коммутации подключают к этой вертикали входящий шнуровой комплект. Производят включение контактов реле вызова. В результате к указанной вертикали подключаются генератор 8 вызывного сигнала и приемное устройство шнурового комплекта 7. Вызываемому абоненту поступает сигнал вызова. Если вызываемый абонент снимает трубку, срабатывает приемное устройство шнурового комплекта 7 и блок 5 управления подает команды на выключение контактов реле вызова и на включение контактов реле питания, которые замыкаются и через дроссель подают напряжение в телефонный аппарат вызываемого абонента. Разговорный ток абонентов проходит через конденсаторы шнурового комплекта 7.
Если хотя бы один абонент положит микротелефонную трубку, приемные устройства шнурового комплекта 7 подадут об этом сигнал в блок 5, который выделяет команды на выключение контактов реле питания, точек А и Б коммутации. Схема приходит в исходное состояние.
Для того, чтобы произвести замыкание точки А коммутации, устройство управления 6 коммутационной системой 3 подает импульс тока в шнуровой комплект 7, при этом точка А коммутации срабатывает и подключает к первой горизонтали исходящий шнуровой комплект.
Для подключения к необходимой горизонтали входящего шнурового комплекта блока 7 устройство 6 управления коммутационной системой подает импульс тока в шнуровой комплект 7. По этой команде происходят подключение входящего шнурового комплекта к горизонтали и замыкание контактов реле вызова. Для того, чтобы разомкнуть контакты реле после ответа вызываемого абонента и замкнуть контакты реле питания, устройству 6 управления коммутационной системой необходимо вновь подать импульс тока в шнуровой комплект 7. По этой команде происходит отключение вызывного генератора 8 и приемного устройства от горизонтали, к которой подключен вызванный абонент, и подключение к ней дросселя питания, через который осуществляется подача напряжения в телефонный аппарат вызванного абонента.
После завершения разговора устройство 6 управления подает импульс тока в шнуровой комплект 7. Точка Б коммутации отпускает, размыкаются контакты реле питания и схема приходит в исходное состояние.
Следовательно, для соединения и разъединения двух абонентов, включенных в один концентратор, необходимо следующие операции по управлению входящим шнуровым комплектом 7:
подключить входящий шнуровой комплект к горизонтали вызываемого абонента и включить реле вызова;
выключить реле вызова и включить реле питания;
отключить входящий шнуровой комплект от горизонтали вызываемого абонента и разомкнуть контакты реле питания абонентских комплектов.
Технический результат от предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей концентратора по обеспечению телефонной связи как между местными абонентами, так и по обеспечению возможности автоматического выхода абонентов на телефонную сеть общего пользования, достигаемый за счет введения новых элементов и изменения связей между известными блоками концентратора.
Источники информации.
1. Аппаратура директорской и диспетчерской связи. М., «Связь», 1975 (прототип).
2. Т.И. Иванова. Абонентские терминалы и компьютерная телефония. - М.: Эко-Трендз, 1999.
3. Военные системы коммутации и телефония. Б.А. Гордиенко, В.Н. Филиппов, Л.П. Щербина./ Под ред. Б.А. Гордиенко. - ВАС, 1984.