переключающее устройство

Формула изобретения

1. Переключающее устройство, содержащее пульт управления, с первого по шестой ключевые элементы, с первого по третий элементы ИЛИ, триггер, элемент индикации, блок управления коммутацией и коммутационное поле, при этом выходы пульта управления соединены с информационными входами соответствующих ключевых элементов, выход первого ключевого элемента подключен к первым входам первого и третьего элементов ИЛИ, выход второго ключевого элемента подключен ко второму входу первого элемента ИЛИ и к первому входу второго элемента ИЛИ, выход третьего ключевого элемента подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ и ко второму входу второго элемента ИЛИ, выход четвертого ключевого элемента подключен к четвертому входу первого элемента ИЛИ и ко второму входу третьего элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу триггера, выход второго элемента ИЛИ подключен к первому входу блока управления коммутацией, выход третьего элемента ИЛИ подключен ко второму входу блока управления коммутацией, первые выходы блока управления коммутацией подключены к управляющим входам коммутационного поля, третий выход блока управления коммутацией подключен ко второму входу триггера, выход триггера подключен к управляющим входам всех шести ключевых элементов и ко входу элемента индикации, отличающееся тем, что в его состав введены седьмой ключевой элемент, четвертый, пятый и шестой элементы ИЛИ, первый и второй элементы памяти, дешифратор и блоки памяти по количеству выходов дешифратора, каждый блок памяти имеет по пять входов и по два выхода, при этом седьмой выход пульта управления подключен к информационному входу седьмого ключевого элемента, к управляющему входу которого подключен выход триггера, выход седьмого ключевого элемента подключен ко входу дешифратора, выходы первого, третьего и четвертого ключевых элементов подключены к соответствующим входам четвертого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к считывающему входу первого элемента памяти, выход которого подключен к одному из входов пятого элемента ИЛИ, выход пятого ключевого элемента подключен к записывающему входу первого элемента памяти и к третьем входам всех блоков памяти, выход второго ключевого элемента подключен к четвертым входам всех блоков памяти, выход третьего ключевого элемента подключен к считывающему входу второго элемента памяти, к записывающему входу которого подключен выход шестого ключевого элемента, выход второго элемента памяти подключен к одному из входов шестого элемента ИЛИ, каждый из выходов дешифратора подключен к первому входу соответствующего блока памяти, ко вторым входам которых подключен третий выход блока управления коммутацией, второй выход блока управления коммутацией подключен к пятым входам всех блоков памяти, первые выходы всех блоков памяти подключены к соответствующим входам пятого элемента ИЛИ, вторые выходы всех блоков памяти подключены к соответствующим входам шестого элемента ИЛИ, выходы пятого и шестого элемента ИЛИ подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока управления коммутацией.

2. Переключающее устройство по п.1, отличающееся тем, что в состав каждого блока памяти входят второй триггер, элемент И, восьмой и девятый ключевые элементы, третий и четвертый элементы памяти, при этом выход второго триггера соединен с управляющими входами восьмого и девятого ключевых элементов и со вторым входом элемента И, выходы восьмого и девятого ключевых элементов подключены к записывающим входам соответственно третьего и четвертого элементов памяти, выход элемента И подключен к считывающим входам третьего и четвертого элементов памяти, первый и второй входы второго триггера являются соответственно первым и вторым входами блока памяти, информационный вход восьмого ключевого элемента, первый вход элемента И и информационный вход девятого ключевого элемента являются соответственно третьим, четвертым и пятым входами блока памяти, выходы третьего и четвертого элементов памяти являются соответственно первым и вторым выходами блока памяти.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматическим переключающим устройствам и может быть использовано в системах связи для коммутации каналов и линий связи при передаче (приеме) различных информационных сигналов.

Известно устройство [1], содержащее пульт управления, блок памяти номера канала, блок памяти номера линии, блок управления коммутацией, коммутационное поле, элемент ИЛИ, триггер, элемент индикации и шесть коммутационных ключей (ключевых элементов), подключенных по одному к соответствующим выходам пульта управления. Это устройство обеспечивает соединение и разъединение каналов связи с линиями связи согласно командам управления, набираемым на пульте управления. В случае необходимости временного использования для каких-то иных целей, в частности, для проведения сеанса связи телеуправления телесигнализации (ТУ-ТС) канала, соединенного в данный момент с какой-либо линией связи, то, перед его занятием осуществляется в автоматическом режиме запоминание номера линии, с которой он был соединен, и автоматическое восстановление этого соединения по окончании сеанса ТУ-ТС.

К недостаткам этого устройства относится его значительная сложность и низкая надежность из-за большого количества составляющих элементов.

Известно устройство [2], принятое в качестве прототипа, назначение которого аналогично описанному выше. Данное устройство содержит в своем составе пульт управления, коммутационные (ключевые) элементы, элемент индикации, элементы И, ИЛИ, триггер, блок памяти, блок управления коммутацией и коммутационное поле, и, по сравнению с предыдущим устройством, характеризуется меньшим количеством используемых логических элементов, что обеспечило упрощение конструкции и повышение надежности по сравнению с аналогом. Возможный вариант построения входящих в устройство прототип блока управления коммутацией и коммутационного поля, характеризующийся простой и изяществом построения, изложен в [3].

Однако устройство-прототип обладает существенным недостатком, состоящим в том, что с его помощью можно одновременно использовать в режиме ТУ-ТС не более одного канала связи, тогда как на действующих объектах связи зачастую необходимо использовать в режиме ТУ-ТС одновременно значительное количество каналов связи. Из отмеченного следует, что устройство-прототип характеризуется недостаточными функциональными возможностями. Указанный недостаток устройства-прототипа присущ и устройствам аналогам.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности одновременного использования в режиме ТУ-ТС с последующим восстановлением исходных соединений большого количества каналов связи.

Указанная цель достигается дополнительным введением в состав заявляемого переключающего устройства ключевого элемента, трех элементов ИЛИ, двух элементов памяти, дешифратора и блоков памяти по количеству выходов дешефратора, каждый из которых в своем составе содержит триггер, два ключевых элемента, элемент И и два элемента памяти, соединенных между собой определенным образом.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием дополнительных элементов при соответствующем схемном решении. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого устройства с другими техническими решениями показывает, что наличие в составе переключающих устройств различных элементов и блоков памяти, а также ключевых элементов широко известно. Однако благодаря введению в его состав дополнительно элементов И, ИЛИ, дешифратора и блоков памяти по количеству выходов дешифратора при соответствующем схемном соединении их между собой появляются новые свойства заявляемого устройства, проявляющиеся в расширении его функциональных возможностей по сравнению с прототипом. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого переключающего устройства.

Переключающее устройство содержит пульт 1 управления, с первого по седьмой (2, 7, 15) ключевые элементы, первый 8, второй 9, третий 10, четвертый 16, пятый 17 и шестой 18 элементы ИЛИ, триггер 11, элемент 12 индикации, блок 13 управления коммутацией, коммутационное поле 14, первый 19 и второй 20 элементы памяти, дешифратор 21 и блоки (22-l - 22-n) памяти по количеству выходов n дешифратора 21. В состав каждого блока 22 памяти входит второй триггер 23, восьмой 24 и девятый 26 ключевые элементы, элемент И 25, третий 27 и четвертый 28 элементы памяти.

Пульт 1 управления имеет семь выходов. Первый выход предназначен для выдачи команды "Сеанс ТУ-ТС", второй выход команды "Восстановить соединение", третий выход команды "Соединить", четвертый выход команды "Разъединить", пятый выход для выдачи номера канала связи, шестой выход для выдачи номера линии связи, седьмой выход для выдачи номера сеанса ТУ ТС.

Все используемые в устройстве ключевые элементы (2 - 7, 15, 24, 26) имеют по два входа информационный и управляющий, а элементы (19, 20, 27, 28) памяти - также по два входа записывающий и считывающий.

Блок 13 управления коммутацией имеет четыре входа и три выхода. Первый вход предназначен для приема команды "Соединить", второй вход для приема команды "Разъединить", по третьему входу поступает информация о номере канала, а по четвертому - о номере линии связи. По выходам первой группы осуществляется управление работой коммутационного поля 14, по второму выходу осуществляется выдача информации о номере отключаемой от канала линии связи, а по третьему выходу - выдача сигнала о выполнении команды управления.

В каждом блоке 22 памяти используемый выход второго триггера 23 подключен к управляющим входам восьмого 24 и девятого 26 ключевых элементов и ко второму входу элемента И 25, выходы восьмого 24 и девятого 26 ключевых элементов подключены к записывающим входам соответственно третьего 27 и четвертого 28 элементов памяти, а выход элемента И 25 подключен к считывающим входам третьего 27 и четвертого 28 элементов памяти.

Составные части, образующие предлагаемое переключающее устройство, соединены между собой следующим образом.

Соответствующие выходы пульта 1 управления подключены к информационным входам с первого по седьмой (2 - 7, 15) ключевых элементов.

Выход первого ключевого элемента 2 подключен к первым входам первого 8, третьего 10 и четвертого 16 элементов ИЛИ.

Выход второго ключевого элемента 3 подключен ко второму входу первого элемента ИЛИ 8, первому входу второго элемента ИЛИ 9 и к первым входам элементов И 25 всех блоков (22-l - 22-n) памяти.

Выход третьего ключевого элемента 4 подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ 8, вторым входам второго 9 и четвертого 16 элементов ИЛИ, и к считывающему входу второго элемента 20 памяти.

Выход четвертого ключевого элемента 5 подключен к четвертому входу первого элемента ИЛИ 8, ко второму входу третьего элемента ИЛИ 10 и к третьему входу четвертого элемента ИЛИ 16.

Выход пятого ключевого элемента 6 подключен к записывающему входу первого элемента 19 памяти и к информационным входам восьмых ключевых элементов 24 всех блоков (22-l - 22-n) памяти.

Выход шестого ключевого элемента 7 подключен к записывающему входу второго элемента 20 памяти.

Выход седьмого ключевого элемента 15 подключен ко входу дешифратора 21.

Выход первого элемента ИЛИ 8 подключен к первому входу триггера 11, используемый выход которого подключен к управляющим входам первых семи ключевых элементов ( 2 - 7, 15) и ко входу элемента 12 индикации.

Выход второго элемента ИЛИ 9 подключен к первому входу блока 13 управления коммутацией.

Выход третьего элемента ИЛИ 10 подключен ко второму входу блока 13 управления коммутацией.

Выход четвертого элемента ИЛИ 16 подключен к считывающему входу первого элемента 19 памяти, выход которого подключен к первому входу пятого элемента ИЛИ 17.

Выход второго элемента 20 памяти подключен к первому входу шестого элемента ИЛИ 18.

Первые выходы блока 13 управления коммутацией подключены к управляющим входам коммутационного поля 14.

Второй выход блока 16 управления коммутацией подключен к информационным входам девятых ключевых элементов 26 всех блоков (22-l - 22-n) памяти.

Третий выход блока 13 управления коммутацией подключен ко вторым входам триггера 11 и вторых триггеров 23 всех блоков (22-l - 22-n) памяти.

Каждый из n-выходов дешифратора 21 подключен к первому входу второго триггера 23 соответствующего блока (22-l - 22-n) памяти.

Выходы восьмых элементов 27 памяти всех блоков 22 памяти подключены к соответствующим входам пятого элемента ИЛИ 17, выход которого подключен к третьему входу блока 13 управления коммутацией.

Выходы девятых элементов 28 памяти всех блоков 22 памяти подключены к соответствующим входам шестого элемента ИЛИ 18, выход которого подключен к четвертому входу блока 13 управления коммутацией.

Работа переключающего устройства осуществляется следующим образом.

В исходном положении триггер 11 находится в состоянии, при котором выходным сигналом с его используемого выхода все первые семь ключевых элементов (2 - 7, 15) открыты, а элемент 12 индикации выключен. Вторые же триггеры 23 всех блоков 22 памяти находятся в таком состоянии, при котором выходным сигналом с их используемых выходов все восьмые 24 и девятые 26 ключевые элементы, а также элементы И 25 закрыты.

Для соединения определенного канала с необходимой линией связи информация о номере канала и о номере линии связи поступает соответственно по пятому и шестому выходам пульта управления 1 и, пройдя соответственно через открытые пятый 6 и шестой 7 ключевые элементы, записывается соответственно в первом 19 и во втором 20 элементах памяти.

Сигнал, представляющий собой команду "Соединить", выходит с третьего выхода пульта управления 1 и, пройдя через открытый третий ключевой элемент 4, поступает: а) на третий вход первого элемента ИЛИ 8, с выхода которого поступает на первый вход триггера 11, в результате срабатывания которого закрываются все семь ключевых элементов (2 - 7, 15), запрещая поступление новых команд управления, и срабатывает элемент индикации 12, сигнализируя о невозможности ввода новых команд управления; б) на второй вход второго элемента ИЛИ 9, пройдя через который поступает на первый вход блока 13 управления коммутацией; в) на второй вход четвертого элемента ИЛИ 16, пройдя через который поступает на считывающий вход первого элемента 19 памяти, вследствие чего с выхода последнего информация о номере подлежащего соединению канала связи проходит через пятый элемент ИЛИ 17 и поступает на третий вход блока 13 управления коммутацией; г) на считывающий вход второго элемента 20 памяти, в результате чего информация о номере подлежащей соединению линии связи с выхода последнего проходит через шестой элемент ИЛИ 18 и поступает на четвертый вход блока 13 управления коммутацией.

В результате поступления управляющих сигналов на первый, третий и четвертый входы блока 13 управления коммутаций в последнем формируются соответствующие сигналы управления коммутационным полем 14, на основании которых в коммутационном поле 14 выполняется требуемое соединение между указанными каналом и линией связи. По исполнении команды управления на третьем выходе блока 13 управления коммутацией появляется сигнал, поступающий на вторые входы триггера 11, переводя его в исходное состояние, и всех вторых триггеров 23, подтверждая их исходное состояние.

Процесс разъединения осуществляется аналогично и отличается лишь тем, что для разъединения достаточно только записать в первый элемент 19 памяти номер разъединяемого канала, после чего на основании сигнала с четвертого выхода пульта 1 управления, прошедшего через открытый четвертый ключевой элемент 5 и соединенные параллельно друг с другом третий 10 и четвертый 16 элементы ИЛИ, на второй вход блока 13 управления коммутацией с выхода третьего элемента ИЛИ 10 поступает сигнал команда "Разъединить", а на третий вход этого же блока - номер отключаемого канала связи, считываемый из первого элемента 19 памяти сигналом, поступившим с выхода четвертого элемента ИЛИ 16.

Для проведения сеанса телеуправления или телесигнализации (ТУ-ТС) по какому-либо каналу, соединенному в данный момент с линией связи, вначале по сигналу с седьмого выхода пульта 1 управления, представляющим собой один из свободных номеров сеанса ТУ-ТС, прошедшему через открытый седьмой 15 ключевой элемент и поступившему на вход дещифратора 21, на соответствующем выходе дешифратора 21 появится управляющий сигнал, поступающий на первый вход второго триггера 23 соответствующего блока 22 памяти. Данный второй триггер 23 переходит в рабочее состояние, в результате чего с его используемого выхода подается разрешающий потенциал на вторые выходы восьмого 24 и девятого 26 ключевых элементов и элемента И 25 соответствующего блока 22 памяти.

Затем информация о номере канала и линии связи, подлежащих взаимному соединению на время сеанса ТУ-ТС, поступая соответственно по пятому и шестому выходам пульта 1 управления и проходя соответственно через открытые пятый 6 и шестой 7 ключевые элементы, записывается соответственно в первом 19 и во втором 20 элементах памяти. Кроме того, информация о номере канала связи с выхода пятого ключевого элемента 6, пройдя через открытый восьмой ключевой элемент 24, записывается и в третий элемент 27 памяти соответствующего блока 22 памяти.

При появлении управляющего сигнала на первом выходе пульта 1 управления, прошедшего через открытый ключевой элемент 2 и поступившего на первые входы первого 8, третьего 10 и четвертого 16 элементов ИЛИ, осуществляются; a) перевод триггера 11 в рабочее состояние, в результате чего срабатывает элемент индикации 12 и запираются первые семь ключевых элементов (2 - 7, 15) с выхода третьего элемента ИЛИ 10 поступает управляющий сигнал на второй вход блока 13 управления коммутацией; b) по сигналу с выхода четвертого элемента ИЛИ 16 информация о номере канала связи считывается с первого элемента 19 памяти и поступает на третий вход блока 13 управления коммутацией.

В результате поступления сигналов управления на второй и третий входы блока 13 управления коммутацией в нем вырабатываются управляющие сигналы на размыкание в коммутационном поле 14 указанного канала связи от линии связи, которые с первого выхода поступают для исполнения в коммутационное поле 14. Кроме того, на втором выходе блока 13 управления коммутацией появляется сигнал, содержащий информацию о номере отключаемой линии связи. Этот сигнал поступает на первые входы девятых ключевых элементов 26 всех блоков 22 памяти, но проходит только через открытый ключевой элемент 26 того блока, номер которого перед этим был указан в сигнале с седьмого выхода пульта 1 управления. Пройдя через открытый девятый ключевой элемент 26 соответствующего блока 22 памяти, информация о номере отключаемой линии связи поступает по записывающему входу на четвертый элемент 28 памяти, где и запоминается. По окончании процесса разъединения канала и линии связи с третьего выхода блока 13 управления коммутацией поступает сигнал, который поступает на вторые входы вторых триггеров 23 всех блоков (22-l - 22-n) памяти и на второй вход триггера 11, переводя этим все триггеры в исходное состояние. Элемент 12 индикации выключается. Ключевые элементы (2 - 7, 15), подключенные к выходам пульта 1 управления, открываются.

При появлении выходного сигнала на третьем выходе пульта 1 управления, что соответствует команде "Соединить", происходит аналогично описанному выше, считывание из первого 19 и второго 20 элементов памяти значений номеров соединяемых канала и линии связи, поступление их соответственно на третий и четвертый входы блока 13 управления коммутацией, поступление на первый вход блока 13 управления коммутацией сигнала управления, воспринимаемого как команда "Соединитель", и перевод триггера 11 в рабочее состояние, при котором срабатывает элемент 12 индикации и закрываются первые семь ключевых элементов (2 - 7, 15). По исполнении соединения канала с линией связи на третьем выходе блока 13 управления коммутацией появится сигнал, переводящий триггер 11 в исходное состояние, при котором открываются первые семь ключевых элементов (2 - 7, 15) и выключается элемент 12 индикации. При этом в третьем 27 и четвертом 28 элементах памяти соответствующего блока 22 памяти сохранится записанной информация о номерах канала и линии связи, разъединенных на время проведения данного сеанса ТУ-ТС.

Выполнив очередное соединение канала и линии связи в интересах сеанса ТУ-ТС, можно беспрепятственно осуществлять и другие переключения - соединения, разъединения каналов и линий связи, а также организацию новых сеансов ТУ-ТС в пределах количества выходов дешифратора 21, к которым подключены блоки 22 памяти, и восстановление соединений по окончании сеансов ТУ-ТС.

Восстановление исходного соединения на каком-либо канале связан по окончании использования его в режиме ТУ-ТС осуществляется в результате последовательного поступления двух выходных сигналов с пульта 1 управления: указания номера сеанса ТУ-ТС и команды "Восстановить".

Сигнал, содержащий номер закончившего работу сеанса ТУ-ТС, поступает с седьмого выхода пульта 1 управления, и, пройдя через открытый седьмой ключевой элемент 15, поступает на вход дешифратора 21. Сигнал, появившийся на соответствующем выходе дешифратора 21, поступает на первый вход второго триггера 23 соответствующего блока 22 памяти, в результате срабатывания которого с его выхода на второй вход элемента И 25 поступит разрешающий потенциал.

Поступающий затем сигнал со второго выхода пульта 1 управления, пройдя через открытый второй 3 ключевой элемент, поступает: а) на первые входы элементов И 25 всех блоков памяти, в результате чего на выходе элемента И 25 соответствующего блока 22 памяти появится сигнал, считывающий из третьего 27 и четвертого 28 элементов памяти информацию о номерах канала и линии связи, которая соответственно через пятый 17 и шестой 18 элементы ИЛИ поступает по третьему и четвертому входам в блок 13 управления коммутацией; б) через первый элемент ИЛИ 8 на вход триггера 11, в результате чего первые семь ключевых элемента (2 - 7, 15) окажутся закрытыми, и включится элемент 12 индикации; в) на вход второго элемента ИЛИ 9, с выхода которого поступает на первый вход блока 13 управления коммутацией.

На основании сигналов управления, поступивших по первому, третьему и четвертому входам, блок 13 управления формирует и выдает по своему первому выходу в коммутационное поле 14 соответствующую команду управления на соединение между собой указанных канала и линии связи, т.е. на восстановление из прежнего соединения. По исполнении соединения на третьем выходе блока 13 управления коммутацией появится сигнал, переводящий все триггеры переключающегося устройства в исходное положение. Переключающее устройство готово для исполнения последующих команд управления.

Как следует из приведенного описания процесса работы предложенного переключающего устройства, максимальное количество каналов связи, находящихся одновременно в режиме ТУ-ТС, определяется возможностями дешифратора 21 и количеством блоков 22 памяти, т.е. может быть весьма большим, тогда как в устройстве-прототипе в режиме ТУ-ТС возможно нахождение одновременно не более одного канала связи.

Таким образом, цель данного изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения одновременного использования в режиме ТУ-ТС с последующим восстановлением исходных соединений большого количества каналов связи - достигнута.

Неоспоримым достоинством предложенного устройства является простота его конструкции, обуславливающая низкую стоимость и высокую эксплуатационную надежность. В сочетании с широкими функциональными возможностями все это способствует широкому применению данного устройства при создании различных коммутационных устройств систем ТУ-ТС.

Технико-экономический эффект, обеспечиваемый предложенным устройством, заключается в возможности повышения оперативности переключения каналов связи различных информационных систем (под систем) связи, следствием чего является повышение эффективности функционирования каналов и системы связи в целом.

Источники информации

1. А.с. СССР N 1494251, МКИ H 04 Q 3/52, 1989, БИ N 26;

2. Патент РФ N 2002380, МПК H 04 Q 3/52, БИ N 39 - 40 (прототип).

3. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке N 96116038/09, приоритет от 01.08.96.