Каналларни коммутациялаш (КК)га эга бўлган тармоқлар, афзалликлари ва камчиликлари, кк нинг ишлаш тамойили. Рақамли коммутация тизимлари

2.3 Рақамли коммутация тизимлари

Рақамли коммутация тизимнинг тузилишига батафсил тўхталмай, рақамли коммутация майдонининг бир неча муҳим аломатларини аниқлаш мумкин. Коммутацияда узатишнинг иккала йўналиши ҳам алоҳида рақамли трактларнинг ишлатилишини ҳисобга олиш керак. Шу боисдан коммутациялашни, иккита иккисимлик ёки битта тўртсимлик линиялар бўйича амалга ошириш мумкин. Биринчи ҳолда узатишнинг ҳар бир йўналиши алоҳида коммутацияланади, иккинчи ҳолда эса узатишнинг иккала йўналиши умумий тракт бўйича ўтади.

Рақамли АТС ларнинг коммутация майдонларида қуйидаги коммутация турлари ишлатилиши мумкин:

• 
  фақат фазовий коммутациялаш;
  
• 
  фақат вақт бўйича коммутациялаш;
  
• 
  «фазовий – вақтли» коммутациялаш;
  
• 
  «вақтли - фазовий» коммутациялаш;
  
• 
  «фазовий– вақтли - фазовий» коммутациялаш;
  
• 
  «вақтли – фазовий - вақтли» коммутациялаш.
  

Шунингдек фазовий ва вақтли коммутациялашнинг янада мураккаб комбинациялари мавжуд.
Фазовий коммутациялаш қурилмаси, декада – қадамли ва координата туридаги АТСларда яъни рақамли коммутация пайдо бўлишидан анча аввал ишлатилган эди. Фазовий коммутация квазиэлектрон ва электрон АТСларнинг биринчи авлодининг коммутация майдонларини тузилишини асоси бўлган. Хусусан, 1ЕSS, 2ESS ва 3ESS Америка станциялари ҳамда КВАРЦ, МТ-20/25, ИСТОК станциялари фақат фазовий коммутациядан фойдаланади.
Электромеханик ва квазиэлектрон станцияларида фазовий S-коммутаторлар (Space-фазо сўзидан олинган) коммутация майдонида механик боғловчи йўлини барпо этади, у бутун уланиш давомида уланиб туради. Бунда коммутация майдонинг кириши билан унинг чиқиши ўртасида физик уланишни таъминлайди.
Рақамли фазовий коммутация киришларини чиқишлар билан улаш фақат киришга ажратилган вақт оралиғи номери чиқишига ажратилган вақт номерига мос келган ҳолдагина уланиш имконини беради яъни вақт каналларига бириктирилган вақт интервали ўзгармагани туфайли фазодаги коммутацияда ҳар хил трактдаги бир хил номли вақтли каналларнинг коммутацияси бажарилади.
2.5 – расмда киришдаги биринчи чиқувчи рақамли трактдаги i – канални (i – вақт оралиғи) чиқишдаги М – рақамли трактдаги i – канал билан, ҳамда киришдаги N рақамли трактдаги 0 – канални чиқишидаги биринчи рақамли трактдаги 0 – канал билан коммутацияси мисол тариқасида келтирилган.

2
2.5 – расм. Фазовий коммутация жараёни

Агар: - ихтиёрий кирувчи рақамли тракт бўлса, бунда ;

- ихтиёрий чиқувчи рақамли тракт бўлса, бунда ;
- коммутацияланаётган трактларни аниқловчи функцияси.
У ҳолда қуйидаги тизимга эга бўлади:
(2.1)
Бошқа томондан олганда, ихтиёрий кириш тракти ихтиёрий чиқиш тракти билан коммутацияланиши учун, Z ни қуйидаги кўринишда ёзиш мумкин:

У ҳолда қуйидаги тизимга эга бўламиз:
(2.2)
Рақамли коммутация тугуни ва тизимларида икки тузилмадаги коммутация блоклари, ФКБ ва ВКБ ишлатилади. ФКБ да узатиш тизимларининг боғловчи линиялари (УТБЛ) белгиланган кирувчи ва чиқувчи каналларнинг синфазли коммутацияси учун мўлжалланган. Шунинг учун у трактга хотирлаш қурилмасини (ХҚ) қўллашни талаб қилмайди.
ФКБ да коммутацияланадиган линияларда айнан бир вақт ҳолатини эгаллайдиган каналлар коммутацияси амалга оширилади. ФКБ N та кириш ва М та чиқишдан иборат фазовий коммутатордир. Киришларга ва чиқишларга мос равишда n – вақтли каналларнинг кирувчи ва чиқувчи УТБЛ лари уланган. Бундай коммутатор N x M коммутация нуқтасига эга бўлади, ФКБ вентилларда (электрон калити), “ВА”, “ЁКИ”, мультиплексор ва демультиплексорларда қурилиши мумкин.
Агар ФКБ импульсли вентиллар туридаги электрон калит асосида қурилган бўлса, ҳар бир NxM коммутация нуқтасига электрон калитлари (ЭК) уланади (2.6а-расм).
Ҳар бир вентил иккита киришга ва битта чиқишга эга, киришлардан бири асосий бўлиб, иккинчиси эса бошқарув қурилмаси билан боғланган бошқарувчи ҳисобланади.

2.6.а -расм. Вентил асосида қурилган ФКБ

Вентилларни бошқариш Р_i импульсли кетма-кетлик билан амалга ошири-лади, уларнинг вақт ҳолатлари ИКМ тизимининг каналли оралиқларнинг ҳолат-лари билан синхронланган бўлади. Ҳар бир вентил ихтиёрий Р_i – кетма-кетлик билан бошқарилиши мумкин. () ва вентилнинг бошқарув киришига n дан иборат ихтиёрий кетма-кетлик сони берилиши мумкин. Вентил очилганда унинг асосий кириши чиқиш билан уланади, натижада вақт ҳолати Р_i- бошқарув кетма-кетлигининг вақт ҳолатига мос келадиган каналда УТБЛ нинг кирувчисидан чиқувчисига ИКМ сигналларни трансляция қилиш учун имкон беради. Вентилни очиш вақти бошқарув кетма-кетлик импульсининг узунлигига тенг, у эса ўз навбатида каналли оралиқ узунлигига тенг. Агар уланиш ўрнатиш зарур бўлса, масалан, биринчи УТБЛ нинг 1, 5 ва 7 каналлари билан биринчи чиқувчи УТБЛ нинг худди шундай каналлари билан, ҳамда биринчи кирувчи УТБЛ нинг 2, 3 ва 21 каналлари билан, чиқувчи М линиянинг бир номли каналлари билан улаш керак бўлса, унда В₁₁ вентилнинг бошқарувчи киришга Р₁,Р₅ ва Р₇ В_1м вентилнинг бошқарувчи киришига эса Р₂, Р₃, Р₂₁кетма-кетлик бериш етарлидир.

3.5б - расмда ҳар бирида n импульсли каналларга эга УТБЛ NхM сиғимли кўриб чиқилган КБ нинг фазовий эквиваленти тасвирланган.

2.7б-расм. NxM сиғимли ФКБ

2.7.б - расмда ҳар бир УТБЛ n - оддий линиялардан иборат боғлам сифати-да кўрсатилган. Эквивалент схема ҳар бири N кириш ва М чиқишдан иборат n та коммутаторга эга.

Ҳар бир коммутаторда фақат бир хил номли каналлар коммутацияси мумкин, коммутацияланаётган кирувчи ва чиқувчи линияларда бир хил вақт ҳолатини эгалловчи фазовий коммутация блокларининг бу хусусияти шу билан бирга уларнинг жиддий камчилиги ҳамдир, бу камчилик айниқса энг катта юклама соатида (ЭКЮС) ички бандликни вужудга келишида намоён бўлади. Ички бандликлар коммутация пайтида бўш бир хил номли вақт ҳолатларининг мавжуд бўлмаслиги туфайли, уларни улаш мумкин бўлмаганлиги учун вужудга келади.
Схеманинг иккинчи фарқли хусусияти, бу коммутация нуқталарининг вентилларини гуруҳли бошқаришдир. Бу хусусият шу билан характерлидирки, унда агар бирон-бир ФКБ нинг вентили, масалан, В₁₁- Р_i кетма-кетлик билан бошқарилса, уни бошқа қўшни вентилларни ҳам горизонтал, ҳам вертикал бўйича бошқариш учун ишлатиб бўлмайди.
ФКБ интеграл схемаларда масалан: “ВА”, “ЁКИ”, “ЙЎҚ”, “MS” ва “DMS” ларда тузилиши мумкин.
2.8-расмда “ВА”, “ЁКИ” турдаги схемаларда бажарилган схемаси кўрсатилган. ФКБ да мос киришни мос чиқиш билан улаш БҚ дан келадиган буйруқ бўйича бажарилади.

2.8-расм. “ВА”, “ЁКИ” туридаги схемаларда бажарилган ФКБ

БҚ да ФКБ нинг кириш ва чиқиш адреслари мавжуд. Бошқарув сигналлари даврий равишда БҚ дан мос вақт канали уланиши вақтида келади.

2.1 ифоданинг таҳлили шуни кўрсатадики, унинг ҳар функциясининг амалга ошириш адреси бўйича Nx1 туридаги бошқарувчи танлаш схемаси орқали амалга оширилиши мумкин. Бундай мисол тариқасида функцияни амалга оширувчи мультиплексор бўлиши мумкин, бу ерда - бошқарув сигнали, - коммутацияланадиган киришнинг адреси.
2.9 – расмда мультиплексор негизида бажарилган ФКБ келтирилган.

2.9 – расм. Мультиплексор негизидаги ФКБ

2.10 – расмда 16х16 туридаги ФКБ да иккита кириш ва иккита чиқиш каналларини коммутация жараёни мисол тариқасида келтирилган.

2.10 – расм. 16х16 туридаги ФКБ

Ҳар бир MS ахборот киришларига, адресли киришларга, бошқариш киришларига ва ахборот чиқишларига эга. 16х16 туридаги ФКБни ҳосил қилиш учун 16 та MS киришлари параллеллаштирилади. Ахборот чиқиш рақами бошқариш киришига сигнал бериш йўли билан танланади, яъни MS корпуси танланади. Адрес киришларига бошқариш қурилмасидан (БҚ) берилган сигнал бўйича ахборот кириш рақами, вақт канали рақами аниқланади ва коммутация жараёни амалга оширилади.

Фазодаги коммутацияни бажариш учун, бошқарув қурилмадан MS₁₆ мультиплексорнинг адрес киришига t₃ интервалда 1- кириш трактининг адреси берилиши керак, натижада 1 - кириш трактининг 3 - каналидаги ахборот 16 - чиқиш трактнинг 3- каналига узатилади.
Шунга ўхшаш t₅ вақт интервалида бошқарув қурилмадан MS₁ нинг адрес киришига берилади ва 16 - кириш трактининг 5 - каналидаги ахборот 1 - чиқиш трактининг 5- каналига берилади.
2.2. ифоданинг таҳлили шуни кўрсатадики, ҳар функцияни амалга ошириш адреси бўйича бошқариладиган 1хm туридаги танлаш схемаси орқали амалга оширилиши мумкин. Бундай мисол тариқасида:

функцияни амалга оширувчи демультиплексор бўлиши керак. Бу ерда: - бош-қарув сигнали, - чиқиш адреси, - шу билан коммутацияланадиган кириш.
2.11 – расмда ФКБ ни демультиплексор негизида қуриш мисоли келти-рилган.

2.11 – расм. ФКБ ни демультиплексор асосида қурилиши

ФКБда фақат бир хил номли (синфазли) каналларни коммутациялаш имкони бор. Шу сабабдан фақат ФКБ негизида қурилган коммутация майдонлари амалиётда кенг қўлланилмайди. Кирувчи ва чиқувчи линиялар ўртасида вақт каналларини қайта гуруҳлаш учун вақт коммутацияси блоклари (ВКБ) ишлатилади.

Рақамли каналларнинг вақт бўйича коммутацияси битта t_i вақт оралиғида, бошқа t_j вақт оралиғи давомида келиб тушувчи ахборотларни узатиш имкониятини таъминланишидан иборат бўлади. Ахборотларни келиб тушиши ва чиқарилиши вақт бўйича қайд қилинганлиги учун коммутация жараёни албатта ахборотларни вақти давомида сақлашни ҳам ўз ичига олади.
Рақамли узатиш ва ахборотларни йўқ бўлишига йўл қўймаслик тамойилларига мувофиқ бу вақт битта давр давомийлигидан ортиб кетмаслиги керак. Вақт бўйича коммутация жараёни 2.11а - расмда кўрсатилган. Рақамли каналларнинг вақт бўйича коммутацияси ВКБ да бажарилади, (2.11б - расм), у бошқарувчи адресли ахборот ни келиб тушишида кирувчи Х трактнинг исталган каналининг чиқувчи Z каналининг исталган канали билан коммутацияси амалга оширилади (– кирувчи ва чиқувчи трактлар каналларининг тегишли сони). Демак ВКБ ўзининг коммутация имкониятлари бўйича коммутаторига эквивалентдир. ВКБ нинг таркибий эквиваленти ва шартли белгиланиши 3.10в ва г - расмларда келтирилган.

2.11 – расм. Вақт коммутация жараёни

Коммутациянинг замонавий рақамли тизимлари ВКБ идан ахборотларни сақлаш вазифаси, маълумотларни сақлашга эркин (тўғридан–тўғри) кириш билан хотираловчи қурилма (ХҚ) ёрдамида амалга оширилади.