Panel Machine Switching System — это тип автоматической телефонной станции для городского обслуживания, которая использовалась в Bell System в Соединенных Штатах в течение семи десятилетий. Первые полумеханические типы этой конструкции были установлены в 1915 году в Ньюарке, штат Нью-Джерси , а последние были выведены из эксплуатации в том же городе в 1983 году.
Панельный переключатель был назван в честь своих высоких панелей, которые состояли из слоистых полос клемм. Между каждой полосой был помещен изолирующий слой, который сохранял каждую металлическую полосу электрически изолированной от тех, что были выше и ниже. Эти клеммы были расположены в банках , пять из которых занимали среднюю рамку селектора. Каждая банка содержала 100 наборов клемм, в общей сложности 500 наборов клемм на рамку. [1] Внизу рама имела два электродвигателя для перемещения шестидесяти селекторов вверх и вниз с помощью электромагнитно управляемых муфт. По мере завершения вызовов через систему селекторы перемещались вертикально по наборам клемм, пока не достигали нужного места, в этой точке селектор прекращал свое движение вверх, и выбор переходил к следующей рамке, пока, наконец, не достигалась линия вызываемого абонента.
Около 1906 года AT&T организовала две исследовательские группы для решения уникальных задач по коммутации телефонного трафика в крупных городских центрах в системе Bell . В крупных городах существовала сложная инфраструктура ручного переключения, которая препятствовала полному ad hoc преобразованию в механическое переключение, но ожидалось, что переход на механическую эксплуатацию даст более благоприятные экономические результаты. Не существовало удовлетворительных методов соединения ручных систем с машинами для переключения. Две группы в Western Electric Laboratories сосредоточились на различных технологиях, используя конкурентное развитие для стимулирования изобретений и повышения качества продукции, концепция, которая ранее была успешной в AT&T при проектировании передатчиков. [2] Одна группа продолжила существующую работу, которая привела к созданию системы Rotary , в то время как вторая группа разработала систему, основанную на линейном перемещении компонентов переключателя, которая стала известна как панельный банк . По мере продолжения работы многие подузлы были общими, и два переключателя отличались только механизмами переключения.
К 1910 году конструкция системы Rotary продвинулась дальше, и внутренние испытания использовали ее в Western Electric в качестве частной телефонной станции (PBX). Однако к 1912 году компания решила, что панельная система показала лучшие перспективы для решения проблемы большого города, и делегировала использование системы Rotary для использования в Европе, чтобы удовлетворить растущий спрос и конкуренцию со стороны других поставщиков там, под управлением и производством International Western Electric Company в Бельгии . [3]
После пробной установки в качестве АТС в Western Electric в 1913 году планирование панельной системы началось с проектирования и строительства полевых испытательных центральных офисов с использованием полумеханического метода коммутации, при котором абоненты по-прежнему использовали телефоны без набора номера, а операторы отвечали на звонки и набирали номер телефона назначения на панельном коммутаторе, который затем автоматически завершал вызов. [4]
Эти первые станции панельного типа были введены в эксплуатацию в Ньюарке, штат Нью-Джерси , [5] 16 января 1915 года в центральном офисе Mulberry , обслуживающем 3640 абонентов, и 12 июня в центральном офисе Waverly , который имел 6480 линий. Разработка панелей продолжалась в течение оставшейся части 1910-х и в 1920-х годах в Соединенных Штатах. Третья система в Ньюарке ( Бранч-Брук ) последовала в апреле 1917 года для тестирования автоматического распределения вызовов.
Первыми полностью машинно-коммутационными панельными системами, использующими общие принципы управления, были станции Дугласа и Тайлера в Омахе, штат Небраска, завершенные в декабре 1921 года. Абонентам были выданы новые телефоны с дисками, которые позволяли абоненту совершать местные звонки без помощи оператора. За этой установкой последовали первые установки в восточном регионе в центральных офисах Шервуд и Сиракьюс-2 в Патерсоне, штат Нью-Джерси , в мае и июле 1922 года соответственно. [6] Легендарная станция Пенсильвании в Нью-Йорке была введена в эксплуатацию в октябре 1922 года. [4] [7]
Большинство установок Panel были заменены современными системами в 1970-х годах. Последний переключатель Panel, расположенный в центральном офисе Bigelow в Ньюарке, был выведен из эксплуатации к 1983 году. [8]
Когда абонент снимает трубку (наушник) с рычага телефона, местная линия связи с центральным офисом замыкается. Это вызывает поток тока через петлю и линейное реле, которое заставляет реле работать, запуская селектор в рамке искателя линии для поиска терминала линии абонента. Одновременно выбирается отправитель , который обеспечивает тональный сигнал ответа станции вызывающему абоненту, как только линия найдена. Затем искатель линии управляет реле отключения, которое предотвращает вызов этого телефона, если другой абонент случайно наберет номер.
Тональный сигнал набора номера подтверждает абоненту, что система готова к набору номера. В зависимости от местной системы нумерации отправителю требовалось шесть или семь цифр для завершения вызова. Когда абонент набирал номер, реле в отправителе подсчитывали и сохраняли цифры для дальнейшего использования. Как только две или три цифры кода офиса были набраны и сохранены, отправитель выполнял поиск с помощью транслятора (ранний тип) или декодера (более поздний тип). Транслятор или декодер принимал две или три цифры в качестве входных данных и возвращал отправителю данные, содержащие параметры для подключения к вызываемому центральному офису. После того, как отправитель получал данные, предоставленные транслятором или декодером, отправитель использовал эту информацию, чтобы направить селектор округа и селектор офиса к местоположению терминалов, которые соединят вызывающего абонента с центральным офисом, где находилась конечная линия. Отправитель также сохранял и использовал другую информацию, касающуюся электрических требований для передачи сигналов по вновь установленному соединению, а также тарифа, по которому абоненту следует выставлять счет в случае успешного завершения вызова.
На самих селекторах округа или офиса свободные исходящие каналы выбирались методом «теста рукава». После того, как отправитель направил его к правильной группе терминалов, соответствующих исходящим каналам в вызываемый офис, селектор продолжал движение вверх через ряд терминалов, проверяя один с незаземленным выводом рукава, затем выбирая и заземляя его. Если все каналы были заняты, селектор искал до конца группы и, наконец, отправлял обратно тон «все каналы заняты» . Не было возможности альтернативной маршрутизации, как в более ранних ручных системах и более поздних, более сложных механических.
После установления соединения с конечным офисом отправитель использовал последние четыре (или пять) цифры телефонного номера, чтобы связаться с вызываемым абонентом. Он делал это, преобразуя цифры в определенные позиции в оставшихся входящих и конечных кадрах. После того, как соединение было установлено вплоть до последнего кадра, линия вызываемого абонента проверялась на занятость. Если линия не была занята, входящая селекторная цепь отправляла вызывное напряжение вперед на линию вызываемого абонента и ждала, пока вызываемый абонент ответит на свой телефон. Если вызываемый абонент отвечал, контрольные сигналы отправлялись обратно через отправителя и в окружной кадр, который устанавливал разговорный путь между обоими абонентами и взимал плату за звонок с вызывающего абонента. В это время отправитель освобождался и мог снова использоваться для обслуживания совершенно нового вызова. Если линия вызываемого абонента была занята, конечный селектор отправлял сигнал « занято» обратно вызываемому абоненту, чтобы предупредить его, что вызывающий абонент был на телефоне и не мог принять вызов.
Как и в системе Строуджера , каждый центральный офис мог адресовать до 10 000 пронумерованных линий (от 0000 до 9999), требуя четырех цифр для каждой абонентской станции.
Система панелей была разработана для соединения вызовов в местной столичной зоне вызова. Каждому офису был назначен двух- или трехзначный код офиса, называемый кодом офиса , который указывал системе центральный офис, в котором находился нужный абонент. Звонящие набирали код офиса, а затем номер станции. В крупных городах, таких как Нью-Йорк, для набора требовался трехзначный код офиса [9], а в менее населенных городах, таких как Сиэтл, штат Вашингтон [10] и Омаха, штат Небраска, — двухзначный код. Остальные цифры телефонного номера соответствовали номеру станции, который указывал на физическое местоположение телефона абонента в последнем кадре вызываемого офиса. Например, номер телефона может быть указан как PA2-5678, где PA2 (722) — это код офиса, а 5678 — номер станции.
В районах, обслуживающих линии связи , система принимала дополнительную цифру для идентификации стороны. Это позволяло отправителю направлять конечный селектор не только на правильный терминал, но и звонить на правильную линию абонента на этом терминале. Панельная система поддерживала индивидуальные, 2-сторонние и 4-сторонние линии.
Подобно раздельно-множественному телефонному коммутатору , панельная система была разделена на исходную секцию и оконечную секцию. Линия абонента имела два выхода в местный офис: один на исходной стороне и один на оконечной стороне. Линейная цепь состояла из линейного реле на исходной стороне для указания того, что клиент снял трубку , и реле отключения, чтобы реле отключения не мешало установленному соединению. Реле отключения управлялось рукавным выводом, который, как и в случае с многократным коммутатором, мог быть активирован либо исходной секцией, либо оконечным. На оконечном конце линейная цепь была подключена к конечному селектору, который использовался при завершении вызова. Таким образом, когда звонок абоненту был завершен, конечный селекторный контур подключался к нужной линии, а затем выполнял тест рукава (занято). Если линия не была занята, конечный селектор управлял реле отключения через рукавный вывод и продолжал звонить вызываемому абоненту.
Контроль ( линейная сигнализация ) обеспечивался окружной цепью, похожей на цепь шнура , которая подключалась к гнезду линии на коммутаторе. Окружная цепь контролировала вызывающую сторону, и когда вызывающая сторона клала трубку , она отключала заземление на выводе муфты, тем самым отключая все селекторы, кроме конечного, который возвращался в исходное положение, чтобы подготовиться к дальнейшему трафику. Конечная селекторная цепь не контролировалась окружной цепью и возвращалась в нормальное состояние только после того, как вызываемая сторона клала трубку. [11] Некоторые рамки окружной цепи были оснащены более сложными контрольными и синхронизирующими цепями, необходимыми для генерации сигналов сбора и возврата монет для обработки звонков с таксофонов .
Во многих городских и коммерческих районах, где впервые использовалась панель, была услуга тарифа на сообщения, а не фиксированная ставка за звонки. По этой причине у искателя линии был четвертый провод, известный как провод «M». Это позволяло окружной схеме посылать импульсы измерения для управления регистром сообщений абонента. Внедрение прямого набора расстояния (DDD) в 1950-х годах потребовало добавления оборудования для автоматической идентификации номера для централизованного автоматического учета сообщений .
Оконечная секция офиса была закреплена за структурой последних четырех цифр телефонного номера , имела ограничение в 10 000 телефонных номеров. В некоторых городских районах, где использовалась Panel, даже на одной квадратной миле могло быть в три или пять раз больше телефонных абонентов. Таким образом, входящие селекторы нескольких отдельных коммутационных объектов делили площадь и персонал, но требовали отдельных входящих групп каналов из удаленных офисов. Иногда для распределения входящего трафика между офисами использовался тандем селектора офиса. Это был офис Panel без отправителей или другого общего оборудования управления ; только одна ступень селекторов и принимались только параметры Office Brush и Office Group. Тандемы отправителей панели также использовались, когда их большие возможности стоили их дополнительной стоимости.
В то время как переключатель Строуджера ( пошаговый ) перемещался под прямым управлением импульсов набора номера , поступавших с телефонного диска , более сложный переключатель Panel имел передатчики , которые регистрировали и сохраняли цифры, набранные клиентом, а затем преобразовывали полученные цифры в числа, соответствующие перемещению селекторов в нужное положение: District Brush, District Group, Office Brush, Office Group, Incoming Brush, Incoming Group, Final Brush, Final Tens, Final Units.
Использование отправителей давало преимущества по сравнению с предыдущими системами прямого управления, поскольку они позволяли отделить код офиса телефонного номера от фактического местоположения на коммутационной матрице. Таким образом, код офиса (например, «722») не имел прямого отношения к физическому расположению каналов на окружных и офисных фреймах. Благодаря использованию трансляции каналы могли быть расположены произвольно на самих физических фреймах, а декодер или транслятор могли направлять отправителя к их местоположению по мере необходимости. Кроме того, поскольку отправитель сохранял набранный абонентом номер телефона, а затем сам управлял селекторами, не было необходимости в том, чтобы наборный диск абонента имел прямое отношение к самим селекторам. Это позволяло селекторам охотиться на своей собственной скорости по большим группам терминалов и допускало плавное, управляемое двигателем движение, а не отрывистое, мгновенное движение пошаговой системы.
Отправитель также обеспечивал обнаружение неисправностей. Поскольку он отвечал за перемещение селекторов к месту назначения, он мог обнаруживать ошибки (известные как неполадки ) и предупреждать персонал центрального офиса о проблеме, зажигая лампу на соответствующей панели. В дополнение к зажиганию лампы отправитель удерживал себя и селекторы, которые находились под его контролем, в нерабочем состоянии, что не позволяло другим звонящим использовать их. Заметив состояние тревоги, персонал мог осмотреть отправителя и связанные с ним селекторы и устранить любую возникшую неполадку, прежде чем вернуть отправителя и селекторы обратно в эксплуатацию.
Когда работа отправителя была завершена, он подключал тракт разговора от исходной до конечной стороны и выходил из вызова. В это время отправитель был доступен для обработки вызова другого абонента. Таким образом, сравнительно небольшое количество отправителей могло обрабатывать большой объем трафика, поскольку каждый из них использовался только в течение короткого периода времени во время установления вызова. Этот принцип стал известен как общее управление и использовался во всех последующих системах коммутации.
Revertive Pulsing (RP) был основным методом сигнализации, используемым внутри и между переключателями панели. Селекторы, как только их захватывал отправитель или другой селектор, начинали двигаться вверх под действием электродвигателя. Каждый терминал, через который проходил селектор, посылал импульс потенциала земли по цепи обратно к отправителю. Отправитель считал каждый импульс, и когда достигался нужный терминал, отправитель затем давал селектору сигнал отключить сцепление привода вверх и остановиться на соответствующем терминале, как определено отправителем и декодером. Затем селектор либо начинал следующую операцию выбора, либо расширял цепь до следующего кадра селектора. В случае последнего кадра последний выбор приводил к подключению к телефонной линии отдельного человека и начинал звонить.
Когда селекторы поднимались двигателями, щетки, прикрепленные к вертикальным стержням селектора, протирали коммутаторы в верхней части рамы. Эти коммутаторы содержали чередующиеся сегменты, служившие изоляторами или проводниками. Когда щетка проходила по проводящему сегменту, она заземлялась, тем самым генерируя импульс, который отправлялся обратно отправителю для подсчета. Когда отправитель подсчитывал соответствующее количество импульсов, он отключал питание соленоида в оконечном офисе и заставлял щетку останавливаться в ее текущем положении.
Звонки из одного панельного офиса в другой работали очень похоже на звонки внутри офиса с использованием возвратной импульсной сигнализации. Исходный офис использовал тот же протокол, но вставлял компенсирующее сопротивление во время импульсации, так что его отправитель сталкивался с тем же сопротивлением для всех каналов. [12] Это контрастирует с более современными формами прямой импульсации, где исходное оборудование будет напрямую передавать на конечную сторону информацию, необходимую для соединения вызова.
Более поздние системы поддерживали совместимость с реверсивной импульсацией, даже когда были разработаны более продвинутые методы сигнализации. Number One Crossbar , который был первым преемником системы Panel, также использовал этот метод сигнализации исключительно, пока более поздние обновления не ввели более новые сигналы, такие как многочастотная сигнализация .
Панель изначально устанавливалась в городах, где многие станции все еще использовали ручное (недозвонное) обслуживание. Для совместимости с ручными офисами поддерживались два типа сигнализации. В районах с преобладанием машинных коммутаторов и всего несколькими ручными коммутаторами сигнализация Panel Call Indicator (PCI) передавала вызываемый номер оператору входящего вызова Board Machine "B", который зажигал лампы на столе оператора в конечном ручном офисе. Лампы освещали цифры на панели дисплея, соответствующие набранному номеру. Ручной оператор подключал вызов к соответствующему разъему, а затем повторял процесс для следующего входящего вызова. В районах с преобладанием ручных коммутаторов использовалась система сигнализации Call Anunciator, чтобы избежать установки ламповых панелей на каждой операторской станции. Call Anunciator использовал речь, записанную на полосках фотопленки, для устного объявления вызываемого номера отвечающему оператору.
Сигнализация PCI продолжала использоваться для тандемных целей, спустя десятилетия после того, как ее первоначальная необходимость исчезла. В 1950-х годах были добавлены вспомогательные отправители для хранения более восьми цифр и отправки многочастотной ( MF) сигнализации для прямого набора расстояния (DDD).
Для звонков из ручных офисов в панельные офисы требовалось, чтобы плата «А» или оператор исходящей связи запросили номер у вызывающего абонента, подключились к свободной линии удаленной телефонной станции и передали нужный номер оператору входящих вызовов ручной платы B , который ввел его на панельный аппарат для настройки входящих и конечных кадров на вызываемый телефонный номер.
Панельный переключатель является примером системы силового привода, в которой использовались двигатели мощностью 1/16 лошадиных сил для вертикального перемещения селекторов для поиска нужного соединения и обратного перемещения после завершения вызова. Напротив, системы Strowger или crossbar использовали отдельные электромагниты для работы, и в их случае мощность, доступная от электромагнита, ограничивала максимальный размер элемента переключателя, который он мог перемещать. Поскольку у Panel не было такого ограничения, его размеры определялись исключительно потребностями переключателя и конструкцией коммутатора. Приводной электродвигатель можно было сделать настолько большим, насколько это было необходимо для перемещения элементов переключателя. Таким образом, для большинства вызовов требовалось всего лишь около половины ступеней, чем в более ранних системах. Двигатели, используемые на панельных рамах, могли работать на переменном (AC) или постоянном токе (DC), однако их можно было запустить только на постоянном токе. В случае отключения переменного тока двигатель переключался на обмотки постоянного тока и продолжал работать до восстановления питания переменного тока.
Из-за своей относительной сложности по сравнению с системами прямого управления система Panel включала в себя много новых типов испытательной аппаратуры. Во время ее проектирования было решено, что техническое обслуживание должно проводиться на профилактической основе, а регулярное тестирование оборудования будет использоваться для выявления неисправностей до того, как они станут достаточно серьезными, чтобы повлиять на абонентов. С этой целью были предоставлены различные типы испытательного оборудования. [13] Испытательное оборудование обычно имело форму деревянного стола, похожего на распределительный щит, колесной тележки, известной как «Tea Wagon», или небольшого испытательного набора в виде коробки, который можно было переносить к аппарату, требующему тестирования. Центральное место тестирования в офисе было известно как «OGT Desk» или «Trouble Desk» и имело форму большого деревянного стола с лампами, разъемами, ключами, шнурами и вольтметром. Этот стол служил центральной точкой для анализа и устранения неполадок.
Другие испытательные аппараты включали в себя рамное оборудование, которое использовалось для проверки схем, обычно используемых в офисе. Они включали автоматическую рамку для проверки рутинного отправителя и автоматическую рамку для проверки рутинного селектора . Когда тестирование должно было проводиться вручную стрелочником, он или она использовали Tea Wagon, который подкатывали к проверяемому аппарату и подключали к гнездам, предусмотренным для этой цели.
На протяжении всего срока службы система Panel модернизировалась по мере появления или необходимости новых функций. Начиная с середины 1920-х годов такие обновления улучшали первоначальную конструкцию. Первоначально основное внимание уделялось улучшению отправителя. Ранние отправители двух- и трехзначного типа сохраняли набранные цифры на поворотных селекторных переключателях. Отправители использовали трансляторы для преобразования набранных цифр в соответствующие щетки и групповые выборы, необходимые для завершения вызова. По мере появления более совершенных технологий отправители Panel были модернизированы до полностью релейного типа. Они были более надежными и, кроме того, заменяли оборудование транслятора декодерами, которые также работали полностью с реле, а не с моторным приводом, что обеспечивало более быстрое завершение вызова и требовало меньшего обслуживания.
Другое важное усовершенствование включало фундаментальное изменение электрической логики коммутационной системы. Панель изначально поставлялась в конфигурации с отключением заземления (GCO), в которой реле отключения имело потенциал заземления на одной стороне своей обмотки в любое время. Состояние занятой линии обозначалось батареей -48 В, приложенной к другой стороне обмотки реле отключения, и, таким образом, к выводу рукава. Это обнаруживалось конечным селектором, когда он искал по клеммам. Начиная с 1929 года, все новые системы панелей были развернуты как системы отключения батареи (BCO). [14] В этой редакции наличие заземления и -48 В было изменено. Батарея постоянно прикладывалась к одной стороне реле отключения, а наличие заземления на другой стороне обмотки указывало на то, что линия была занята. Это изменение потребовало фундаментального изменения конструкции системы и было предпринято по многим причинам. Одной из самых заметных было то, что офисы GCO были более подвержены пожарам. [15]
Искатель лески также был усовершенствован в течение срока службы системы. Первоначально рамка искателя лески имела емкость 300 линий каждая и использовала 15 щеток (вертикальных сегментов охоты) на каждом стержне. Это было сделано для сокращения времени охоты, поскольку на более коротком расстоянии охотилось больше щеток. Однако по мере ввода этих искателей лески в эксплуатацию стало очевидно, что 15 щеток на каждой вертикальной штанге селектора были довольно тяжелыми и требовали пружин и шкивов в верхней части рамки для компенсации их массы. Более поздние искатели лески использовали 10 щеток и переделали компоновку для размещения 400 линий на рамке искателя лески. Это увеличило емкость, одновременно устраняя необходимость в компенсирующем оборудовании.
Western Electric подсчитала, что изменения в конструкции с 1925 по 1927 год привели к снижению общих затрат на систему панелей на 60%. [15]
В следующей таблице представлены ранние основные обновления панельной системы: [16]
{{cite book}}: CS1 maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка )