1.4. Цифровая коммутация

Цифровые методы проникли и в цифровую коммутацию. В настоящее время в Чикаго, шт. Иллинойс, работает крупный междугородный коммутатор [4]. Эта коммутационная система (называемая Системой электронной коммутации № 4, или сокращенно является крупнейшим коммутатором, превосходящим по числу каналов не менее чем в 4 раза обычные междугородние коммутаторы (на 10 000 линий). Основой для создания таких крупных коммутаторов служит принцип цифрового временного разделения каналов (ВРК). Ограниченные размеры коммутационных матриц обычных коммутаторов препятствуют построению больших сетей. Матрица является типичной в обычном электронном исполнении. Для очень больших сетей, где каждый из входов может быть подсоединен к любому из десятков тысяч выходов, необходимо иметь многозвенную систему коммутационных матриц. При этом из-за очень большой разветвленности сетей и малых размеров матриц межзвенные соединения оказываются очень редкими. Это приводит к низкой занятости и, следовательно, к малой эффективности использования коммутатора. Таким образом, создание очень больших сетей объединением групп небольших коммутаторов нецелесообразно. Временное разделение решает эту дилемму, позволяя с помощью, казалось бы, небольших коммутаторов (например, ) подключать одновременно до 120 сигналов к каждому из его 16 входных или выходных контактов. Таким образом, для создания крупных междугородных коммутаторов необходимо переходить к цифровым методам.

Создание коммутатора на основе ВРК имеет и другие преимущества. Сигналы, поступающие в этом случае по линиям в коммутатор, не нужно преобразовывать в аналоговую форму, и для их обработки достаточно использовать буферную память, что дает существенную экономию средств. Схемы цифрового контроля эхо-сигнала и цифровые приемники тональных сигналов также оказываются более дешевыми и надежными, чем их аналоговые эквиваленты. При ВРК экономятся и соединительные провода, поскольку по единственному проводу (цифровой уплотненной линии) одновременно передаются сотни разговоров.

Будущие коммутаторы, по-видимому, еще больше расширят возможности систем с ВРК и позволят на основе иерархической структуры мультиплексоров одновременно с речевыми каналами передавать медленно сканирующие и управляющие сигналы. При этом по линиям телефонной сети будет происходить обмен информацией между управляющими ЭВМ и микропроцессорами, служащими для сопряжения аппаратуры цифровой обработки сигналов.

В будущем сигналы будут преобразовываться в цифровую форму сразу же при поступлении их по кабелю в местный телефонный узел [5]. При этом к каждой паре кабелей в зависимости от типа линии — абонентской, промежуточной или специальной — будет подключаться соответствующий блок сопряжения [6]. Поступающие сигналы далее должны быть пропущены через фильтр, дискретизованы и преобразованы в цифровую форму. Затем к входным — выходным основным сигналам должны быть добавлены специальные сигналы для проверки и управления различными функциями устройства сопряжения, например сигналы контроля состояния линии по постоянному току или состояния тестовых реле и реле вызова [7]. Цифровой блок каждого устройства сопряжения должен быть стандартизован с тем, чтобы он подходил к любому свободному гнезду статива сопряжения. Все внутренние подключения к этому стативу должны осуществляться через цифровую уплотненную линию с использованием нескольких уровней уплотнения. Многие свойства такой системы, названной «цифровой телефонной станцией», демонстрировались в лабораторном эксперименте [5]. Этот эксперимент показал, что применительно к местной телефонной станции новая система позволит более чем в 200 раз по сравнению с существующими системами сэкономить на соединительных проводах. Цифровые системы дают возможность разработчику оптимизировать число проводов. Перспективы появления местных полностью цифровых телефонных станций в последние два десятилетия нашего столетия являются весьма многообещающими.

Таким образом, по техническим и экономическим соображениям [8] в системах связи постепенно переходят к цифровым методам коммутации и передачи сообщений, а поскольку в связи обработка сигналов играет существенную роль, цифровая обработка сигналов будет иметь важнейшее значение в будущих системах.