1.4.2. Структура систем телекоммуникаций
Рис. 1.5. Структура систем телекоммуникаций
Вторичные сети обеспечивают транспортировку и коммутацию информации (данных, сигналов управления и т.д.) в службах электросвязи.
Первичные сети обеспечивают вторичные сети каналами связи.
Каналы связи предоставляются сетями не только для речевых сообщений, но и для передачи данных - массивов больших объемов (файлов), факсимильных сообщений, цифровых видеосигналов. При этом время задержки передачи информации не должно превышать 10-20с, которое определяется временем набора номера и установления соединения к вызываемому абонентскому устройству.
Пользователи взаимодействуют с системой связи (коммуникаций) не напрямую, а через приложения, которые в свою очередь взаимодействуют друг с другом, используя коммуникационные системы.
Коммуникационная система (КС) не работает с каждым приложением отдельно, так как это привело бы к ее непрерывному изменению.
Каждая КС разрабатывается для конкретного набора служб (услуг) и обеспечивается соответствующими интерфейсами.
В любых службах электросвязи обмен информацией должен осуществляться по определенным, заранее оговоренным правилам (набором протоколов, стандартов) международными организациями по стандартизации.
Аналоговые системы коммутации
В системах связи можно выделить три основных элемента:
-системы коммутации;
-системы передачи;
-оконечные устройства.
Основной функций любой системы коммутации является установление и разъединение соединений (при коммутации речевых каналов три основных категории соединений: местные, транзитные, распределение вызовов).
Системы коммутации подразделяются:
-коммутационные станции (КС);
-узлы коммутации (УК).
В коммутационных станциях и узлах (КС и УК) реализуются следующие функции:
-сигнализация (наблюдение за состоянием входящих линий связи, их активностью и трансляция этого состояния или управляющей информации в устройство управления КС, а также выдача управляющих сигналов на исходящие линии при поступлении соответствующих команд из управляющих устройств КС);
-Управление (устройства управления обрабатывают поступающую информацию, и устанавливают соединение в конкретном направлении);
-коммутация (сама схема коммутации реализуется структурой, образованной точками коммутации, которые используются для установления соединения между входящими в КС линиями и исходящими).
Коммутационная
схема
Сигнализация
Управление
Сигнализация
Рис. 2.1. Функциональная схема электромеханической системы коммутации
2.1. Электромеханические системы коммутации
В настоящее время в мире существует два основных типа электромеханических систем коммутации:
-декадно-шаговая (изобретатель – Э.Б. Строуджер), в которой используется принцип непосредственного управления с прямым способом установления соединения, т.е. соединительный путь в коммутационной системе устанавливается постепенно по отдельным участкам по мере поступления каждой цифры набираемого номера телефона вызываемого абонента, при этом системы коммутации объединяются с коммутационной схемой;
-координатная, в которой используется централизованное общее управление для выбора соединительного пути в коммутационной схеме, т.е. по мере набора номера телефона вызываемого абонента управляющее устройство коммутационной системы принимает всю адресную информацию, после этого отыскивает соединительный путь через коммутационную схему и устанавливает соединение (этот процесс включает в себя многочастотный способ передачи информации о номере телефона и поиск обходных путей).
Главным свойством и преимуществом систем коммутации с общим управлением является разделение функций коммутации и функций управления, которые реализованы на отдельных устройствах.
Все современные системы коммутации используют принцип общего управления, независимо от того, какой тип коммутационной схемы используется в коммутационной системе.
2.2. Алгоритм установления соединения (единый для всех типов коммутационных систем).
Процесс обслуживания вызовов включает в себя следующие функции:
-контроль состояния абонентской или соединительной линии;
-генерирование выходных сигналов - оповещение пользователей об успешном или неуспешном установлении соединения;
-выбор маршрута через коммутационные станции и узлы;
-установление или разъединение разговорного тракта в системах коммутации.
Последовательность процессов при успешном установлении соединения:
-обнаружение запроса от абонентского устройства пользователя ресурсов коммутационной станции или узла (линии связи, канала);
-поиск требуемых ресурсов (например, регистра);
-оповещение пользователя о том, что требуемый ресурс предоставлен (например, информационным сигналом "зуммер ответа станции");
-прием цифр набираемого номера вызываемого абонентского устройства (например, номера телефона), прекращение сигнала оповещения о предоставлении ресурсов сети;
-установление соединения в коммутационных станциях и узлах (например, разговорного тракта);
-определение состояния "свободности" вызываемого абонентского устройства;
-генерирование сигнала "посылка вызова" (ПВ) - в сторону вызываемого абонента;
-генерирование сигнала "контроль посылки вызова" (КПВ) - в сторону вызывающего абонента;
-фиксация ответа вызываемого абонента и прекращение генерирования сигналов ПВ и КПВ.
Абонентский доступ
Под сетью абонентского доступа (Access Network) понимается часть телекоммуникационной сети на участке от АТС до абонентского устройства (терминала).
В настоящее время абонентский доступ базируется в основном на медножильных кабелях, соединяющих абонентские устройства с АТС.
Оптимальным, но достаточно дорогим решением для сельской местности, где нет кабельной абонентской сети, является фиксированный радиодоступ.
Первой точкой, в которой обеспечивается абонентский доступ к станционным сооружениям, является кросс – главный распределительный щит, который находится в здании АТС и откуда осуществляется распределение кабеля стандартными пучками от 40 до 600 медножильных пар по магистральным распределительным шкафам (МРШ), а затем по абонентским распределительным коробкам (АРК) до помещений, где установлены абонентские устройства (терминалы, в т.ч. и телефонные аппараты).
МРШ
АРК
Помещение с
аб-им устр-м
Кросс
3,5км 1-2км 300м
Рис. 3.1. Структурная схема сети доступа
Табл. 3.1. Основные параметры сети доступа
Главный распределительный щит (кросс) |
Магистральный распределительный шкаф (МРШ) |
Абонентская распределительная коробка (АРК) |
Помещение, в котором установлено абонентское устройство |
|||
Емкость стандартного пучка |
Стандартное расстояние до кросса |
Емкость стандартного пучка |
Стандартное расстояние до распред. шкафа |
Емкость стандартного пучка |
Стандартн. расстояние до абонентск. коробки |
Стандартн. количество медных пар |
400 - 600 |
~3,5 км |
40 – 60 медных пар в пучке |
1 – 2 км |
Индивиду альная пара |
300 м |
одна пара или 2 пары (для 30% аб-ов) |
Сеть абонентского аналогового доступа обеспечивает главным образом доступ к традиционным услугам телефонной сети – POTS (Plain Old Telephone Services), а также к службам передачи данных через аналоговые модемы для обмена данными по медным парам ТфОП.
При передаче данных с помощью аналоговых модемов достигаются скорости до 64кбит/с.
Современные технологии с применением широкополосных модемов, такие как асимметричные цифровые абонентские линии (ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line) позволяют абонентам квартирного сектора, а также малых офисных АТС иметь доступ в режиме On-line к службам передачи данных (ПД). При этом возможно обеспечение довольно высоких скоростей, используя аналоговый абонентский доступ по кабелям с медными жилами.
Корпоративным абонентам требуются более высокие скорости обмена данными, еще более высокая полоса пропускания, симметричный вход, высокие требования к надежности. Такие абоненты обеспечиваются дополнительным физическим доступом, например ЦСИС, который обеспечивает своим абонентам единый сетевой интерфейс (особое сетевое окончание – интерфейс типа «U»), поддерживающий как речевые сообщения, так и передачу данных.
ЦСИС предоставляет своим абонентам по одной медной паре возможность обмена данными со скоростью 144 кбит/с (т.е. организует 3 канала: 2В+D, где 2В – два канала по 64 кбит/с и D – один канал на 16 кбит/с).
Электронные системы коммутации (ESS - Electronic Switching System)
Первые электронные коммутационные схемы в системах коммутации были использованы во Франции в 1971г., когда была введена в эксплуатацию первая цифровая система, которая оказалась в аналоговом окружении.
В США первые электронные коммутационные схемы под номером 4 ESS фирмы Bell System внедрены на ТфОП в 1976г.
С 1978г. многие телефонные компании начали активно внедрять цифровые системы коммутации на уровне оконечных АТС (РАТС), заменяя устаревшие электромеханические системы.
Для крупных сетей этот переход реализуется поэтапно:
-замена всех аналоговых межстанционных, межузловых, а в последующем и абонентских линий связи цифровыми;
-замена электромеханических узлов и станций цифровыми системами коммутации (ЦСК);
-построение цифровой сети с интеграцией служб (ЦСИС);
-широкое внедрение и развитие сетей беспроводной и мобильной коммутации;
-внедрение и развитие сетей IP-телефонии, в т.ч. Internet.