Panelbrytare

Panelomkopplare distriktsväljarram på Connections Museum i Seattle

Panel Machine Switching System är en typ av automatisk telefonväxel för stadstjänster som användes i Bell System i USA i sju decennier. De första semi-mekaniska typerna av denna design installerades 1915 i Newark, New Jersey , och de sista pensionerades i samma stad 1983.

Panelbrytaren fick sitt namn efter sina höga paneler som bestod av skiktade remsor av terminaler. Mellan varje remsa placerades ett isolerande skikt, som höll varje metallremsa elektriskt isolerad från de ovanför och under. Dessa terminaler var ordnade i banker , varav fem upptog en genomsnittlig väljarram. Varje bank innehöll 100 uppsättningar terminaler, totalt 500 uppsättningar terminaler per ram. I botten hade ramen två elmotorer för att driva sextio väljare upp och ner med elektromagnetiskt styrda kopplingar. När samtal slutfördes genom systemet, flyttade väljare vertikalt över uppsättningarna av terminaler tills de nådde den önskade platsen, vid vilken tidpunkt väljaren stoppade sin färd uppåt, och valen fortsatte till nästa bildruta, tills slutligen den uppringda abonnentens linje nåddes. .

Historia

I c. 1906 AT&T två forskargrupper för att lösa de unika utmaningarna med att växla telefontrafik i de stora stadskärnorna i Bell System . Stora städer hade en komplex infrastruktur för manuell omkoppling som förhindrade fullständig ad hoc- konvertering till mekanisk omkoppling, men gynnsammare ekonomi förväntades från konvertering till mekanisk drift. Det fanns inga tillfredsställande metoder för att koppla samman manuella system med maskiner för omkoppling. De två grupperna vid Western Electric Laboratories fokuserade på olika teknologier, med en konkurrenskraftig utvecklingsstrategi för att stimulera uppfinningar och öka produktkvaliteten, ett koncept som tidigare varit framgångsrikt hos AT&T inom transmitterdesign. En grupp fortsatte det befintliga arbetet som gav Rotary-systemet , medan den andra gruppen utvecklade ett system som var baserat på linjär rörelse av switchkomponenter, vilket blev känt som panelbanken . Allt eftersom arbetet fortsatte delades många underenheter, och de två omkopplarna utmärkte sig bara i omkopplingsmekanismerna.

År 1910 hade utformningen av Rotarysystemet kommit längre och interna försök använde det på Western Electric som en privat filialväxel (PBX). Men 1912 hade företaget beslutat att panelsystemet visade bättre löfte att lösa storstadsproblemet, och delegerade användningen av Rotarysystemet för användning i Europa för att tillfredsställa den växande efterfrågan och konkurrensen från andra leverantörer där, under ledning och tillverkning av International Western Electric Company i Belgien .

Efter en provinstallation som en växel inom Western Electric 1913, började panelsystemplaneringen med design och konstruktion av fältförsökscentraler med en semi-mekanisk växlingsmetod, där abonnenter fortfarande använde telefoner utan urtavla, och operatörer svarade på samtal och knappade in destinationstelefonnumret i panelväxeln, som sedan avslutade samtalet automatiskt.

Dessa första växlar av paneltyp togs i bruk i Newark, New Jersey , den 16 januari 1915 på Mulberrys centralkontor som betjänade 3640 abonnenter, och den 12 juni i Waverly centralkontor, som hade 6480 linjer. Panelutvecklingen fortsatte under resten av 1910-talet och på 1920-talet i USA. Ett tredje system i Newark ( Branch Brook ) följde i april 1917 för att testa automatisk samtalsdistribution.

De första helt maskinomkopplade panelsystemen som använde gemensamma styrprinciper var Douglas- och Tyler -centralerna i Omaha, Nebraska, färdigställda i december 1921. Abonnenter fick nya telefoner med urtavlor som gjorde det möjligt för abonnenten att ringa lokala samtal utan operatörshjälp. Denna installation följdes av de första installationerna i den östra regionen i Sherwood och Syracuse-2 centralkontor i Paterson, New Jersey , i maj respektive juli 1921. Den anrika Pennsylvaniabörsen i New York City togs i bruk i oktober 1922.

De flesta panelinstallationer ersattes av moderna system under 1970-talet. Den sista panelomkopplaren, belägen i Bigelows centralkontor i Newark, togs ur drift 1983.

Verksamhetsöversikt

När en abonnent tar bort mottagaren (hörsnäckan) från luren på en telefon, stängs accesskretsen till centralkontoret. Detta orsakar strömflödet genom slingan och ett linjerelä, som får reläet att fungera, och startar en väljare i linjesökarramen för att leta efter terminalen på abonnentens linje. Samtidigt väljs en avsändare som ger kopplingston till den som ringer när linjen hittats. Linjesökaren driver sedan ett avstängningsrelä, som förhindrar att telefonen ringer upp om en annan abonnent skulle råka slå numret.

Kopplingston bekräftar för abonnenten att systemet är klart för uppringning. Beroende på lokalt nummersystem krävde avsändaren antingen sex eller sju siffror för att slutföra samtalet. När abonnenten ringde, reläer i avsändaren och lagrade siffrorna för senare användning. Så snart de två eller tre siffrorna i kontorskoden slagits och lagrats, gjorde avsändaren en uppslagning mot en översättare (tidig typ) eller avkodare (senare typ). Översättaren eller avkodaren tog de två eller tre siffrorna som indata och returnerade data till avsändaren som innehöll parametrarna för att ansluta till det anropade centralkontoret. Efter att avsändaren tagit emot uppgifterna från översättaren eller avkodaren använde avsändaren denna information för att vägleda distriktsväljaren och kontorsväljaren till platsen för de terminaler som skulle koppla uppringaren till det centralkontor där den avslutande linjen fanns. Avsändaren lagrade och använde även annan information som hänför sig till de elektriska kraven för signalering över den nyligen etablerade förbindelsen, och den takt med vilken abonnenten skulle faktureras, om samtalet skulle slutföras.

På själva distrikts- eller kontorsväljarna valdes lediga utgående trunkar med "sleeve test"-metoden. Efter att ha hänvisats av avsändaren till rätt grupp av terminaler som motsvarar de utgående trunkarna till det anropade kontoret, fortsatte väljaren att röra sig uppåt genom ett antal terminaler, leta efter en med en ojordad hylsa och sedan välja och jorda den. Om alla trunkar var upptagna, jagade väljaren till slutet av gruppen och skickade till slut tillbaka en " alla kretsar upptagna"-ton . Det fanns ingen möjlighet för alternativ routing som i tidigare manuella system och senare mer sofistikerade mekaniska.

När anslutningen till det avslutande kontoret upprättats använde avsändaren de sista fyra (eller fem) siffrorna i telefonnumret för att nå den uppringda parten. Det gjorde det genom att konvertera siffrorna till specifika platser på de återstående inkommande och slutliga bildrutorna. Efter att anslutningen upprättats hela vägen till den sista ramen testades den uppringda partens linje för upptaget. Om linjen inte var upptagen skickade den inkommande väljarkretsen ringspänning framåt till den uppringda partens linje och väntade på att den uppringda parten skulle svara på sin telefon. Om den uppringda parten svarade sändes övervakningssignaler bakåt genom avsändaren och till distriktsramen, som etablerade en samtalsväg mellan båda abonnenterna och debiterade den uppringande parten för samtalet. Vid denna tidpunkt släpptes avsändaren och kunde användas igen för ett helt nytt samtal. Om den uppringda abonnentens linje var upptagen skickade den slutliga väljaren en upptagetsignal tillbaka till den uppringda parten för att uppmärksamma dem om att uppringaren var i telefonen och inte kunde acceptera deras samtal.

Telefonnummer

Liksom i Strowger -systemet kunde varje centralkontor adressera upp till 10 000 numrerade linjer (0000 till 9999), vilket kräver fyra siffror för varje abonnentstation.

Panelsystemet utformades för att koppla samtal i ett lokalt storstadsområde. Varje kontor tilldelades en två- eller tresiffrig kontorskod, kallad kontorskod , som för systemet indikerade det centralkontor där den önskade parten befann sig. Uppringare slog kontorets kod följt av stationsnumret. I större städer, som New York City, krävde uppringning en tresiffrig kontorskod och i mindre befolkade städer, som Seattle, WA och Omaha, NE, en tvåsiffrig kod. De återstående siffrorna i telefonnumret motsvarade stationsnumret, vilket pekade på den fysiska platsen för abonnentens telefon på det uppringda kontorets sista ram. Till exempel kan ett telefonnummer anges som PA2-5678, där PA2 (722) är kontorskoden och 5678 är stationsnumret.

I områden som tjänade partilinjer accepterade systemet ytterligare en siffra för partiidentifiering. Detta gjorde det möjligt för avsändaren att dirigera den slutliga väljaren inte bara till rätt terminal, utan att ringa rätt abonnentlinje på den terminalen. Panelsystemet stödde individuella linjer, 2-partier och 4-partier.

Linjesökarborstar för panelmarkavskärning (GCO).

Kretsfunktioner

I likhet med den delade-multipeltelefonväxeln var panelsystemet uppdelat i en ursprungssektion och en avslutande sektion. Abonnentens linje hade två framträdanden på ett lokalkontor: ett på ursprungssidan och ett på termineringssidan. Linjekretsen bestod av ett linjerelä på ursprungssidan för att indikera att en kund hade tagit av luren , och ett avstängningsrelä för att hindra linjereläet från att störa en etablerad anslutning. Avstängningsreläet styrdes av en hylsa som, liksom med multipelcentralen, kunde aktiveras av antingen ursprungssektionen eller avslutningen. I den avslutande änden var linjekretsen kopplad till en slutväljare, som användes för att slutföra samtal. Sålunda, när ett samtal slutförts till en abonnent, kopplades den slutliga väljarkretsen till den önskade linjen och utförde sedan ett hylsa (upptaget) test. Om linjen inte var upptagen, manövrerade den slutliga väljaren avstängningsreläet via hylsan och fortsatte att ringa den uppringda abonnenten.

Övervakning ( linjesignalering ) tillhandahölls av en distriktskrets, liknande sladdkretsen som ansluts till ett linjeuttag på en växel. Distriktskretsen övervakade den anropande parten, och när den anropande parten lade på luren släppte den marken på hylsan, vilket släppte alla väljare utom finalen, som återvände ner till sin startposition för att göra sig redo för vidare trafik. Den slutliga väljarkretsen övervakades inte av distriktskretsen och återgick till det normala först när den uppringda parten lade på. Vissa distriktsramar var utrustade med de mer komplexa övervaknings- och tidskretsar som krävdes för att generera myntinsamlings- och retursignaler för hantering av samtal från telefonautomater .

Många av de urbana och kommersiella områdena där Panel användes först hade meddelandetaxetjänst snarare än fastprissamtal . Av denna anledning hade linjesökaren en fjärde tråd känd som "M"-ledningen. Detta gjorde det möjligt för Distriktskretsen att skicka mätpulser för att styra abonnentens meddelanderegister. Införandet av direktdistansuppringning (DDD) på 1950-talet krävde tillägget av automatisk nummeridentifieringsutrustning för centraliserad automatisk meddelanderedovisning .

Den avslutande delen av kontoret var fixerad till strukturen av de fyra sista siffrorna i telefonnumret , hade en gräns på 10 000 telefonnummer. I några av de tätorter där Panel användes kan till och med en enda kvadratkilometer ha tre eller fem gånger så många telefonabonnenter. Således delade inkommande väljare från flera separata växlingsenheter golvyta och personal, men krävde separata inkommande trunkgrupper från avlägsna kontor. Ibland användes en Office Selector Tandem för att fördela inkommande trafik mellan kontoren. Detta var ett panelkontor utan avsändare eller annan vanlig kontrollutrustning ; bara ett steg av väljare och accepterar endast parametrarna Office Brush och Office Group. Panel Sender Tandem användes också när deras större kapacitet var värda deras extra kostnad.

Avsändare

Närbild av all-relä typ avsändare

Medan Strowger- omkopplaren ( steg-för-steg ) rörde sig under direkt kontroll av uppringningspulser som kom från telefonurtavlan , hade den mer sofistikerade panelomkopplaren avsändare , som registrerade och lagrade siffrorna som kunden slog, och sedan översatte de mottagna siffrorna till siffror som är lämpliga för att driva väljarna till önskad position: Distriktsborste, Distriktsgrupp, Kontorspensel, Kontorsgrupp, Inkommande Pensel, Inkommande Grupp, Slutlig Pensel, Slutliga tiotal, Slutenheter.

Avsändarlarm och Gör upptagen panel

Användningen av avsändare gav fördelar jämfört med de tidigare direkta styrsystemen, eftersom de gjorde det möjligt för kontorskoden för telefonnumret att kopplas bort från den faktiska platsen på växlingsstrukturen. Således hade en kontorskod (till exempel "722") inget direkt samband med den fysiska utformningen av trunkarna på distrikts- och kontorsramarna. Genom att använda översättning kan trunkarna placeras godtyckligt på själva de fysiska ramarna, och avkodaren eller översättaren kan dirigera avsändaren till sin plats efter behov. Dessutom, eftersom avsändaren lagrade telefonnumret som slagits av abonnenten, och sedan kontrollerade väljarna själv, fanns det inget behov av att abonnentens uppringning skulle ha en direkt kontrollrelation till väljarna själva. Detta gjorde det möjligt för väljaren att jaga i sin egen hastighet, över stora grupper av terminaler, och tillät mjuk, motorstyrd rörelse, snarare än den staccato, momentana rörelsen av steg-för-steg-systemet.

Avsändaren tillhandahöll också feldetektering. Eftersom den var ansvarig för att köra väljarna till sina destinationer kunde den upptäcka fel (så kallade problem ) och varna centralkontorets personal om problemet genom att tända en lampa på lämplig panel. Förutom att tända en lampa höll avsändaren sig själv och de väljare som var under dess kontroll ur drift, vilket förhindrade att de kunde användas av andra uppringare. Efter att ha noterat larmtillståndet kunde personalen inspektera avsändaren och dess associerade väljare och lösa eventuella problem innan avsändaren och väljaren återvände till tjänst.

När avsändarens jobb var klart kopplade den samtalsvägen från den ursprungliga till den avslutande sidan och hoppade av samtalet. Vid denna tidpunkt var avsändaren tillgänglig för att hantera en annan abonnents samtal. På så sätt kunde ett förhållandevis litet antal avsändare hantera en stor mängd trafik, eftersom var och en endast användes under en kort tid under samtalsuppkopplingen. Denna princip blev känd som gemensam styrning och användes i alla efterföljande kopplingssystem.

Signalering och kontroll

Revertive Pulsing (RP) var den primära signaleringsmetoden som användes inom och mellan panelomkopplare. Väljarna, när de väl greps av avsändaren eller en annan väljare, skulle börja röra sig uppåt under motorkraft. Varje terminal som väljaren passerade skulle skicka en puls av jordpotential längs kretsen, tillbaka till sändaren. Avsändaren räknade varje puls, och när rätt terminal nåddes, signalerade avsändaren sedan väljaren att koppla ur den uppåtriktade kopplingen och stanna på lämplig terminal som bestämts av sändaren och avkodaren. Väljaren påbörjade sedan antingen sin nästa valoperation eller utökade kretsen till nästa väljarram. I fallet med den sista bildrutan skulle det sista valet resultera i anslutning till en persons telefonlinje och skulle börja ringa.

När väljarna drevs uppåt av motorerna, torkade borstar fästa vid de vertikala väljarstavarna över kommutatorer i toppen av ramen. Dessa kommutatorer innehöll alternerande segment som tjänade som isolatorer eller ledare. När borsten passerade över ett ledande segment jordades den, vilket genererade en puls som skickades tillbaka till avsändaren för räkning. När avsändaren räknade rätt antal pulser, bröt den strömmen till solenoiden i termineringskontoret och fick borsten att stanna vid sin nuvarande position.

Samtal från ett panelkontor till ett annat fungerade mycket på samma sätt som samtal inom ett kontor genom att använda revertiv pulssignalering. Det ursprungliga kontoret använde samma protokoll, men satte in ett kompenserande motstånd under pulsering så att dess avsändare stötte på samma motstånd för alla trunkar. Detta i motsats till mer moderna former av framåtpulsning, där ursprungsutrustningen direkt kommer att utpulsera till termineringssidan den information den behöver för att koppla samtalet.

Kompatibilitet

Senare system bibehöll kompatibilitet med revertiv pulsering, även när mer avancerade signaleringsmetoder utvecklades. Number One Crossbar , som var den första efterföljaren till panelsystemet, använde också denna metod för signalering exklusivt, tills senare uppgraderingar introducerade nyare signalering som multifrekvenssignalering .

Panelen installerades ursprungligen i städer där många stationer fortfarande använde manuell (icke-nummer) service. För kompatibilitet med manuella kontor stöddes två typer av signalering. I områden med mestadels maskinströmställare och endast ett fåtal manuella växelcentraler Panel Call Indicator (PCI) signalering det anropade numret till "B" Board Machine Incoming operatör, som tände lampor på operatörens skrivbord vid det avslutande manuella kontoret. Lamporna tände siffror på en displaypanel som motsvarar det slagna numret. Den manuella operatören kopplade samtalet till lämpligt uttag och upprepade sedan processen för nästa inkommande samtal. I områden med mestadels manuella omkopplare användes Call Annunciator-signalsystemet för att undvika installation av lamppaneler vid varje operatörsstation. Call Annunciator använde tal inspelat på remsor av fotografisk film för att muntligt meddela det uppringda numret till telefonsvararen.

PCI-signalering fortsatte att användas för tandemändamål, årtionden efter att dess ursprungliga behov hade försvunnit. På 1950-talet lades extrasändare till för lagring av mer än åtta siffror och sändning med multifrekvenssignalering (MF) för direktuppringning (DDD).

Samtal från manuella kontor till panelkontor krävde att "A"-kortet, eller den utgående operatören, begärde numret från den som ringer, ansluter till en ledig trunk till den avlägsna växeln och vidarebefordrar det önskade numret till B-kortets manuella operatör för inkommande samtal , som knappade in den till panelmaskinen för att ställa in de inkommande och sista ramarna till det uppringda telefonnumret.

Motor kraft

Panelomkopplaren är ett exempel på ett kraftdrivningssystem, genom att den använde 1/16 hästkraftsmotorer för att driva väljaren vertikalt för att leta efter den önskade anslutningen, och tillbaka ner igen när samtalet slutförts. Däremot använde Strowger- eller tvärstångssystem individuella elektromagneter för drift, och i deras fall begränsar den tillgängliga kraften från en elektromagnet den maximala storleken på omkopplarelementet den kan flytta. Eftersom Panel inte hade någon sådan begränsning, bestämdes dess dimensioner enbart av växelns behov och utformningen av växeln. Den drivande elmotorn kan göras så stor som behövs för att flytta brytarelementen. Således krävde de flesta samtal bara ungefär hälften så många steg som i tidigare system. Motorer som användes på panelramar kunde fungera på växelström (AC) eller likström (DC), men de kunde endast startas med DC. I händelse av ett strömavbrott skulle motorn växla till sina likströmslindningar och fortsätta att gå tills växelströmmen återställdes.

Underhåll och testning

På grund av dess relativa komplexitet jämfört med direkta kontrollsystem, inkorporerade panelsystemet många nya typer av testapparater. Vid tidpunkten för designen beslutades att underhållet skulle göras i förebyggande syfte, och regelbunden testning av utrustningen skulle användas för att identifiera fel innan de blev tillräckligt allvarliga för att påverka abonnenterna. För detta ändamål tillhandahölls flera typer av testutrustning. Testutrustningen tog i allmänhet formen av antingen ett växelliknande skrivbord av trä, en vagn med hjul, känd som en "Tea Wagon", eller en liten testset av lådtyp som kunde bäras till den apparat som krävde testning. Den centrala testplatsen på kontoret var känd som "OGT Desk", eller "Trouble Desk", och tog formen av ett stort träbord med lampor, uttag, nycklar, sladdar och en voltmeter. Detta skrivbord fungerade som den centrala punkten för analys och problemlösning.

En OGT (OutGoing Trunk test) skrivbord på Connections Museum , Seattle. Detta skrivbord var en del av RAinier/PARkway-panelkontoret och installerades 1923.

Andra testapparater inkluderade rammonterad utrustning som användes för att rutinera vanliga kretsar inom kontoret. Dessa inkluderade en testram för automatisk rutinavsändare och en testram för automatisk rutinväljare . När testningen skulle göras manuellt av en strömställare använde han eller hon en tevagn, som kördes på hjul till apparaten som skulle testas och ansluts till uttag som var avsedda för detta ändamål.

Uppgraderingar

En switchman arbetar på en tvåsiffrig översättare typ avsändare.

Under hela dess servicetid uppgraderades panelsystemet allt eftersom nya funktioner blev tillgängliga eller nödvändiga. Från och med mitten av 1920-talet förbättrade sådana uppgraderingar den ursprungliga designen. Stor uppmärksamhet riktades till en början på att förbättra avsändaren. Tidiga avsändare av två- och tresiffrig typ lagrade slagna siffror på vridomkopplare. Avsändarna anställde översättare för att konvertera de slagna siffrorna till lämpliga pensel- och gruppval som behövs för att slutföra samtalet. Allteftersom bättre teknik blev tillgänglig uppgraderades panelsändare till all-relätyp. Dessa var mer pålitliga och ersatte dessutom översättarutrustningen med avkodare, som också fungerade helt med reläer, snarare än med motordrivna apparater, vilket gav snabbare samtalsavslut och krävde mindre underhåll.

En annan viktig förbättring involverade en fundamental förändring i kopplingssystemets elektriska logik. Panelen levererades ursprungligen i en jordavstängningskonfiguration (GCO), där avstängningsreläet hela tiden hade jordpotential på ena sidan av sin lindning. Ett upptaget ledningstillstånd indikerades av -48 volts batteri applicerat på andra sidan av avstängningsrelälindningen och därmed vid hylsledningen. Detta skulle detekteras av den slutliga väljaren när den jagade över terminalerna. Från och med 1929 användes alla nyare panelsystem som batteriavstängningssystem (BCO). I denna revidering var närvaron av jord och -48V omvänd. Batteriet applicerades konstant på ena sidan av avstängningsreläet, och närvaron av mark på andra sidan av lindningen visade att linjen var upptagen. Denna förändring krävde en grundläggande förändring av systemets utformning och genomfördes av många anledningar. En av de mest anmärkningsvärda var att GCO-kontor var mer benägna att eldas.

Linjesökaren förbättrades också under systemets livstid. Ursprungligen hade linjesökarramen en kapacitet på 300 linjer vardera och använde 15 borstar (vertikala jaktsegment) på varje spö. Detta var tänkt att minska jakttiden då det fanns fler borstar som jagade över en kortare sträcka. När dessa linjesökare togs i bruk blev det dock uppenbart att 15 borstar på varje vertikal väljarstång var ganska tunga och behövde fjädrar och remskivor i toppen av ramen för att kompensera för deras massa. Senare linjesökare använde 10 penslar och omarrangerade layouten för att rymma 400 linjer per linjesökarram. Detta ökade kapaciteten samtidigt som behovet av kompensationsutrustning eliminerades.

Western Electric uppskattade att designändringarna 1925 till 1927 stod för en 60 % minskning av de totala kostnaderna för panelsystemet.

Följande tabell presenterar tidiga större panelsystemuppgraderingar:

År Linjesökartyp Avsändarens anslutningstyp
Max antal avsändare per grupp 		Avsändartyp Typ av avstängningsrelä
1920 Linjebrytare (200-typ) Avsändarväljare 22 Översättare GCO
1920 300 pt linjesökare Avsändarväljare 22 Översättare GCO
1924 400 pt linjesökare Avsändarväljare 22 Översättare GCO
1926 400 pt linjesökare Rotary Link 44 Översättare GCO
1927 400 pt linjesökare Panellänk 100 Översättare GCO
1928 400 pt linjesökare Panellänk 100 Avkodare GCO
1929 400 pt linjesökare Panellänk 100 Avkodare BCO

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Panel_switch&oldid=1126696734 "