Практическая телефония. Учебное пособие

двухпроводной абонентской телефонной линии.

2. PRI (Primary Rate Interface) – интерфейс доступа на первичной скорости (первичный интерфейс). В США и Японии стандарт PRI иногда называют 23B + D – пользователю предоставляется 23 B- канала и 1 D-канал. Североамериканский PRI – это цифровой сигнал T1 (DS1 – скорость 1,544 Мбит/с), где один из 24-х каналов (как правило, последний) выделяется для D-канала. В Европе для PRI стандартизирована схема 30B + D, основанная на цифровом сигнале E1 (скорость 2,048 Мбит/с).

2.3.Технологии DSL

В90-е годы прошлого века (вначале за рубежом, а затем в России) операторы сети стали осваивать технологии, обеспечивающие более высокие скорости передачи по медной паре, чем базовый интерфейс ISDN. К таким технологиям относятся различные версии цифровой абонентской линии – xDSL (Digital Subscriber Line). Технологии xDSL включают:

DSL – цифровая абонентская линия на базовой скорости

ISDN.

ADSL (Asymmetric DSL) – асимметричная цифровая абонентская линия, обеспечивающая более высокую скорость передачи к абоненту и более низкую от абонента к сети. ADSL хорошо подходит для доступа в Интернет. Смысл асимметричной передачи данных заключается в том, что абонентам необходимо получать данные (например, для загрузки из Интернета) на больших скоростях, а передавать запросы на сравнительно меньших скоростях. Скорость получения данных абонентом в ADSL находится в пределах от 1,5 до 9 Мбит/с, тогда как скорость передачи – от 16 до 640 кбит/с. Скорость передачи и приема данных зависит от длины и качества линии связи. Доступ по ADSL имеет 2 основных преимущества по сравнению ISDN. Во-первых, скорость передачи данных к абоненту здесь гораздо выше базовой скорости 128 кбит/с в ISDN. Во-вторых, ADSL совмещает цифровую передачу с аналоговой по двухпроводной линии. Таким образом, ADSL совместима с обычными аналоговыми ТА, тогда как для работы с ISDN необходимо либо заменить телефон на цифровой, либо работать через преобразователь.

SDSL (Symmetric DSL, Single Pair DSL) – симметричная

11

цифровая абонентская линия, вариант xDSL для витой пары. Обеспечивает дуплексную передачу потока 2048 кбит/с на расстояние до 3- 4 км. Название Symmetric DSL подчёркивает симметричность скоростей потоков в обоих направлениях.

HDSL (High- bit-rate DSL) – высокоскоростная цифровая абонентская линия связи, позволяющая передавать данные по четырехпроводной линии длиной до 5 км со скоростью до 2 Мбит/с в каждом направлении.

VDSL (Very high bit-rate DSL) – сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия, модификация ADSL для особо коротких линий (не более 330 м), например, на участке волоконнооптического кабеля от удаленных терминалов до распределительной коробки. Может обеспечить скорость до 52 Мбит/с в направлении абонента и до 2,3 Мбит/с – от абонента.

2.4. Технология HFC

Технология HFC (Hybrid Fiber Coax), в которой медная пара заменяется гибридной волоконно-коаксиальной системой, разработана в достаточной степени и уже применяется в ряде стран. Внедрение этой технологии связано с широким распространением кабельных телевизионных (ТВ) систем, возможности которых могут быть расширены за счет передачи данных в исходящем канале путем установки кабельных модемов, работающих в неиспользуемой или высвобожденной полосе ТВ-канала. Такие устройства теоретически могут работать со скоростью 10 Мбит/с. Реально же, скорость передачи данных от провайдера к абоненту составляет 2 Мбит/с, а в обратном направлении – 64 кбит/с. Это связано с тем, что старые сети кабельного ТВ были предназначены для одностороннего телевещания, а не для двухстороннего телекоммуникационного обслуживания. И хотя многие кабельные ТВ-системы были спроектированы и установлены с функциями передачи от абонента к провайдеру, все же полоса пропускания таких каналов весьма ограничена и зачастую имеет высокий уровень помех и интерференций. Кроме того, в HFC отсутствует возможность электропитания телефонов от данной сети, а необходимо подключаться к внешней питающей сети через дополнительный блок питания.

12

2.5. Беспроводные технологии

Технологии WLL (Wireless Local Loop) – беспроводного абонентского доступа – предлагают заменить медный кабель на радиотракт. От них можно ожидать самой высокой пропускной способности. Системы беспроводного доступа привлекают операторов сетей России, так как они позволяют отказаться от трудоемких работ по прокладке кабеля.

На потребительском уровне WLL характеризуется следующими возможностями:

предоставление услуг с качеством, сравнимым с проводным подключением, включая возможность применения модема и факса;

предоставление услуг в районах, где нет линейно-кабельной сети;

более быстрое (по сравнению с проводным) разворачивание

инаращивание системы доступа;

подключение абонента к цифровому интерфейсу (ISDN BRI

идр.);

централизованное управление системой.

Среди систем подобного типа можно выделить систему MGW (MultiGain Wireless), в которой используется «технология перескока частоты с расширенным спектром», обеспечивающая широкий спектр рабочих частот в диапазонах 902 – 928, 1427 – 1508, 2400 – 2479 и 3240 – 3500 МГц по выбору, в соответствии с наличием частотного ресурса в регионе. При этом в каждом из соответствующих диапазонов могут быть использованы лишь отдельные номиналы частот с шириной спектра по 1 МГц, что позволяет рационально использовать частотный ресурс.

Операторы сети также пытаются применять радиотехнологии, которые обещают значительно большую пропускную способность радиоканала. К таким системам относят службу многоканально мно-

готочечного распределения (Multichannel Multipoint Distribution Service – MMDS), работающую на частоте 2 ГГц. MMDS – это система беспроводной связи, которая обеспечивает передачу только в одном направлении со скоростью до 10 Мбит/с. Для соединения в обратном направлении необходим модем с подключением к телефонной сети,

13

причем антенны (радиомодемы) должны находиться в зоне прямой видимости.

Служба локального многоточечного распределения (Local Multipoint Distribution Service – LMDS) работает на частоте 28 ГГц и обеспечивает связь в двух направлениях. Ширина полосы, доступная LMDS, зависит от частотного плана конкретного провайдера услуг. Обычно подобный план предусматривает двунаправленную передачу на скорости порядка 1,5 – 50 Мбит/с. Для передачи на более высокой скорости или асимметричной передачи может быть предоставлена суммарная полоса до 1 ГГц. Для международных применений LMDS использует частоты 25 – 31 ГГц. Основными недостатками LMDS является передача только в пределах прямой видимости (около 3-х км), очень большое затухание при ливнях, неизбежная интерференция с другими видами передачи, например со спутниковой связью на той же частоте, необходимость локального электропитания для каждого телефонного узла абонента.

Прямое спутниковое обслуживание (Direct Satellite Service – DSS) в последнее время стало популярным для передачи речи и данных ТВ-абонентов. Так как в DSS-системах используется цифровая передача для ТВ-каналов, имеется возможность организовать здесь передачу речи и данных. Однако в этом случае для обеспечения двунаправленной связи необходимо подключение к телефонной сети с помощью модема. Прием данных осуществляется с помощью небольших спутниковых антенн, подключенных к персональному компьютеру и скорость в направлении абонента может достигать 2 Мбит/с.

Транкинговая радиосвязь – это, как правило, частные службы подвижной радиосвязи (Private Mobile Radio – PMR), где первоначально каждому пользователю выделялась определенная рабочая частота, что очень неэффективно. В настоящее время, если пользователю требуются услуги транкинговой связи, ему временно присваивается свободный канал. После того как этот пользователь прекращает передачу, канал становится свободным для других пользователей. Наиболее известный в России стандарт транкинговой связи –

TETRA (Terrestrial Trunked Radio – наземное транкиговое радио),

разработанный ETSI. Этот стандарт использует цифровую передачу с каналами полосой 25 кГц и обеспечивает соединение с ТфОП.

14

3. ВЗАИМОУВЯЗАННАЯ СЕТЬ СВЯЗИ И НУМЕРАЦИЯ АБОНЕНТСКИХ ЛИНИЙ

3.1. Структура Взаимоувязанной сети связи

Для обеспечения эффективной и согласованной работы различных сетей электросвязи (ведомственных телефонных сетей и телефонной сети общего пользования – ТфОП) в 70-х годах прошлого века было принято решение о создании Единой автоматизированной сети связи (ЕАСС) СССР. В настоящее время этот проект, отражая изменение геополитической ситуации и новые революционные достижения в области связи, носит название Взаимоувязанная сеть связи РФ.

Взаимоувязанная сеть связи (ВСС) – это совокупность техни-

чески сопряженных сетей электросвязи общего пользования, ведомственных и других сетей электросвязи на территории России независимо от ведомственной принадлежности и форм собственности, обеспеченная общим централизованным управлением.

Основными требованиями к ВСС являются надежность и экономичность.

ВСС включает первичную и вторичную сети связи. Первичная сеть (ПС) – это совокупность технических средств

участвующих в процессе передачи независимо от вида передаваемых сообщений. В состав ПС входят:

сетевые узлы;

сетевые станции;

линии передачи между сетевыми узлами и станциями. Структура ПС основана на административном делении страны.

Территория страны поделена на зоны, как правило, зоны совпадают с территориями областей. В соответствии с этим делением ПС имеет иерархическую структуру, состоящую из нескольких уровней:

местные ПС – ограничены территорией города или сельского района;

внутризоновые ПС – охватывают территорию зоны и обеспечивают соединение местных сетей внутри зоны;

магистральная ПС – соединяет зоновые сети и охватывает

всю страну.

Следует отметить, что существуют также частные телефонные

15

станции, например офисные или учрежденческие станции, соединенные с ТфОП, при этом появляется локальный уровень ПС, который реализуется ниже уровня местной ПС.

Вторичная сеть (ВС) – это совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сообщений определенного вида. В состав ВС входят:

оконечные абонентские устройства, например оконечные абонентские телефонные устройства (ОАТУ) – телефонные аппараты;

абонентские линии;

коммутационные устройства и каналы, выделенные из ПС для организации данной ВС.

ВС делятся по виду передаваемых сообщений, например:

телефонные;

телеграфные;

радиовещательные;

телевизионные;

сети передачи данных (компьютерные сети).

3.2.Нумерация абонентских линий на ОАКТС

Телефонная связь, являясь наиболее доступным, удобным и

массовым видом электросвязи, позволяет вести переговоры людям, находящимся друг от друга практически на любых расстояниях с помощью сравнительно простых и дешевых систем, реализующих этот вид связи. Именно поэтому современные телефонные сети значительно крупнее и разветвленнее сетей других видов электросвязи.

Сеть телефонной связи нашей страны – Общегосударственная автоматически коммутируемая телефонная сеть (ОАКТС) – явля-

ется составной частью Взаимоувязанной сети связи страны и содержит десятки миллионов телефонных аппаратов. Объем сообщений, передаваемых по телефонным сетям, в несколько раз превышает суммарный объем сообщений, передаваемых по системам всех других видов связи.

Единая система нумерации обеспечивает возможность установления соединения между любыми двумя абонентами ОАКТС. На ОАКТС принят зоновый принцип нумерации.

16

Для идентификации абонентов телефонных сетей связи используется последовательная комбинация цифровых обозначений,

которая образует международный телефонный номер (Nмн):

Kc ABC x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7,

где Кс – код страны: от 1 до 3 десятичных знаков, в Российской Федерации Кс = 7;

АВС – код зоны нумерации (обычно территория зоны телефонной нумерации совпадает с территорией области, края и т. п.): 3 десятичных знака для Российской Федерации, например, код Москвы

– 495, Санкт-Петербурга – 812;

x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 – зоновый телефонный номер: 7 десятичных знаков.

Международный телефонный номер однозначно определяет оконечный элемент сети связи в пределах мировых сетей связи. Максимальное число десятичных знаков в международном номере равно 15 без учета международного префикса Пмн.

Последовательное обозначение кода зоны нумерации и зоново-

го номера образует национальный телефонный номер (Nнац):

ABC x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7.

Национальный (значащий) телефонный номер однозначно определяет оконечный элемент сети местной телефонной связи или сети подвижной связи в пределах территории Российской Федерации. Максимальное число десятичных знаков в национальном (значащем) номере Российской Федерации равно 10.

Зоновый телефонный номер (x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7) однозначно оп-

ределяет оконечный элемент сети телефонной связи в пределах территории субъекта Российской Федерации.

Местный телефонный номер может включать от 3 до 7 деся-

тичных знаков и совпадать по значности с зоновым телефонным номером или быть более коротким. Местный телефонный номер однозначно определяет оконечный элемент сети телефонной связи в пределах муниципального образования субъекта Российской Федерации или города федерального значения.

Для установления междугородного и внутризонового телефонного соединения используется индикатор Пн, являющийся национальным префиксом, который образован одним десятичным знаком,

17

имеющим значение «8».Таким образом, для междугородних вызовов через основного оператора необходимо набирать: Пн ~ Nнац.

Абонент имеет право предварительно выбрать основного оператора междугородной связи, а также выбирать оператора связи при каждом вызове независимо от того, выбран ли он предварительно.

При установлении международного или междугородного телефонного соединения с выбором оператора связи при каждом вызове используется индикатор, образованный двумя десятичными знаками (XYмн – код выбора оператора сети международной телефонной связи или XYмг – код выбора оператора сети междугородной телефонной связи), который следует за национальным префиксом Пн. Таким образом, для международных вызовов с выбором оператора необходимо набирать:

Пн~XYмн Nмн,

для междугородних вызовов с выбором оператора:

Пн~XYмг Nнац.

Внастоящее время в Российской Федерации международное телефонное соединение возможно только с обязательным выбором оператора связи при каждом вызове. В дальнейшем планируется ввести индикатор Пмн, являющийся международным префиксом, который будет образован двумя десятичными знаками («00»). При использовании международного префикса не нужно будет вводить код выбора оператора сети международной телефонной связи (XYмн).

Всетях телефонной связи в Российской Федерации используются 2 плана нумерации – открытый и закрытый.

При закрытом плане нумерации телефонное соединение любого вида (местное, внутризоновое, междугородное) устанавливается набором национального (значащего) номера. В Российской Федерации при установлении внутризонового телефонного соединения используется закрытый план нумерации с префиксом Пн, при котором количество десятичных знаков в национальном (значащем) номере равно 10.

При открытом плане нумерации местное телефонное соединение устанавливается набором местного телефонного номера, а внутризоновое и междугородное телефонные соединения – набором национального (значащего) номера с префиксом Пн.

18

Приказом № 142 от 17 ноября 2006 года Минсвязи РФ утвердило переход России на закрытый план телефонной нумерации. С 2007 года невозможен существовавший ранее упрощенный порядок внутризоновых вызовов, а с 2009 года – будет невозможен упрощенный порядок местных вызовов. Начиная с 2009 года при любых местных звонках, станет обязательным набирать десятизначный национальный номер.

Зоновый телефонный номер, для местной телефонной сети, в которой используются 6-, 5-, 4- или 3-значные местные телефонные номера, дополняется до 7-значного номера путем добавления к местному телефонному номеру знаков, равных значению «x1», «x1 x2», «x1 x2 x3» или «x1 x2 x3 x4» соответственно. При этом x1 не должен быть равен «0» и «8».

Для городских телефонных сетей (ГТС) в зависимости от их емкости и перспектив развития устанавливается местная 5-, 6- или 7- значная нумерация.

Основной единицей емкости ГТС является АТС на 10 тысяч номеров, поэтому местный абонентский номер ГТС (Nг) образуется из 4-значного номера (x4 x5 x6 x7) в пределах 10-тысячной группы с добавлением станционного кода (КАТС): КАТС x4 x5 x6 x7. Станционный код может быть 1-, 2- или 3-значным при 5-, 6- или 7-значной нумерации местных абонентских номеров ГТС соответственно. В качестве первого знака местного телефонного номера ГТС не могут использоваться цифры «0» и «8».

Для сельских телефонных сетей (СТС) выделяется одна 100тысячная группа в составе зоновой нумерации. На СТС применяется открытая («9» – цифра выхода на вышестоящую станцию) и закрытая нумерация.

При установлении телефонного соединения между абонентами сетей подвижной связи (сотовых, спутниковых и транкинговых сетей) используется закрытый план нумерации с префиксом Пн, при этом формат номера сетей подвижной связи:

Пн~DEF x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7,

где DEF — код географически не определяемой зоны нумерации, зависящий от оператора и стандарта сети подвижной связи, x1 – первая цифра зонового номера, которая для сетей подвижной связи может принимать любое значение от 0 до 9.

19

4. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПЕРЕДАЧИ РЕЧИ

4.1. Основы теории телефонного сообщения

Для теоретического исследования сетей используются теория вероятностей и математическая статистика, на основе которых создана теория массового обслуживания. Применительно к телефонной связи она получила название теории телефонного сообщения (тео-

рии телетрафика). Эта теория изучает процессы и закономерности прохождения сообщений по сети, определяет эффективность использования коммутационных систем и линий связи, а также вопросы качества обслуживания абонентов.

Важнейшими понятиями теории телефонного сообщения яв-

ляются вызовы, нагрузка и потери.

Вызовом называется заявка (специальный сигнал) одного из абонентов на установление соединения, т. е. заявка на создание системы связи между абонентами. Понятие вызова распространяется и на сам процесс установления соединения.

Совокупность заявок, поступающих на станцию, называют потоком вызовов. Важным параметром потоков вызовов является интенсивность вызовов, под которым понимается число вызовов, появившихся в единицу времени. Вызовы поступают неравномерно, т. е. интенсивность вызовов – случайная величина.

Кроме знаний об интенсивности вызовов для правильного построения коммутационных систем необходимо знать суммарное время обслуживания вызовов, поступающих в единицу времени, которое принято называть телефонной нагрузкой. Единица измерения телефонной нагрузки – часозанятие.

Для оценки нагрузки используется выражение

Y = N·c·t,

где N – число источников нагрузки (например, число абонентов); с – среднее число вызовов за час от одного источника; t – средняя продолжительность обслуживания вызова.

Например, если на станцию за 1 час поступают с = 100 вызовов и для обслуживания каждого вызова в среднем требуется t = 0,1 часа (6 минут), то для последовательного обслуживания всех вызовов потребуется суммарное время 10 часов, т. е. телефонная нагрузка со-

20