Automatická telefonní ústředna (PBX) - systém zařízení, který zajišťuje automatické (bez účasti operátora nebo telefonních operátorů) spojení a údržbu telefonní komunikace mezi účastníky této ústředny pomocí speciálních koncových zařízení pro toto - telefony , faxy atd. ( historicky se taková stanice nazývala místní PBX , tedy místní ústředna, kde není přístup k externím telefonním sítím ). Pokud je pobočková ústředna jedním z prvků určité telefonní sítě , musí tato ústředna zajišťovat spojení a komunikaci se všemi účastníky sítě – „jejich“ i těmi, kteří jsou připojeni k jiným sítím ústředny.
Systém automatických telefonních ústředen zajišťuje navazování, udržování a ukončování spojení mezi zařízeními a další funkce. To je zajištěno využitím telefonní signalizace .
1. Rozeznání stanicí signálu iniciace hovoru od účastníka, který potřebuje odchozí komunikaci (v klasických PBX se jedná o činnost lineárního relé v účastnické sadě AK příslušného účastníka umístěného na PBX při jeho vyzvednutí sluchátko telefonního přístroje);
2. Vydání signálu tomuto účastníkovi o připravenosti přijímat řídicí informace (historicky jde o nepřetržité pípání);
3. Příjem informace o voleném čísle (původně byly volené číslice čísla přenášeny odpovídající sekvencí impulsů při zpětném otáčení kotouče komunikátoru, v současnosti se obvykle používají kratší vícefrekvenční signály );
4. zapamatování volaného čísla;
5. Vyhledání a výběr (z mnoha dostupných kombinací prvků "volné" PBX) možnosti připojení komunikační cesty z AK volajícího účastníka do AK volaného účastníka (pokud se jedná o účastníka stejné PBX), popř. kanálu ve směru k ústředně volaného účastníka. Označení vybraných prvků trasy jako "obsazeno" za účelem zamezení jejich použití pro jiná spojení současně prováděná touto ústřednou. Při absenci volných cest vydání příslušného signálu volajícímu (v ústředně systému s dekády to byl signál „obsazeno“ - časté pípání, které se začalo ozývat přímo uprostřed vytáčení);
6. Přepínání, tedy přímé spojení zvolené komunikační cesty, které zajistí následnou konverzaci účastníků po cestě;
7. Předání volacího signálu volanému účastníkovi (historicky se jedná o periodické přerušované vyzvánění telefonního přístroje - hovory v délce 1 sekundy s intervalem 4 sekund mezi nimi, v současnosti se často používají melodie a další signály). Zároveň je volajícímu zaslán signál zpětného vyzvánění (podobná délka: pípnutí - 1 sekunda, interval - 4 sekundy). Pokud je telefonní přístroj volaného účastníka obsazený, to znamená, že je vyvěšen - vydává volajícímu účastníkovi obsazovací tón (časté pípání s krátkým intervalem mezi nimi);
Signalizační časové intervaly hovor (pípnutí) + pauza umožnily určit kategorii hovoru podle hovoru:
to se však na šíření deviz přestalo dodržovat a všechny hovory se přirovnávají k městu.
8. Připojení na cestu volaného účastníka po zvednutí sluchátka jeho telefonního přístroje;
9. Příjem signálu o uvolnění spojení od kteréhokoli z účastníků (příchozích nebo odchozích) při položení sluchátka telefonního přístroje. Následné odpojení prvků komunikační cesty zřízené mezi účastníky a označení jejích prvků jako „volné“ (to poskytne možnost využívat tyto prvky ústředny, která tvořila komunikační cestu mezi účastníky, v různých kombinacích při navazování další spojení zřízená ovládacím zařízením PBX v budoucnu).
Ke vzniku prvních automatických telefonních ústředen došlo paralelně a nezávisle ve Spojených státech a v Rusku.
Patent na automatickou telefonní ústřednu (US patent č. 447918 6. 10. 1891) byl vydán v roce 1889 americkému vynálezci Elmonu Strowgerovi , který vytvořil funkční model hledače již v roce 1888, když mu bylo 49 let.
Podle jedné verze přiměla nekalá soutěž Elmona Strowgera k vynálezu hledače s desetinásobným krokem . A. Strowger byl majitelem pohřebního ústavu v Kansas City (Missouri) a utrpěl ztráty při přijímání objednávek po telefonu, protože manželka jeho přímého konkurenta, majitelka jiné pohřební společnosti, pracovala na stanici jako telefonní operátorka . Telefonistka směřovala všechny hovory z pohřebního ústavu na svého manžela. Elman Strowger se zařekl, že společnost navždy zbaví telefonních operátorů a vynalezl automatickou desetikrokovou telefonní ústřednu s kapacitou až 99 účastníků. Automatické telefonní ústředny, postavené podle systému E. Strowgera, byly velmi spolehlivé a byly v provozu ve všech zemích světa až do 70. let 20. století. Takové automatické telefonní ústředny fungují dodnes [2] . Elmon Brown Strowger je také vynálezcem otočného voliče , který se také po desetiletí používá v telefonech .
Podobnou automatickou desetidenní automatickou telefonní ústřednu, ale s trochu jiným principem činnosti, vytvořili ruští inženýři M.F.Freidenberg a S.M.Apostolov-Berdičevskij v roce 1893. Na katedře aplikované fyziky a mechaniky Imperial Novorossijsk University navrhli automatickou telefonní ústřednu ("telefonní konektor") pro 250 čísel. Tento vynález byl patentován ve Velké Británii v roce 1895 (patent č. 3954) [1] . V témže roce 1895 dva ruští vědci vylepšili své duchovní dítě tím, že jej vybavili preselektorem pro automatické telefonní ústředny s kapacitou 10 tisíc čísel (anglický patent č. 10155). V roce 1896 Freudenberg vynalezl 1000řádkový automatický stroj na vyhledávání linek telefonní ústředny se společným vícenásobným polem pro skupinu hledačů a poté zavedl skupinové hledače (anglický patent č. 18912) [2] .
V SSSR se první automatické telefonní ústředny vyráběly od roku 1927 v závodě Krasnaja Zarya v Leningradu, jednalo se však o stanici postavenou nikoli na desetikrokových hledačích, ale na tzv. strojových automatických telefonních ústřednách (viz dále).
Při výměnách strojů pro skupinu hledačů je zajištěn společný pohon stroje, sestávající z několika neustále se otáčejících hřídelí. Pohyblivá část hledáčku je poháněna jeho dočasným záběrem s otočnou hřídelí. Charakteristickými rysy automatických stanic strojního systému kromě pohonu není desetidenní konstrukce kontaktního pole a přítomnost registru díky tomu, tedy použití nikoli přímého, ale obejití principu řízení vyhledávání. Zvláštní je také provedení hledače a princip jeho fungování. Stejně jako zvedací-rotační strojový vyhledávač vykonává dva druhy pohybu, má však dvě pohyblivé části - základní jednotku a kolejnici s kartáči umístěnými na ní. Základní blok se otáčí (vynucený pohyb), otáčí se pod takovým úhlem, že kolejnice je proti řadě řetězců kontaktního pole, které zahrnuje směrové čáry zvolené během nuceného pohybu základního bloku. Poté se kolejnice zahájí volným translačním pohybem podél strun řady a zastaví se, když se její kartáče dostanou do kontaktu se skupinou strun, ve které je v daném okamžiku volná šňůra. Velmi často se taková možnost vyhledávání používala, když kolejnice, která nenašla volný východ, provedla zpětný pohyb a mohla se pohybovat tam a zpět, dokud nebyla jedna z tratí volná. Tato možnost dávala zvláště tvrdohlavým účastníkům možnost získat spojení v silně přetíženém směru, aniž by bylo nutné opakovaně vytáčet stejné číslo, ale pouze přiložením sluchátka k uchu a trpělivým čekáním na okamžik, kdy se požadované spojení konečně naváže. Nejsložitější a nejdražší část strojového vyhledávače je mechanická. Kontaktní pole vyhledávače představuje malý zlomek jeho ceny. Zřejmé ekonomické ohledy diktovaly volbu designu hledače s velkou kapacitou kontaktního pole, což umožnilo snížit celkový počet hledačů na ústředně.
V Sovětském svazu se vyráběly od roku 1927 v závodě Krasnaya Zarya . Po skončení Velké vlastenecké války nebylo možné obnovit výrobu strojních stanic a bylo rozhodnuto zorganizovat výrobu desetikrokových automatických telefonních ústředen v závodě Krasnaya Zarya. V Moskvě byly tyto automatické telefonní ústředny strojového systému: 241, 245, 246, 231, 251 atd.
Desetileté automatické telefonní ústředny se objevily v SSSR po Velké vlastenecké válce . V nich je spínacím prvkem dekádový krokový vyhledávač - poměrně složité elektromechanické zařízení, které má postupně se pohybující kontakty. Na kontaktních místech se tvoří oxidace , zvyšuje se odpor , navíc silné elektromagnety vytvářejí konstantní vibrace , v důsledku čehož se přechodový odpor mění. To vše vede k výskytu značného rušení na lince , což značně komplikuje přenos digitální informace přes takové kanály.
Jako spínací zařízení se používají víceosé konektory (MKS), což jsou elektromagnetická zařízení paralelního působení. Hlavním rozdílem oproti automatickým telefonním ústřednám s desetiletými kroky je absence jednotlivých ovládacích zařízení na každém spínacím zařízení. Místo toho se používají registry (přijímají a ukládají informace) a markery (navazují spojení v oddělených fázích vyhledávání na základě informací přijatých z registru).
Spínání se provádí jazýčkovými spínači (tím je vyřešen problém oxidace kontaktů u netěsných relé předchozích systémů) a řízení je elektronické, mikroprocesorové.
Termín "quasi-elektronická ústředna" je také často označován jako souřadnicové ústředny s elektronickým řízením. Komunikační kvalita těchto systémů je lepší než u elektromechanických systémů, avšak parametry účastnické linky zvolené při návrhu způsobovaly další potíže. U pobočkové ústředny "Kvant" s nízkým napětím ve vedení oproti klasickým hodnotám tedy vyvstala nutnost použít externí síťové napájení pro elektronická koncová zařízení - modemy a "tlačítkové" telefony.
Přepínání analogového signálu je prováděno polovodičovými součástkami, řízení je mikroprocesorové. Rozšířily se pouze jako malé automatické telefonní ústředny o malé kapacitě, později byly nahrazeny elektronickými digitálními. Oproti jiným obvodům mají nízkou odolnost proti rušení.
Spínání a ovládání je plně digitální. Analogový signál je digitalizován v účastnické sadě a přenášen v rámci pobočkové ústředny a mezi pobočkovými ústřednami v digitální podobě, což zaručuje absenci útlumu a minimální počet rušení bez ohledu na délku cesty mezi ústřednami.
Digitální pobočkové ústředny, kde se nepoužívá přepojování okruhů , ale přepojování paketů a přenosem je protokol IP . Takové pobočkové ústředny přepínají zařízení IP telefonie .