Автомати́ческая телефо́нная ста́нция (АТС) — система устройств, обеспечивающая автоматическое (без участия оператора или телефонисток) соединение и поддержание телефонной связи между абонентами этой АТС, пользующимися для этого специальными конечными устройствами — телефонными аппаратами, факсами и др.
Если же АТС является одним из элементов некоторой телефонной сети — то данная АТС должна обеспечивать соединение и поддержание связи со всеми абонентами сети ТФОП — как «своими», так и подключенными к другим АТС сети.
Система автоматических телефонных станций обеспечивает установление, поддержание и разрыв соединений между аппаратами, а также дополнительные возможности. Это обеспечивается применением телефонной сигнализации.
Функции АТС
1. Распознание станцией сигнала инициации вызова от абонента, которому требуется исходящая связь (в классических АТС — это срабатывание линейного реле в расположенном на АТС абонентском комплекте АК соответствующего абонента при снятии им трубки телефонного аппарата);
2. Выдачу этому абоненту сигнала о готовности к приёму управляющей информации (исторически это непрерывный гудок);
3. Приём информации о набираемом номере (первоначально набранные цифры номера передавались соответствующей последовательностью импульсов при обратном вращении диска номеронабирателя, в настоящее время обычно используют более краткие по времени многочастотные сигналы);
4. Запоминание набранного номера;
5. Поиск и выбор (из многих доступных комбинаций «свободных» элементов АТС) варианта проключение тракта связи от АК вызывающего абонента до АК вызываемого абонента (если это абонент той же АТС), либо до канала в направлении АТС вызываемого абонента. Маркирование выбранных элементов тракта «занятыми» в целях невозможности их использования для других соединений, одновременно осуществляемых данной АТС. В случае отсутствия свободных трактов — выдача соответствующего сигнала вызывающему абоненту (в АТС декадно-шаговой системы это был сигнал «занято» — частые гудки, который начинал звучать прямо в середине набора номера);
6. Коммутацию, то есть непосредственное проключение выбранного тракта связи, что обеспечит последующий разговор абонентов по тракту;
7. Передачу сигнала вызова вызываемому абоненту (исторически это периодические прерывистые звонки телефонного аппарата — звонки длительностью 1 сек с интервалами между ними по 4 сек, в настоящее время часто используются мелодии и др. сигналы). Одновременно вызывающему абоненту направляется тональный сигнал «контроль посылки вызова» (аналогичный по длительности: гудок — 1 сек, интервал — 4 сек). В случае, если телефонный аппарат вызываемого абонента занят, то есть у него снята трубка — выдача тонального сигнала «занято» (частые гудки с коротким интервалом между ними) вызывающему абоненту;
8. Подключение к тракту вызываемого абонента после снятия им трубки своего телефонного аппарата;
9. Принятие сигнала разъединения соединения от любого из абонентов (входящего или исходящего), когда будет положена трубка телефонного аппарата. Последующее разъединение элементов тракта связи, установленного между абонентами и маркировка его элементов «свободными» (это обеспечит возможность использовать эти элементы АТС, составлявших тракт связи между абонентами, в тех или иных комбинациях при установке других соединений, устанавливаемых управляющим оборудованием АТС в последующем).
История
Возникновение первых АТС происходило параллельно и независимо в США и в России.
Патент на АТС (US Patent No. 447918 10/6/1891) был выдан в 1889 году американскому изобретателю Элмону Строуджеру, создавшему работающую модель искателя ещё в 1888 году, когда ему было 49 лет.
Элман Строуджер изобрёл автоматический телефонный коммутатор декадно-шагового типа ёмкостью до 99 абонентов. Построенные по системе Э. Строуджера АТС были весьма надёжны и находились в эксплуатации во всех странах мира до 70-х годов XX века. Такие АТС работают ещё и сегодня. Элмон Браун Строуджер является также изобретателем номеронабирателя в виде вращающегося диска, который также в течение десятилетий использовался в телефонных аппаратах.
В СССР первые АТС производились с 1927 года на заводе «Красная заря» в Ленинграде, однако это была станция, построенная не на декадно-шаговых искателях, а так называемые машинные АТС (см. ниже).
Типы АТС
Машинные
В машинных АТС для группы искателей предусматривается общий машинный привод, состоящий из нескольких постоянно вращающихся валов. Подвижная часть искателя приводится в движение при её временном сцеплении с вращающимся валом. Помимо привода, характерными особенностями автоматических станций машинной системы являются не декадное построение контактного поля, и обусловленное этим наличие регистра, то есть использование не прямого, а обходного принципа управления исканием. Своеобразны также конструкция искателя и принцип его работы. Как и подъёмно-вращательный, машинный искатель совершает движение двух видов, но в нём имеется две подвижные части — базовый блок и размещённая на нём рейка со щётками. Базовый блок вращается (вынужденное движение), поворачиваясь на такой угол, чтобы рейка оказалась против того ряда струн контактного поля, в который включены линии направления, выбранного при вынужденном движении базового блока. Затем рейка начинает свободное поступательное движение вдоль струн ряда и останавливается, когда её щётки соприкоснутся с той группой струн, в которую включена свободная в этот момент линия. Очень часто использовался такой вариант искания, когда рейка, не найдя свободного выхода, совершала обратное движение и могла двигаться взад-вперёд, до тех пор пока какая-нибудь из линий не освободится. Этот вариант давал особенно упорным абонентам возможность получить соединение в сильно перегруженном направлении, не набирая многократно один и тот же номер, а лишь держа трубку возле уха и терпеливо дожидаясь момента, когда нужное соединение будет наконец установлено. Наиболее сложная и дорогостоящая часть машинного искателя механическая. Контактное поле искателя составляет небольшую долю его стоимости. Очевидные экономические соображения продиктовали выбор конструкции искателя с большой ёмкостью контактного поля, что позволило уменьшить общее количество искателей на АТС.
Декадно-шаговые
Декадно-шаговые АТС появились в СССР после Великой Отечественной войны. В них коммутационным элементом является декадно-шаговый искатель — довольно сложное электромеханическое устройство, которое имеет последовательно движущиеся контакты. В местах контактов образуется окисление, повышается сопротивление, к тому же, мощные электромагниты создают постоянную вибрацию, в результате чего сопротивление контактов становится переменным. Всё это приводит к появлению на линии значительных помех, сильно осложняющих передачу по таким каналам цифровой информации.
Координатные
В качестве коммутационных устройств используются многократные координатные соединители (МКС), представляющие собой электромагнитные приборы параллельного действия. Основным отличием от декадно-шаговых АТС является отсутствие индивидуальных управляющих устройств на каждом коммутационном приборе. Вместо них используются регистры (принимают и запоминают информацию) и маркёры (устанавливают соединение на отдельных ступенях искания по информации, получаемой от регистра).
Квазиэлектронные
Коммутация осуществляется герконами (тем самым решается проблема окисления контактов в негерметичных реле прежних систем), а управление — электронное, микропроцессорное.
Термином «квазиэлектронная АТС» часто называют также координатные АТС с электронным управлением. Качество связи таких систем лучше, нежели у электромеханических, однако выбранные при проектировании параметры абонентской линии создавали дополнительные сложности. Так, на АТС «Квант» с заниженным по сравнению с классическими значениями напряжением в линии возникала необходимость использования внешнего сетевого блока питания для электронных оконечных устройств — модемов и «кнопочных» телефонов.
Электронные аналоговые
Коммутация аналогового сигнала осуществляется полупроводниковыми приборами, управление — микропроцессорное. Получили распространение только в качестве малых АТС небольшой ёмкости, в дальнейшем вытеснены электронными цифровыми. Сравнительно с другими схемами имеют низкую помехозащищённость.
Электронные цифровые
Коммутация и управление полностью цифровые. Аналоговый сигнал оцифровывается в абонентском комплекте и передаётся внутри АТС и между АТС в цифровом виде, что гарантирует отсутствие затухания и минимальное число помех независимо от длины пути между АТС.
Интернет-АТС
Цифровые АТС, где используется не коммутация каналов, а коммутация пакетов, и транспортом является протокол IP, например Kamailio или Asterisk. Такие АТС осуществляют коммутацию устройств IP-телефонии (VoIP). Наиболее продвинутые АТС такого типа имеют интегарцию с LDAP и Active Directory ,умеют работать с АСУП / ERP / CRM, и могут быть связаны с АТС предыдущих поколений как через E1/T1(по протоколу G.703) , так и через FXO / FXS. Очень часто используют протокол WebRTC или SIP.