Инфокоммуникационные системы. к лекции. 1. Основы построения телекоммуникационных сетей Понятие системы и сети связи
 Скачать 247.71 Kb.
|
|
2.2.1 Нерайонированная ГТС Простейшей ГТС является нерайонированная ГТС. На такой сети устанавливается одна телефонная станция, куда включаются абонентские линии (рисунок 2.2).  Рисунок 2.2 – Нерайонированная ГТС Нерайонированные ГТС используются в городах с небольшой емкостью и обслуживаемой территорией. Нумерация на сети может быть: · Четырехзначная (если емкость АТС не превышает 10000 номеров):  В этом случае максимальная емкость сети 8000 номеров, т. к. в качестве первой цифры номера нельзя использовать цифры 0 и 8 (0, в дальнейшем 1 – выход на узел спецслужб; 8, в дальнейшем 0 – выход на АМТС); · Пятизначная:  В этом случае в городских районах с высокой плотностью абонентов устанавливаются концентраторы, которые содержат часть коммутационного оборудования цифровой АТС. Максимальная емкость сети 80000 номеров. 2.2.2. Районированная ГТС При увеличении абонентской емкости и размеров обслуживаемой территории для уменьшения затрат на линейные сооружения целесообразно строить ГТС по принципу районирования. В этом случае территория города разбивается на районы. В каждом из районов размещается районная АТС (РАТС), в которую, как правило, включаются 10000 абонентов этого района. РАТС соединяются между собой по принципу «каждая с каждой» (рисунок 2.3) Максимальная емкость сети 80000 номеров, т. к. в качестве первой цифры номера нельзя использовать цифры 0 (в дальнейшем 1) и 8 (в дальнейшем 0). Экономически выгодная емкость 50-60 тыс. номеров. При таком построении ГТС капитальные затраты на линейные сооружения сокращаются за счет существенного уменьшения протяженности абонентских линий, имеющих низкий коэффициент использования и введения соединительных линий с высоким коэффициентом использования.  Рисунок 2.3 – Районированная ГТС 2.2.3. ГТС с узлами входящих сообщений (УВС) При большом числе районных АТС организация межстанционной связи по принципу «каждая с каждой» приводит к увеличению числа пучков соединительных линий, в которых понижается пропускная способность линий. Одним из наиболее эффективных способов повышения использования межстанционных линий является применение на ГТС коммутационных узлов для концентрации нагрузки. При увеличении емкости свыше 50-60 тысяч номеров на ГТС используются узлы входящих сообщений (УВС). При таком построении сети территория города делится на узловые районы. Внутри узлового района РАТС связываются по принципу «каждая с каждой». Связь между РАТС разных узловых районов осуществляется через УВС (рисунок 2.4). Нумерация на сети шестизначная:  Максимальная емкость сети 800000 номеров. Экономически выгодная емкость 500-600 тыс. номеров.  Рисунок 2.4 – ГТС с УВС 2.2.4. ГТС с узлами исходящих (УИС) и входящих сообщений (УВС) При емкости свыше 500-600 тыс. номеров даже при наличии на сети УВС количество пучков соединительных линий становится очень большим, а эффективность использования уменьшается. В этом случае территория города делится на узловые районы емкостью до 100 тыс. номеров каждый. Для установления соединений между РАТС разных узловых районов в каждом узловом районе вводят коммутационные узлы исходящих сообщений УИС, в которых объединяется исходящая нагрузка станций других узловых районов, и распределяется по направлениям к УВС своего узлового района (максимально 10 УВС в узловом районе) (рисунок 2.5). Нумерация на сети семизначная:  Максимальная емкость сети 8000000 номеров. Экономически выгодная емкость 5-6 млн. номеров.  Рисунок 2.5 – ГТС с УИС и УВС 2.3. Перспективы развития ГТС 2.3.1. Стратегия перехода от аналоговых ГТС к цифровым Преобразование аналоговых вторичных сетей в цифровые – актуальная задача для ТфОП России. Возможны различные пути перехода от аналоговым сетям к цифровым. Для крупных сетей этот переход можно реализовать в несколько этапов: 1) замена всех аналоговых межстанционных линий цифровыми; 2) замена всех аналоговых систем коммутации (АСК) цифровыми системами коммутации (ЦСК); 3) создание цифровой сети с интеграцией обслуживания ЦСИО (сведения по ЦСИО представлены в разделе 11). Может быть использована другая стратегия перехода – внедрение «наложенной» цифровой сети, которая создается наряду с уже существующей аналоговой сетью. Такая стратегия позволяет минимизировать единовременные затраты, так как в момент ввода первых ЦСК возможно создание полностью цифрового участка сети, в пределах которого информация между абонентами может передаваться в цифровой форме. Кроме того, часть услуг цифровой сети смогут получать и абоненты аналоговой сети, благодаря специально организованному доступу к ресурсам наложенной сети. Варианты построения «наложенной» цифровой сети зависят от емкости и структуры существующей аналоговой сети. При создании «наложенной» сети на аналоговой ГТС без узлов вновь вводимые АТС должны быть связаны со всеми РАТС данной ГТС цифровыми трактами с установкой оборудования аналогово-цифрового преобразования (АЦП) на стороне аналоговых АТС. При введении следующих станций необходимо решать вопрос рационального подключения данных станций к существующей ГТС. Возможны три основных способа подключения вновь вводимых РАТС [6]: 1) организация прямых пучков соединительных линий между каждой цифровой и каждой аналоговой РАТС («каждая с каждой»); 2) использование ранее введенных в сеть цифровых РАТС в качестве транзитных станций для вновь вводимых станций. При этом связь вводимых РАТС с аналоговой ГТС будет осуществляться через транзитную станцию; 3) комбинированное решение, основанное на сочетании перечисленных ранее вариантов. 2.3.2. Структура цифровых ГТС Цифровые АТС позволяют реализовать более экономичные структуры ГТС по сравнению с аналоговыми АТС. Основные особенности перспективных структур ГТС с цифровыми АТС (ЦСК, АТСЭ) следующие: · широкое использование выносных концентраторов (часть аппаратно-программных средств ЦСК, приближенных к местам группирования пользователей), что позволяет строить более гибкую сеть, сокращает протяженность абонентских линий и уменьшает затраты на управление и обслуживание · комбинированное использование оборудования АТС (РАТС, РАТС и УВС, УИВС, РАТС и УИВС, РАТС и АМТС и т. д.); · возможность использования двухсторонних соединительных линий; · применение обходных направлений; · использование системы общеканальной системы сигнализации ОКС№7 (раздел 7, п. 7.3); · предоставление абонентам значительного числа дополнительных видов обслуживания; · создание на сети центров технической эксплуатации. Структура цифровой сети может быть существенно упрощена по сравнению с аналоговой сетью. Это связано, прежде всего, с тем, что нет никаких жестких ограничений максимальной емкости ЦСК (количества абонентских и соединительных линий), какие существуют для аналоговых станций. Поэтому для построения цифровой сети заданной емкости требуется меньшее количество станций, чем для построения аналоговой сети. Еще одно важное отличие цифровой сети от аналоговой – отсутствие ограничений на расстояние между станциями и узлами благодаря использованию систем передачи с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). Это позволяет строить цифровую ГТС как одноуровневую, т. е. без узлов. Станции такой сети могут быть связаны по принципу «каждая с каждой» ИКМ-трактами (рисунок 2.6) [26]. Эти станции могут использоваться как оконечные или как совмещенные (оконечные и транзитные). Для обмена сигнальными сообщениями при межстанционной связи в сети используется система общеканальной сигнализации ОКС№7. Данная система сигнализации является эффективным транспортным средством, передающим не только сигнальные сообщения пользователей, но и команды управления сетью и данные технической эксплуатации. На цифровой ГТС широко используются концентраторы, так как это позволяет снизить затраты на абонентскую сеть (сеть доступа пользователей к цифровой сети).  Рисунок 2.6 – Цифровая одноуровневая ГТС 2.4. Построение сельских телефонных сетей (СТС) Различают следующие способы построения сельских телефонных сетей: 1) радиальный (рисунок 2.7, а); 2) радиально-узловой (рисунок 2.7, б); 3) комбинированный (рисунок 2.7, в). Основой СТС является центральная станция (ЦС), в которую включаются линии от вышестоящей АМТС, соединительные линии от оконечных станций (ОС), а при радиально-узловом построении и от узловых станций (УС). Центральная станция устанавливается в районном центре и обычно имеет емкость до 1000-2000 номеров. Узловые станции концентрируют нагрузку от ОС и включаются в ЦС. Оконечная станция предназначена для подключения абонентов.  2.5. Внутризоновые телефонные сети Вся территория страны делится на зоны с единой системой нумерации. Как правило, территории телефонных зон совпадают с территориями областей и республик. Однако территории нескольких областей могут быть объединены в одну зону и, наоборот, одна область может быть разделена на две зоны. Крупные города с семизначной нумерацией выделяются в самостоятельные зоны. Каждая внутризоновая сеть включает в себя городские и сельские телефонные сети (СТС). Коммутационным центром зоны является автоматическая междугородная телефонная станция (АМТС), через которую осуществляется выход на другие внутризоновые сети, а также связь внутри зоны между местными станциями. Наиболее распространенным вариантом организации внутризоновой сети является вариант с одной АМТС в зоне. В этом случае внутризоновая сеть строится по радиальному принципу, где роль узла выполняет АМТС, которая также является оконечной станцией междугородной сети. В АМТС включаются центральные станции (ЦС) сельской сети и РАТС городской сети. РАТС соединяются с АМТС либо непосредственно, либо, через узлы городской сети (УИС и УВС). Между местными сетями и АМТС имеются соединительные линии: · исходящие – заказно-соединительные линии (зсл) в направлении к АМТС; · входящие – соединительные линии междугородные линии (слм) от АМТС к местным сетям (на стороне городских АТС слм заканчиваются на входах УВСМ). Схема построения внутризоновой телефонной сети показана на рисунке 2.8.  Рисунок 2.8 – Схема построения внутризоновой телефонной сети В пределах зоны нумерация семизначная:  В качестве первой цифры а могут быть использованы любые цифры, кроме 0 (в дальнейшем 1) и 8 (в дальнейшем 0). В стотысячной группе номер пятизначный ххххх. Так как число стотысячных групп в зоне нумерации не может превышать 80, то максимальная емкость внутризоновой сети 8 млн. номеров. Порядок набора номера при внутризоновой связи:  2.6. Организация междугородной сети Междугородная телефонная сеть предназначена для установления соединений между АМТС различных зоновых сетей и включает АМТС, узлы автоматической коммутации первого класса (УАК1) и второго класса (УАК2), пучки телефонных каналов, связывающие станции и узлы между собой. АМТС являются оконечными станциями междугородной сети. На УАК устанавливаются только транзитные соединения. Вся территория страны разделена на транзитные территории, каждая из которых имеет УАК1. Все УАК1 соединяются между собой по принципу «каждый с каждым» пучками высокого качества. Каждая АМТС, расположенная на транзитной территории, соединяется с УАК1 этой территории и еще с одним УАК1 междугородной сети либо непосредственно, либо через УАК2 пучками высокого качества. УАК2 создаются при наличии технико-экономической целесообразности для замыкания нагрузки между группой АМТС одной транзитной территории и выхода к УАК1. Число УАК в соединительном тракте не должно превышать четырех, т. е. в соединительном тракте на междугородной сети не быть более пяти коммутируемых участков (рисунок 2.9). Самый длинный путь по числу коммутируемых участков между АМТС: АМТС – УАК2 – УАК1 – УАК1 – УАК2 – АМТС (путь последнего выбора). Нумерация на сети десятизначная:  Порядок набора номера при междугородной связи:  Рисунок 2.9 – Виды соединений на междугородной телефонной сети Вопросы для самоконтроля 1. Назначение общегосударственной системы автоматизированной телефонной связи (ОГСТфС)? 2. Какую структуру имеет ОГСТфС? 3. Какие виды услуг предоставляет ОГСТфС? 4. Чем определяется выбор способа построения городских телефонных сетей? 5. Какова максимальная емкость ГТС, построенная по принципу «каждая с каждой»? 6. Какую структуру имеет номер абонента на ГТС, построенной по принципу «каждая с каждой»? 7. С какой целью на ГТС вводятся узлы входящих сообщений УВС? 8. Какова максимальная емкость ГТС с УВС? 9. Какую структуру имеет номер абонента на ГТС с УВС? 10. Какова максимальная емкость ГТС с УИС и УВС? 11. Какую структуру имеет номер абонента на ГТС с УИС и УВС? 12. Каковы основные способы построения сельских телефонных сетей СТС? 13. Пояснить организацию внутризоновых сетей. 14. Какую структуру имеет номер абонента при внутризоновой связи? 15. Пояснить организацию междугородной связи. 16 Какую структуру имеет номер абонента при междугородной связи? 3. Абонентский доступ 3.1. Оконечные устройства тракта телефонной передачи 3.1.1. Характеристики речевых сигналов Звеньями тракта передачи речевых сообщений являются звуковые (акустические) поля, которые образуются в воздушных пространствах между преобразователями и органами речи и слуха человека. Энергетическими характеристиками звукового поля являются звуковое давление Риинтенсивность звука J.При нормальном атмосферном давлении и температуре 20°С плотность воздуха  =1,205 кг/м3 и скорость звука с=344 м/с. Для этих условий получены выражения для Р и J, имеющие практическое значение: , (3.1) (3.2)Спектр мощности сигнала речи имеет максимум вблизи частоты 4000Гц и спадает на более высоких частотах со скоростью около 9дБ на октаву. В соответствии с рекомендациями МСЭ-Т при обработке сигналов речи ограничиваются интервалом частот 300-3400Гц. Длительность звуков речевого сигнала составляет от нескольких десятков до нескольких сотен миллисекунд при среднем значении 130 мс, причем среднее значение для гласных звуков 210 мс, а для согласных 95 мс. Мгновенный уровень речевого сигнала изменяются в диапазоне 35-40дБ. При этом уровень согласных в среднем на 20дБ ниже уровня гласных. Слуховое ощущение прироста громкости звука подчиняется психофизиологическому закону Вебера-Фехнера, по которому прирост ощущения пропорционален логарифму отношения раздражений. Для получения прироста ощущения в децибелах коэффициент пропорциональности принимают равным десяти. Для определения уровня интенсивности и звукового давления на любой частоте приняты интенсивность нулевого уровняJ0=10-12Вт/м2 и звуковое давление нулевого уровня  .Величины J0 и Р0 приблизительно соответствуют минимальной интенсивности и минимальному звуковому давлению, воспринимаемыми человеческим ухом в области частоты 1000Гц. Таким образом, уровни интенсивностиизвукового давления, измеряемые в децибелах, определяются по формуле:  , (3.3)Область звуковых ощущений у человека лежит между порогом слышимости и порогом болевого ощущения. Порог слышимости – минимальный уровень звукового сигнала (порог чувственности), общепринятый начальный уровень P0=20 мкПа. Уровень звукового давления обозначается SPL и для порога слышимости составляет 0дБSPL. Порог болевого ощущения – максимальный уровень, который соответствует звуковому давлению примерно200 Па и составляет примерно 140дБSPL. Реальные примеры уровней звукового давления показаны на рисунке 3.1.  Рисунок 3.1 – Уровни звукового давления |