Организации по разработке стандартов в области электросвязи.
Успешная работа больших национальных или международных сетей электросвязи может быть обеспечена только с использованием множества стандартов, определяющих условия взаимодействия оборудования. В США стандарты, по существу, устанавливает фирма Bell System, поскольку 80% телефонов в США обслуживаются этой фирмой. Кроме того, в США есть и другие организации, которые устанавливают стандарты; к числу их относятся Ассоциация независимых телефонных компаний США и Управление по электрификации сельской местности.
Значительная часть других стран мира придерживается рекомендаций двух международных комитетов, организованных под эгидой Международного союза электросвязи (МСЭ) Международного консультативного комитета по телеграфии и телефонии (МККТТ) и Международного консультативного комитета по радиосвязи (МККР). Первый из них разрабатывает рекомендации по вопросам телефонной и телеграфной связи, передаче данных и соответствующему оборудованию. МККР рассматривает вопросы координации использования радиочастот, а также вопросов сопряжения оборудования радиосвязи с проводными средствами передачи. В США использование спектра радиочастот контролирует Федеральная комиссия по связи (ФКС).
Правда, не всегда, но бывают случаи, когда стандарты, установленные фирмой BellSystem, и стандарты, установленные МККТТ, оказываются противоречащими друг другу. Стандарты США часто включаются в рекомендации МККТТ в виде отдельного параграфа. В свою очередь, разработчики аппаратуры для сетей связи США часто пользуются рекомендациями МККТТ, если они не противоречат требованиям, предъявляемым фирмойBellSystem
.
1.2.Аналоговая телефонная сеть
Аналоговые телефонные сети представляют собой замечательное достижение инженерной мысли. Поскольку телефонные сети существуют уже в течение долгого времени, они содержат многочисленное разнотипное оборудование, реализованное на различной элементной базе. Применение цифровых методов в основном виде электросвязи — телефонии, по существу, является переходом к новой технике, которая позволит снизить затраты и улучшить характеристики функционирования сети при предоставлении традиционных видов обслуживания. Переход на цифровую технику также удобен для создания более унифицированных сетей, которые были бы приспособлены к обслуживанию новых видов связи. Однако этот переход значительно осложняется проблемой совместимости нового оборудования, как аналогового, так и цифрового, с существующим на сети оборудованием.
1.2.1. Иерархия сети
Первый телефонный аппарат, который нашел практическое применение, был изобретен А.Г.Беллом в 1876 г. Однако вскоре стало совершенно очевидно, что сам по себе телефонный аппарат без средств, обеспечивающих установление различных соединений по требованию, не найдет широкого применения. В результате атого, спустя всего два года в Нью-Хейвене,шт. Коннектикут, была введена в эксплуатацию первая коммутационная станция. Эта коммутационная станция (как и все последующие) была размещена в центре обслуживаемой зоны и обеспечивала установление коммутируемых соединений для всех абонентов этой зоны. Так как эти станции размещаются в центре зоны обслуживания, их часто называют центральными станциями.
По мере роста объема использования телефонной связи,а также роста потребностей абонентов в установлении соединений на более длинные расстояния, возникла необходимость в связи между отдельными зонами обслуживания, которая осуществлялась с помощью соединительных линий, прокладываемых между центральными станциями. И вновь возникла необходимость во введении коммутационных центров, которые осуществляли бы коммутируемые соединения центральных станций; так возник второй уровень коммутации.Непрерывно растущие потребности в установлении соединений на еще большие расстояния, наряду с созданием более совершенных средств передачи на дальние расстояния, привели к возникновению еще более высоких уровней коммутации. В результате всего этого телефонная сеть общего пользования в Соединенных Штатах имеет пять уровней.
На самом нижнем уровне иерархии помещаются коммутационные станции класса 5, которые также называют центральными станциями (ЦС),или оконечными станциями (ОС).Следующий уровень сети образуют междугородные станции, относящиеся к классу 4. Междугородная сеть связи включает три уровня иерархии коммутации:первичные центры, центры секторов и региональные центры,
Пользуясь общей терминологией, можно сказать, что коммутируемые сети связи составляются из коммутационных узлов и линий передачи, связывающих эти узлы. В символическом изображении телефонной сети общего пользования коммутационные узлы отображают различные коммутационные станции, а линии передачи — межстанционные линии связи. На рис. 1.1 приведена иерархическая структура коммутируемой сети, подобная основной сети общего пользования, за исключением того, что на рисунке показаны лишь три уровня коммутации. В терминах общей теории структуру сети, показанную на рисунке, можно свести к иерархической древовидной сети.
На рис. 1.1 показано, что во главе иерархии сети стоит лишь один центр коммутации. На самом же деле высший уровень иерархии североамериканской сети связи включает 12 коммутационных (региональных) центров. Коммутационные центры высшего уровня иерархии (рис. 1.2) соединяются непосредственно каждый с каждым (коммутационного узла более высокого уровня иерархии сеть не содержит). Сеть соединительных линий на высшем уровне иерархии образуется 12Х11/2=66 соединительными путями, связывающими непосредственно каждую пару региональных центров. Обычно эту сеть называют полносвязной.
Рис.1-1. Иерархическая структура сети с тремя уровнями коммутации
Основной недостаток иерархической структуры сети, показанной на рис. 1.1, состоит в том, что между любой парой коммутационных станций существует всего один путь. Поэтому древовидные сети оказываются весьма чувствительными к повреждениям как коммутационного оборудования, так и линий связи. Чтобы преодолеть этот недостаток, а также обеспечить более экономичное решение при организации связи между парами коммутационных станций, обслуживающих большие объемы нагрузки, первичная сеть дополняется множеством соединительных линий высокого использования. Линии высокого использования применяются в качестве путей первого выбора при установлении прямых соединений между коммутационными станциями с большим объемом межстанционной нагрузки. Обычно вся нагрузка между двумя такими станциями направляется по пучкам прямых каналов. Если прямые каналы оказываются запятыми (что, вообще говоря, может происходить довольно часто из-за их высокого использования), то первичная иерархическая сеть предоставит другие возможности установления соединения по обходным путям.
Рис. 1.2. Размещение региональных центров коммутации на территории стран Северной Америки
Нагрузка всегда направляется через коммутационные центры самого низкого из имеющихся в наличии уровней иерархии. Благодаря этому требуется не только меньшее количество оборудования сети, но и повышается качество передачи по каналам за счет использования более короткого пути и меньшего числа точек коммутации..
Кроме линий высокого использования, первичная сеть дополняется коммутационным оборудованием, размещаемым на так называемых транзитных коммутационных станциях. Эти станции применяются на самом низшем уровне иерархии сети и предназначены для коммутации межстанционных соединительных линий, связывающих оконечные станции. Транзитные коммутационные станции не являются частью междугородной сети, как и показано на рис. 1.4; они входят в состав той части сети, которая получила название узлового телефонного района. Вообще говоря, узловой телефонный район представляет собой такой район обслуживания, в пределах которого все вызовы рассматриваются как местные.
Междугородная сеть
Рис. 1.4. Структура сети станционного обслуживания
В общем смысле любая коммутационная станция, расположенная между двумя оконечными станциями, выполняет функции транзитной коммутации. Следовательно, и междугородные коммутационные станции выполняют функции транзитной коммутации. Однако в области телефонной связи термин «транзитный» обычно используют только применительно к промежуточным коммутационным станциям, находящимся в пределах зоны станционного обслуживания.
Основное назначение транзитной станции — обеспечить взаимные соединения тех центральных станций данного телефонного района, объем межстанционной нагрузки которых недостаточен для организации прямых соединений. Кроме того, транзитные станции позволяют организовать обходные пути при установлении соединения для тех вызовов узлового телефонного района, которые были заблокированы при установлении соединения по прямым путям. Хотя на рис. 1.4 транзитные станции показаны так, как будто они размещены отдельно от оконечных станций и отдельно от междугородных станций, на самом же деле они обычно совмещаются территориально либо с оконечными станциями, либо с междугородными станциями класса 4. Однако в функциональном отношении коммутация в пределах узлового телефонного района и коммутация в случае междугородной связи происходят как два разделенных процесса. Следовательно, междугородные соединительные линии не используются для обслуживания вызовов в случае местной связи в пределах узлового телефонного района, а оборудование транзитных коммутационных станций не используется при установлении междугородных соединений.
Разделение функций коммутации в случае местной и междугородной связи обусловлено, главным образом, соображениями удобства расчетов за переговоры и требованиями эксплуатации. Поскольку новое поколение коммутационных станций использует ЭВМ, которые обрабатывают требования на установления соединений, то указанные выше вопросы удобства эксплуатационно-технического обслуживания отходят теперь на второй план, а оба вида функций коммутации могут теперь комбинироваться. Кроме того, поскольку при расчете стоимости переговоров в пределах узлового телефонного района для местных вызовов вводится оплата с учетом использования канала — так называемое измеренное обслуживание или расчет по единицам -передаваемых сообщений, то различие между междугородной сетью и сетью узлового телефонного района становится менее отчетливым.
Наличие раздельных устройств местной и междугородной связи оказало большое влияние на оборудование передачи и коммутации, используемое соответственно на местной и междугородной сетях связи. Местные соединения, как правило, короткие и проходят лишь через несколько коммутационных станций. Междугородные же соединения обычно проходят через большое число коммутационных станций при использовании сравнительно длинных линий передачи между этими станциями. Таким образом, с точки зрения качества передачи от одного оконечного устройства до другого, требования к оборудованию местной и междугородной связи оказываются различными.
Попутно следует напомнить, что описанная структура сети с пятью уровнями иерархии имеет отношение только к коммутируемой сети общего пользования. При введении частного коммутационного оборудования в виде, например, частных телефонных станций, соединенных с сетью общего пользования, появляется новый уровень коммутации, который реализуется ниже уровня оконечных станций. Кроме того, клавишные коммутационные устройства, управляемые абонентами (телефонные аппараты, снабженные устройствами выбора линий связи), могут образовать еще один уровень коммутации.