Ats1-ma’ruza. Kirish. Fanning maqsadi, vazifasi va dolzarbligi. Kommutatsiyalash uskunalarining rivojlanishi Reja

2.3 Raqamli kommutatsiya tizimlari

Raqamli kommutatsiya tizimning tuzilishiga batafsil to‘xtalmay, raqamli kommutatsiya maydonining bir necha muhim alomatlarini aniqlash mumkin. Kommutatsiyada uzatishning ikkala yo‘nalishi ham alohida raqamli traktlarning ishlatilishini hisobga olish kerak. Shu boisdan kommutatsiyalashni, ikkita ikkisimlik yoki bitta to‘rtsimlik liniyalar bo‘yicha amalga oshirish mumkin. Birinchi holda uzatishning har bir yo‘nalishi alohida kommutatsiyalanadi, ikkinchi holda esa uzatishning ikkala yo‘nalishi umumiy trakt bo‘yicha o‘tadi.

Raqamli ATS larning kommutatsiya maydonlarida quyidagi kommutatsiya turlari ishlatilishi mumkin:

• 
  faqat fazoviy kommutatsiyalash;
  
• 
  faqat vaqt bo‘yicha kommutatsiyalash;
  
• 
  «fazoviy – vaqtli» kommutatsiyalash;
  
• 
  «vaqtli - fazoviy» kommutatsiyalash;
  
• 
  «fazoviy– vaqtli - fazoviy» kommutatsiyalash;
  
• 
  «vaqtli – fazoviy - vaqtli» kommutatsiyalash.
  

Shuningdek fazoviy va vaqtli kommutatsiyalashning yanada murakkab kombinatsiyalari mavjud.
Fazoviy kommutatsiyalash qurilmasi, dekada – qadamli va koordinata turidagi ATSlarda ya’ni raqamli kommutatsiya paydo bo‘lishidan ancha avval ishlatilgan edi. Fazoviy kommutatsiya kvazielektron va elektron ATSlarning birinchi avlodining kommutatsiya maydonlarini tuzilishini asosi bo‘lgan. Xususan, 1ESS, 2ESS va 3ESS Amerika stansiyalari hamda KVARS, MT-20/25, ISTOK stansiyalari faqat fazoviy kommutatsiyadan foydalanadi.
Elektromexanik va kvazielektron stansiyalarida fazoviy S-kommutatorlar (Space-fazo so‘zidan olingan) kommutatsiya maydonida mexanik bog‘lovchi yo‘lini barpo etadi, u butun ulanish davomida ulanib turadi. Bunda kommutatsiya maydoning kirishi bilan uning chiqishi o‘rtasida fizik ulanishni ta’minlaydi.
Raqamli fazoviy kommutatsiya kirishlarini chiqishlar bilan ulash faqat kirishga ajratilgan vaqt oralig‘i nomeri chiqishiga ajratilgan vaqt nomeriga mos kelgan holdagina ulanish imkonini beradi ya’ni vaqt kanallariga biriktirilgan vaqt intervali o‘zgarmagani tufayli fazodagi kommutatsiyada har xil traktdagi bir xil nomli vaqtli kanallarning kommutatsiyasi bajariladi.
2.5 – rasmda kirishdagi birinchi chiquvchi raqamli traktdagi i – kanalni (i – vaqt oralig‘i) chiqishdagi M – raqamli traktdagi i – kanal bilan, hamda kirishdagi N raqamli traktdagi 0 – kanalni chiqishidagi birinchi raqamli traktdagi 0 – kanal bilan kommutatsiyasi misol tariqasida keltirilgan.

2
2.5 – rasm. Fazoviy kommutatsiya jarayoni

Agar: - ixtiyoriy kiruvchi raqamli trakt bo‘lsa, bunda ;

- ixtiyoriy chiquvchi raqamli trakt bo‘lsa, bunda ;
- kommutatsiyalanayotgan traktlarni aniqlovchi funksiyasi.
U holda quyidagi tizimga ega bo‘ladi:
(2.1)
Boshqa tomondan olganda, ixtiyoriy kirish trakti ixtiyoriy chiqish trakti bilan kommutatsiyalanishi uchun, Z ni quyidagi ko‘rinishda yozish mumkin:

U holda quyidagi tizimga ega bo‘lamiz:
(2.2)
Raqamli kommutatsiya tuguni va tizimlarida ikki tuzilmadagi kommutatsiya bloklari, FKB va VKB ishlatiladi. FKB da uzatish tizimlarining bog‘lovchi liniyalari (UTBL) belgilangan kiruvchi va chiquvchi kanallarning sinfazli kommutatsiyasi uchun mo‘ljallangan. Shuning uchun u traktga xotirlash qurilmasini (XQ) qo‘llashni talab qilmaydi.
FKB da kommutatsiyalanadigan liniyalarda aynan bir vaqt holatini egallaydigan kanallar kommutatsiyasi amalga oshiriladi. FKB N ta kirish va M ta chiqishdan iborat fazoviy kommutatordir. Kirishlarga va chiqishlarga mos ravishda n – vaqtli kanallarning kiruvchi va chiquvchi UTBL lari ulangan. Bunday kommutator N x M kommutatsiya nuqtasiga ega bo‘ladi, FKB ventillarda (elektron kaliti), “VA”, “YoKI”, multipleksor va demultipleksorlarda qurilishi mumkin.
Agar FKB impulsli ventillar turidagi elektron kalit asosida qurilgan bo‘lsa, har bir NxM kommutatsiya nuqtasiga elektron kalitlari (EK) ulanadi (2.6a-rasm).
Har bir ventil ikkita kirishga va bitta chiqishga ega, kirishlardan biri asosiy bo‘lib, ikkinchisi esa boshqaruv qurilmasi bilan bog‘langan boshqaruvchi hisoblanadi.

2.6.a -rasm. Ventil asosida qurilgan FKB

Ventillarni boshqarish R_i impulsli ketma-ketlik bilan amalga oshiri-ladi, ularning vaqt holatlari IKM tizimining kanalli oraliqlarning holat-lari bilan sinxronlangan bo‘ladi. Har bir ventil ixtiyoriy R_i – ketma-ketlik bilan boshqarilishi mumkin. ( ) va ventilning boshqaruv kirishiga n dan iborat ixtiyoriy ketma-ketlik soni berilishi mumkin. Ventil ochilganda uning asosiy kirishi chiqish bilan ulanadi, natijada vaqt holati R_i- boshqaruv ketma-ketligining vaqt holatiga mos keladigan kanalda UTBL ning kiruvchisidan chiquvchisiga IKM signallarni translyatsiya qilish uchun imkon beradi. Ventilni ochish vaqti boshqaruv ketma-ketlik impulsining uzunligiga teng, u esa o‘z navbatida kanalli oraliq uzunligiga teng. Agar ulanish o‘rnatish zarur bo‘lsa, masalan, birinchi UTBL ning 1, 5 va 7 kanallari bilan birinchi chiquvchi UTBL ning xuddi shunday kanallari bilan, hamda birinchi kiruvchi UTBL ning 2, 3 va 21 kanallari bilan, chiquvchi M liniyaning bir nomli kanallari bilan ulash kerak bo‘lsa, unda V₁₁ ventilning boshqaruvchi kirishga R₁,R₅ va R₇ V_1m ventilning boshqaruvchi kirishiga esa R₂, R₃, R₂₁ketma-ketlik berish etarlidir.

3.5b - rasmda har birida n impulsli kanallarga ega UTBL NxM sig‘imli ko‘rib chiqilgan KB ning fazoviy ekvivalenti tasvirlangan.

2.7b-rasm. NxM sig‘imli FKB

2.7.b - rasmda har bir UTBL n - oddiy liniyalardan iborat bog‘lam sifati-da ko‘rsatilgan. Ekvivalent sxema har biri N kirish va M chiqishdan iborat n ta kommutatorga ega.

Har bir kommutatorda faqat bir xil nomli kanallar kommutatsiyasi mumkin, kommutatsiyalanayotgan kiruvchi va chiquvchi liniyalarda bir xil vaqt holatini egallovchi fazoviy kommutatsiya bloklarining bu xususiyati shu bilan birga ularning jiddiy kamchiligi hamdir, bu kamchilik ayniqsa eng katta yuklama soatida (EKYuS) ichki bandlikni vujudga kelishida namoyon bo‘ladi. Ichki bandliklar kommutatsiya paytida bo‘sh bir xil nomli vaqt holatlarining mavjud bo‘lmasligi tufayli, ularni ulash mumkin bo‘lmaganligi uchun vujudga keladi.
Sxemaning ikkinchi farqli xususiyati, bu kommutatsiya nuqtalarining ventillarini guruhli boshqarishdir. Bu xususiyat shu bilan xarakterlidirki, unda agar biron-bir FKB ning ventili, masalan, V₁₁- R_i ketma-ketlik bilan boshqarilsa, uni boshqa qo‘shni ventillarni ham gorizontal, ham vertikal bo‘yicha boshqarish uchun ishlatib bo‘lmaydi.
FKB integral sxemalarda masalan: “VA”, “YoKI”, “YO‘Q”, “MS” va “DMS” larda tuzilishi mumkin.
2.8-rasmda “VA”, “YoKI” turdagi sxemalarda bajarilgan sxemasi ko‘rsatilgan. FKB da mos kirishni mos chiqish bilan ulash BQ dan keladigan buyruq bo‘yicha bajariladi.

2.8-rasm. “VA”, “YoKI” turidagi sxemalarda bajarilgan FKB

BQ da FKB ning kirish va chiqish adreslari mavjud. Boshqaruv signallari davriy ravishda BQ dan mos vaqt kanali ulanishi vaqtida keladi.

2.1 ifodaning tahlili shuni ko‘rsatadiki, uning har funksiyasining amalga oshirish adresi bo‘yicha Nx1 turidagi boshqaruvchi tanlash sxemasi orqali amalga oshirilishi mumkin. Bunday misol tariqasida funksiyani amalga oshiruvchi multipleksor bo‘lishi mumkin, bu erda - boshqaruv signali, - kommutatsiyalanadigan kirishning adresi.
2.9 – rasmda multipleksor negizida bajarilgan FKB keltirilgan.

2.9 – rasm. Multipleksor negizidagi FKB

2.10 – rasmda 16x16 turidagi FKB da ikkita kirish va ikkita chiqish kanallarini kommutatsiya jarayoni misol tariqasida keltirilgan.

2.10 – rasm. 16x16 turidagi FKB

Har bir MS axborot kirishlariga, adresli kirishlarga, boshqarish kirishlariga va axborot chiqishlariga ega. 16x16 turidagi FKBni hosil qilish uchun 16 ta MS kirishlari parallellashtiriladi. Axborot chiqish raqami boshqarish kirishiga signal berish yo‘li bilan tanlanadi, ya’ni MS korpusi tanlanadi. Adres kirishlariga boshqarish qurilmasidan (BQ) berilgan signal bo‘yicha axborot kirish raqami, vaqt kanali raqami aniqlanadi va kommutatsiya jarayoni amalga oshiriladi.

Fazodagi kommutatsiyani bajarish uchun, boshqaruv qurilmadan MS₁₆ multipleksorning adres kirishiga t₃ intervalda 1- kirish traktining adresi berilishi kerak, natijada 1 - kirish traktining 3 - kanalidagi axborot 16 - chiqish traktning 3- kanaliga uzatiladi.
Shunga o‘xshash t₅ vaqt intervalida boshqaruv qurilmadan MS₁ ning adres kirishiga beriladi va 16 - kirish traktining 5 - kanalidagi axborot 1 - chiqish traktining 5- kanaliga beriladi.
2.2. ifodaning tahlili shuni ko‘rsatadiki, har funksiyani amalga oshirish adresi bo‘yicha boshqariladigan 1xm turidagi tanlash sxemasi orqali amalga oshirilishi mumkin. Bunday misol tariqasida:

funksiyani amalga oshiruvchi demultipleksor bo‘lishi kerak. Bu erda: - bosh-qaruv signali, - chiqish adresi, - shu bilan kommutatsiyalanadigan kirish.
2.11 – rasmda FKB ni demultipleksor negizida qurish misoli kelti-rilgan.

2.11 – rasm. FKB ni demultipleksor asosida qurilishi

FKBda faqat bir xil nomli (sinfazli) kanallarni kommutatsiyalash imkoni bor. Shu sababdan faqat FKB negizida qurilgan kommutatsiya maydonlari amaliyotda keng qo‘llanilmaydi. Kiruvchi va chiquvchi liniyalar o‘rtasida vaqt kanallarini qayta guruhlash uchun vaqt kommutatsiyasi bloklari (VKB) ishlatiladi.

Raqamli kanallarning vaqt bo‘yicha kommutatsiyasi bitta t_i vaqt oralig‘ida, boshqa t_j vaqt oralig‘i davomida kelib tushuvchi axborotlarni uzatish imkoniyatini ta’minlanishidan iborat bo‘ladi. Axborotlarni kelib tushishi va chiqarilishi vaqt bo‘yicha qayd qilinganligi uchun kommutatsiya jarayoni albatta axborotlarni vaqti davomida saqlashni ham o‘z ichiga oladi.
Raqamli uzatish va axborotlarni yo‘q bo‘lishiga yo‘l qo‘ymaslik tamoyillariga muvofiq bu vaqt bitta davr davomiyligidan ortib ketmasligi kerak. Vaqt bo‘yicha kommutatsiya jarayoni 2.11a - rasmda ko‘rsatilgan. Raqamli kanallarning vaqt bo‘yicha kommutatsiyasi VKB da bajariladi, (2.11b - rasm), u boshqaruvchi adresli axborot ni kelib tushishida kiruvchi X traktning istalgan kanalining chiquvchi Z kanalining istalgan kanali bilan kommutatsiyasi amalga oshiriladi ( – kiruvchi va chiquvchi traktlar kanallarining tegishli soni). Demak VKB o‘zining kommutatsiya imkoniyatlari bo‘yicha kommutatoriga ekvivalentdir. VKB ning tarkibiy ekvivalenti va shartli belgilanishi 3.10v va g - rasmlarda keltirilgan.

2.11 – rasm. Vaqt kommutatsiya jarayoni

Kommutatsiyaning zamonaviy raqamli tizimlari VKB idan axborotlarni saqlash vazifasi, ma’lumotlarni saqlashga erkin (to‘g‘ridan–to‘g‘ri) kirish bilan xotiralovchi qurilma (XQ) yordamida amalga oshiriladi.