Новая функция кросса АТС

Новая функция кросса АТС
Д.Е. ТЕРЕНТЬЕВ, генеральный директор НПО "Инженеры электросвязи"
Функции кросса АТС
Кросс — необходимый элемент системы проводной и
особенно телефонной связи. Чтобы производить,
выбирать и использовать любой элемент технической
системы, необходимо четко определить его функции. В
качестве примера можно вспомнить набор функций
абонентского комплекта аналоговой абонентской линии
BORSCHT.
ОСТ
45.169-2000
определяет
кроссовое
оборудование
систем
электросвязи
(кросс)
как
оборудование, предназначенное для соединения и
переключения электрических цепей станционных и
линейных кабелей с металлическими жилами всех видов
линий
(аналоговых
и
цифровых
абонентских,
соединительных, прямой связи), передающих сигналы
электросвязи.
Кросс АТС служит элементом сопряжения коммутационного оборудования и линий телефонной сети и выполняет
при этом следующие функции:
соединение и переключение электрических цепей станционных и линейных кабелей;
обеспечение возможности проведения измерений линейных цепей;
защита коммутационного оборудования от опасных электромагнитных влияний со стороны линейных кабелей.
Опыт эксплуатации АТС показывает, что зачастую, несмотря на применение защитных устройств, избежать повреждений коммутационного оборудования не удается.
К сожалению, мы пока не имеем, обоснованных методов,
опираясь на которые можно принять экономически и технически оптимальное решение. Очевидно, что широкое применение защитных устройств, которые с вероятностью, например, 99 % не допустят повреждения оборудования,
сбоев в его работе и возникновения пожара,
экономически нецелесообразно из-за высокой их
стоимости.
Кроме того, существует еще одно соображение. Предположим, на кроссе установлены элементы защиты, которые при попадании сетевого напряжения в абонентскую
линию защитят оборудование с вероятностью 99 %. Во
время пожара в подъезде одновременно на провода а и
Ь всех 50 пар поступает напряжение 220 В относительно
земли.
Безусловно, корреляция между событиями своевременного срабатывания различных модулей существует. Так как
оценить ее без проведения большого количества экспериментов и обработки их результатов невозможно, попытаемся определить вероятность своевременного срабатывания
50
модулей,
используя
формулу
умножения
вероятностей.
Произведя вычисления, получаем следующие результаты:
0,605 при вероятности срабатывания одного модуля
0,99;
0,077 при вероятности срабатывания одного модуля
0,95.
Можно привести и другие доводы, доказывающие, что
при стечении обстоятельств даже самые лучшие защитные
элементы не смогут предотвратить выход из строя оборудования при протекании опасных токов.
Поэтому предлагается ввести еще одну функцию, четвертую — контроль за наличием постороннего
напряжения в линейных цепях. Система, позволяющая
реализовать ее, описана ниже.
Ее внедрение позволит немедленно получать информацию о протекании опасных токов через элементы кросса
и АТС. И предотвратить таким образом пожар. Определение
кабеля, времени возникновения и характера воздействия
даст возможность соотнести их со сбоями в работе или повреждением оборудования и принять необходимые меры.
Например, система контроля может быть установлена
на кроссе за несколько месяцев перед заменой электромеханической АТС на электронную, что позволит определить
кабели, наиболее подверженные опасным влияниям.
Четкое определение функций требуется, прежде всего,
для подготовки нормативных документов, разработки
и производства кроссового оборудования, проектирования
объектов электросвязи.
При разработке и производстве кроссов должна предусматриваться возможность выполнения всего набора функций. Если при проектировании одна из них не предусматривается или предусматривается в урезанном виде, то проектировщиком должны быть даны четкие обоснования этого.
Например, защитные устройства могут не применяться, если возможный уровень электромагнитных влияний позволяет выполнить данную функцию схеме защиты, которая
встроена в абонентский комплект.
Система контроля за наличием
посторонним напряжений
Рис. 1. Протекание разговорного тока
7О
На практике широко применяется индикация срабатывания
элемента защиты при воздействии длительно действующего постороннего напряжения. Такая индикация имеет следующие недостатки:
обнаруживаются только те воздействия посторонних напряжений, при которых происходит нагревание и переход
позистора в высокоомное состояние или срабатывание
термоконтакта разрядника;
не обнаруживаются импульсные помехи;
"Вестник связи" № 3 '2OO2
невозможно определить время возникновения и продолжительность воздействия постороннего напряжения;
отсутствует возможность документирования;
требуется постоянное наличие персонала в помещении
кросса и наблюдение за состоянием элементов защиты;
элемент индикации, встроенный в модуль защиты, может применяться только с определенным видом кроссового
оборудования;
существуют ограничения применения индикации нагревания и перехода позистора в высокооомное состояние
в зависимости от типа АТС (например для комплектов АКР
АТСКЭ "Квант").
Более совершенная схема применена в модуле защиты
LPA 08L (производства фирмы "Искра Защита"), однако и
ей свойственны все перечисленные выше недостатки,
кроме первого.
В НПО "Инженеры электросвязи" разработаны принципы
построения, основные элементы и концепция применения
системы контроля за наличием постороннего напряжения
в абонентских и физических соединительных линиях СТС
и ГТС. Система включает в себя датчики, устройства регистрации, микроконтроллер и персональный компьютер.
Конструктивно датчик представляет собой хомут из материала, имеющего определенные магнитные свойства,
со встроенным электронным устройством. Хомут одевается
поверх оболочки кабеля и подключается к устройству регистрации по двум проводам. Принцип работы датчика —
измерение магнитного поля, возникающего при протекании
электрического тока в одном или нескольких проводах
кабеля.
В качестве примера рассмотрим два случая.
По линии протекает разговорный ток (рис. 1) Как
видно из рисунка, векторы магнитного поля а и.ft,
возникающие вокруг проводов абонентской линии-„а и ft,
расположенных близко друг к другу, равны по величине и
противоположны по направлению.
Следовательно, суммарный вектор магнитного поля
а + b равен нулю и датчик магнитного поля срабатывать
не будет. Посылка вызова абсолютно идентична случаю
протекания разговорного тока.
Как показывает статистика, наиболее распространенным является случай попадания постороннего напряжения
на оба провода одновременно (например, во время пожара). Т. е. аварийный ток течет по обоим проводам в одном
направлении в сторону АТС и далее через схему АК на землю (рис. 2). Вектора а и ft будут иметь одинаковое
направление, а вектор суммарного магнитного поля а + ft
— определенную величину, регистрируемую датчиком.
В том случае, если в кроссе установлен модуль защиты
с замыканием на землю (например разрядник с термоконтактами), то аварийный ток будет протекать на землю не через АТС, а через замкнувшиеся термоконтакты разрядника
и так же будет зарегистрирован. Очевидно, что все описанные случаи относятся не только к стационарным установившимся процессам, но и к воздействию импульсных перенапряжений.
Принцип работы системы контроля состоит в следующем (рис. 3): датчик Д фиксирует попадание сторонних
напряжений в один или несколько проводов кабеля и
реагирует на это. Устройство регистрации (УР), связанное с
датчи"Вестник связи" № 3 '2OO2
Рис. 2. Попадание постороннего напряжения на оба провода
одновременно
ком интерфейсом "токовая петля", фиксирует сигнал от
датчика и определяет его номер, а соответственно и
номер кабеля на который произведено воздействие.
Каждое УР может собирать информацию с нескольких
датчиков (например с восьми). Данные с УР передаются
микроконтроллеру (МК). Для связи УР и МК используется
интерфейс RS-485, что позволяет подключать несколько
УР на один порт RS-485 микроконтроллера. МК может
иметь
несколько
портов
RS-485.
Информация,
полученная по RS-485, передается микроконтроллером
на персональный компьютер (ПК) по интерфейсу RS-232.
Данная архитектура позволяет гибко конфигурировать
систему и имеет практически безграничные возможности
по наращиванию.
Цели и принципы применения сенсорных датчиков,
компьютеров и микропроцессоров при эксплуатации
кабелей электросвязи описаны в рекомендации МСЭ-Т
"Применение компьютеров и микропроцессоров при
строительстве, прокладке и защите кабелей электросвязи". Хотя такая система в рекомендации не рассматривается, она полностью соответствует требованиям, предъявляемым МСЭ-Т.
Датчики,
устройства
регистрации
и
микроконтроллеры могут монтироваться на кроссе
или в кабельной шахте. При емкости станции 10
тыс, номеров, емкости линейной стороны кросса 12
тыс. пар и условии использования одного датчика
на 100-пар-ный кабель для контроля за всеми
физическими линиями потребуется 120 датчиков,
15 устройств регистрации и один микроконтроллер.
Как показано выше, с помощью такой системы
возможно определять вид опасного воздействия,
его продолжительность, время возникновения как
при
контакте
телефонного
кабеля
с
электропитающей сетью, так и при импульсных
помехах. Это даст возможность, как оперативно
принять
меры
(не
допустив,
например,
возникновения
пожара),
так
и
получить
документированную информацию для дальнейшего
анализа.
Предположим, что при грозе из-за помех в
распределительной сети абонентские комплекты
остались целы, но произошел сбой в работе АТС
или же вышел из строя другой ТЭЗ. Система
контроля позволит соотнести появление помехи в
одном из кабелей и возникновение неполадок и
принять необходимые меры.
Архитектура системы позволяет применять ее как
отдельно, так и в составе центров технической
эксплуатации.
71
Рис. 3. Архитектура системы контроля за наличием постороннего напряжения в
линиях СТС и ГТС