7.3.4 Системы передачи (соединительные линии)

Как уже говорилось ранее, соединительные линии идут от узла доступа к опорному узлу телекоммуникационной сети (АТС ТФОП, узел СПД и т.п).

Как правило по ним передаются цифровые потоки n x Е1(ИКМ – 30). Физической средой передачи могут быть:

− пары в многопарном электрическом кабеле в сочетании с xDSL модемами (см. п.7.3.3),

− волоконно - оптические линии связи (ВОЛС),

− цифровые радиорелейные линии (ЦРРЛ).

При построении сетей доступа на основе ВОЛС необходимо на узле доступа со стороны соединительной линии обеспечить преобразование электрического сигнала в оптический и наоборот. Для этих целей применяют оптоволоконные модемы (оптические конверторы). В качестве передатчиков используются полупроводниковые лазеры с длиной волны λ=0.85 мкм, 1.31 мкм, 1.55 мкм, а приемниками служат быстродействующие pin- фотодиоды. Оптическое волокно может быть как одномодовое (SM), так и многомодовое (ММ). Дальность действия таких соединительных линий: до 6км (ММ, λ=0.85 мкм), до 100км (SM, λ=1.55 мкм). Интерфейсы доступа кроме G.703 – V.35, V.24, Ethernet. Скорости передачи до 34Мбит/с.

Цифровые радиорелейные линии применяются в условиях малонаселенной и труднодоступной местности, в городских условиях, когда прокладка кабеля затруднена, а также в случаях, когда связь необходимо развернуть оперативно. Современные ЦРРЛ работают в частотных диапазонах от 400МГц до 20ГГц. Дальность действия определяется условиями прямой видимости (5-40км). Скорость передачи – до 34 Мбит/с, интерфейсы доступа: G.703, V.35, Ethernet.

К недостаткам ЦРРЛ следует отнести: влияние осадков на качество передачи, необходимость высоких мачт для размещения антенн приемопередатчиков.

7.3.5 Узлы доступа.

Как уже говорилось в разделе 7.1. абонентские линии объединяются в узлах концентрации нагрузки, роль которых могут выполнять узлы распределения услуг (УРУ) и узлы предоставления услуг. Будем называть ту или иную совокупность этих устройств узлами доступа. Эти узлы бывают следующих типов:

− мультиплексоры

− выносные концентраторы

− учрежденческие или мини АТС

− коммутаторы сетей передачи данных

− маршрутизаторы доступа.

Рассмотрим здесь мультиплексоры и выносные концентраторы:

Абонентские мультиплексоры предназначены для объединения цифровых сигналов, поступающих от абонентов и последующей передаче в одном скоростном цифровом потоке (рисунок 7.14). Здесь происходит стандартное уплотнение во времени цифровых сигналов. Основное преимущество этой технологии – экономия количества пар в многопарном кабеле, а недостатки – неэффективное использование скоростного выходного канала и отсутствие внутренней коммутации. Сигналы абонентов, принадлежащих одному мультиплексору при их разговоре, будут передаваться на АТС, и затем обратно к абонентам.

Число входных линий в абонентских мультиплексорах N может меняться от 2 до нескольких десятков и сотен. Типичным примером является мультиплексор ИКМ – 30/32. В практике используются и мультиплексоры РСМ – 4, РСМ – 8 на 4 и 8 каналов соответственно, в которых используется кодирование 2B1Q и адаптивная дифференциальная импульсно – кодовая модуляция.

Рисунок 7.14 - Абонентский мультиплексор (МUХ)

Гибкие мультиплексоры. Это мультиплексоры с большим набором функций и возможностей объединять и перераспределять различные входные сигналы. Так они могут выделить (вставить) из цифрового потока переменное количество каналов, могут осуществлять функции кросс – коннектора, т. е. программируемое переключение цифровых каналов как от одного входа к другому, так и к главным выходным потокам. Объединяемые (разделяемые) сигналы могут быть различными (цифровые потоки n 64 Кбит/с, Е1(2 Мбит/c), V24/RS232, ISDN – BRI, xDSL, V35, аналоговый телефон, Ethernet и др.). Физические интерфейсы тоже разнообразны (электрические двух и четырехпроводные окончания, оптика, радиоканалы).

Рассмотрим несколько примеров реализации гибких мультиплексоров.

1. Разделение цифрового потока на несколько компонентных потоков (рисунок 7.15)

Рисунок 7.15 - Мультиплексор доступа

Здесь поток Е1 (2 Мб/с) разделяется на два. Один из них емкостью n 64 Кбит/с обеспечивает передачу данных от локальной вычислительной сети (ЛВС), а другой обслуживает учрежденческую АТС (УПАТС).

Гибкость мультиплексора заключается в том, что n может меняться от 1 до 31. В другом канале (Fractional E1) передаются оставшиеся цифровые каналы (31 - n).

2. Мультиплексор с интегрированием мультимедийного трафика (рисунок 7.16)

Рисунок 7.16 - Мультиплексор для объединения разнородного трафика

Этот мультиплексор является более функциональным по сравнению с предыдущим. Здесь большое число входных портов, но что более важно, их назначение разнообразно. Здесь есть входы для обычных аналоговых телефонных линий, предусматривающих аналогоцифровое преобразование в цифровой сигнал со скоростью 32 Кбит/с и меньше. Есть входы для подключения компьютеров (V24/RS232), для скоростной передачи данных (до 2 Мбит/с) – V.35. Наконец, можно мультиплексировать потоки ISDN – BRI или просто часть цифрового потока Е1. По главной линии идет результирующий цифровой поток. Его скорость может быть различной от 2 Мбит/с до n 2 Мб/с в зависимости от типа мультиплексора.

3. Мультиплексор с функциями кросс – коннектора (рисунок 7.17)

Рисунок 7.17 - Интегральный узел доступа

Здесь, как и в предыдущем случае на входе допустимы различные виды трафика, но мультиплексор (узел доступа) имеет четыре выхода. Трафик со входных портов может быть направлен на любой выходной порт. Эта процедура реализуется программным способом без блокировок и с созданием резервных маршрутов в случае неисправностей. Число входных каналов достаточно велико (например, узел Megaplex – 2200 фирмы RAD допускал 1200 каналов по 64 Кбит/с).

Выносные концентраторы. Эти устройства выполняют функции абонентских мультиплексоров с той лишь разницей, что для аналого – цифровых концентраторов входные линии могут быть аналоговыми, а выходные цифровыми (PDH или SDH) (рисунок 7.18).

Рисунок 7.18 - Выносной концентратор

Основной характеристикой концентратора является коэффициент концентрации – отношение количества входящих каналов (К) к количеству исходящих l. Например, при объединении 64 аналоговых линий в один поток Е1 (ИКМ - 30)

.

Основные функции концентратора: аналого – цифровое преобразование сигналов канала ТЧ, временное группообразование, согласование протоколов сигнализации в парах абонент – концентратор и концентратор – АТС. Преимущества концентратора заключаются в том, что теперь для удаленных абонентов не надо прокладывать абонентские линии значительной протяженности до АТС. Их можно заменить более короткими линиями до концентратора. К недостаткам таких устройств следует отнести излишнюю загруженность выходных линий соединениями местного значения, когда абоненты, подсоединенные к одному концентратору связываются между собой.

В связи с этим широко применяются более функциональные концентраторы, в которых функции мультиплексора совмещаются с функциями коммутации. Если такой концентратор наделяется еще и функциями управления, то он, по сути, превращается в цифровую АТС (удаленный коммутационный модуль).

Количество абонентских линий, включаемых в один удаленный коммутационный модуль, может измениться от 500 до 2000. Для связи модулей с АТС необходимы волоконно – оптические линии со скоростями передачи 34 – 155 Мбит/с.

Цифровые учережденческие и мини АТС. По своему назначению это тоже узлы доступа, функционально подобные удаленным коммутационным модулям с той лишь разницей, что предназначены они для корпоративных сетей связи, что допускает гораздо больше сервисных функций.

Учережденческие АТС (УАТС) представляют собой коммутационные станции различных типов и емкостей, предназначенные для организации внутрипроизводственной телефонной связи по сокращенной нумерации, а также для предоставления выхода в телефонную сеть общего пользования и междугородней связи по отдельным номерам. Сокращенный внутристанционный номер не является добавочным и совпадает с последними цифрами городского абонентского номера.

Вместе с тем УАТС являются и концентраторами нагрузки поскольку число входных портов (со стороны абонентов) превышает число выходных. Коэффициент концентрации для различных типов УАТС и мини АТС невелик и меняется от 2 до 12. Число же входных портов может меняться значительно:

1. 6000 – 20000 (большой емкости) - районные АТС

2. 100 – 6000 (средней емкости) – подстанции и удаленные коммутационные модули

3. менее 128 – (малой емкости) – офисные АТС.

Подключение УАТС к ближайшим цифровым АТС ТФОП в зависимости от их емкости производится по линиям ISDN nxBRI (2B+D) или nxPRI (30B+D).

Сервисные возможности цифровых УАТС очень широки и зависят от типа оконечного оборудования абонента. Наиболее ограничены они для аналогового телефонного аппарата и наиболее полны для терминалов ISDN (цифровой телефон, мини АТС). Функциональные возможности цифровых АТС приведены на рисунке 7.19

Рисунок 7.19 - Функциональные возможности цифровых УАТС

Вот некоторые важные сервисы УАТС:

− гибкое конфигурирование (количество и тип линий);

− специализированное программное обеспечение для различных видов деятельности;

− самодиагностика АТС;

− перехват звонков;

− перенаправление вызова на другой телефон;

− конференцсвязь;

− создание “бизнес - групп”;

− ограничение на входящие и исходящие выходы;

− call – back – автоматическое соединение с “занятым номером”.

Большим достоинством цифровых УАТС является возможность тарификации – учета расходов на связь. Одновременно с определением стоимости телефонных переговоров, современные тарификационные системы могут определять и другие параметры вызова (автор, внешняя линия и др.)