Одним из основных факторов, определяющим развитие средств связи во всем мире, является непрерывно растущая потребность в обмене различного рода информацией как внутри отдельных стран, так и между ними. Для удовлетворения этой потребности ведущие зарубежные фирмы наряду с постоянным улучшением параметров и эксплуатационных характеристик действующей аппаратуры уделяют большое внимание созданию и внедрению новейших систем связи
В последние годы на сетях связи развитых капиталистических стран продолжалось интенсивное внедрение квазиэлектронн ых н электронных АТС большой емкости с программным управлением. Такие станции, по состоянию на 1977 г., обслуживают следующее количество линий (в %); США —24, Япония —20, Великобритания—6, Франция —2, ФРГ—0,3.
Системы управления телефонными станциями базируются в основном на централизованном одиночном процессоре с записанной программой. В некоторых случаях при большой емкости системы применяется многопроцессорное управление. Все коммутационные центры нового поколения обеспечивают автоматическое техническое обслуживание и диагностику неисправностей оборудования, централизованную эксплуатацию, автоматический сбор статистических данных и др. Количество видов услуг в системах достигает нескольких сот. Именно на такое большое число комбинаций рассчитывается новейшее коммутационное оборудование.
Существенное влияние на новые системы коммутации оказывает использование в устройствах управления микропроцессоров, а также средних (ИС) и больших (БИС) интегральных схем Возможность построения децентрализованной системы управления на базе микропроцессоров обеспечивает более высокую надежность систем коммутации и гибкость их в части формирования емкостей при установке станций.
Благодаря программному управлению н использованию компонентов микроэлектроники современные коммутационные системы позволяют приспособиться к быстро изменяющимся требованиям потребителей сети и не нуждаются при этом в значительной эксплуатационной площади. Для сравнения приведем пример: площадь, занимаемая шаговой АТС емкостью 5 тыс. номеров, составляет 214 м2, координатной АТС такой же емкости — 140 м2, а электронной АТС — лишь 56 м2. Во всех странах отмечается тенденция создания комплексных систем коммутации, содержащих междугородные, транзитные н местные станции различной емкости, подстанции, управляемые станции.
Большим спросом за рубежом пользуются и АТС малой емкости — учрежденческие АТС (УАТС), особенно мини-АТС емкостью 60—100 номеров.
Новые УАТС создаются на базе быстродействующих коммутационных элементов с использованием программного управления и современной элементной базы — ИС н БИС. По сравнению с УАТС прежних систем они обеспечивают более быстрое установление соединений, лучшее качество разговорного тракта, имеют значительно меньший объем и дают возможность предоставления абонентам более широкого круга различных услуг (сокращенный набор номера, конференц связь, автоматическая передача вызова, установление соединения с занятым абонентом, прямое соединение, передача данных, наведение справок, использование автоответчика и диктофона, громкоговорящая связь, побудка по телефону, обслуживание вызовов в ночные часы, временный запрет по отдельным видам связи, индикация стоимости разговора н др.).
Централизованные управляющие устройства для УАТС выпускаются с замонтированной или с записанной программой в зависимости от емкости станции и условий ее работы. Наиболее перспективным является управление по записанной программе, обеспечивающее большую функциональную гибкость, возможность быстрого введения новых видов обслуживания, автоматизацию процессов начисления оплаты за разговоры, обнаружение повреждений и т. д.
Основными направлениями развития современных УАТС являются: создание экономичных централизованных устройств управления на базе микропроцессоров; разработка электронных коммутационных полей с импульсно-временным разделением разговорного тракта или пространственным разделением с использованием БИС; расширение функциональных возможностей УАТС, связанное с использованием управления по записанной программе; снижение стоимости н габаритов за счет применения современной элементной базы; разработка УАТС с учетом требований эргономики н технической эстетики.
Следует отметить, что тенденция уменьшения стоимости микроэлектронных компонентов, использование станций с программным управлением, обладающих большой функциональной гибкостью, открывают значительные перспективы для построения сетей связи будущего.
В США междугородная телефонная нагрузка возрастает ежегодно в среднем на 8—10 %, что требует значительного увеличения емкости коммутационных междугородных систем. Телефонные компании США приняли решение о выпуске полностью цифровых электронных коммутационных систем.
Емкость новой электронной междугородной АТС типа ESS-4, введенной в действие в конце 1976 г, составляет НО тыс. линий Это более чем в четыре раза превышает емкость координатной станции Crossbar-4. Специально для ESS-4 был разработан процессор 1А, выполняющий любую команду по установлению соединения в 4—8 раз быстрее, чем процессоры систем коммутации предыдущих поколений. Коммутационная матрица, выполненная на средних интегральных схемах, работает по принципу временного разделения каналов. Особенностью ESS-4 является использование новой системы сигнализации СС1, обеспечивающей передачу сигнала управления и взаимодействия в цифровой форме по выделенному каналу. Применение такой системы сигнализации в масштабе страны позволит снизить время установления соединения с 10 до 2 с.
В 1977 г. в опытную эксплуатацию была введена система учрежденческой связи Horizon, разработанная фирмой BTL. Емкость системы 20— 80 абонентских и 30 соединительных линий, управление — микропроцессорное, запоминающее устройство (ЗУ) и коммутационные элементы — твердотельные Программы контроля автоматически проверяют функционирование системы и обнаруживают неисправности с включением сигнализации на пульте телефонистки.
В 1977 г изготовлен первый образец цифровой УАТС серин 580 Системы серии 580 имеют четырехпроводные неблокируемые коммутационные матрицы на полупроводниковых элементах с импульсно-ходовой модуляцией, распределенное микропроцессорное управление, модульную структуру. Одна универсальная программа обеспечивает cviw» 100 виде.
Введение электронных систем коммутации является важным этапом на пути создания интегральной цифровой сети связи США
В Японии в настоящее время ведущая фирма в области связи NTT продолжает разработку и создание различных вариантов механо-электронной станции малой и средней емкости D20. В соответствии е международными требованиями разработана квазиэлектронная АТС ND-20B с программным управлением Емкость системы от 2 тыс. до 32 тыс. линий. Коммутационное 4—7-каскадное поле построено на многократных герконовых соединителях.
Другая японская фирма NEC ввела в 1977 г. в эксплуатацию международную станцию коммутации типа XE-I в Токио. Эта станция с программным управлением обеспечивает на первом этапе включение 1100 внутренних н 1150 международных линий с последующим увеличением емкости до 4300 и 3840 линий соответственно.
Япония является одним из крупных поставщиков УАТС на мировом рынке. На экспорт поставляются в основном квазиэлектронные и электронные УАТС, а внутри страны используются в основном координатные станции, составляющие 80 % общего числа выпускаемых УАТС Фирма NEC разработала н поставляет электронную УАТС типа NEAX-12 емкостью 120 абонентских линий. Эта станция предоставляет абонентам 50 стандартных и 30 дополнительных видов услуг. Масса станции 270 кг.
В ФРГ телефонная сеть оснащена высококачественным электромеханическим коммутационным оборудованием, большая часть которого построена в течение последних 25 лет. Поэтому Ведомство связи ФРГ не предполагает в ближайшее время вводить цифровую технику. Широкое внедрение электронных станций коммутации и ИКМ-систем передачи планируется только к 2000 г. Однако фирмы Siemens и SEL разрабатывают «квазиэлектронную систему коммутации с централизованным управлением. В качестве элемента коммутации в системе используется геркон. Кроме того, фирмой Siemens создана электронная УАТС SD-I92, которая имеет емкость 192 абонентских и 48 соединительных линий. Управление — микропроцессорное, причем ввод команд осуществляется на английском языке. Разработан вариант на 232 абонентские линии.
В Великобритании в течение последних трех лет велась модернизация телефонной сети с целью ее полной автоматизации. Так, в 1977 г. в эксплуатации по стране насчитывалось около 800 квазиэлектронных АТС малой емкости ТХЕ-2. В настоящее время поставляются квазиэлектронные АТС большой емкости ТХЕ-4. Программой развития предусматривается разработка электронных систем коммутации для местных, междугородных н транзитных станций, позволяющих создать интегральные цифровые системы связи Великобритании Разрабатываются также квазиэлектронные УАТС с управлением по записанной программе
Во Франции создание н внедрение электронных систем коммутации ведется под руководством Национального центра исследований в области электросвязи. В 1977—1978 гг. продолжалось внедрение систем электронной коммутации Е-10 с временным разделением каналов, емкостью 15—20 тыс. абонентских линий. Ведутся работы по созданию квазиэлектронных УАТС с управлением в записанной программе. Предполагается, что к 1980 г. объем заказов на электронные н квазиэлектронные АТС превысит объем заказов на электромеханические станции
В Швеции на автоматизированной телефонной сети страны эксплуатируются АТС на машинных искателях (40 %) и на координатных соединителях (50 %).
Шведская фирма Ericsson, являющаяся основным мировым поставщиком координатных АТС, получила от Национального управления дальней связи заказ на разработку н изготовление полностью электронных АТС типа АХЕ с управлением по записанной программе Первая станция АХЕ после испытаний была введена в эксплуатацию в марте 1977 г. в г. Содертане. Начальная емкость станции составила 3 тыс. линий, но она может быть увеличена в 10 раз путем наращивания блоков. Станция имеет как аналоговые, так н цифровые системы коммутации. Фирма Ericsson модернизирует координатные АТС, вводя в них программное управление.
Таким образом, основным направлением развития коммутационной техники в развитых капиталистических странах является разработка и внедрение квазиэлектронных н электронных систем с управлением по записанной программе, которые составляют основу создания интегральных сетей связи. Вместе с тем наряду с внедрением АТС современных типов в большинстве стран будет использоваться н координатная техника. Модернизация ее позволит удовлетворить требования современной организации связи без коренной перестройки всей системы в течение 15—20 лет.
Телефонные аппараты
По данным международного союза электросвязи количество телефонных аппаратов (ТА) в мире постоянно увеличивается и в 1977 г. составило около 400 млн. Телефонная плотность (количество телефонов на 100 жителей) значительно колеблется: в США, Канаде и странах Западной Европы— от 10 до 70; в странах Латинской Америки — от 1 до 10; в Азии, Австралии и Новой Зеландии — от 0,1 до 10; в Африке — от 0,1 до 1. На рис 2 показан график роста количества телефонных аппаратов по данным Международного союза электросвязи с учетом прогноза до 2000 г.
Основные тенденции развития ТА в мире состоят в следующем: в разработке электронных ТА с тастатурным номеронабирателем; широком применении ИС, БИС н микропроцессоров, обеспечивающих расширение функциональных возможностей ТА и повышающих их надежность; улучшении разговорного тракта благодаря применению электродинамических и электрических микрофонов с усилителем, осуществляющим автоматическую регулировку уровня в трактах передачи и приема; в расширении возможностей ТА благодаря использованию различных дополнительных устройств, обеспечивающих автоматический набор номера, выполняющих счетно-решающие операции, отображающих информацию, автоответ, идентификацию абонентов, передачу данных.
США занимают первое место в мире как по общему количеству телефонных аппаратов (около 154 млн.), так и по величине телефонной плотности. Здесь в последние три года продолжалось дальнейшее совершенствование отдельных элементов телефонных аппаратов и создание новых моделей Телефонные аппараты выпускаются с дисковым и тастатурным номеронабирателями Применение микропроцессора обеспечивает высокую надежность и быстродействие В ТА предусмотрены также калькулятор и автоматическая памятка-календарь, данные с которых выводятся на печатающую приставку. Ввод трехзначного кода в ТА обеспечивает автоматический набор номера любого из 100 наиболее часто вызываемых абонентов.
Япония занимает второе место в мире по количеству ТА (по состоянию на 1977 г. около 48 млн.). Ведущая японская фирма в области телефонии NEC выпускает дисковые и тастатурные ТА серии 8 широкой номенклатуры. Тастатурный ТА с импульсным набором может применяться для связи с АТС, рассчитанной на дисковый набор, без изменения в оборудовании АТС. В аппаратуре используется интегральная схема, имеется запоминающее устройство (ЗУ) на 16 цифр.
Великобритания. Ведущие английские фирмы разрабатывают новые ТА н дополнительные устройства к ним. Так, например, разработана серия телефонных аппаратов, к которой относятся настольный ТА на печатных схемах н громкоговорящий ТА с управлением голосом. Все ТА выпускаются в двух вариантах: с дисковым или тастатурным номеронабирателем. Разработан также автоматический номеронабиратель с памятью на основе использования большой интегральной схемы, обеспечивающий запись в ЗУ н хранение до 10 номеров по 18 цифр каждый. Повторение последнего набранного номера в телефонном аппарате осуществляется посредством нажатия одной кнопки.
Разработан новый пьезоэлектрический микрофон на синтетической пластиковой пленке. Гармониковое искажение такого микрофона менее 2 % на частоте 1 кГц при уровне звукового давления 10 дБ (напомним, что в угольном микрофоне гармониковые искажения составляют 10—15%).
ФРГ. В ФРГ так же, как н в других странах, ведутся разработки номеронабирателей новых видов и различных других элементов ТА Создан, например, кнопочный номеронабиратель, который легко устанавливается в телефонный аппарат вместо диска и сокращает время набора более чем в два раза (вместо 18 с набор номера занимает время не более 7 с). Начат выпуск тональных номеронабирателей МК 5089 н МК 5091 на базе ИС для электронных ТА Номеронабиратели обеспечивают отображение набираемого номера и ряд других дополнительных функций.
Франция. Быстрый рост телефонной сети страны предъявляет требование к сокращению времени установления соединения. Для решения этой проблемы создаются ТА с автоматическим набором номеров наиболее часто вызываемых абонентов; ТА с ЗУ на 156 семизначных номеров, память которого сохраняется даже при отключении электропитания; тастатурный ТА с ЗУ на 50 номеров. Выпускается новый ТА типа ТАР 915 с микрофонной гарнитурой, что позволяет освободить руки абонента при разговоре. Телефонные аппараты третьего поколения выполнены на ИС и тиристорах.
Шведская администрация электросвязи с 1977 г. начала опытную эксплуатацию тастатурного ТА нового типа, получившего название ВА 100. Электронные схемы речевого тракта аппарата выполнены на одной печатной плате. Электронный микрофон обеспечивает высокое качество передачи звука. Телефонный аппарат предоставляет абонентам возможность использовать различные дополнительные виды обслуживания при включении в электронные АТС (установка вызова на ожидание, перевод входящих вызовов на другой номер, побудка по телефону и др.).
Таким образом, по состоянию на 1977—1978 гг. наиболее массовым ТА все еще остается аппарат с дисковым номеронабирателем, с угольным микрофоном и электромагнитным телефонным капсюлем. Переход на тастатурные ТА на базе ИС и БИС, разработка и выпуск которых ведутся во всех развитых странах, определяется широким внедрением на сети квазиэлектронных и электронных АТС.