Структура вторичной сети. Классификация сетей связи. Первичные сети связи, их состав и структура. Вторичные сети связи, их элементы. Технико-экономическая характеристика ВЛС

Возможно несколько вариантов построения сети электросвязи (рис. 2): непосредственное соединение (а) каждого пункта с каждым (прямая связь), узловое (б) (несколько пунктов группируются в узлы, и последние соединяются между собой) и радиальное (в) (имеется лишь один узел с расходящимися линиями по радиусам к другим пунктам).

Рис. 2. Варианты построения сети связи:

а - непосредственное соединение;

б - узловое соединение;

в - радиальное соединение;

г - радиально-узловое построение сети связи

Первый вариант построения сети наиболее надежен, но в технико-экономическом отношении не выгоден. Радиальная схема построения сети наиболее дешевая, но она не имеет путей резервирования.

Наилучшие результаты дает сочетание радиальной и узловой схем сети. Радиально-узловая схема (рис. 2, г ) построения сети позволяет создать разветвленную, устойчивую и в то же время довольно экономичную сеть связи. Она характеризуется тем, что одноименные узлы связи непосредственно соединяются линиями не только с ниже стоящими узлами, но и между собой.

Такое построение сети обеспечивает обходные связи по кратчайшим направлениям и позволяет получать два-три независимых выхода к любому узлу связи. Радиально-узловая схема обладает значительной гибкостью, маневренностью и живучестью.

По территориальному признаку первичные и вторичные сети электросвязи делятся на магистральные, внутризоновые и местные .

Магистральная сеть соединяет каналами связи Москву с республиканскими, краевыми центрами и последние между собой по принципу «каждая с каждой».

Внутризоновая сеть соединяет областной (республиканский, краевой) центр с районными центрами по радиальному способу. При этом предусматриваются прямые связи между взаимотяготеющими районными узлами

Местную сеть составляют сельские сети, соединяющие райцентры с селами, и городские сети.

В состав местной, внутризоновой и магистральной первичных сетей входят: сетевые станции, сетевые узлы и линии связи Линии связи в зависимости от первичной сети, которой она принадлежит, присваивается название магистральной, внутриобластной и местной кабельной, радиорелейной и спутниковой, в соответствии с этим кабели связи называются магистральными, внутриобластными (зоновыми), СТС, ГТС.

Сельские телефонные сети (СТС) строят по радиально-узловому принципу. При этом в райцентре устанавливают центральную станцию (ЦС), а в сельских населенных пунктах - оконечные станции (ОС). В свою очередь ЦС связаны с ЦС других районов и центром зоны.

Как правило, СТС строят по одноступенчатой схеме, предполагающей непосредственное соединение ЦС и ОС. Двухступенчатая схема связи включает узловые станции (УС), расположенные между ЦС и ОС.

Городская телефонная сеть обеспечивает соединение абонентов города друг с другом, а также возможность их выхода на междугородную сеть через междугородную телефонную станцию (МТС).

Система построения ГТС зависит от количества абонентов сети. В соответствии с этим ГТС можно подразделить на три основных типа: сети районных центров и городов внутриобластного значения; сети областных центров и городов республиканского значения; сети крупных промышленно-административных центров.

Телефонные сети районных центров могут быть городского и сельского типов. Они состоят обычно из телефонной станции и линейных сооружений, соединяющих абонентов со станцией. В телефонную станцию включены местные (ведомственные) коммутационные установки и сельские телефонные станции. Также имеется междугородная телефонная станция.

Телефонные сети областных центров имеют значительно большее число абонентов, поэтому содержат несколько телефонных станций. Город делится на районы, в каждом из которых строят свою станцию. Районные станции соединяются друг с другом по принципу «каждая с каждой». Кроме того, каждая районная станция соединяется с междугородной станцией.

Телефонные сети крупных промышленно-административных центров имеют большое число районных телефонных станций, каждая из которых обслуживает определенную часть территории города. На этих сетях строят АТС емкостью до 10000, а иногда и более номеров. При большей емкости сетей (свыше 90000 номеров) соединение между отдельными районными АТС (РАТС) осуществляются через узловые АТС (УАТС). УАТС объединяет определенную группу РАТС, концентрируя исходящие или входящие сообщения этих РАТС. Отсюда название узлов - узел исходящего сообщения (УИС) или узла входящего сообщения (УВС).

На этих сетях связь между РАТС внутри узлового района осуществляется по принципу «каждая с каждой» или через свой узел входящего сообщения, а с РАТС другого района - через УВС этих узловых районов. Кроме того, могут строиться районированные телефонные сети с совмещенными узлами исходящего и входящего сообщений.

Для выхода на междугородную сеть каждая РАТС соединяется через свою УАТС с МТС. По существующим нормам принято следующее распределение затухания разговорного тракта между абонентами ГТС (рис. 3).

На каждый городской участок отводится 8,7 дБ, а на междугородную линию 10,4 дБ. Общее затухание не должно превышать 27,8 дБ. На районированных сетях за счет перераспределения затухания для участка АТС-МТС увеличена норма с 2,2 до 3,9 дБ, а для междугородной линии сокращена до 7 дБ. Если оба абонента находятся в одном городе, то на соединительной линии между АТС допускается затухание 17,4 дБ.

Участок сети связи от телефонной станции до абонентских оконечных устройств называют «последней милей (Last Mile) » или сетью абонентского доступа.

Ключевое значение в революции на абонентских линиях имело появление технологий, разработанных для организации высокоскоростной цифровой связи - хDSL (Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия).

Рис. 3 Распределение затухания между абонентами ГТС

Способы решения проблемы «последней мили» показаны на рис. 4.

Рис. 4. Способы решения проблемы «последней мили»

(BSC - контроллер базовой станции системы радиодоступа: BS - базовая станция; RTU - абонентский оконечный блок: HDSL - оборудование цифровой абонентской линии: OLT, ONU, ONT - линейные комплекты оптической системы передачи; MLIX- мультиплексор; КП - коммутационное поле)

Очевидно, что в ближайшем будущем структура абонентской сети будет меняться - оптимальным будет доведение волоконно-оптической линии до оконечного абонентского устройства, а также построение абонентской сети по принципу «кольца», поэтому актуальны вопросы организации абонентского доступа с помощью уплотнения абонентских линий.

Задание на самоподготовку:

1. Ознакомиться с указанной литературой: /1, 2, 3, 4/ – в полном объеме.

Передача многоканального сигнала по линейному тракту производится с помощью типовых каналов и типовых трактов передачи. Совокупность типовых каналов, типовых групповых трактов, а также сетевых узлов (станций) коммутации образует сеть связи , которая связывает большое число источников сигнала с потребителями (рисунок 3, а).

Рисунок 3

Соединение однотипных каналов (трактов), принадлежащих различным системам передачи, называется транзитным соединением . В сетевом узле (станции) осуществляется также определенная организация (группирование) сигналов в зависимости от направления передачи (рисунок 3, б). Сеть связи, которая обеспечивает передачу различных видов сигналов, т.е. является в известном смысле универсальной, называется первичной . На базе первичных сетей можно построить конкретную сеть связи для передачи определенного вида сигналов (для сигналов ТЛФ - вторичная ТЛФ сеть, только для ТЛГ - вторичная сеть передачи ТЛГ сообщений и т.п.). Таким образом, все сети, построенные для определенного вида сообщений, являются вторичными сетями . Границами вторичной сети являются стыки этой сети с абонентскими оконечными устройствами .

Первичную сеть классифицируют следующим образом.

1. По территориальному признаку:

а) местная (охватывает район, город);

б) зоновая (охватывает область);

в) магистральная (охватывает все зоны, соединяя их между собой).

2. По структурному признаку:

а) радиально-узловая - когда сеть связи имеет один четко выраженный узел, который связан через радиальные линии связи с более мелкими узлами, причем последние связываются друг с другом только через центральный узел;

б) смешанная - когда на территории, обслуживаемой данной сетью, применяется несколько центральных узлов (ЦУ). Каждый ЦУ обслуживает свою часть территории зоны.

Местная сеть ограничена территорией города или сельского района и построена по радиальному принципу, согласно которому все станции сети соединяются между собой через один узел, являющийся сетевым узлом местной сети. Зоновая сеть ограничивается пределами зоны (области), в которой потребители каналов и трактов имеют единую нумерацию в общегосударственной автоматически коммутируемой телефонной сети. Зоновая сеть построена по радиально-узловому принципу и связывает между собой сетевые узлы местных сетей через один или несколько более крупных сетевых узлов. Магистральная сеть обеспечивает соединение между собой типовых групповых трактов и. каналов разных внутризоновых сетей страны. Магистральная сеть строится по комбинированному принципу: радиально-узловому и решетчатому. Решетчатая структура характеризуется тем, что каждый сетевой узел соединяется не менее чем с тремя сетевыми узлами. Тип сетевого узла магистральной сети определяется емкостью магистральных линий передачи, подходящих к данному узлу, типом и количеством типовых каналов, предоставляемых с этого узла во вторичные сети.

Соединение сетевых узлов магистральной сети друг с другом осуществляется с помощью магистральных линий передачи, по которым передаются, как правило, значительные пучки каналов (тысячи и десятки тысяч каналов ТЧ и ОЦК). Сетевые станции и сетевые узлы зоновой сети соединяются между собой с помощью соединительных линий передачи, по которым организованы пучки каналов емкостью от 60 до 900 каналов ТЧ.

На базе первичной сети создаются вторичные сети различного назначения, отличающиеся друг от друга способом построения и узлами коммутации.

Некоторые виды общегосударственных сетей связи (ОГС), являющиеся вторичными сетями. Они используются для распределения сигналов газетных полос (ГП), телевизионных программ (ТВП), звуковых программ вещания (ЗП), дискретных сообщений (ДС), факсимильной связи (ФС), телеграфных (ТЛГ) и телефонных (ТЛФ) сигналов. Кроме общегосударственных вторичных сетей, строятся и ведомственные сети, например в системе министерств (ведомств) путей сообщения, речного и морского транспорта, гражданской авиации, обороны и т.п. Более детально вопросы построения сетей связи рассматриваются в других учебных дисциплинах, но там не интересуются деталями и особенностями построения многоканальных систем передачи, а рассматривают их обобщенно, как некое транспортное средство доставки информации из одной точки в другую.

Первичной сетью называ­ется совокупность линий передачи, сетевых узлов и сетевых стан­ций, образующих сеть типовых каналов передачи и сетевых трактов. На рис. 5.1 поясняется принцип организации первичной сети. Сетевые узлы организуются на пересечении нескольких линий передачи, в них устанавливается каналообразующая аппаратура систем передачи и осуществляется переключение каналов или их групп, принадлежащих разным системам.

Рис. 5.1. Структура первичной сети

На рис. 5.1 окончания каналов показаны кружочками. Сетевые станции являются оконечными устройствами первичной сети к предназначены для подключения потребителей к этой сети.

Первичная сеть по территориальному принципу подразделяется на магистральные, внутризоновые и местные первичные сети.

Магистральная первичная сеть соединяет каналами различных типов все областные и республиканские центры.

Внутризоновая первичная сеть, в основном, соединяет раз­личными каналами районные сети данной области друг с другом и с областным центром.

Местные первичные сети ограничены территорией города или сельского района. Они обеспечивают возможность организации каналов (или физических пар проводов) между станциями и узлами этих сетей, а также между абонентами. Часто внутризоновую сеть и местные первичные сети объединяют одним названием - зоновая первичная сеть.

Рассмотренное территориальное деление предполагает трехъя­русную структуру первичной сети. Самый низкий ярус включает в себя местные сети, распределенные по всей территории страны. Средний ярус - внутризоновые сети. Самый высокий ярус - магист­ральная сеть связи, объединяющая в единую сеть связи все внут­ризоновые сети.

Все магистральные сетевые узлы относятся к узлам первого класса, внутризоновые - к узлам второго класса и местные - к узлам третьего класса.

Среди сетевых узлов первых двух классов самыми крупными яв­ляются территориальные сетевые узлы, которые располагаются на пересечении нескольких достаточно мощных кабельных, радио­релейных и других линий. На этих узлах все линии заканчиваются каналообразующей аппаратурой. С помощью этих узлов можно соединить каналы и их группы, принадлежащие разным системам передачи, а также передавать каналы потребителям. На местных первичных сетях такие узлы не организуются.

Сетевые узлы переключения являются менее крупными, распо­лагаются на всех ярусах первичной сети и организуются на пересе­чении различных линий передачи малой мощности. На этих узлах осуществляется переключение каналов и усиление сигналов.

Сетевые узлы выделения устанавливаются на магистральной и внутризоновой первичных сетях и предназначены для организа­ции выделения каналов потребителям.

Сетевые станции (магистральные, внутризоновые, местные) являются оконечными точками сети и размещаются либо в удале­нии от соответствующих сетевых устройств и тогда соединяются с последними соединительными линиями, либо располагаются со­вместно с сетевыми узлами.

Основным связующим звеном первичной сети являются системы передачи.

Вторичные сети электросвязи. Каналы первичной сети слу­жат основой для построения вторичных сетей, которые различаются по виду передаваемых сообщений. В состав вторичной сети входят: оконечные абонентские установки, абонентские линии, узлы коммутации, каналы, выделенные из первичной сети для образования данной вторичной сети.

В зависимости от вида передаваемых сообщений различают следующие вторичные сети: телефонную, телеграфную, передачи данных, факсимильную, передачи газет, звукового вещания, инте­грального обслуживания (ISDN).

Из определения первичной сети следует, что она обеспечивает связь только между определенными узлами. Поэтому для образова­ния путей передачи сообщений к любому узлу сети нужно осущест­вить соединение между каналами (группами каналов) различных магистралей, оканчивающихся на одном и том же узле. Если на узлах первичной сети установить кроссовые соединения, то на базе пер­вичной сети будет создана вторичная некоммутируемая сеть.

В узлы некоммутируемой сети могут включаться абонентские ли­нии, которые соединяются с каналами сети также с помощью кроссо­вых соединений. В большинстве случаев каналы вторичных сетей являются коллективными для всех или группы абонентских пунктов, включенных в данный узел. На узле в этом случае устанавливается аппаратура коммутации, обеспечивающая подключение абонентских линий к каналу лишь на время передачи информации. Таким обра­зом, на базе вторичной некоммутируемой сети образуются вторичные сети другого типа - вторичная коммутируемая сеть. Совокупность технических или программных средств для приема, обработки, рас­пределения и передачи сообщений или вызовов называется узлом коммутации (УК). Основную долю оборудования УК представляют кросс и коммутационное оборудование.

Кросс - это устройство ввода/вывода входящих и исходящих ка­налов, где осуществляются долговременные (кроссовые) соедине­ния. Подключаемые каналы и линии передачи можно разделить на четыре типа:

· каналы и линии некоммутируемой сети связи, которые в УК про­ходят только через кросс;

· каналы и линии коммутируемой сети связи, которые через кросс подключаются к оборудованию коммутации каналов;

· каналы и линии коммутируемой сети связи, которые через кросс подключаются к оборудованию коммутации сообщений (пакетов);

· абонентские линии, которые кроссируются на коммутационное оборудование.

Коммутационное оборудование обеспечивает какой-либо способ коммутации:

· коммутацию каналов, реализующую установление соединения по вызову;

· коммутацию сообщений, предполагающую прием, обработку, хранение и транзит сообщения;

· коммутацию пакетов, осуществляющую прием, обработку, хра­нение и транзит пакета;

· гибридную или адаптивную коммутацию.

Такие вторичные сети, как телефонные и факсимильные, чаще всего используют способ коммутации каналов, а телеграфные и передачи данных могут использовать различные способы коммута­ции: каналов, сообщений, пакетов.

В зависимости от числа абонентов и размеров территории вто­ричные сети могут иметь различную структуру. При радиальном построении вторичной сети все оконечные пункты (ОП) соединяют­ся в один узел, который является узлом коммутации и осуществляет соединения между ОП. Радиальный способ обычно используется на небольшой территории. Подобная структура изображена на рис. 4.1, б под названием «звезда».

На значительной территории реализация этого способа неоправданна, так как требует большого расхода кабеля. Кроме того, при повреждении узла вся сеть перестает функционировать. Для устра­нения этих недостатков используется радиально-узловой способ построения сети, при котором кроме центрального (главного) узла, называемого узлом 1-го класса, создаются узлы более низких клас­сов (см. рис. 4.1, д). Радиально-узловой принцип допускает только один путь установления соединения. Часто возникает необходи­мость в организации обходных путей для повышения надежности и живучести сети, уменьшения числа отказов в соединении и т.д. С этой точки зрения более предпочтительно соединение узлов по принципу «каждый с каждым» (см. рис. 4.3). Такая сеть имеет другой недостаток - большое число соединительных линий между узлами и, следовательно, высокая стоимость.

На реальных сетях связи обычно применяются комбинированные принципы - радиально-узловой и «каждый с каждым». При этом узлы 1-го класса соединяются между собой по принципу «каждый с каждым» и одновременно являются центрами радиально-узлового построения сети (см. рис. 5.2).

Примеры конкретных вторичных сетей электросвязи будут рассмотрены ниже.

Рис. 5.2. Построение вторичных сетей электросвязи: сочетание принципов радиально-узлового и «каждый с каждым»

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ

НА УЧАСТКЕ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Методические указания к курсовому проектированию

для студентов специальности

“Волоконно-оптические системы передачи”

Методические указания составлены для выполнения курсового проекта ”Волоконно-оптическая линия связи на участке железной работы” по курсу “Оптические линии связи и пассивные компоненты ВОЛС”; включают информацию по расчету основных параметров оптических волокон, краткие сведения по оптическим кабелям, цифровым системам передачи, а также рекомендации по строительству и монтажу оптических линий связи и необходимый справочный материал. Методические указания предназначены для студентов курса телекоммуникационных специальностей очной формы обучения.

ВВЕДЕНИЕ

В соответствии с “Концепцией создания сети связи МПС РФ с интеграцией услуг” основным направлением технического развития и совершенствования средств телекоммуникаций на железнодорожном транспорте является внедрение цифровой техники и, прежде всего высокоскоростных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Это определяется тенденцией роста производительности интегральных схем и соответственно пропускной способности ВОЛС, в результате чего наблюдается стабильное снижение стоимости каналов.

Оптическое волокно в настоящее время является самой совершенной физической средой для передачи больших потоков информации на значительное расстояние. Современные системы передачи синхронной иерархии позволяют передавать по двум волокнам информацию со скоростью до 10 Гбит/с. Новые технологии обработки линейного сигнала позволяют вести одновременную передачу по одному волокну нескольких высокоскоростных потоков по узким спектральным полосам, что эквивалентно увеличению скорости передачи в десятки и сотни раз.

На смену линейным регенераторам, в которых осуществлялось двойное преобразование сигналов, приходят волоконно-оптические усилители, обеспечивающие одинаковое усиление оптических сигналов в широком спектральном диапазоне, что позволит наращивать пропускную способность волокон доукомплектованием сетевого оборудования без изменения линии. Применение волокон нового типа позволяет обеспечить сверхвысокие скорости передачи без дополнительной компенсации дисперсии и размещать усилители на расстоянии до 150 км.

Новые технологии формирования и передачи сигналов существенным образом повлияли на построение сетей связи. Перспективная сеть связи основывается на двухуровневой иерархии и состоит из транспортной сети и абонентской сети. Транспортная сеть включает в себя мощные информационные магистрали, построенные на основе синхронной цифровой иерархии SDH и перспективного асинхронного режима передачи ATM. Широкополосная сеть абонентского доступа, реализованная на базе волоконно-оптического кабеля, совместно с транспортной сетью образует единое информационное пространство и гибкую среду для создания и реализации новых видов информационного сервиса. Широкое применение в качестве сети абонентского доступа находят сотовые и транкинговые сети.

ПЕРВИЧНАЯ СЕТЬ СВЯЗИ МПС РОССИИ

Принципы построения первичной сети связи железнодорожного транспорта определяются его административной структурой и спецификой управления перевозочного процесса, так как по своей сущности транспортная связь является технологической.

Технологическая сеть связи МПС, являясь одним из компонентов отрасли, обеспечивает передачу и распределение информации, необходимой для нормального функционирования всех подразделений железнодорожного транспорта и удовлетворения потребностей населения в услугах связи.

В современных условиях, когда научно-технический прогресс создает условия для перехода к автоматизации управления всей отраслью железнодорожного транспорта, необычайно быстро возрастает потребность в обмене информацией, в которой отражаются все процессы общественного производства.

Структура первичной сети на железных дорогах соответствует иерархии управления отраслью и включает в себя четыре уровня сетей.

Магистральная сеть связывает главный магистральный узел связи (Центральная станция связи МПС) со всеми магистральными сетевыми узлами, в качестве которых используются узлы управления дорог и последних между собой. Максимальная протяженность линейного тракта магистральной первичной сети железнодорожного транспорта принимается такой же, как и первичной сети общего пользования и составляет 12500 км.

Дорожная сеть обеспечивает связь между работниками управлений дороги и отделений, входящих в состав данной дороги, а также отделений и станций между собой. Она включает в себя дорожные, отделенческие сетевые узлы, а также сетевые узлы крупных участковых станций. Дорожная первичная сеть может рассматриваться как аналог зоновой сети Государственного комитета РФ по связи и информатике, однако максимальная длина ее линейного тракта достигает 1500 км.

Отделенческая сеть связи имеет ряд специфических особенностей, которые предопределяют выделение отделенческих связей в отдельный уровень иерархии. Отделенческая сеть служит для организации связи внутри отделения железной дороги и включает в себя все оконечные и промежуточные станции сети. При этом средняя дальность линейного тракта отделенческой первичной сети принимается равной 500 км.

Местная сеть связи обычно организуется в пределах крупных железнодорожных узлов и станций. Протяженность линий местной сети связи, как правило, не превышает 10 км.

Построение сети связи железнодорожного транспорта определяется конфигурацией сети железных дорог и структурой управления. Поэтому одна из основных особенностей построения первичных сетей связи МПС является организация по одной и той же кабельной линии передачи, проложенной вдоль полотна железной дороги, одновременно всех видов магистральных, дорожных и отделенческих связей. Это обстоятельство непосредственно влияет на структуру построения первичной сети и предъявляет особые требования к системам передачи.

Первичная сеть связи как основа системы электросвязи МПС определяет ее главные качественные характеристики: надежность, пропускную способность, управляемость и технико-экономические показатели.

2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ПЕРВИЧНОЙ СЕТИ СВЯЗИ МПС. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

Принципы построения перспективной первичной сети связи МПС заключаются в следующем:

1) первичная сеть должна быть цифровой;

линии связи необходимо организовывать только на основе стандартных цифровых каналов и трактов;

2) первичная сеть должна иметь такие структурные и функциональные характеристики, чтобы имелась возможность ее использования для любых вторичных сетей общего пользования, ведомственных, частных и т.п.;

3) топология первичной сети должна экономично реализовывать структуры всех вторичных сетей электросвязи и быть оптимальной с точки зрения их постепенной интеграции;

4) первичная сеть должна содержать систему управления для поддержания заданных показателей надежности и качества функционирования;

5) должна обеспечиваться возможность существенного расширения пропускной способности по мере предоставления пользователям вторичных сетей новых услуг, требующих широкополосных каналов, а именно: видеосвязь, видеоконференции, промышленное телевидение, связь компьютерных сетей в реальном масштабе времени.

При разработке цифровой сети связи МПС следует учитывать ряд характерных ее особенностей. Сеть концентрируется вдоль железной дороги, полностью отражая при этом ее конфигурацию. Основной функцией первичной сети является формирование единого информационного потока, проходящего через последовательно расположенные пункты выделения, где часть потока ответвляется с целью обслуживания абонентов местной сети. Другой особенностью является то, что в большинстве пунктов выделения ответвляется незначительная часть потока, составляющая от долей до нескольких процентов от главного потока.

На первичной сети в качестве систем передачи должны использоваться системы передачи синхронной СЦИ (Sinchronous Digital Hierarhi) и плезиохронной ПЦИ (Plesiochronouns Digital Hierarhi) при рациональном их сочетании.

Отечественные волоконно-оптические системы передачи (ВОСП), такие как Сопка 4М (140 Мбит/с), Сопка 3М (34 Мбит/с) основаны на плезиохронной цифровой иерархии стандартного для СНГ ряда: ИКМ-30, 120, 490, 1920 и имеют недостатки, усложняющие их применение в цифровых сетях с многократным вводом-выводом цифровых потоков 2,048 Мбит/с и их распределением. Главный недостаток связан с применением в ВОСП ПЦИ посимвольного мультиплексирования цифровых потоков, начиная с 2 Мбит/с. Такой способ приводит к использованию двух, трехкратного мультиплексирования/демультиплексирования на передающей и приемной и промежуточной станциях ввода-вывода, что существенно усложняет аппаратуру.

В развитие системы передачи ИКМ-120Т на основе серийной аппаратуры Сопка-3М, разработано техническое задание на аппаратуру ВОСП-480Т, которая должна обеспечить передачу 16 двухмегабитовых потоков (480 каналов ТЧ) по схеме “точка-точка” и трех дополнительных потоков 2,048 Мбит/с (90 каналов ТЧ) с возможностью их многократного выделения (до 32) на промежуточных станциях. В отличие от аппаратуры Сопка-3М, которая реализует только соединения “точка-точка”, ВОСП-480 Т предполагается для применения на дорожных и отделенческих сетях связи.

В качестве основной системы передачи на волоконно-оптических магистральной сети связи рекомендуется использовать аппаратуру синхронной цифровой иерархии СЦИ.

В настоящее время ведущие зарубежные фирмы выпускают оборудование СЦИ, рассчитанное на скорости передачи 155 Мбит/с (STM-1), 622 Мбит/с (STM-4) и 2488 Мбит/с (STM-16) с коэффициентом мультиплексирования, равным четырем. В процессе разработки находится система STM-64 со скоростью передачи 9953 Мбит/с. У мультиплексора первого уровня входными потоками могут быть потоки ПЦИ. Мультиплексоры более высоких уровней взаимодействуют как с потоками ПЦИ, так и с потоками STM нижних уровней.

Сигналы, скорость передачи которых соответствует стандартному ряду скоростей СЦИ получили название трибов СЦИ.

Применяемая в системах СЦИ система заголовков позволяет определить положение любого входного цифрового потока, погруженного в соответствующий виртуальный контейнер, транспортируемого модулями STM-1 и осуществлять его ввод-вывод из транспортных модулей STM-1(N). Это существенно упрощает выделение цифровых потоков и каналов не только на оконечных, но и на промежуточных пунктах волоконно-оптической линии связи.

Для построения СЦИ используются терминальные мультиплексоры (ТМ) и мультиплексоры ввода-вывода (АДМ). Каждый из них способен выполнять функции концентратора, коммутатора, кросс-коннектора и регенератора.

Терминальный мультиплексор является оконечным устройством сети с числом потоков доступа, соответствующим определенному уровню иерархии взаимодействующих с ним.

Мультиплексор STM-1 типа TN-1X компании Nortel (Northern Telecom) состоит из следующих основных узлов:

1) четырех трибных интерфейсных блоков с 16 электрическими портами 2 Мбит/с для ввода/вывода до 63 входных потоков;

2) двух (основного и резервного) менеджеров полезной нагрузки- устройств для формирования и управления полезной нагрузкой. Он, например, управляет операциями ввода/вывода каналов доступа (трибов), мультиплексированием и внутренней коммутацией потоков, производит сортировку на уровне трибных блоков, формирует полезную нагрузку до уровня агрегатных блоков и передает ее на интерфейсы агрегатных блоков;

3) двух оптических или электрических агрегатных блоков с выходными портами 155 Мбит/с “восток” и “запад” для формирования выходных потоков;

5) одного контроллера и локальной панели оператора.

Техническая характеристика оптических входов и выходов агрегатных блоков TN-1X приведена в табл. 1 приложения 1.

Мультиплексор STM-4 типа SMA-4 компании GPT состоит из следующих основных узлов:

1) трибных блоков с набором электрических портов для приема входных потоков различной скорости (от 1,5 и 2 до 140 и 155 Мбит/с);

2) двух пар (сновной и резервной) мультиплексоров и коммутаторов для мультиплексирования, локальной коммутации и управления потоками;

3) двух оптических агрегатных блоков с выходными портами 622 Мбит/с “восток” и “запад” для формирования выходных потоков;

4) двух (основного и резервного блоков питания;

5) интерфейсами контроля и управления, служебным каналом.

Техническая характеристика оптических входов и выходов агрегатных блоков SMA-4 приведена в табл. 2 приложения 1.

Концентратор представляет собой вырожденный случай мультиплексора. Он объединяет однотипные потоки нескольких удаленных узлов сети в одном распределительном узле, связанном с главной магистралью. Функции кросс-коннектора, заложенные в мультиплексор, дают возможность удаленным узлам обмениваться между собой, не загружая основной трафик.

Системы электронной кроссовой коммутации, применяемые в узлах сетей, позволяют связывать различные потоки и каналы, закрепленные за пользователями, и проводить многие другие операции с компонентными потоками - переключение потоков с одного направления на другое, объединение нескольких компонентных потоков в один поток более высокой степени иерархии и т.д.

Маршрутизация в СЦИ осуществляется программными средствами и, следовательно, существенно упрощается.

Рассмотренные компоненты оборудования СЦИ позволяют создавать сети различной топологии, среди которых наиболее распространенной является кольцевая. При реализации кольцевой топологии для организации магистральных и дорожных связей целесообразно замкнуть кольцо путем прокладки или подвески оптического кабеля по разным сторонам железной дороги. На практике наиболее часто находит применение топология “плоского кольца”, когда для замыкания кольца используются оптические волокна внутри одного кабеля.

Основой сети должна быть хребтовая структура, состоящая из одной или нескольких систем STM, расположенных вдоль железной дороги. Количество и тип систем STM определяются общей емкостью информационного потока, который должен быть обеспечен на данном участке, а количество потоков 2,048 Мбит/с, выделяемых на станциях, зависит от числа терминалов местной сети, которым необходим доступ в сеть связи МПС.

При таком построении в определенной степени сглаживаются традиционные понятия магистрального, дорожного и отделенческого уровней сети и цифровая сеть отражает двухуровневую систему, имеющую уровень транспортной сети и уровень абонентского доступа. Первичные потоки, используемые для магистральной, дорожной и отделенческой сетей, большей частью интегрируются в потоках STM-1, STM-4, обеспечивающих многократный ввод-вывод компонентных потоков 2,048 Мбит/с из высокоскоростного группового потока.

Кольцевание сети должно быть реализовано, исходя из следующих принципов. В случае, когда железные дороги проходят параллельно, кольцевание осуществляется с использованием поперечных рокадных направлений или с использованием инфраструктуры других ведомственных сетей. На линейной сети связи, проложенной вдоль железной дороги, также формируется кольцевая структура. Малые кольца плоской структуры организуются в пределах отделения дороги и диспетчерского участка. Режим резервирования определяется соответствующими программами работы синхронных мультиплексоров, устанавливаемых в сетевых узлах. Кольца большой протяженности организуются на дорожном и магистральном уровнях.

Принципы построения цифровой сети на базе оборудования СЦИ иллюстрируется на примере схемы, приведенной в приложении 1 (рис.1).

Вдоль железной дороги прокладывается ВОЛС с использованием систем передачи STM - 1/4.

На крупных и средних железнодорожных станциях организуются сетевые узлы с синхронными мультиплексорами ввода-вывода ADM с функциями кросс-коннектора, обеспечивающими ответвление высокоскоростных потоков (155, 140 Мбит/с), распределение компонентных потоков, взаимодействие STM-1 и STM-4 нижнего уровня, разветвление потоков по направлениям на узловых железнодорожных станциях, а также выделение необходимого количества потоков 2,048 Мбит/с.

На уровне отделенческой связи, как правило, должны использоваться системы STM-1. На некоторых направлениях, например, там, где возможен большой коммерческий трафик с промежуточных станций, целесообразно применение STM-4.

Управление сетью реализуется с помощью системы ТМN (Telecommunikation Management Network).

Терминалы абонентов местной сети включаются в коммутационное оборудование вторичных сетей, которое в свою очередь через стыки 2,048 Мбит/с подключаются к первичной сети СЦИ. Для подтягивания абонентов малых станций используются отдельные тракты, рассчитанные на скорость 2,048 Мбит/с, которые могут быть организованы по волокнам того же кабеля, по которому работают системы СЦИ. На малых станциях устанавливается коммутатор оперативно-технологической связи типа KS-2000, к которому подключаются терминалы всех станционных абонентов.

На приведенной схеме обобщенно поясняется принцип организации раздельных сетей ОбТС, ОТС и ПД, базирующихся на выделенных первичных подсетях. На последующих этапах цифровизации сети, когда появится возможность создания сети с интеграцией услуг (ISDN) и будут разработаны новые принципы построения сети ОТС, вторичные сети могут быть интегрированы.

Абоненты ОбТС крупных станций, на которых могут быть расположены дорожные или отделенческие узлы, включаются в местную АТС-Ц, которая через УАК-Ц подключается к общетехнологической сети МПС. На средних станциях узлообразование в ОбТС может быть реализовано с помощью транзитной АТС-Ц. Абоненты различных сетей передачи данных также включаются в свои сети через коммутационное оборудование своей сети. Коммутатор технологической связи формирует режимы установления соединений для всех видов технологической связи, включая избирательную связь, связь совещаний, громкоговорящее оповещение, поездную радиосвязь и мобильную связь с абонентами на перегоне с использованием соответствующих радиосредств, автоматизированные рабочие места, телефонную местную связь с приоритетным доступом.

При организации дорожных сетей ОТС схема избирательной связи с использованием цифрового коммутатора остается такой же, как для диспетчерского участка отделения дороги. В управлении дороги устанавливается цифровой коммутатор, работающий в режиме исполнительных станций.

Групповые каналы формируются в выделенном потоке 2,048 Мбит/с. На средних и малых станциях могут быть использованы гибкие мультиплексоры, обеспечивающие доступ в сеть связи через широкую номенклатуру интерфейсов типа X, V, nx64 кбит/с, ТЧ и др. На малых станциях гибкий мультиплексор может заменить коммутатор технологической связи и служить для включения абонентских устройств в коммутационное оборудование соответствующих вторичных сетей соседних станций, а на средних станциях – расширить функции коммутатора.

При осуществлении выбора системы передачи на конкретном участке проектирования необходимо руководствоваться принципами развития первичной сети связи МПС, представленной в “Концепции создания сети связи МПС РФ с интеграцией услуг”, основные параметры которой для Дальнего Востока и Забайкалья приведены в приложении 1 (рис. 2).

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-11

Каналы первичной сети могут служить базой для построения вторичных сетей, которые разделяются по виду передаваемой информации (телефонная сеть, телеграфная сеть, сеть передачи данных и т.д.).

Назначением конкретной вторичной сети электросвязи является доставка информации определенного вида (преобразованной в соответствующие сигналы электросвязи). Как следует из определения первичной сети, она обеспечивает связь только между определенными узлами. При этом магистраль прокладывается далеко не между всеми узлами первичной сети (рис. 2). Поэтому для образования путей передачи информации на любой из узлов сети необходимо осуществлять соединения между каналами (или группами каналов) различных магистралей, оканчивающихся на одном и том же узле. Если на всех узлах первичной сети или некоторых из них установить кроссовые соединения, то на базе первичной сети будет создана вторичная некоммутируемая сеть.

В узлы некоммутируемой сети могут включаться абонентские линии, которые соединяются с каналами сети также с помощью кроссовых соединений. Примером такой абонентской линии может служить линия от ЭВМ или вычислительного центра. Однако в большинстве случаев каналы вторичной сетей являются коллективными для всех или группы абонентских пунктов, включенных в данный узел. На узле в этом случае устанавливается аппаратура коммутации, обеспечивающая подключение абонентской линии к каналу лишь на время передачи информации. Таким образом, на базе вторичной некоммутируемой сети образуется вторичная сеть другого типа - вторичная коммутируемая сеть. Узел, в котором установлена аппаратура коммутации каналов и линий, обеспечивающая подключение абонентских линий к каналам, называется узлом коммутации.

Вторичные коммутируемые сети подразделяются по способу коммутации на сети с коммутацией каналов, сообщений и пакетов.

В сети с коммутацией каналов соединение каналов происходит на станциях и узлах сети в соответствии с набираемым номером. Вызывающий абонент передает в сеть вызов (заявку) на установление соединения и адрес (номер) вызываемого абонента. Устройства управления на станциях и узлах должны на основании этого адреса найти свободные пути, выбрать один из них, соединить в коммутационных системах узлов сети каналы и послать вызываемому абоненту вызов. При невозможности осуществить соединение (например, из-за отсутствия свободных путей) система управления должна дать отказ или поставить абонента на ожидание в зависимости от системы и принятой стратегии управления. По окончании передачи информации и поступления от абонентов сигналов отбоя система управления осуществляет разъединение и освобождает занятые каналы и коммутационные приборы.

В сети с коммутацией сообщений абонент передает информацию на ближайший узел коммутации сообщений, к которому он подключен. В узле информация запоминается. В сообщении содержится служебная часть, включающая в себя все сведения, необходимые для передачи данного сообщения по сети, в частности на узле коммутации сообщений определяется, на какой из соседних узлов следует передать сообщение, чтобы достичь узла коммутации, к которому подключен абонент-получатель. В случае занятости канала между узлами сообщение хранится в памяти узла коммутации до освобождения канала, а затем передается. Если в момент поступления сообщения на станцию назначения абонент-получатель занят, сообщение хранится в памяти узла до его освобождения.

В последнее время широкое распространение на сетях получает способ пакетной коммутации сообщений, при котором каждое сообщение, длина которого превышает определенную величину, делится на несколько отрезков строго определенного размера. Каждый из них снабжается собственным заголовком с номером (адресом) и становится пакетом. Пакеты одного сообщения вводятся в сеть и передаются по каналам независимо друг о друга. В оконечном центре коммутации сообщений последние собираются из отдельных пакетов и передаются адресатам. Такой способ коммутации обладает определенным преимуществом по сравнению с передачей целого сообщения: меньше время задержки сообщения, экономится объем памяти запоминающихся устройств и др.

Такие вторичные сети как телефонные и факсимильные, чаще всего строятся на основе использования способа коммутации каналов, а телеграфные и передачи данных могут использовать оба способа коммутации: каналов и сообщений.

Принципы построения ГТС и СТС

На городских телефонных сетях (ГТС) в зависимости от размеров населенного пункта и плотности населения в нем целесообразно строить различные по структуре сети.

1. Нерайонированная ГТС используется при количестве абонентов до 10 000. При малом числе абонентов в населенном пункте целесообразно обойтись одной АТС со строительством распределительной сети по данному населенному пункту от этой АТС.

Рис. 4. Пример нерайонированной ГТС

2. Районированная ГТС 10000 используется при количестве абонентов около 70000. При численности абонентов около 70000 необходимо строительство нескольких АТС с разделением зон обслуживания в городе на районы. Связь между районами осуществляется посредством соединительных линий (СЛ) связывающих АТС районов города по принципу каждый с каждым.

Рис. 5. Пример районированной ГТС

3. Районированная с УВС используется при количестве абонентов до 500 000. При численности абонентов свыше 70000, но до 500000 строительство СЛ по принципу каждый с каждым нецелесообразно ввиду существенно возрастающих затрат на линейно-кабельные сооружения (ЛКС). В таком случае эффективнее строительство узлов осуществляющих концентрацию входящей нагрузки со стороны Района 1 и наоборот.

Рис. 6. Пример районированной ГТС с УВС

4. Районированная с УИС и УВС используется при количестве абонентов свыше 500 000. В этом случае, добавляют еще по одному узлу в район для концентрации исходящей нагрузки от АТС одного района.

Рис. 7. Пример районированной ГТС с УИС и УВС

Сельские телефонные сети (СТС) характерны низкой плотностью населения и большой протяженностью линейных сооружений связи. Эти условия и определяют структуру СТС.

1. Радиальный способ построения СТС. В райцентре устанавливается центральная станция (ЦС) имеющая соединительные линии с АТС населенных пунктов района (ОС - оконечная станция) и междугородной телефонной станцией (МТС).

Рис. 8. Радиальный вариант построения СТС

2. Радиально-узловой способ построения СТС (рис. 9).

Рис. 9. Радиально-узловой вариант построения СТС

Схема аналогична предыдущей, только для соединения с удаленными населенными пунктами устанавливаются узловые станции (УС) концентрирующие нагрузку. Такой вариант построения экономически оправдан в районах с низкой плотностью населенных пунктов.