Принципы построения систем коммутации

Основные понятия и определения

Под коммутацией понимается замыкание, размыкание и переключение электрических цепей. Коммутация осуществляется на коммутационных узлах. На сетях электросвязи посредством коммутации абонентские устройства соединяются между собой для передачи (приема) информации. Абонентские устройства в некоторых случаях называют оконечными устройствами сети. Коммутация осуществляется на коммутационных узлах (КУ), являющихся составными частями сети электросвязи.

Абонентские устройства сети соединяются с КУ абонентскими линиями (АЛ). КУ, находящиеся на территории одного города (населенного пункта), соединяются соединительными линиями (СЛ). Если коммутационные узлы находятся в разных городах, то линии связи, соединяющие их, называются междугородными или внутризоновыми.

Коммутационный узел, в который включаются абонентские линии, называется коммутационной станцией или просто станцией. В некоторых случаях абонентские линии включаются в подстанции (ПС). Лицо, пользующееся абонентским устройством для передачи и приема информации, называется абонентом . Для передачи информации от одного абонентского устройства сети к другому требуется установить соединение между этими устройствами через соответствующие узлы и линии связи. Для осуществления соединения на коммутационных узлах устанавливается коммутационная аппаратура.

Совокупность линейных и станционных средств, предназначенных для соединения оконечных абонентских устройств, называется соединительным трактом . Число коммутационных узлов между соединяемыми абонентскими устройствами зависит от структуры сети и направления соединения.



Для осуществления требуемого соединения коммутационный узел и абонентское устройство обмениваются управляющими сигналами.

На КУ соединение может устанавливаться на время, необходимое для передачи одного сообщения (например, одного телефонного разговора), или на длительное время, превышающее время передачи одного сообщения. Коммутация первого вида называется оперативной , а второго - кроссовой (долговременной).

Коммутационные узлы сетей связи классифицируются по ряду признаков:

- по виду передаваемой информации (телефонные, телеграфные, вещания, телеуправления, передачи данных и др.);

- по способу обслуживания соединений (ручные, полуавтоматические, автоматические);

- по месту, занимаемому в сети электросвязи (районные, центральные, узловые, оконечные, транзитные станции, узлы входящего и исходящего сообщения);

- по типу сети связи (городские, сельские, учрежденческие, междугородные);

- по типу коммутационного и управляющего оборудования (электромеханические, механоэлектронные, квазиэлектронные, электронные);

- по системам применяемого коммутационного оборудования (декадно-шаговые, координатные, машинные, квазиэлектронные, электронные);

- по емкости , т.е. по числу входящих и исходящих линий или каналов (малой, средней, большой емкости);

- по типу коммутации (оперативная, кроссовая, смешанная);

- по способу разделения каналов (пространственный, пространственно-временной, пространственно-частотный);

- по способу передачи информации от передатчика к приемнику (узлы коммутации каналов , обеспечивающие коммутацию каналов для непосредственной передачи информации в реальном масштабе времени от передатчика к приемнику после установления соединительного тракта; узлы коммутации сообщений и узлы коммутации пакетов , обеспечивающие прием и накопление информации на узлах с последующей ее передачей в следующий узел или в приемник).

Структура коммутационного узла

Коммутационный узел представляет собой устройство, предназначенное для приема, обработки и распределения поступающей информации.

Для выполнения своих функций коммутационный узел должен иметь (Рис. 4.):

устройства ввода и вывода линий - вводнокоммутационные устройства (кросс).

линейные комплекты (ЛК) входящих и исходящих линий (каналов), предназначенные для приема и передачи линейных сигналов (сигналов взаимодействия) по входящим и исходящим линиям или каналам для выделения каналов в системах передачи, а также для приема и передачи сигналов взаимодействия с управляющими устройствами узла;

коммутационное поле (КП), предназначенное для соединения входящих и исходящих линий (каналов) на время передачи информации;

управляющее устройство (УУ), обеспечивающее установление соединения между входящими и исходящими линиями через коммутационное поле, а также прием и передачу управляющей информации.

Кроме того, на узле имеются источники электропитания, устройства сигнализации и учета параметров нагрузки (количество сообщений, потерь, длительности занятия и др.).

В некоторых случаях коммутационный узел может иметь устройства приема и хранения информации, если таковая передается не непосредственно потребителю информации, а предварительно накапливается на узле. Такие узлы применяются в системах коммутации сообщений .

Коммутационный узел- представляет собой комплекс оборудования, предназначенного для приёма, обработки и распределения поступающей информации. Наиболее типичным примером КУ является коммутационная станция, в которую включаются абонентские и соединительные линии. Для выполнения своих функций КУ должен иметь в своём составе следующие основные блоки:

Коммутационное поле - совокупность коммутационных приборов, с помощью которых обеспечивается соединение включённых в станцию абонентских и соединительных линий.

Управляющее устройство (УУ)- предназначено для управления процессом установления соединений. В его состав входит аппаратура для приёма, формирования и передачи управляющей информации. На основании информации о номере вызываемого абонента или направления связи, принятой от источника вызова, УУ включает соответствующие элементы КП, в результате чего осуществляется соединение между соответствующим входом и выходом.

Коммутационный блок - часть ступени искания, представляющая собой совокупность точек коммутации, обслуживающих определенную группу входов

Блоки соединительных линий (БСЛ), через комплекты соединительных линий которых подключаются соединительные линии связи от других КУ.

Блоки абонентских линий (БАЛ), через абонентские комплекты котрых к станции подключаются абонентские линии.

Коммутационный элемент - элемент, осуществляющий коммутацию в сети связи

Точка коммутации - группа коммутационных элементов, осуществляющих коммутацию одновременно при подаче одного управляющего сигнала

В состав оборудования КУ также входят дополнительные блоки:

Кросс- устройство ввода и вывода линий.

Источники электропитания.

Приборы контроля за работой оборудования.

Приборы учёта параметров нагрузки.

На коммутационных узлах могут устанавливаться соединения следующих видов:

Внутристанционное- соединение осуществляется между абонентами данной телефонной станции;

Исходящее- соединение устанавливается по инициативе абонента данной станции с абонентом другой станции через соединительную линию;

Входящее- соединение устанавливается с абонентом данной станции по вызову, поступившему по соединительной линии от другой станции;

Транзитное- на данной станции коммутируются две соединительные линии с целью соединения абонентов других станций.

Взаимодействие блоков ЦСК можно рассмотреть на примере внутристанционного соединения. Для описания всего процесса обслуживания вызова в упрощенном виде поделим его на пять основных этапов. Для иллюстрации взаимодействия блоков при внутристанционном соединении на рис.2.1 представлена упрощенная структура ЦСК.

Этап 1. Абонент А снимает трубку телефонного аппарата и станция передает сигнал «ответ станции».

После снятия абонентом А трубки СУ определяет факт занятия абонентской линии путем сканирования модулей абонентских линий МАЛ (в абонентском комплекте АК). Затем СУ выдает команду на подключение модуля акустических сигналов (MAC) через цифровое коммутационное поле (коммутируется цифровой тракт в КП). Из модуля акустических сигналов абоненту А подается сигнал «ответ станции» частотой f = 425 Гц.

Рисунок 2.1. Упрощенная структура ЦСК при внутристанционном соединении.

Этап 2. Абонент набирает номер.

При наборе номера точка сканирования в абонентском комплекте абонента А изменяет свое состояние. Эти изменения определяются периферийными устройствами сканирования и передаются в СУ. После приема первого импульса набора номера СУ дает команду на отключение сигнала «ответ станции» из MAC, т.е. передача акустических сигналов через КП прекращается. Номер передается в СУ.

Этап 3. АТС анализирует номер и передает сигналы ПВ и КПВ.

После приема и анализа абонентского номера, СУ определяет по данным, хранящимся в ее памяти, направление связи как внутристанционное и дает команду на включение сигнала посылка вызова (ПВ) из модуля абонентских линий (МАЛ) частотой f=25 Гц абоненту В. Синхронно с сигналом ПВ абоненту А из модуля акустических сигналов (MAC), передается сигнал контроль посылки вызова) КПВ частотой f=425Гц,. MAC подключается через КП по команде из СУ.

Этап 4. Абонент В отвечает и происходит коммутация разговорного соединения.

При ответе абонента В изменяется состояние точки сканирования в его абонентском комплекте. Эта информация поступает в систему управления, которая отключает сигналы ПВ и КПВ и передача акустических сигналов через КП прекращается. Затем СУ коммутирует в КП разговорный тракт и происходит разговор абонентов.

Этап 5. Отбой и разъединение.

Если предположить, что первым положил трубку абонент В, то отбой определяется по изменению состояния точки сканирования в его абонентском комплекте. Эта информация поступает в систему управления, которая дает команду на подключение MAC через КП, т.е. коммутирует соединение акустических сигналов в КП. Из MAC абоненту А подается сигнал «занято», а СУ выдает команду на отключение разговорного соединения в КП. Абонент А кладет трубку. При отбое обоих абонентов система управления дает команду на разрушение соединения акустических сигналов КП, т.е. отключает MAC.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Способы построения сетей связи

Раздел Виды и построение сетей связи.. Способы построения сетей связи.. Структурно топологическое построение сетей связи..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Способы построения сетей связи
Для построения сети связи используются средства передачи и коммутации, которые в совокупности обеспечивают транспортировку информации от одного пользователя к другому. Функции перед

Построение сетей связи
Структурно-топологическое построение сетей связи предполагает моделирование сети, ее представление количественными показателями через соответствующие параметры, а также описание состава, конфигурац

Взаимодействия открытых систем
Связь представляет собой совокупность сетей и служб связи. Служба электросвязи - это комплекс средств, обеспечивающий представление пользователям услуг. Вторичные сети обеспечивают

Иерарахическая связь
Эталонная модель OSI делит проблему перемещения информации между компьютерами через среду сети на семь менее крупных, и следовательно, более легко разрешимых проблем. Каждая из этих семи проблем вы

Сеансовый уровень
Как указывает его название, сеансовый уровень устанавливает, управляет и завершает сеансы взаимодействия между прикладными задачами. Сеансы состоят из диалога между двумя или более объектами предст

Методы коммутации
Коммутация – процесс создания последовательного соединения функциональных единиц, каналов передачи или каналов связи на то время, которое требуется для транспортировки сигналов. Виды комму

Элементы теории телетрафика
В повседневной жизни приходится постоянно сталкиваться с обслуживанием, т. е. удовлетворением некоторых потребностей, и очень часто с очередями, когда обслуживание является массовым. Примерами проц

Математические модели систем распределения информации
Как и любая другая математическая теория, теория телетрафика оперирует не с самими системами распределения информации, а с их математическими моделями. Математическая модель системы распределения и

Основные задачи теории телетрафика
Основная цель теории телетрафика заключается в разработке методов оценки качества функционирования систем распределения информации. В соответствии с этим на первом месте в теории телетрафика стоят

Маршрутизаторы в сетевых технологиях
Объединение нескольких локальных сетей в глобальную WAN сеть происходит с помощью устройств и протоколов сетевого Уровня 3 семиуровневой эталонной модели. Таким образом, если LAN (локальная сеть) о

Принципы маршрутизации. Таблицы маршрутизации
Информационный поток данных, передаваемых с прикладного уровня, на транспортном уровне "нарезается" на сегменты, которые на сетевом уровне снабжаются заголовками и образуют пакет. Заголов

Системы сигнализации
Под сигнализацией в сетях связи понимается совокупность сигналов, передаваемых между элементами сети, и способов их передачи для обеспечения установления и разъединения соединения при обслуж

Основы сигнализации ОКС № 7
Рассмотренные выше системы сигнализации относятся к системам сигнализации по связанному каналу. В них имеется однозначное соответствие друг другу каналов передачи сигнальной и пользовательск

Дискретизация сигнала во времени
В системе передачис временнымразделением каналов (ВРК) исходный непрерывный сигнал каждого канала подвергается преобразованного в последовательность коротких импульсов, закон изменения амплитуды ко

Виды аим модуляции
Различают сигналы АИМ 1-го и 2-го рода. АИМ сигнал 1-го рода является результатом дискретизации непрерывного сигнала на интервалах Котельникова. При этом вершина каждого импульса меняется в соответ

Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция
В ЦСП с ИКМ квантованию и кодированию подвергаются дискретные по времени отсчеты непрерывного сигнала, взятые из условия теоремы Котельникова. Однако такой метод передачи квантованных выборок сигна

Дельта-модуляция
При рассмотрении принципов ИКМ и ДИКМ предполагалось, что период дискретизации выбран в соответствии с теоремой Котельникова: Тд= 1/2Fв. Было выяснено, что некоторые преимущества, которы

Тракт передачи
Данная схема рассчитана на три канала. Разговорный сигнал от абонента в спектре 0,3 – 3,4 кГц поступает на ФНЧ, где происходит его ограничение по спектру, чтобы не было переходных помех с

Кодирующие устройства ЦСП
Наибольшее распространение в системах ВД-ИКМ получили нелинейные кодеры взвешивающего типа с цифровым компандированием эталонов. В таких кодерах характеристика компрессии (экспандирования) не являе

Декодирующие устройства ЦСП
Декодер осуществляет цифро-аналоговое преобразование кодовых групп ИКМ сигнала в АИМ сигнал, т.е. в отсчеты нужной полярности и амплитуды. Принцип построения нелинейного декодера взвешиваю

Структура временного цикла ЦСП
На выходе кодера формируется групповой цифровой сигнал с ИКМ, представляющий собой последовательность восьмиразрядных кодовых комбинаций каналов. В цикле передачи системы помимо информационных симв

Цикловая синхронизация
К системам цикловой синхронизации предъявляются следующие требования: время вхождения в синхронизм при первоначальном включении аппаратуры в работу и время восстановления синхронизма при е

Формирование линейных цифровых сигналов
Искажения импульсных групповых АИМ сигналов при прохождении их через цепи с неравномерными АЧХ возникают и при прохождении группового цифрового сигнала, предоставляющего собой однополярную последов

Регенерация формы цифрового сигнала
Проходя через среду распространения, цифровой сигнала ослабляется и подвергается искажению и воздействию помех, что приводит к изменению случайным образом временных интервалов между импульсами, уме

Ввод дискретной информации в групповой поток
Дискретные сигналы вводятся либо на определенные импульсные позиции, предусмотренные во временном цикле группового потока, либо на временные позиции определенных телефонных каналов, предназначенных

Принцип организации каналов передачи СУВ
Цифровые системы передачи на местных сетях используются для организации соединительных линий (СЛ) между сельскими или городскими АТС, между АТС и АМТС. По СЛ передаются не только ре

Изобретение относится к телекоммуникации. Техническим результатом является расширение арсенала технических возможностей коммутационного модуля. Результат достигается тем, что коммутационный модуль (10) в распределительном узле телекоммуникации содержит множество спаренных контактов и дистанционно управляемое коммутационное устройство. По меньшей мере, одна пара входных контактов (14) может быть адаптирована для передачи входного сигнала. По меньшей мере, одна первая пара сервисных контактов (16.1) может быть адаптирована для передачи POTS, DSL или комбинированного сигнала, и, по меньшей мере, одна дополнительная пара сервисных контактов (16.2, 16.3, 16.4) может быть адаптирована для передачи POTS, DSL, тестового, контрольного или комбинированного сигнала. Количество пар входных контактов (14) является меньшим, чем количество пар сервисных контактов (16.1-16.4). Дистанционно управляемое коммутационное устройство (12) может быть адаптировано для выборочного подключения контактов (14) к сервисным контактам (16.1, 16.2, 16.3, 16.4). Также описан способ выборочного подключения абонентской линии (18) к коммутатору провайдера телекоммуникационных услуг, выбранного из двух или более провайдеров телекоммуникационных услуг, при помощи дистанционно управляемого коммутационного устройства (12) коммутационного модуля (10) в распределительном узле. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к коммутационному модулю в распределительном узле в области телекоммуникации, сборочному узлу, содержащему коммутационный модуль, распределительному узлу, содержащему коммутационный модуль или сборочный узел, способу подключения абонентской линии к провайдеру телекоммуникационных услуг и применению коммутационного модуля для подключения абонентской линии к провайдеру телекоммуникационных услуг.

Уровень техники

В области телекоммуникации, многочисленные потребители подключены к коммутационному устройству компании - провайдера телекоммуникационных услуг через линии связи. Таких потребителей иногда называют абонентами. Коммутационное устройство часто называют коммутатором или "АТС" (центральная офисная телефонная станция, которой управляет провайдер телекоммуникационных услуг). Провайдер телекоммуникационных услуг, который также имеет название телекоммуникационного оператора, может быть региональным оператором локальной станции (ILEC) или конкурентным провайдером услуг локальной станции (CLEC). В ходе дерегулирования телекоммуникаций, были предприняты попытки позволить CLEC разделить линии связи с ILEC. Целью является обеспечение экономичных технических решений для абонентов. Многие абоненты, соответственно, выбирают CLEC для обеспечения, как минимум, некоторых из различных видов телекоммуникационных услуг, как подробно описано ниже. Однако такое изменение провайдера телекоммуникационных услуг может быть неэффективным, поскольку от обслуживающего персонала требуется присутствие в распределительном узле, которое может быть внешним шкафом, для изменения подключений. Также это может быть неудобным для абонента, поскольку выполнение такого задания обслуживающим персоналом может занять несколько дней.

Между абонентом и коммутатором, отрезки линий связи соединены с телекоммуникационными модулями. Телекоммуникационные модули устанавливают электрическое подключение между первым проводом, подключенным к телекоммуникационному модулю с одной стороны, и вторым проводом, подключенным к телекоммуникационному модулю со второй стороны. Провода одной стороны могут также иметь название входных проводов, а провода другой стороны могут называться выходными проводами. Множество телекоммуникационных модулей могут быть собраны в распределительном узле, таком как главный распределительный щит, промежуточный распределительный щит, внешний или удаленный шкаф, или локальный распределительный узел, расположенные, например, в офисном здании или на конкретном этаже офисного здания. Для того чтобы позволить переподключения, некоторые линии связи подключены к первому телекоммуникационному модулю таким образом, чтобы создавать постоянное подключение. Такой распределительный узел может быть организован в специальном помещении, шкафу, модуле или коробках, расположенных внутри либо снаружи здания, а также в люках, т.е. подземных отверстиях, которые могут быть адаптированы таким образом, чтобы позволить человеку проникнуть в отверстие, и снабжены крышкой.

Для достижения возможности переподключений, некоторые линии связи подключают к первому телекоммуникационному модулю таким образом, чтобы образовывать неразъемное соединение. Возможность переподключений реализуют при помощи так называемых перемычек, или кроссов, которые подвижно соединяют контакты первого телекоммуникационного модуля с контактами второго телекоммуникационного модуля. Такие перемычки могут быть заменены, когда, например, человек переезжает в офисном здании, для обеспечения другого телефона (т.е. другой телефонной линии), с номером телефона, который переезжающий человек намеревается сохранить. В телекоммуникационном модуле, места разъединений могут быть расположены в электрических соединениях между двумя сторонами. В таких местах разъединений, могут быть вставлены разъединительные штепсели для разъединения линии. Защитные заглушки, или гильзы также могут быть присоединены к местам разъединений модуля для защиты оборудования, подключенного к проводам, от перегрузки по току и напряжению. Диагностические заглушки также могут быть вставлены в места разъединений для тестирования или контроля линии.

С недавних пор в области телекоммуникаций широкое распространение нашла технология асимметричной цифровой абонентской линии (или "ADSL"). Данная технология позволяет, как минимум, передачу двух различных сигналов через одну линию и достигается путем передачи различных сигналов при различных частотах по одной и той же линии. Сигналы комбинируют в конкретной точке в линии связи и разделяют в другом месте. В частности, на стороне абонента отдельные голосовые и информационные сигналы комбинируют и передают в центральный офис по одной линии. В центральном офисе либо удаленном месте (или удаленном терминале) комбинированный сигнал разделяют. Для передачи голосовых и информационных сигналов к абоненту, отдельные голосовые и информационные сигналы комбинируют в центральном офисе или удаленном терминале, передают абоненту и разделяют на стороне абонента. После разделения, так называемая "обычная аналоговая телефонная связь" (или "POTS"), или ISDN, может быть использована для передачи голосовых сигналов. Оставшаяся часть разделенного сигнала может быть использована для передачи данных или другой информации. Сплиттеры, которые используют для разделения или комбинирования сигнала, могут, в общем, находиться в любом распределительном узле. В данном контексте, POTS провод, или POTS перемычка, обозначает провод, подключенный к коммутатору провайдера телекоммуникационных услуг. Линия подключения обозначает провод, идущий к абоненту или клиенту, и, как более подробно описано ниже, DSL-провод обозначает провод, соединенный с DSLAM или другим DSL сервисным оборудованием и может, таким образом, например, передавать данные. DSLAM (Цифровой абонентский мультиплексор доступа) обрабатывает информационный сигнал.

ЕР 1175078 А2 относится к системе и способу обеспечения передачи данных и радиотелефонной связи на линии коллективного пользования, имеющей систему кросс-коннект коммутации на физическом уровне, встроенную в центральный офис, однако за исключением MDF. Система кросс-коннект коммутации на физическом уровне позволяет доступ как ILEC, так и CLEC к тестовой головке, которая может быть контролируемо подключена к линии коллективного пользования. Для системы необходим сплиттер.

В WO 01/45452 описаны системы и способы электронного управления DSL подключениями, имеющими контролируемые панели реле. Панель обеспечена снаружи MDF и позволяет подключения "любой к любому" посредством множества реле или переключателей.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает коммутационные модули в области телекоммуникации, которые позволяют гибкие и эффективные контролируемые подключения абонентов к провайдерам телекоммуникационных услуг.

В другом аспекте, изобретение обеспечивает сборочные узлы и распределительные узлы, содержащие улучшенный коммутационный модуль.

В еще одном аспекте, изобретение обеспечивает новый способ выборочного подключения абонентской линии к провайдеру телекоммуникационных услуг, а также применение по новому назначению коммутационного модуля. В то время как указанная ниже патентная заявка WO 03/079599 А2 относится к применению коммутационного модуля для подключения линии связи к контрольному прибору, настоящее изобретение впервые предполагает применение коммутационного модуля для выборочного подключения абонентской линии к коммутатору провайдера телекоммуникационных услуг, выбранного из двух и более провайдеров телекоммуникационных услуг, или к оборудованию одного и того же провайдера, которые выбирают из различных типов оборудования, обеспечивающего различные виды услуг. Различные виды услуг могут быть различными видами DSL, существующих услуг и услуг нового поколения и т.д. Термин "коммутатор", который используют в данной заявке, может означать любой тип телекоммуникационного оборудования. Вышеуказанное различие также применяют, учитывая указанную ниже заявку на патент ЕР 06018131.0, поданную Заявителем, которая относится к применению коммутационного модуля в обход сплиттера.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет описано в данной заявке частично путем ссылок на неограничивающие примеры осуществления изобретения и путем ссылок на чертежи, где

на Фиг.1 схематично показан коммутационный модуль в соответствии с первым осуществлением настоящего изобретения;

на Фиг.2 схематично показан коммутационный модуль с Фиг.1 в сборочном узле в соответствии с первым осуществлением настоящего изобретения;

на Фиг.3 схематично показан сборочный узел в соответствии со вторым осуществлением настоящего изобретения;

на Фиг.4 схематично показан сборочный узел в соответствии с третьим осуществлением настоящего изобретения;

на Фиг.5 схематично показан сборочный узел в соответствии с четвертым осуществлением настоящего изобретения;

на Фиг.6 схематично показан сборочный узел в соответствии с пятым осуществлением настоящего изобретения;

на Фиг.7 схематично показан сборочный узел в соответствии с шестым осуществлением настоящего соединения;

на Фиг.8 схематично показан сборочный узел в соответствии с седьмым осуществлением настоящего изобретения;

на Фиг.9 схематично показан сборочный узел в соответствии с восьмым осуществлением настоящего соединения; и

на Фиг.10 схематично показан сборочный узел в соответствии с девятым осуществлением настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных осуществлений

Коммутационные модули, описанные в данной заявке, обеспечены в распределительном узле, таком как главный распределительный щит ("MDF") или удаленный телекоммуникационный шкаф. Коммутационные модули представляют собой, в общем, узлы, которыми можно управлять отдельно от других узлов (например, других модулей, таких как общие телекоммуникационные модули), не только во время их изготовления, а также после их установки или использования в распределительном узле.

Один или более из модулей, описанных выше или ниже в данной заявке, может содержать корпус, который содержит одну или более частей корпуса, выполненных из, например, изоляционного материала, такого как пластик. Поскольку модули могут быть присоединены и электрически подключены друг к другу, то модули, в особенности, корпуса модулей, могут включать механические соединители, такие как карабины, кронштейны и/или углубления или отверстия, адаптированные для взаимодействия с карабинами, кронштейнами или подобными профилями. Для установления электрического подключения, модули могут иметь открытые контакты, которые выступают с изолирующих корпусов, или доступны через отверстия, сформованные в корпусах. Например, один или более контактов первого модуля могут выступать из модуля и могут быть вставлены в отверстие, сформованное во втором модуле, для соединения контактов первого модуля с контактами второго модуля. Один или более из модулей, описанных ранее или далее, могут быть обеспечены в виде полосы, которая может содержать один, два или более, предпочтительно, параллельных рядов контактов. Множество полос может быть собрано в один и более блоков, которые могут иметь заднюю панель, такую как печатная плата, на которой могут быть обеспечены контакты. Если такой блок содержит один или более коммутаторов, как описано ниже, то блок можно рассматривать как коммутационный модуль в соответствии с настоящим изобретением. Если полоса, как описано выше, или подобный модуль содержит коммутационное устройство, как описано ниже, то полосу можно рассматривать как коммутационный модуль в соответствии с настоящим изобретением.

Коммутационные модули, описанные в данной заявке, могут быть расположены в любом типе распределительного узла, включая главный распределительный щит, промежуточный распределительный щит, удаленный шкаф или любой другой удаленно расположенный распределительный узел. Коммутационные модули и телекоммуникационные модули в соответствии с настоящим изобретением могут быть расположены в различных местах (т.е. физически разделены) и могут быть соединены, например, с помощью перемычек. По меньшей мере, некоторые из коммутационных модулей и телекоммуникационных модулей могут быть собраны в один и более стеллажей. Сборочные узлы, описанные в данной заявке, также относятся к таким приспособлениям.

Обеспечение коммутационных модулей в распределительном узле, таком как MDF или удаленный шкаф, может обеспечить полностью встроенный сборочный узел, обеспечивая не только такие соединения, которые необходимы в телекоммуникационной цепи, но также возможность переключать конкретную абонентскую линию между различными провайдерами телекоммуникационных услуг. Иными словами, коммутационные модули позволяют проводить подготовку распределительных узлов, в которых подготовлены необходимые соединения, которые могут быть легко изменены при помощи соответствующих операций переключения. Таким образом, настоящее изобретение позволяет производить переключение между различными операторами или провайдерами, или между различным передающим оборудованием одного и того же оператора, обеспечивая различные типы услуг, в которых сигналы как принимают, так и передают (т.е. линия связи имеет двусторонний трафик). Дополнительно, существует возможность соединения абонентской линии с тестовой головкой или аналогичным прибором, что приводит к однонаправленному трафику по направлению к тестовой головке. Дополнительно, в то время как тестовый прибор обычно "переключен на" линию (т.е. образует дополнительное подключение дополнительно к оставшемуся подключение), такую как подключение к провайдеру телекоммуникационных услуг, коммутационные модули, описанные в данной заявке, коммутируют "между" различными сервисными контактами, т.е. соединение к первой паре сервисных контактов прерывают, а соединение ко второй паре сервисных контактов устанавливают при эксплуатации коммутатора.

Коммутационные модули, описанные в данной заявке, в общем, содержат, как минимум, одну пару "входных" контактов, адаптированную для передачи входного сигнала. Входной сигнал может быть линейным сигналом, так что абонентская линия подключена к паре контактов. В зоне DSL, входной сигнал может быть комбинированным сигналом. Коммутационный модуль, в общем, дополнительно содержит первую пару сервисных контактов, адаптированную для передачи POTS, DSL или комбинированного сигнала. Сервисные контакты, в общем, обеспечены для предоставления одной или более услуг, например, чтобы провайдер телекоммуникационных услуг обеспечивал услуги через сервисные контакты. Коммутационный модуль может, например, соединять абонентскую линию с телефонной станцией провайдера телекоммуникационных услуг через описанные выше контакты. Для того чтобы позволить легкое подключение абонентской линии к альтернативному провайдеру телекоммуникационных услуг, обеспечивают, как минимум, одну дополнительную пару сервисных контактов, адаптированную для передачи POTS, DSL, тестового, контрольного или комбинированного сигнала.

Сервисные контакты могут передавать комбинированный сигнал, когда абонент выбирает запрос конкретного провайдера телекоммуникационных услуг касательно обеспечения множества телекоммуникационных услуг, таких как POTS и DSL. В сборочных узлах, описанных в данной заявке, тем не менее, сигнал может быть разделен в соответствующем месте вдоль линии связи, и только POTS или DSLAM сигнал может быть передан конкретному провайдеру телекоммуникационных услуг. По меньшей мере, одна пара сервисных контактов также может быть использована для передачи тестового или контрольного сигнала для тестирования или контроля линии.

Один или более из описанных выше контактов могут быть адаптированы для непосредственного подключения проводов. Таким образом, контакты могут быть обеспечены как IDCs (соединитель с врезными контактами), штыри для монтажа накруткой, вокруг которых может быть накручена открытая металлическая часть провода, или любой другой приемлемый тип контактов. Контакты также могут быть обеспечены как точки контактов на печатной монтажной плате, которая может быть обеспечена как задняя панель в телекоммуникационном блоке, как описано выше. Провод может быть соединен с таким контактом, фиксированно обеспеченным на печатной монтажной плате, например, при помощи пайки. Соединения проводов и контактов также могут быть разъемными. Таким образом, приемлемые соединители, такие как розетки, могут быть обеспечены на печатной монтажной плате, а штепсельная вилка может быть обеспечена на конце провода или пары проводов. Дополнительно, множество проводов может быть собрано в соединительную штепсельную вилку с множеством контактов. Если провода непосредственно присоединены к, по меньшей мере, одной паре контактов, то коммутационный модуль обеспечивает полностью интегрированное решение. Иными словами, коммутационный модуль может быть рассмотрен как телекоммуникационный модуль, поскольку к нему подсоединены провода. Однако контакты коммутационного модуля также могут быть обеспечены таким образом, что они могут быть электрически соединены с контактами дополнительного модуля, такого как телекоммуникационный модуль. В частности, телекоммуникационный модуль может иметь контакты, к которым могут быть непосредственно присоединены провода. Коммутационный модуль, в таком случае, может быть скомпонован с телекоммуникационным модулем путем присоединения коммутационного модуля к телекоммуникационному модулю для подключения контактов коммутационного модуля к контактам телекоммуникационного модуля. В данном контексте, полное описание Европейской патентной заявки ЕР 06018131.0, поданной Заявителем 30 августа 2006 г., включено в данную заявку путем ссылки, в особенности, касательно сборочного узла, содержащего телекоммуникационный модуль и коммутационный модуль.

В коммутационном модуле, описанном в данной заявке, количество пар контактов, в общем, меньше, чем количество пар сервисных контактов. Это приводит к сохранению небольших размеров модуля и простоте конструкции и позволяет получить желательную конфигурацию соединения "один к нескольким". Иными словами, один абонент может быть эффективно подключен к нескольким различным операторам или провайдерам услуг посредством относительно небольшого и простого коммутационного модуля. Это повышает эффективность по сравнению с известными конфигурациями системы "любой к любому" и позволяет встроить коммутационное устройство и коммутационный модуль в распределительном узле, таком как MDF. Таким образом, может отсутствовать необходимость в замене проводки, которая может быть дорогой и требующей временных затрат.

Для того чтобы позволить выборочное подключение абонента к одному из двух или более провайдеров телекоммуникационных услуг, коммутационные модули, в общем, содержат, по меньшей мере, одно дистанционно управляемое коммутационное устройство, адаптированное для переключения между первой парой сервисных контактов и, по меньшей мере, одной дополнительной парой сервисных контактов. Коммутационным устройством может быть любой электрический или электронный компонент, который позволяет проводить разъединение первого соединения и установку второго соединения. Второе соединение может быть выбрано из группы из нескольких подключений, включая подключения к различным типам передающего оборудования одного и того же оператора. Коммутационное устройство может быть обеспечено в виде реле, микропереключателя или любого другого приемлемого компонента.

Таким образом, если абонент решит сменить своего провайдера телекоммуникационных услуг для получения некоторых или всех услуг, то связь с таким оператором (таким как CLEC или второй CLEC) для конкретных услуг может быть легко завершена путем выполнения необходимой операции переключения. Такая операция может быть, предпочтительно, управляемой дистанционно путем адресации необходимого коммутационного устройства и его переключения к другой паре сервисных контактов. Что касается любых деталей, относящихся к соединениям между коммутационным модулем и центральным положением, от которого начинают операцию переключения, например, посредством шины, то описание указанной выше Европейской патентной заявки ЕР 06018131.0, поданной Заявителем, включено в данную заявку путем ссылки. Система SESYS™, доступная у 3М Telecommunications, может быть инсталлирована как система шин для подключения одного или более коммутационных модулей, как описано в данной заявке.

Поскольку переключениями в коммутационных модулях в соответствии с настоящим изобретением управляют дистанционно, то любые смены провайдера телекоммуникационных услуг могут быть произведены немедленно в течение нескольких секунд. Это является особенно полезным по сравнению с существующими конфигурациями, где обслуживающий персонал должен прибыть в распределительный узел (например, в удаленный шкаф) для изменения одного или более подключений. Это может быть затратно по времени, дорого и неудобно как для провайдера услуг, так и для абонента, поскольку абонент может ожидать смены подключений в течение нескольких дней. Обеспечение различных телекоммуникационных услуг различными операторами или провайдерами иногда называют "разделением", поскольку "пакет" сервисных линий разделяют и отдельные линии подключают к различным операторам. Настоящее изобретение является особенно полезным в такой ситуации. Это также применимо к совместному использованию линий, где абонентскую линию совместно используют несколько операторов и возможно по желанию осуществлять переключения между двумя или более операторами, предоставляющими конкретный тип телекоммуникационных услуг. Такие ситуации, т.е. "разделение" и "совместное использование линий связи", также применяют, когда, по меньшей мере, одна из предоставляемых услуг включает тестирование и/или мониторинг линии связи.

В общем, коммутационные модули, описанные в данной заявке, могут иметь одну пару входных контактов. Таким образом, одна абонентская линия может быть подключена к модулю. Однако это может быть полезным, обеспечивая два и более контактов в коммутационном модуле (которые могут выглядеть как полосы) для подключения двух и более абонентских линий при помощи одного коммутационного модуля и обеспечивая два или более пар сервисных контактов, к которым может быть коммутирована одна абонентская линия в том же коммутационном модуле.

Настоящее изобретение также обеспечивает сборочные узлы в области телекоммуникации, содержащие, по меньшей мере, один коммутационный модуль и, по меньшей мере, один телекоммуникационный модуль, содержащий контакты, адаптированные для непосредственного подключения к нему проводов. Как описано выше, коммутационные модули, в общем, содержат как входные, так и сервисные контакты. Один или более коммутационных модулей могут, однако, быть соединены с одним или более телекоммуникационным модулем, которые могут быть образованы как конкретные модули, такие как "входные модули" или "сервисные модули". Иными словами, могут быть обеспечены конкретные "входные модули" для подсоединения к ним только входных проводов. Могут быть обеспечены другие модули, к которым подсоединяют только POTS, DSL или тестовые провода. Дополнительно, множество проводов, идущих к коммутатору конкретного провайдера телекоммуникационных услуг, могут быть подключены к конкретному телекоммуникационному модулю, и такие провода могут быть адаптированы для передачи только POTS, DSL или комбинированных сигналов или сигналов для тестовых целей. В таком случае, конкретные модули резервируют для конкретных провайдеров телекоммуникационных услуг, и может быть реализовано выгодное разделение в распределительном узле. Например, CLEC-ы могут иметь доступ к их конкретным модулям, в то время как ILEC сохраняет контроль над другими модулями, включая коммутационные модули. Сервисные контакты в коммутационных модулях и любая множественная услуга, присутствующая в телекоммуникационном модуле, могут, в общем, быть рассмотрены как места обслуживания. Таким образом, изобретение обеспечивает возможность переключения между двумя или более местами обслуживания.

Соединение между одним или более коммутационными модулями и одним и более телекоммуникационными модулями, предпочтительно, может быть осуществлено при помощи проводов. Таким образом, могут быть обеспечены необходимые подключения для одного и более CLEC-ов при подготовке MDF, и абонентская линия может быть подключена к желаемому провайдеру телекоммуникационных услуг путем активации одного или более коммутационных устройств в будущем.

В общем, коммутационные модули, описанные в данной заявке, могут быть использованы без DSL или сплиттеров. Однако коммутационные модули могут быть особенно полезными в связи с DSL технологией, например, позволяя CLEC предоставлять услуги DSL и позволяя ILEC продолжать POTS, или наоборот. Таким образом, может быть полезным обеспечение, по меньшей мере, одной схемы сплиттера в описанных сборочных узлах. Когда обеспечены схемы сплиттера, они, предпочтительно, могут быть встроены в коммутационный модуль или телекоммуникационный модуль. Также может быть полезным обеспечение одного или более DSLAM-ов в сборочных узлах, описанных в данной заявке, для укомплектования и интегрирования оборудования, относящегося к DSL. Дополнительно, сборочные узлы, описанные в данной заявке, могут содержать один или более сборочных узлов, которые описаны в Европейской патентной заявке ЕР 06018131.0, поданной Заявителем, которая включена в данную заявку путем ссылки, что позволяет обойти сплиттер.

Обратимся к Фиг.1, на которой представлена схема коммутационного модуля 10. Как схематически показано, коммутационный модуль 10 содержит коммутационное устройство 12, обеспеченное между парой контактов 14 и множеством пар сервисных контактов 16.1-16.4. Входная или абонентская линия 18 подключена к паре контактов 14, а сервисная линия 20.1-20.4 подключена к каждой из пар сервисных контактов 16. Как схематически показано, контрольная линия 22 (которая может, например, являться частью указанной выше системы SESYS) подключена к коммутационному модулю 10 на коммутационном устройстве 12, что позволяет производить дистанционное управление коммутационным устройством 12. В осуществлении показано, что любой тип сигнала может быть передан через абонентскую линию 18 и одну из выбранных сервисных линий 20.1-20.4. Переданный сигнал может быть комбинированным сигналом, и провайдер телекоммуникационных услуг, чей коммутатор подключен к сервисной линии 20.1, может предоставлять все телекоммуникационные услуги. Однако переданный сигнал может быть только POTS или DSL, узкополосным или широкополосным сигналом, который передают конкретному оператору, предоставляющему такие услуги. Дополнительно, сигналы также могут быть переданы в другом направлении, т.е. от оператора к абоненту.

Как можно увидеть на Фиг.1, коммутационное устройство 12 позволяет проводить выборочное подключение абонентской линии 18 к выбранной одной из сервисных линий 20.1-20.4. Иными словами, если абонент желает сменить оператора, то коммутационное устройство 12 активируют для подключения абонентской линии 18 через коммутационное устройство 12 к выбранной сервисной линии 20.1-20.4.

На Фиг.2 схематически показан сборочный узел, содержащий коммутационный модуль 10 и телекоммуникационный модуль, соединенные при помощи сервисной линии 20.4. Необходимо отметить, что дополнительные телекоммуникационные модули могут быть соединены с дополнительными сервисными линиями 20.1-20.3. В приведенном осуществлении, телекоммуникационный модуль может быть сплиттер-модулем 24, который разделяет комбинированный сигнал, полученный через сервисную линию 20.4 на широкополосной сигнал или DSL сигнал, который дополнительно передается через DSL линию 26 и POTS, или узкополосной сигнал, который дополнительно передается через POTS линию 28. В ситуации, показанной на Фиг.2, абонентская линия 18 подключена к сервисной линии 20.1, которая может быть подключена к коммутатору первого CLEC. Вторая сервисная линия 20.2 может быть подключена к коммутатору второго CLEC, a сервисная линия 20.3 может быть обеспечена для тестирования и контроля. Однако, когда абонент желает сменить одного или более других операторов, то коммутационное устройство 12 может быть активировано для подключения абонентской линии 18 к другому CLEC через сервисную линию 20.2, или к сплиттер-модулю 24, который разделяет сигнал таким образом, что DSL сигнал может, в качестве одного из примеров, быть передан на третий CLEC через DSL линию 26, a POTS сигнал может быть передан на ILEC через POTS линию 28. Для полноты картины, контрольная линия 22 также показана на Фиг.2.

Это также применимо к Фиг.3. Однако, в осуществлении, показанном на Фиг.3, обеспечен сплиттер-модуль 24, приведенный на абонентской линии 18, "перед" коммутационным модулем 10. Иными словами, комбинированный сигнал, переданный через абонентскую линию 18, разделяют, и разделенный сигнал дополнительно передают через DSL линию 26 и POTS линию 28. Как показано для DSL линии 26, коммутационный модуль 10 может быть использован для того, чтобы позволить подключение к выбранному одному из двух или более провайдеров телекоммуникационных услуг через сервисные линии 20.1-20.4. В приведенном осуществлении, обеспечена одна POTS линия 28, которая может быть соединена, например, с коммутатором конкретного провайдера телекоммуникационных услуг, таким как ILEC. Однако может быть обеспечен дополнительный коммутационный модуль 10 для соединения POTS линии 28, который позволяет производить переключение между множеством операторов.

На Фиг.4 схематически показан сборочный узел, приведенный на Фиг.3, встроенный в коммутационный/сплиттер модуль 30. Внешние подключения, такие как подключение к абонентской линии 18, контрольной линии 22, сервисным линиям 20.1-20.4, и подключение к POTS линии 28, по существу, аналогичны подключениям для сборочного узла, приведенного на Фиг.3. Однако, наряду с коммутационным/сплиттер модулем, обеспечен модуль, в который встроены описанные выше функции (т.е. разделение, переключение и разрешение необходимых подключений). В частности, коммутационный/сплиттер модуль 30 может быть полностью встроен в один корпус, с DSL линией 26, например, которая обеспечена как внутреннее подключение. Наоборот, в сборочном узле, приведенном на Фиг.3, DSL линия 26 может быть выполнена в виде провода.

Относительно Фиг.4, можно также отметить, что коммутационный/сплиттер модуль 30 может иметь функциональные средства, позволяющие обойти схему сплиттера в сплиттер-модуле 24. Подробное описание этого можно найти в Европейской патентной заявке ЕР 06018131.0, поданной Заявителем, которая включена в данную заявку путем ссылки для таких целей.

На Фиг.5 показан сборочный узел, аналогичный сборочному узлу, приведенному на Фиг.4. В сборочном узле, приведенном на Фиг.5, существует дополнительная возможность обхода сплиттера, обеспеченного в сплиттер-модуле 24. Для этого контрольная линия 22 простирается до дополнительного коммутационного устройства 36, которое обеспечено для замыкания обходной линии 38, обходящей сплиттер, обеспеченный в сплиттер-модуле 24. Подробное описание такого сборочного узла, т.е. сборочного узла, позволяющего обход сплиттера, можно найти а Европейской патентной заявке ЕР 06018131.0, поданной Заявителем. Вышеуказанная SESYS-система может быть использована как для обращения к коммутационному устройству 36, что относится к обходу сплиттера, так и к коммутационному устройству 12, который переключает сервисные контакты 16.

На Фиг.6 показан сборочный узел коммутационного модуля 10, множество телекоммуникационных модулей 24.1-24.8 и множество сплиттер-модулей 34. В приведенном осуществлении, телекоммуникационные модули 24 обеспечены в полосной конфигурации, где полосы выступают вертикально. Телекоммуникационные модули 24 могут содержать контакты, к которым могут быть непосредственно подключены провода (не показано). Контакты могут быть расположены в один, два или более параллельных ряда, которые могут выступать в вертикальном направлении в сборочном узле, показанном на Фиг.6. Первый ряд контактов может быть зарезервирован как входные контакты, а второй ряд контактов может быть зарезервирован как сервисные контакты. Однако, как показано на Фиг.6, различные зоны на телекоммуникационных модулях 24 (т.е. различные зоны вдоль "высоты" телекоммуникационных модулей 24) могут быть зарезервированы для конкретных проводов. Например, верхняя половина каждого телекоммуникационного модуля 24 может быть связана с конкретным абонентом, а нижняя часть может быть связана со вторым абонентом. Что касается конкретного абонента, могут быть обеспечены три пары сервисных контактов в самой верхней и самой нижней зоне телекоммуникационного модуля 24. POTS контакты могут быть обеспечены в центре каждого телекоммуникационного модуля 24, т.е. рядом друг с другом для двух абонентов. Линейные контакты для соединения входного провода могут быть обеспечены между POTS и сервисными контактами. Все контакты телекоммуникационного модуля 24 могут быть открытыми и доступными спереди модуля 24 (т.е. справа на Фиг.6).

Как можно увидеть на Фиг.6, может быть обеспечен коммутационный модуль 10 сзади модулей 24. В частности, контакты могут выступать от задней стороны телекоммуникационных модулей 24 или с передней стороны коммутационного модуля 10, и могут быть вставлены в отверстия, обеспеченные спереди коммутационного модуля 10 или сзади телекоммуникационных модулей 24, соответственно. В ситуации, приведенной на Фиг.6 (т.е. когда модули 10 и 24 присоединены друг к другу), электрическое подключение может быть осуществлено через описанные выше контакты, которые могут присутствовать на границе между коммутационным модулем 10 и телекоммуникационными модулями 24. Это, в общем, также применимо к границе между коммутационным модулем 10 и сплиттер-модулями 34. Как можно увидеть в проиллюстрированном осуществлении, для каждого абонента обеспечен один линейный сплиттер, т.е. два сплиттер-модуля 34.1 и 34.2 связаны с конкретным телекоммуникационным модулем 24. Сплиттер-модули 34 могут необязательно быть в наличии, иными словами, коммутационный модуль 10 также может быть использован с одним или более телекоммуникационными модулями 24 без сплиттер-модулей 34. Дополнительно, коммутационный модуль 10 может быть "вставлен" между телекоммуникационными модулями 24 и сплиттер-модулями 34. Таким образом, коммутационный модуль 10 также может присутствовать сзади сборочного узла наряду со сплиттер-модулями 34, будучи вставленным между коммутационным модулем и телекоммуникационными модулями. При компоновке, показанной на Фиг.6, сплиттер-модули 34 могут быть присоединены к коммутационному модулю 10 по отдельности. Иными словами, только линии тех абонентов, которым необходимы DSL услуги, могут быть оснащены сплиттер-модулями 34, позволяя осуществлять увеличивающуюся и, поэтому, эффективную инвестицию.

На Фиг.7 показано, что сборочный узел, приведенный на Фиг.6, также может быть обеспечен с различной ориентацией, т.е. с полосными телекоммуникационными модулями 24.1-24.5, которые выступают горизонтально. Аналогично, как показано на Фиг.6, те же зоны вдоль ширины телекоммуникационных модулей 24 зарезервированы для конкретных проводов для всех телекоммуникационных модулей. Например, центральные контакты всех телекоммуникационных модулей 24 могут быть зарезервированы для POTS. Хотя на чертежах это не показано, направляющие для проводов (например, в виде направляющих планок для проводов, имеющих множество, по существу, параллельных или концентрических направляющих, таких как каналы) могут быть обеспечены между одним или более телекоммуникационными модулями 24. Сборочный узел, приведенный на Фиг.6, содержащий, например, восемь телекоммуникационных модулей, может быть подготовлен для услуг, относящихся к 16 абонентам, и иллюстративное осуществление в соответствии с Фиг.7, имеющее пять телекоммуникационных модулей, может быть обеспечено для 10 абонентов.

На Фиг.8 показан вид сбоку сборочного узла в соответствии с настоящим изобретением, который обеспечен в виде блока. Блок может иметь ложбинообразную основу 40, которая может содержать множество коммутационных модулей 10. В приведенном осуществлении, в блок могут быть помещены 12 коммутационных модулей. Коммутационные модули могут содержать печатную плату (РСВ) 42, которая может быть открыта с первой стороны, которая может быть передней стороной 44 блока. В приведенном осуществлении, РСВ 42 также может быть открыта с задней стороны 46, и на такой задней стороне 46 может быть обеспечен приемлемый соединитель 48 для того, чтобы позволить подключения к штыревым контактам 50, обеспеченным на одной или более PCBs 52 блока, показанного на Фиг.8. Таким образом, множество сервисных контактов коммутационного модуля 10 могут быть собраны в один или более соединителей 48. На задней стороне 46 блока, приведенного на Фиг.8, множество штыревых контактов 50 может быть подключено к одному или более гнездам 54 (два гнезда 54 показаны на Фиг.8). Эти гнезда могут быть Dsub соединителями и могут быть использованы для подключения штепсельной вилки с кабелем, подключенным к DSLAM.

Как показано на Фиг.8, телекоммуникационные модули 24 могут быть обеспечены на передней стороне 44 блока и каждый из них электрически подключен к коммутационному модулю 10. Для этого задняя сторона телекоммуникационных модулей 24 открыта, позволяя вставку открытого конца РСВ 42 коммутационного модуля 10 и установление электрического подключения к контактам телекоммуникационных модулей. В приведенном осуществлении, каждый телекоммуникационный модуль 24 содержит два ряда контактов 56, ряды контактов выступают перпендикулярно к плоскости чертежа, представленного на Фиг.8. Наконец, направляющие планки для проводов 58 обеспечены с каждой боковой стороны телекоммуникационных модулей 24.

На Фиг.9 показан сборочный узел, который может, например, быть обеспечен в удаленном шкафу. В приведенном осуществлении, сборочный узел содержит коммутационный модуль 10, два телекоммуникационных модуля 24.1 и 24.2 и DSLAM 32. Телекоммуникационные модули 24 могут создавать места обслуживания для различных CLECS, и DSLAM 32 может быть связан с ILEC. Это четко отделяет модули и устройства различных операторов друг от друга и гарантирует то, что доступ предоставлен только к тем модулям, которые находятся в зоне ответственности конкретного провайдера телекоммуникационных услуг.

На Фиг.10 показан сборочный узел, аналогичный сборочному узлу, приведенному на Фиг.3, который содержит сплиттер-модуль 24, разделяющий сигнал, переданный абонентскими линиями 18, а широкополосный сигнал передают на коммутационный модуль 10. Коммутационное устройство 12 коммутационного модуля 10 контролируют посредством контрольной линии 22. В таком случае, обеспечено коммутационное устройство, чтобы позволить подключение одной из выбранных DSL линий 26 к DSLAM (не показано) при помощи сервисной линии 20, соединенной с парой контактов коммутационного модуля 10. Узкополосный сигнал передают соответствующему провайдеру телекоммуникационных услуг посредством POTS линии 28, обеспеченной для каждого абонента.

Настоящее изобретение было описано в данной заявке со ссылкой на некоторые отдельные осуществления. Приведенное выше подробное описание предназначено только для четкого понимания, оно не предназначено для ненужных ограничений. Все ссылки на право, лево, перед, назад, верх и низ, а также ссылки на направления, являются исключительно иллюстративными и не ограничивают заявляемое изобретение.

Специалистам в данной области техники будет очевидно, что многие изменения могут быть сделаны в описанных осуществлениях без отклонения от объема настоящего изобретения. Таким образом, объем настоящего изобретения не должен быть ограничен деталями и конструкциями, описанными в данной заявке, а, скорее, конструкциями, описанными при помощи формулы изобретения и эквивалентами таких конструкций.

1. Коммутационный модуль в телекоммуникационном распределительном узле, содержащий:
одну пару входных контактов, адаптированную для передачи входного сигнала,
по меньшей мере, одну первую пару сервисных контактов, адаптированную для передачи POTS, DSL или комбинированного сигнала,
по меньшей мере, одну дополнительную пару сервисных контактов, адаптированную для передачи POTS, DSL, тестового, контрольного или комбинированного сигнала, и
по меньшей мере, одно дистанционно управляемое коммутационное устройство, адаптированное для переключения между первой парой сервисных контактов и, по меньшей мере, одной дополнительной парой сервисных контактов, выборочно подключая упомянутую одну пару входных контактов к первой паре сервисных контактов или к одной из дополнительных пар сервисных контактов.

2. Коммутационный сборочный узел в области телекоммуникации, содержащий, по меньшей мере, один коммутационный модуль по п.1 и, по меньшей мере, один телекоммуникационный модуль, содержащий контакты, адаптированные для непосредственного подключения к нему входных и/или сервисных проводов, при этом упомянутый, по меньшей мере, один коммутационный модуль соединен с упомянутым, по меньшей мере, одним телекоммуникационным модулем.

3. Коммутационный сборочный узел по п.2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один коммутационный модуль и, по меньшей мере, один телекоммуникационный модуль соединены при помощи проводов.

4. Коммутационный сборочный узел по п.2, отличающийся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, одну схему сплиттера.

5. Коммутационный сборочный узел по п.4, отличающийся тем, что схема сплиттера встроена в коммутационный модуль или телекоммуникационный модуль.

6. Коммутационный сборочный узел по п.2, отличающийся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один DSLAM.

7. Способ выборочного подключения абонентской линии к коммутатору провайдера телекоммуникационных услуг, выбранного из двух или более провайдеров телекоммуникационных услуг, в котором дистанционно управляют коммутационным устройством коммутационного модуля в телекоммуникационном распределительном узле, при этом коммутационный модуль дополнительно содержит одну пару входных контактов, адаптированную для передачи входного сигнала, и, по меньшей мере, две пары сервисных контактов, подключенных к сервисным линиям соответствующих провайдеров телекоммуникационных услуг и адаптированных для передачи POTS, DSL или комбинированного сигнала.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что обеспечивают, по меньшей мере, один телекоммуникационный модуль и подключают его к коммутационному модулю при помощи проводов перед проведением переключения.

9. Коммутационный модуль, входящий в состав телекоммуникационного распределительного узла, предназначенного для выборочного подключения абонентской линии к коммутатору провайдера телекоммуникационных услуг, выбранного из, по меньшей мере, двух провайдеров телекоммуникационных услуг, содержащий одну пару входных контактов, подключенных к абонентской линии и адаптированных для передачи входного сигнала, по меньшей мере, две пары сервисных контактов, подключенных к упомянутым, по меньшей мере, двум провайдерам телекоммуникационных услуг и адаптированных для передачи POTS, DSL или комбинированного сигнала, и, по меньшей мере, одно дистанционно управляемое коммутационное устройство, выполненное с возможностью выборочного подключения абонентской линии к упомянутому коммутатору провайдера телекоммуникационных услуг, выбранного из, по меньшей мере, двух провайдеров телекоммуникационных услуг.

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для коммутации множества пакетно-ориентированных сигналов в сетях, в особенности для коммутации и маршрутизации в сетях, с использованием множества блоков портов, имеющих один или более портов, причем порты имеют возможность соединения с сетями коммутационного блока, который предпочтительно имеет функцию матричного переключателя, по меньшей мере, одного первого блока протоколов, который анализирует, по меньшей мере, часть сигналов и их назначение, при этом имеется множество других блоков протоколов, которые непосредственно соотнесены с блоками портов и классифицируют сигналы по их протоколу передачи, чтобы в зависимости от протокола передачи для одной части пакетов осуществить самостоятельную обработку протокола, а для другой части передать обработку протокола к первому блоку протокола. Изобретение относится к технике оптической связи и предназначено для раскрытия назначения и обработки метки в оптической сети, поддерживающей разные типы сигналов и типы трибных слотов. Технический результат состоит в повышении пропускной способности каналов передачи. Для этого выясняют, что в оптической сети требуется создать путь с коммутацией по меткам; формируют метку согласно типу сигнала пути с коммутацией по меткам и ресурсам сети, при этом метка используется для указания того, что первый блок данных оптического канала мультиплексирован во второй блок данных оптического канала; метка включает в себя поле указания типа трибного слота, которое используется для указания типа трибного слота второго блока данных оптического канала, и метка дополнительно включает в себя поле указания назначений трибных слотов, которое используется для указания занятого трибного слота во втором блоке данных оптического канала, в который мультиплексирован первый блок данных оптического канала; и отправляют метку узлу по пути с коммутацией по меткам посредством сообщения сигнализации Общей Многопротокольной Коммутации по Меткам. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 15 ил, 2 табл.

Изобретение относится к области технологий связи. Технический результат – уменьшение задержки передачи TDM-услуги. Для этого способ включает в себя: получение, посредством первой платы связи, потока данных блоков данных оптического канала ODU; выполнение, посредством первой платы связи, срезовой обработки над потоком ODU-данных согласно фиксированной частоте кадров с целью получения различных срезов, где каждый срез включает в себя сегмент непрерывных ODU-данных в потоке ODU-данных; раздельное заключение, посредством первой платы связи, каждого среза в Ethernet-кадр; и посылание, посредством первой платы связи, каждого Ethernet-кадра к модулю коммутации услуги мультиплексирования с разделением по времени TDM в микросхеме коммутации Ethernet так, что модуль коммутации услуги TDM посылает каждый Ethernet-кадр ко второй плате связи, к которой направляет адрес назначения MAC, переносимый в Ethernet-кадре. 7 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 табл.

Изобретение относится к телекоммуникации

Глава 15

КОММУТАЦИОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

§ 15.1. Назначение. Основные понятия

Коммутационные элементы предназначены для включе­ния, отключения и переключения электрических цепей. Под ком­мутацией обычно понимают выполнение этих трех операций. Раз­личают коммутационные элементы ручного и автоматического управления. Коммутационные элементы ручного управления сра­батывают при непосредственном механическом воздействии на их органы управления. Автоматические коммутационные элементы срабатывают под воздействием электромагнитных сил на их при­водные органы. Основной частью таких элементов обычно являет­ся электромагнит, входным сигналом для них служит электриче­ский ток или напряжение. Автоматические коммутационные эле­менты используются в системах автоматики и при дистанционном управлении различными механизмами и устройствами. Они рас­сматриваются в последующих главах данного раздела.

В этой главе рассмотрены коммутационные элементы с меха­ническим приводом. Используются они, как правило, для местного управления и для подачи сигналов о достижении каких-либо про­межуточных и конечных положений. По своему назначению комму­тационные элементы подразделяют на два вида: для коммутации силовых цепей (обмоток электродвигателей, мощных электромаг­нитов, трансформаторов, нагревателей и других потребителей) и для коммутации цепей управления (обмоток релейно-контактной аппаратуры, устройств контроля, регулирования и сигнализации). Такое разделение обусловлено различными значениями токов и на­пряжений в коммутируемых цепях, что, в свою очередь, влияет на конструктивное исполнение и габаритные размеры. Изучение ком­мутационных элементов для силовых цепей не входит в нашу зада­чу. Отметим только, что наибольшее распространение для этих целей получили рубильники и переключатели рубящего типа, обес­печивающие быстрое размыкание и имеющие специальные устрой­ства для гашения электрической дуги.

Все коммутационные элементы, используемые в цепях управле­ния, обязательно имеют следующие узлы: неподвижные контакты, подвижные контакты и орган управления. Кроме того, они могут иметь элементы фиксации, монтажа и настройки, дугогашения и т. п. Необходимые коммутационные элементы выбирают по до­пустимым значениям тока и напряжения. Но наиболее важной для практики характеристикой коммутационных элементов является их надежность, т. е. сохранение работоспособности при большом чис­ле срабатываний.

Коммутационные элементы различают по числу коммутируемых цепей (одноцепные и многоцепные) и по числу фиксированных положений, причем имеются коммутационные элементы с самовоз­вратом в исходное положение, т. е. без фиксации переключенного положения, что может быть необходимо для ряда схем управле­ния.

К коммутационным элементам с механическим приводом отно­сятся кнопки управления, микропереключатели, тумблеры, клавиш­ные, поворотные, рычажные и кулачковые переключатели, а так­же концевые и путевые выключатели.

§ 15.2. Кнопки управления и тумблеры

Кнопки управления - это аппараты, подвижные контак­ты которых перемещаются и срабатывают при нажатии на толка­тель кнопки. Комплект кнопок, смонтированных на общей панели, представляет собой кнопочную станцию. Используемые в схемах автоматики кнопки управления различают по числу и типу кон­тактов (от 1 до 4 замыкающих и размыкающих), форме толкателя (цилиндрический, прямоугольный и грибовидный), способу защиты от воздействия окружающей среды (открытые, закрытые, герме­тичные, взрывобезопасные и т. д.).

Независимо от конструкции и габаритных размеров кнопок (рис. 15.1, а, б) все они имеют неподвижные контакты / и под­вижные контакты 6, перемещаемые с помощью толкателя 3. Внеш­няя цепь подсоединяется к кнопке с помощью винтовых зажимов 7. Корпус 2 кнопки фиксируется на панели управления гайками 4 и 5.

Электрические параметры наиболее распространенных кнопок приведены в табл. 15.1. Кнопки управления общепромышленного применения серий КУ и КЕ имеют различные исполнения и формы толкателей.


Для коммутации цепей электроники выпускаются специальные кнопки (например, типа ВК14-21). Малогабаритные кнопки управ­ления выполняют на основе микровыключателя типа МП, который используют в качестве исполнительного контактного элемента в тумблерах типа MTI и МТН. Долговечность и надежность кнопок управления оценивают коммутационной износостойкостью, которую выражают в гарантированном числе циклов включений-отключений под нагрузкой. Этот параметр различен для разных кнопок и ус­ловий эксплуатации. Например, для кнопок типа ВК14-21 с медными контактами он составляет 0,25*10 6 циклов, с биметалличе­скими контактами - 2,5*10 8 , с серебряными контактами - 4*10 6 циклов. Механическая износостойкость всегда превышает коммутационную. В последнее время все большее распространение получили кнопки управления с прямоугольной формой толкателя - их называют клавишами.

На основе кнопок управления изготовляют кнопочные станции, содержащие до 12 кнопок различного исполнения, собранных на общей панели или в одном корпусе. Такие коммутационные устрой­ства называют кнопочными или клавишными переключателями (рис. 15.2).

Переключатель представляет собой наборную панель из кно­пок / (или клавиш), смонтированных на общем каркасе 2 и снаб­женных механизмом фиксации, который может быть независимым для каждой кнопки (клавиши) или взаимно сблокированным. Кнопки могут также иметь самовозврат в исходное положение или чередование включенного и отключенного фиксированных положе


ченных положений соответствующих кнопок (клавиш). При этом положение кнопок или клавиш (поднятое или утопленное) играет роль указателя. Для этой цели используют также световые сигнализаторы 3 (лампы или светодиоды), вмонтированные в корпус бло­ка переключателя (рис. 15.2). За­крытое исполнение и использование высококачественных материалов (биметаллов, сплавов серебра и т. п.) для контактов обеспечива­ют малые переходные сопротивле­ния, что весьма важно при установ­ке этих переключателей в низко­вольтных и слаботочных цепях ав­томатики и электроники.

Для более мощных цепей авто­матики применяют тумблеры, ис­пользуемые в качестве выключателей, а также двух- и трехпозиционных переключателей. На рис. 15.3 показано устройство двухпозиционного тумблера. Мостико-вый контакт, выполненный в виде токопроводящего ролика /, замыкает одну из двух пар неподвижных контактов 2. Переклю­чение контактов тумблера осуществляется воздействием на ры­чаг 3, а ускорение срабатывания (мгновенное действие) обеспе­чивается пружиной 4. Номинальный ток тумблера 1 и 2 А при напряжении 220 В, масса их не превышает 30 г.

§ 15.3. Пакетные переключатели

Для коммутации нескольких цепей при нескольки-х фик­сированных положениях для выбора различных режимов работы используются пакетные переключатели.* Такой переключатель (рис. 15.4, а) состоит из ряда слоев - пакетов 3 (показан отдель­но на рис. 15.4, б), внутри которых находятся подвижный 5 и не­подвижный 4 контакты. Подвижный контакт 5 закреплен на оси 2, вращающейся с помощью рукоятки / и имеющей ряд фиксирован­ных положений, в которых замыкаются неподвижные контакты одного из пакетов. Выводы 6 неподвижных контактов закреплены в корпусе переключателя. Недостаток таких пакетных переключа­телей - низкая надежность скользящих контактов.

Пакетные переключатели кулачкового типа, в которых электри­ческая цепь замыкается неподвижными контактами, более надеж­ны. Подвижными у них являются диэлектрические кулачки, кото­рые и замыкают контакты в зависимости от профиля кулачка и положения оси.

Конструкции пакетных переключателей, предназначенных для цепей управления, позволяют получить десятки и сотни вариантов разнообразных схем соединений при числе коммутируемых цепей до 24 (12 пакетов) и количестве фиксированных положений до 8 (через 45, 60 или 90°).

Имеются переключатели и без фиксации переключаемого поло­жения - с самовозвратом в исходное положение. Особенность этих переключателей - наличие запирающего (на ключ) устройства, что исключает бесконтроль­ное переключение.

Наиболее распростра­ненными переключателя­ми цепей управления яв­ляются аппараты серий ПКУ2 и ПКУЗ. Номи­нальный (длительно до­пустимый) ток переклю­чателей серии ПК.У2 - 6 А при напряжении 380 В переменного тока и 220 В постоянного то­ка, а для переключате­лей серии ПКУЗ - 10 А при 500 В переменного тока. Как видно по тех­ническим параметрам, такие переключатели пригодны и для непо­средственного включения и отключения довольно мощных потребителей электроэнергии, на­пример электродвигателей мощностью в несколько киловатт.

Меньшими габаритами обладают переключатели серий ПУ и ПЭ, имеющие поворотные механизмы привода на два или три по­ложения. Среди них имеется исполнение с выемным ключом-руко­яткой. Такими переключателями, как правило, блокируют подачу напряжения в схему управления, изменяют режимы и способы управления. При этом предусмотрена возможность запирания пе­реключателя как в отключенном, так и в других его положениях. Номинальный ток переключателей серий ПУ и ПЕ - 5 А при на­пряжении 220 В переменного тока и 1 А при ПО В постоянного тока.

Системы автоматического и программного управления требуют весьма сложных переключений, для которых необходимы много­позиционные и многоцепные переключатели (при числе цепей и положений порой в несколько десятков). Конструктивно такие коммутационные элементы выполнены в виде двух, четырех (и бо­лее) неподвижных секций, смонтированных на платах, и подвиж­ных контактов, закрепленных на общем валу и фиксируемых спе­циальным пружинно-шариковым фиксатором в заданных позициях.

На рис. 15.5 показаны наиболее распространенные ползунко-вые переключатели серии ПП однопаяельного исполнения на 35 це-


чивают надежную коммутацию при токе нагрузки до 1 А цепей пе­ременного (напряжением 380 В) и постоянного (напряжением 220 В) тока.

В радиоэлектронной аппаратуре используются аналогичные па­кетным переключатели - так называемые галетные. Они имеют от 2 до 11 положений при числе секций (галет) от 1 до 4. На рис. 15.6 показан переключатель серии ПГС на 10 положений.

В последнее время в автоматике все шире используются дости­жения микроэлектроники, например большие интегральные схемы. Для коммутации в цепях, содержащих подобные элементы, необ­ходимы переключатели, контакты которых обеспечивали бы на­дежное прохождение очень слабых токов (милли- или микроампе­ры) при пониженных значениях напряжений (до 5 В). Рассмот­ренные в данном параграфе переключатели, как правило, такими свойствами не обладают, так как их контакты имеют значительные (порой в несколько ом) переходные сопротивления. В этом случае предпочтительнее применение клавишных переключателей с биме­таллическими или серебряными контактами.

§ 15.4. Путевые и конечные выключатели

Путевые и "конечные выключатели представляют собой коммутационные элементы, кинематически связанные с рабочей машиной и срабатывающие в зависимости от перемещения по­движной части рабочей машины. Путевые выключатели срабаты­вают в определенных промежуточных точках на пути перемеще­ния, конечные выключатели срабатывают в крайних точках: в на­чале и конце пути. Особенно широко путевые и конечные выключатели используются в схемах автоматизированного элект­ропривода различных производственных механизмов. С их по­мощью происходят автоматическое управление приводом на отдель­ных участках пути и автоматическое отключение в крайних поло­жениях механизма.

В зависимости от устройства, осуществляющего замыкание или размыкание контактов, путевые и конечные выключатели можно подразделить на кнопочные (нажимные), рычажные, шпиндельные и вращающиеся. Переключение контактов в этих выключателях осуществляется следующим образом. В кнопочных - нажатием ра­бочего органа механизма на шток, с которым связаны контакты выключателя. В рычажных - воздействием рабочего органа меха­низма на рычаг, с которым связаны контакты. В шпиндельных - перемещением гайки по винту, связанному через передачи с валом механизма. Во вращающихся - переключающими кулачковыми шайбами, связанными с валом механизма.

В штоковых выключателях скорость переключения контактов определяется скоростью перемещения производственного механиз­ма. При малой скорости взаимное перемещение подвижных и не­подвижных контактов происходит медленно, что приводит к дли­тельному горению дуги, возникающей между размыкающимися контактами, и их быстрому разрушению из-за оплавления и усиленного окисления. Для нормальной работы такого выключателя скорость перемещения механизма должна быть не менее 0,5 м/мин. А для обеспечения мгновенного переключения контактов использу­ются специальные пружинные механизмы, освобождающиеся с по­мощью спусковых механизмов (собачек). Пружины также исполь­зуются для обеспечения необходимой силы контактного нажатия. На рис. 15.7 показано устройство простого конечного выключа­теля. Закрепляется он таким образом, чтобы упор на подвижной части производственного механизма находился напротив штока 4. При нажатии упора на шток 4 последний давит на пружину 3. При достижении определенной силы нажатии пружина 3 перебрасы­вается влево, размыкая контакт 2 и замыкая контакт 1. При этом ток пойдет по другой цепи управления. Внешние соединения вы­ключателя выполняются с помощью пайки к выводам: 5 -непо­движный контакт (общий);. 6 - размыкающийся контакт 2; 7 - замыкающийся контакт /. Плоская пружина 3 выполнена из трех частей. Средняя часть длиннее крайних, поэтому она всегда нахо­дится в изогнутом состоянии и стремится прижимать контакты в их крайних положениях (/ или 2). Переключатель способен ра­ботать в цепях с напряжением до 380 В при токе до 3 А. Пере­мещение штока составляет 0,5-0,7 мм, необходимое усилие для срабатывания не более 5-7 Н. Время срабатывания 0,01-0,02 с при частоте включений до двух раз в минуту.

На рис. 15.8 показан конечный выключатель типа ВК-111 с мо-стиковыми контактами. Переключение контактов производится на­жатием на шток 1, а возврат контактов в исходное положение осуществляется пружиной 2. Использование мостикового контакта 3 уменьшает вероятность возникновения дуги, поскольку цепь раз­рывается в двух точках. Такие выключатели могут работать при токе включения до 20 А и длительном токе 6 А. Износоустойчи­вость выключателей-10 6 срабатываний. Допустимая частота -

600 включений в час.

На рис. 15.9 показан выключатель с малым временем срабатывания (моментпо-го действия). Контакты подобных выклю­чателей переключаются с постоянной ско­ростью при определенном положении про­изводственного механизма независимо от скорости движения. Поэтому их применя­ют при малых скоростях (до 0,5 м/мии) или при необходимости повышенной точно­сти срабатывания (до 0,05 мм).

При нажатии упора па ролик 1 рычаг 2 поворачивается и давит на набор спи­ральных пружин 3, мгновенно действую­щих на поводок 4. Поводок поворачивает­ся, и ролик 10, сжимая пружину 11, дви­жется по планке 9, занимая положение правее от оси поворота планки 9. При этом собачка 6 отводится и контактный мостик под действием пружины 11 и ролика 10 переорасывастся в другое положение, размыкая контакт 7 и за­мыкая контакт 8. После отхода упора от ролика 1 поводок 4 и контактный мостик возвращаются в исходное положение под дей­ствием пружины 5.

В некоторых случаях используются многопозиционные трех- и пятиконктактные датчики, последовательно управляющие несколь­кими управляющими цепями. Конструкции таких датчиков сложнее, и они значительно дороже двухконтактных.

Рассмотренные путевые и конечные выключатели имеют сравни­тельно низкую надежность, связанную с повышенным износом кон­тактной пары. Более высокая надежность обеспечивается при использовании бесконтактных датчиков (например, индуктивного или фотоэлектрического типов), мгновенность срабатывания кото­рых обеспечивается с помощью электронных схем.

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Орловский Государственный технический университет

Орловский технологический институт

Орловский политехнический колледж

По дисциплине: «Типовые элементы САУ»

Тема: «Коммутационные элементы»

Специальность: 220301

Реферат защищен с оценкой:

Руководитель: Гаранжа Т.С.

КОММУТАЦИОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Назначение. Основные понятия

Коммутационные элементы предназначены для включения, отключения и переключения электрических цепей. Под коммутацией обычно понимают выполнение этих трех операций. Различают коммутационные элементы ручного и автоматического управления. Коммутационные элементы ручного управления срабатывают при непосредственном механическом воздействии на их органы управления. Автоматические коммутационные элементы срабатывают под воздействием электромагнитных сил на их приводные органы. Основной частью таких элементов обычно является электромагнит, входным сигналом для них служит электрический ток или напряжение. Автоматические коммутационные элементы используются в системах автоматики и при дистанционном управлении различными механизмами и устройствами. Они рассматриваются в последующих главах данного раздела.

В этой главе рассмотрены коммутационные элементы с механическим приводом. Используются они, как правило, для местного управления и для подачи сигналов о достижении каких-либо промежуточных и конечных положений. По своему назначению коммутационные элементы подразделяют на два вида: для коммутации силовых цепей (обмоток электродвигателей, мощных электромагнитов, трансформаторов, нагревателей и других потребителей) и для коммутации цепей управления (обмоток релейно-контактной аппаратуры, устройств контроля, регулирования и сигнализации). Такое разделение обусловлено различными значениями токов и напряжений в коммутируемых цепях, что, в свою очередь, влияет на конструктивное исполнение и габаритные размеры. Изучение коммутационных элементов для силовых цепей не входит в нашу задачу. Отметим только, что наибольшее распространение для этих целей получили рубильники и переключатели рубящего типа, обеспечивающие быстрое размыкание и имеющие специальные устройства для гашения электрической дуги.

Все коммутационные элементы, используемые в цепях управления, обязательно имеют следующие узлы: неподвижные контакты, подвижные контакты и орган управления. Кроме того, они могут иметь элементы фиксации, монтажа и настройки, дугогашения и т. п. Необходимые коммутационные элементы выбирают по допустимым значениям тока и напряжения. Но наиболее важной для практики характеристикой коммутационных элементов является их надежность, т. е. сохранение работоспособности при большом числе срабатываний.

Коммутационные элементы различают по числу коммутируемых цепей (одноцепные и многоцепные) и по числу фиксированных положений, причем имеются коммутационные элементы с самовозвратом в исходное положение, т. е. без фиксации переключенного положения, что может быть необходимо для ряда схем управления.

К коммутационным элементам с механическим приводом относятся кнопки управления, микропереключатели, тумблеры, клавишные, поворотные, рычажные и кулачковые переключатели, а также концевые и путевые выключатели.

Кнопки управления и тумблеры

Кнопки управления - это аппараты, подвижные контакты которых перемещаются и срабатывают при нажатии на толкатель кнопки. Комплект кнопок, смонтированных на общей панели, представляет собой кнопочную станцию. Используемые в схемах автоматики кнопки управления различают по числу и типу контактов (от 1 до 4 замыкающих и размыкающих), форме толкателя (цилиндрический, прямоугольный и грибовидный), способу защиты от воздействия окружающей среды (открытые, закрытые, герметичные, взрывобезопасные и т. д.).

Независимо от конструкции и габаритных размеров кнопок (рис.1, а, б) все они имеют неподвижные контакты 1 и подвижные контакты 6, перемещаемые с помощью толкателя 3. Внешняя цепь подсоединяется к кнопке с помощью винтовых зажимов 7. Корпус 2 кнопки фиксируется на панели управления гайками 4 и 5.

Рис. 1. Конструкции кнопок управления

Электрические параметры наиболее распространенных кнопок приведены в табл.1. Кнопки управления общепромышленного применения серий КУ и КЕ имеют различные исполнения и формы толкателей.

Таблица 1. Электрические параметры кнопок управления различных типов

Для коммутации цепей электроники выпускаются специальные кнопки (например, типа ВК14-1). Малогабаритные кнопки управлениявыполняют на основе микровыключателя типа МП, который используют в качестве исполнительного контактного элемента в тумблерах типа MT1 и МТП. Долговечность и надежность кнопок управления оценивают коммутационной износостойкостью, которую выражают в гарантированном числе циклов включений-отключений под нагрузкой. Этот параметр различен для разных кнопок и условий эксплуатации. Например, для кнопок типа ВК14-21 с медными контактами он составляет 0,25 * 10 6 циклов, с биметаллическими контактами - 2,5 * 10 б, с серебряными контактами - 4 * 10"" циклов. Механическая износостойкость всегда превышает коммутационную. В последнее время все большее распространение получили кнопки управления с прямоугольной формой толкателя - их называют клавишами.

На основе кнопок управления изготовляют кнопочные станции, содержащие до 12 кнопок различного исполнения, собранных на общей панели или в одном корпусе. Такие коммутационные устрой ства называют кнопочными или клавишными переключателями (рис.2).


Рис.2. Кнопочный переключатели

Переключатель представляет собой наборную панель из кнопок 1 (или клавиш), смонтированных на общем каркасе 2 и снабженных механизмом фиксации, который может быть независимым для каждой кнопки (клавиши) или взаимно сблокированным. Кнопки могут также иметь самовозврат в исходное положение или чередование включенного и отключенного фиксированных положений. Каждая кнопка или клавиша осуществляет коммутацию одной или нескольких цепей. Некоторые типы переключателей снабжают специальной кнопкой возврата (сброса) включенных кнопок в исходное положение. В этом случае возможно включенное положение нескольких кнопок одновременно. Особенностью этих переключателей является двухпозиционное положение (включено, отключено) каждой кнопки или клавиши. Необходимый режим или программа управления задается путем набора включенных и отключенных положений соответствующих кнопок (клавиш). При этом положение кнопок или клавиш (поднятое или утопленное) играет роль указателя. Для этой цели используют также световые сигнализаторы 3 (лампы или светодиоды), вмонтированные в корпус блока переключателя (рис.2). Закрытое исполнение и использование высококачественных материалов (биметаллов, сплавов серебра и т. п.) для контактов обеспечивают малые переходные сопротивления, что весьма важно при установке этих переключателей в низковольтных и слаботочных цепях автоматики и электроники.

Для более мощных цепей автоматики применяют тумблеры, ис­пользуемые в качестве выключателей, а также двух- и трехпозиционных переключателей. На рис.3 показано устройство двухпозиционного тумблера. Мостиковый контакт, выполненный в виде токопроводящего ролика /, замыкает одну из двух пар неподвижных контактов 2. Переключение контактов тумблера осуществляется воздействием на рычаг 3, а ускорение срабатывания (мгновенное действие) обеспечивается пружиной 4. Номинальный ток тумблера I и 2 А при напряжении 220 В, масса их не превышает 30 г.

Рис.3. Двухпозиционный тумблер

Для коммутации нескольких цепей при нескольких фиксированных положениях для выбора различных режимов работы используются пакетные переключатели. Такой переключатель (рис.4, а) состоит из ряда слоев - пакетов 3 (показан отдельно на рис.4, б), внутри которых находятся подвижный 5 и неподвижный 4 контакты. Подвижный контакт 5 закреплен на оси 2, вращающейся с помощью рукоятки 1 и имеющей ряд фиксированных положений, и которых замыкаются неподвижные контакты одного из пакетов. Выводы 6 неподвижных контактов закреплены в корпусе переключателя. Недостаток таких пакетных переключателей - низкая надежность скользящих контактов.

Пакетные переключатели кулачкового типа, в которых электрическая цепь замыкается неподвижными контактами, более надежны. Подвижными у них являются диэлектрические кулачки, которые и замыкают контакты в зависимости от профиля кулачка и положения оси. Конструкции пакетных переключателей, предназначенных для цепей управления, позволяют получить десятки и сотни вариантом разнообразных схем соединений при числе коммутируемых цепей до 24 (12 пакетов) и количестве фиксированных положений до X (через 45, 60 или 90°).