Лекция 9. Тема 9 Телекоммуникационные системы Классификация телекоммуникационных систем

• Название: Тема 9 Телекоммуникационные системы Классификация телекоммуникационных систем
• Дата: 05.10.2022
• Размер: 419.79 Kb.
• Имя файла: Лекция 9.docx
• Тип: Документы; #715145
• страница: 4 из 9

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 станцияпредназначена для подключения абонентов.



Рисунок 2.7 – Способы организации СТС

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

Рисунок 2.4 – ГТС с УВС



3. Абонентский доступ

3.1.2. Состав телефонного аппарата

В состав телефонного аппарата входят разговорные, вызывные приборы, номеронабиратель, рычажный переключатель (рисунок 3.2).



Рисунок 3.2– Структурная схема телефонного аппарата

В разговорную часть схемы телефонного аппарата входят электроакустические преобразователи: микрофон и телефон. Преобразование акустических сигналов в электрические выполняют микрофоны, а обратное преобразование – телефоны. Конструктивно микрофон и телефон объединены в микротелефонную трубку.

Вызывная часть схемы служит для приема вызывного сигнала с коммутационной станции. В качестве  вызывных приборов могут использоваться звонок переменного тока или приемник тонального вызова. В режиме ожидания вызова со станции телефонный аппарат не потребляет электроэнергию, т.к. цепь постоянного тока разомкнута за счет включения конденсатора в вызывную цепь.

Рычажный переключатель обеспечивает поочередное подключение к абонентской линии вызывных и разговорных приборов.

Номеронабиратель передает на станцию адресную информацию – номер вызываемого абонента. В схему телефонного аппарата включаются импульсные и шунтирующие контакты номеронабирателя (ИК и ШК). ИК формируют сигналы набора номера, а ШК шунтируют разговорную часть схемы на время передачи цифры для того, чтобы она не влияла на параметры передаваемых сигналов.
3.1.3. Структурная схема кнопочного телефонного аппарата

В схему входят следующие основные узлы (рисунок 3.3):

1) вызывное устройство (ВУ) – предназначено для приема вызывных сигналов со станции и преобразования его в звуковые колебания;

2) диодный мост – исключает влияние полярности напряжения линий на схему телефонного аппарата;

3) схема «отбой» – осуществляет начальную установку интегральной схемы номеронабирателя;

4) рычажный переключатель SB – отключает питание схемы телефонного аппарата при положенной на рычаг микротелефонной трубке;

5) времязадающие элементы генератора – определяют частоту внутреннего тактового генератора, от которой зависят все временные параметры сигналов, вырабатываемых интегральной схемой номеронабирателя (частота набора, длительность импульсов и межцифровой интервал);

6) схема питания интегральной схемы номеронабирателя – обеспечивает питание микросхемы во время набора номера и поддержку питания оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) при положенной на рычаг трубке;

7) микросхема номеронабирателя (ИС НН) выполняет следующие функции:

а) опрос клавиатуры;

б) формирование сигналов набора номера, управляющих работой импульсного ключа (ИК);

в) формирование сигнала отключения разговорной части во время набора номера, управляющего работой разговорного ключа (РК);

г) запоминание последнего или нескольких набираемых номеров;

8) импульсный ключ (ИК) – формирует импульсы набора для передачи в  линию;

9) разговорный ключ (РК) – отключает разговорную часть на время прохождения импульсного набора;

10) Rн - резистор нагрузки линии, исключающий ее замыкание накоротко во время формирования импульсов набора;

11) телефонный усилитель – усиливает речевой сигнал до уровня нормальной слышимости и согласует сопротивление линии с сопротивлением звукоизлучающего элемента BF (телефона);

12) микротелефонный усилитель – усиливает сигнал микрофона;

13) противоместная схема – устраняет местный эффект (прослушивание голоса говорящего в собственном телефоне);

14) клавиатура выполняет функцию датчика импульсов.

При снятии трубки рычажный переключатель SB подключает телефонный аппарат к линии АТС. В результате образования делителя напряжение на линейных зажимах снижается до величины 5-15 В. При этом схема «отбой», вследствие подачи напряжения в схему, осуществляет начальную установку  интегральной схемы (ИС) номеронабирателя (НН) – режим готовности к набору номера.



Рисунок 3.3 – Структурная схема телефонного аппарата отечественного производства

В режиме готовности к набору номера ИС НН вырабатывает сигнал управления импульсным и разговорным ключом (ИК и РК). В результате разговорный узел, состоящий из микрофонного, телефонного усилителей и противоместной схемы, посредством разговорного ключа подключается к линии и в трубке прослушивается «Ответ станции». Импульсный ключ находится в разомкнутом (закрытом) состоянии. При нажатии кнопок клавиатуры ИС НН формирует последовательность импульсов, управляющих работой импульсного и разговорного ключей. Импульсный ключ замыкает линию накоротко и размыкает ее, формируя посылки постоянного тока, управляющие работой АТС. Разговорный ключ отключает разговорный узел от общего провода на время .следования посылок набора номера, что устраняет неприятные щелчки в трубке телефона при наборе номера. По окончании набора разговорный ключ вновь подключают разговорный узел и в трубке слышны тональные посылки АТС, свидетельствующие об окончании процесса соединения и поступления на линию вызываемого абонента посылок вызывного сигнала. При снятии абонентом трубки слышится голос. По окончании разговора, трубка укладывается на рычаг. Рычажный переключатель SB размыкает цепь постоянного тока и схема телефонного аппарата переходит в дежурный режим. В дежурном режиме схема питания микросхемы обеспечивает подпитку ОЗУ ИС НН, в котором хранится последний набранный номер, схема «отбой» запрещает набор номера с клавиатуры с целью сохранения последнего набранного номера, а вызывное устройство готово к приему сигнала вызова АТС.

При поступлении сигнала вызова от АТС, вызывное устройство вырабатывает звуковые сигналы, информирующие о вызове. До снятия трубки схема телефонного аппарата находится в дежурном режиме. При снятии трубки ИС НН устанавливается в исходное состояние с той лишь разницей, что вместо сигнала «Ответ станции» слышится голос вызывающего абонента. При кратковременном нажатии на рычажный переключатель или нажатии кнопки «отбой» на наборном поле клавиатуры, происходит размыкание цепи постоянного тока и  телефонный аппарат переводится в исходное состояние.
3.2.1. Структура типовой абонентской сети

Типовая абонентская линия может быть организована одним из следующих способов:

1)     индивидуальная двухпроводная физическая цепь, которая может содержать участки кабеля с разным диаметром жил;

2)     двухпроводная физическая цепь, используемая двумя оконечными устройствами (спаренное включение);

3)     индивидуальный канал, организованный малоканальной системой передачи (система АВУ – абонентская высокочастотная установка; ЦСПАЛ цифровая система передачи по абонентской линии).

Типовая абонентская сеть имеет комбинированную систему построения (рисунок 3.4), то есть использует сочетание двух принципов организации абонентского доступа:

1) «шкафная система»;

2) «прямое питание».



Рисунок 3.4 – Типовая структура абонентской сети

Вышеперечисленные варианты не могут рассматриваться как перспективные направления развития абонентских сетей из-за низкой надежности и невысокого качества передачи информации на участке между оконечными устройствами и коммутационной системой.

Абонентские линии представляют собой один из самых дорогостоящих элементов телекоммуникационной сети и, одновременно, тот уровень  в иерархии сети, который используется наименее эффективно. Стоимость абонентской сети составляет 32% от стоимости на создание и эксплуатацию местной сети. Стоимость абонентской сети может быть снижена нескольким способами:

1)  уменьшением длины абонентских линий;

2)  максимальным доведением цифрового потока до оконечного устройства;

3)  применением новых технологий абонентского доступа.

К перспективным технологиям абонентского доступа относятся:

·     доступ посредством индивидуальных двухпроводных абонентских линий;

·     доступ посредством цифровых абонентских линий;

·     доступ через выносные устройства (концентраторы, мультиплексоры);

·     доступ посредством индивидуальных абонентских линий, образованных радиоудлинителя (радиоудлинитель – совокупность приемника и передатчика для создания одной АЛ, включенной в абонентский комплект коммутационной системы);

·     доступ посредством оборудования для организации беспроводного доступа;

·     доступ посредством основного или первичного доступа ЦСИО (цифровая сеть с интеграцией обслуживания);

·     доступ посредством оптического кабеля (сеть оптического доступа).

3.2.2. Базовая структура сети доступа

Сеть доступа (AN - Access Network)– совокупность абонентских линий и станций местной сети обеспечивающая доступ абонентских терминалов (оконечных устройств) к транспортной сети, а также местную связь без выхода на транспортную сеть.

    Базовая структура сети доступа показана на рисунке 3.5.

    К абонентскому оборудованию относятся терминальные устройства ТЕ (оконечные устройства) и сетевые окончания NT (Network Termination), которые обеспечивают электрическую связь ТЕ со станционным оборудованием по физической линии.

В современную сеть доступа включаются следующие виды ТЕ:

1)  ТЕ фиксированной связи:

·     ТА различных классов (с дисковыми и кнопочными номеронабирателями, ТА с дополнительными возможностями, многофункциональные ТА);

·     ТЕ факсимильной связи;

·     модем-компьютер;

·     ТА беспроводного доступа (аналогично абонентской станции сети подвижной связи;

·     системные ТА.

2) ТЕ подвижной связи:

·     бесшнуровые ТА;

·     абонентские станции сети подвижной связи;

·     радиотелефоны (через радиоудлинители).

Сеть абонентского доступа (САД) ограничивается участком между сетевым окончанием NT и центральным узлом распределения сообщений (CDN - Center Distribution Node), который может включать в себя, помимо абонентских линий, распределительную сеть, если абонентское оборудование включено в выносное устройство NU (Network Unit).

Линия передачи абонентская проходит через всю сеть доступа и соединяет абонентское оборудование с узлом предоставления услуг SN (Services Node) транспортной сети.

Современная концепция управления телекоммуникационной системой предполагает наличие системы управления TMN (Telecommunication Management Network), которая обеспечивает управление сетью доступа и услугами.



Рисунок 3.5 – Базовая структура сети доступа