Лекция 2. Лекция Система телефонной связи Российской Федерации. 1 Структура телефонной сети общего пользования
 Скачать 0.81 Mb.
|
 Лекция 2. Система телефонной связи Российской Федерации.2.1 Структура телефонной сети общего пользования. Телефонная сеть - комплекс технических сооружений и оборудования, предназначенный для осуществления телефонной связи и состоящей из телефонных узлов связи, телефонных станций, линий связи и абонентских установок. Абонентской установкой называется телефонный аппарат, снабженный дисковым номеронабирателем или тастатурой, либо имеющий, так называемый, автонабор. Линии связи телефонной сети могут быть воздушные, кабельные, радиорелейные, оптические и спутниковые. В целях эффективного использования линий в них с помощью аппаратуры уплотнения создают определенное число типовых каналов связи тональной частоты (300-3400 Гц). На телефонных станциях и узлах производится коммутация линий и каналов связи, объединение и распределение потоков телефонных сообщений. Распределение по функциональному и структурному признаку приведено на рисунке 2.1 В зависимости от уровня иерархии ЕСЭ РФ различают следующие виды телефонных сетей: международная, междугородная, внутризоновая и местные телефонные сети. Городские, сельские и учрежденческо-производственные телефонные сети объединяются общим названием телефонные сети.  Рис 2.1 Состав системы телефонной связи общего пользованияНа базе аналоговых телефонных сетей строилась общегосударственная система автоматизированной телефонной связи ОГСТфС. Схема построения ОГСТфС представлена на рисунке 2.1 Коммутационное оборудование междугородней телефонной станции можно классифицировать на узлы автоматической коммутации (УАК) и зоновые узлы связи (ЗУС). Ранее предусматривалось использование двухступенчатой сети УАК – УАК I и УАКII (первого и второго класса). Последние исследования показали целесообразность использования только одной ступени УАК. Все УАК соединяются между собой по полносвязной схеме, обслуживают определенные районы и являются центром сети радиально-узлового построения. Все ЗУС, расположенные на зоновых сетях, являются оконечными станциями междугородней сети, а УАК – транзитными. При большой нагрузке между ЗУС устанавливается непосредственная связь. Учрежденческо – производственные телефонные сети обеспечива.т внутреннюю телефонную связь предприятий, учреждений, организаций. Такие сети могут быть либо полностью автономными либо иметь выход на ТФОП. Городские телефонные сети (ГТС) обеспечивают телефонную связь на территории города и его пригородной зоны. Сельские телефонные сети (СТС) обеспечивают телефонную связь на территориях сельских административных районов. Они охватывают более обширные территории, чем городские, но при этом плотность телефонных аппаратов (ТА) значительно меньше. Емкость СТС как правило, значительно меньше емкости ГТС. Внутризоновые телефонные сети (ВЗТС) – это совокупность устройств и сооружений, предназначенных для установления соединений между абонентами разных местных телефонных сетей, находящихся на территории одной телефонной зоны и их выход на междугородную и международную сети. Признаком зоны является наличие семизначной нумерации внутри зоны. Междугородняя телефонная сеть (МгС) – это единый комплекс устройств и сооружений, предназначенных для установления соединений между абонентами телефонных сетей, расположенных на территориях различных зон телефонной нумерации. 2.2 Принципы построения городских телефонных сетей 2.2.1 Структура и классификация ГТС Городские телефонные сети предназначены для предоставления телефонной связи населению, предприятиям, учреждениям и организациям, расположенным на территории данного города и его пригородной зоны. На ГТС также предусматривается передача нетелефонной информации, используя телефонные ресурсы – передача данных, факсимильных сообщений, электронной почты и т.д. Как правило, на сети соединительных линий аналоговой ГТС предусмотрено использование пучков линий одностороннего действия, по которым соединения могут быть установлены только в одном направлении. Для соединения в обратном направлении используется другой пучок линий. На аналоговой ГТС сеть СЛ строится с помощью физических линий или линий, уплотненными системами передачи с ЧРК или ВРК. Физические линии – двухпроводные, с использованием кабелей ТП с жилами диаметром 0.5 и 0.7 мм. На этих же кабелях строятся системы ВРК с использованием ИКМ 30/32. Для систем с ЧРК используются симметричные кабели 7х4х1.2 или 4х4х1.2. Оконечное оборудование систем с ЧРК и ВРК устанавливается в здании АТС. Кабели сетей АЛ и СЛ подключаются к станционным устройствам на щитах подключения (ЩПАЛ и ЩПСЛ), устанавливаемых в отдельном помещении называемом кроссом. К станционным сооружениям аналоговых ГТС относят:
Аналоговые ГТС подразделяются на четыре типа:
Аналого-цифровые городские телефонные сети (ГТС) строятся с использованием технологии коммутации каналов (КК). При этом от исходящего оконечного устройства (ОУ), в рассматриваемом случае это телефонный аппарат (ТА), к входящему ОУ устанавливается соединение на все время сеанса связи. Канал связи на время сеанса остается занятым, даже если сообщение по нему не передается. Между ОУ организуется аналоговый, составной аналогово-цифровой или цифровой так называемый «прозрачный» канал связи. Аналоговый канал с фиксированной полосой частот f = 0,3 3,4 кГц называется каналом тональной частоты (ТЧ). Цифровой канал с фиксированной скоростью передачи =64 кбит/с называется основным цифровым каналом (ОЦ). Составной аналого-цифровой канал связи образуется путем последовательного соединения каналов ТЧ и ОЦ. Основным достоинством технологии КК является возможность передачи сообщений в режиме реального времени без задержек. Основные недостатки технологии КК:
По структуре различают следующие типы ГТС:
На аналого-цифровых ГТС средняя величина интенсивности суммарной исходящей и входящей нагрузки в час наибольшей нагрузки (ЧНН) по одной абонентской линии (АЛ) составляет 0,10,12 Эрл., т.е. в течение часа наибольшей нагрузки одна АЛ занята по исходящей и входящей связи всего 67 минут. При емкости ГТС менее 8тыс. номеров на сети строится одна АТС и сеть называют нерайонированной (рис.3.1). Для экономии затрат на сети АЛ применяются подстанции (ПС), учрежденческо-производственные АТС (УПАТС), концентраторы (К), мультиплексоры (М). В этом случае сокращается длина АЛ. Соединительные линии (СЛ) имеют большую, по сравнению с АЛ, пропускную способность.  Рис 2.2При прочих равных условиях с ростом емкости АТС увеличивается средняя протяженность АЛ. При емкости аналого-цифровой ГТС более 8 тыс. номеров обычно применяется районирование, т.е. территория города делится на телефонные районы, в каждом из которых строится районная АТС. Между собой АТС обычно связываются по полносвязной схеме («каждая с каждой»). Такие сети называются районированными без узлов (рис.3.2). Оценим среднее использование одной соединительной линии (СЛ) между АТС на такой ГТС. Пусть емкость ГТС равна 80 тыс. номеров, емкость каждой АТС – 10 тыс. номеров, т.е. на ГТС всего 8 АТС. Нумерация абонентских линий в этом случае пятизначная. Первая цифра номера (за исключением цифр 8 и 0) – код АТС. Между аналоговыми АТС обычно организуются линии одностороннего занятия. Между цифровыми АТС могут организовываться СЛ одностороннего занятия, а при использовании сигнализации по общему каналу (ОКС-7) – двустороннего занятия. Пусть средняя исходящая от одного абонента нагрузки равны аисх = 0,05 Эрл. Тогда от всех абонентов одной АТС интенсивность исходящей нагрузки равна Уисх = 0,05 10000 = 500 Эрл. Для простоты рассуждений будем считать, что эта нагрузка распределяется равномерно между всеми АТС. Тогда интенсивность нагрузки на пучок исходящих межстанционных СЛ от АТСi к АТСj составит уij = уисх / 8 = 500/8 60 Эрл. При допустимой величине потерь сообщений на пучке СЛ между АТС Рij=1% среднее использование одной СЛ в пучке с односторонним занятием линий составит:
В пучке с двусторонним занятием линий интенсивность нагрузки на пучок удваивается Удв = Уij + Уji = 120 Эрл. Число СЛ дв = 138, среднее использование СЛ  Эрл.Во избежание перегрузки СЛ при случайных колебаниях интенсивности нагрузки предельное среднее использование СЛ в пучке не должно превышать в соответствии с рекомендацией Q Международного союза электросвязи (МЭС-Т) значения  Эрл. Поэтому в рассматриваемом случае число СЛ в пучке двустороннего занятия будет рассчитываться путем деления интенсивности нагрузки, обслуженной пучком линий двустороннего занятия  , на величину предельно допустимого использования одной линии Рис. 2.3 .Как видно из этой оценки, среднее использование СЛ в 6 – 8 раз выше среднего использования АЛ (двухпроводная АЛ является линией двустороннего занятия). Емкость цифровых АТС может достигать нескольких десятков тысяч номеров. При прочих равных условиях с ростом емкости АТС растет интенсивность нагрузки, поступающей на пучки СЛ межстанционной связи. Поэтому полносвязная схема на цифровых ГТС с коммутацией каналов может быть экономически оправданной при емкости ГТС в несколько сот тысяч номеров. Однако вернемся к аналого-цифровым ГТС. Пусть емкость такой ГТС равна 800 тыс. номеров, а емкость АТС – 10 тыс. Тогда число АТС на сети составит 80. В предположении равномерного распределения нагрузки между всеми АТС интенсивность нагрузки, поступающей на пучок СЛ одностороннего занятия при полносвязной схеме связи АТС, составит  При неполнодоступном включении линий с доступностью D = 10 и Р=0,01 число СЛ  и среднее использование одной линии в пучке  Эрл. В полнодоступном пучке двустороннего занятия число линий Vдв = 20,  Эрл.Столь низкое среднее использование СЛ для ГТС такой емкости делает экономически не оправданным применение полносвязной схемы связи всех АТС сети. Поэтому на аналого-цифровых ГТС емкостью свыше 80 тыс. номеров применяется узлообразование. На сети образуются узловые районы емкостью 100 тыс. номеров. АТС, расположенные на территории одного узлового района, обычно связывают по полносвязной схеме, а связь к АТС других узловых районов организуется через узлы входящих сообщений (УВС) (рис. 3.3). Легко рассчитать, что в предположении равномерного распределения нагрузки от АТС к восьми узловым районам интенсивность нагрузки на направлении АТС – УВС составит порядка 60 Эрл и среднее использование СЛ приближается к максимально допустимому. Пучок СЛ от АТС к УВС обслуживает сообщения от 10 тыс. абонентов к 100 тыс. На ГТС емкостью от 80 тыс. номеров и до 800 тыс. номеров используется шестизначная нумерация абонентских линий. По первой цифре абонентского номера выбирается группа абонентов емкостью 100 тысяч номеров. Код УВС – однозначный. По второй цифре выбирается абонентская группа емкостью 10 тыс. номеров. Код АТС – двузначный. Рассмотрим структуру аналого-цифровой ГТС с двумя узлами в соединительном тракте. Принципы построения межстанционных связей аналого-цифровых ГТС с УИС и УВС: 1. Ёмкости АТС должны быть кратны 10 тыс. номеров. 2. Ёмкости узловых районов должны быть кратны 100 тыс. номеров. 3. В соединительном тракте должно быть, как правило, не более одного перехода с одной системы сигнализации на другую. Например, АТС ДШ → УИС ДШ → УВС ДШ АСТКУ; АТСКУ → УИСК → УВСК АТС ДШ; АТС ДШ → УИС ДШ УВСК → АТСКУ; АТСКУ → УИСК УВС ДШ → АТС ДШ. 4. Цифровые АТС должны образовывать цифровые узловые районы. 5. Между цифровыми АТС соединительный тракт должен быть цифровым, т.е. не должен содержать аналоговых вставок. 6. При связи аналогового коммутационного оборудования с цифровым аналого–цифровые преобразователи должны устанавливаться на стороне аналогового оборудования 7. В цифровые коммутационные станции и узлы должны включаться, как правило, цифровые СЛ. Обозначения: УВС – узел входящих сообщений; УВСМ – узел входящих сообщений междугородный; УЗСЛ – узел заказно-соединительных линий; УР – узловой район. Емкость ГТС до 800 тыс. №№; нумерация шестизначная; b ХХХХХ; b≠0,8. Рис. 2.4. Схема районированной ГТС с УВС  Как и выше, пусть емкость каждой АТС равны 10 тыс. номеров, емкость каждого узлового района – 100 тыс. номеров. Пусть на сети действует семизначная нумерация и ёмкость ГТС равна 8 млн. номеров. На такой сети будет 80 узловых районов. В этом случае структура ГТС с одним узлом в соединительном тракте экономически не оправдана, т.к. от АТС к УВС интенсивность нагрузки не превышала бы 6 Эрл. Для повышения среднего использования СЛ сеть строится с двумя узлами в соединительном тракте (рис.2.5). Рис 2.5  По первой цифре абонентского номера выбирается миллионная группа абонентов. Оборудование АТС по первой цифре номера выбирает пучок СЛ к узлу исходящих сообщений (УИС), обслуживающему исходящее сообщение от 10 тыс. абонентов АТС к одному миллиону абонентов. При принятых предположениях интенсивность нагрузки на этом направлении составит порядка 60 Эрл. К другой миллионной группе абонентов соединение будет устанавливаться через другой УИС. Оборудование УИС по второй цифре номера выбирает пучок СЛ к УВС, обслуживающему входящие сообщения от 100 тыс. абонентов узлового района, в котором расположен УИС, к 100 тыс. абонентов узлового района, в котором расположен УВС. Узел входящих сообщений собирает сообщения от абонентов всей сети, кроме абонентов своего узлового района. По третьей цифре номера выбирается направление связи от УВС к АТС. Код УВС на такой сети – двузначный, а код АТС – трехзначный. Число СЛ на направлении от УВС к АТС при полнодоступном их включении обычно рассчитывается путем деления интенсивности поступающей на это направление нагрузки на предельное среднее использование СЛ. 2.3.2 Стратегии и принципы цифровизации аналоговых ГТС. При цифровизации аналоговых телефонных сетей могут применятся следующие стратегии: -замещения; -цифровых островов; -наложения. Стратегия замещения предлагает за относительно короткий срок (два- три года) заменить всё аналоговое оборудование на цифровое. Достоинство этой стратегии: - быстрая реализация проекта по переходу на новую технологию. Недостаток: - необходимость больших единовременных капитальных вложений. Стратегия цифровых островов предлагает, что на вновь застраиваемых территориях устанавливается только цифровое оборудование. Недостатком такой стратегии является: - длительное ожидание цифровизации в старых и хорошо обжитых городских районах, в которых аналоговое оборудование выводится из эксплуатации по мере физического старения; - затраты на включение вспомогательных устройств для соединения аналоговых (устаревших) устройств с цифровыми (вновь вводимым) оборудованием. Стратегия наложения не имеет недостатков, присущих указанным выше стратегиям. Цифровая сеть строится на территории, обслуживаемого аналогового оборудования. Цифровые и аналоговые АТС могут располагаться в одних зданиях. При этом аналоговая сеть продолжает функционировать, а цифровая наложенная сеть строится с учетом технологических возможностей, заложенных в цифровом оборудовании. При создании цифровой наложенной сети должны соблюдаться следующие правила (рис.4.6):
При цифровизации ГТС в нашей стране принята стратегия наложения.  Обозначения: - цифровые СЛ; -аналоговые СЛ. Рис. 2..6. Цифровая наложенная сеть. 2.4 Принцип построения сельских телефонных сетей. Сельская телефонная сеть СТС строится и функционирует на территории одного сельского муниципального района. Сельские населенные пункты имеют малое число жителей и расположены на значительных расстояниях друг от друга. Как следствие этого СТС в отличии от ГТС имеют следующие особенности: Коммутационные станции и узлы имеют малую ёмкость. Так оконечные станции (ОС) имеют ёмкость от 50 до 200 номеров, районная станция (ЦС) районного центра – несколько тысяч номеров; Пучки соединительных линий имеют малую ёмкость и значительную протяженность; На СТС применяются малоканальные системы передачи. Для повышения использования линейно- кабельных сооружений применяются следующие способы: - Радиальная или радиально- узловая схема построения СТС. Так при радиальной схеме построения СТС вся межстанционная нагрузка от ОС концентрируется на одном пучке СЛ; - Использование соединительных линий двустороннего занятия (объединения на одном пучке линий исходящего и входящего направления); - Большая, чем на ГТС, допустимая норам потерь сообщений на пучках СЛ; - Обслуживание местной и междугородней нагрузки общим пучком СЛ. На аналогичных СТС использовалась радиально- узловая схема построения (рис. 2.7), на цифровых сетях рекомендуется радиальная схема построения сети. Районным центром может быть и город, в котором построена районированная ГТС без узлов. В этом случае в районном центре строится сельско- пригородный узел связи. (СПУС) на правах районной АТС ГТС районного центра (рис. 2.8). Через УСЛ связываются абоненты оконечных станций между собой, а также с абонентами ГТС районного центра. Рис 2.7 Радиальный способ построения СТС  Рисунок 2.8 Радиально-Узловой способ построения СТC2.5 Принципы построения зоновых, междугородних и международных телефонных сетей связи. Различают телефонные сети географически определяемых и географически неопределяемых зон нумерации. Границы географически определяемых зон нумерации совпадают с границами субьектов Российской Федерации (областей,краев, республик). Географически неопределяемые зоны нумерации не имеют привязки к административному делению страны. В зоне нумерации каждый абонент имеет свой, отличный от других, хотя бы одной цифрой, семизначный номер. Если на первую цифру номера не накладывается ограничение, то максимальной емкость зоновой телефонной сети будет равна 10 7, 10 миллионов абонентов. Трехзначные коды географически определяемых зон нумерации обозначаются АВС, а географически не определяемых зон нумерации - ДЕF- на сетях сотовой подвижной связи. На стационарной телефонной сети в состав зоны нумерации входят местные телефонные сети (городские и сельские) и внутризоновая телефонная сеть, связывающая между собой местные сети, расположенные на территории зоны нумерации. Услуги внутризоновой телефонной связи в одной зоне нумерации могут предоставлять разные операторы. В этом случае каждый из операторов сотовой связи внутризоновую телефонную сеть связи (ВЗТС). Местные сети в пределах зоны нумерации связываются между собой с помощью зонового узла связи (ЗУС). Сообщения от абонентов местной сети к ЗУС передаются по заказно - соединительным линиям (СЛ), а в обратном направлении – по соединительным линиям междугородней связи (СЛМ). Заказно – соединительные линии (ЗСЛ) – предназначены для установления исходящей автоматической междугородной связи (включая внутризоновую), а также предварительных заказов на междугородние соединения с пунктами, не имеющими автоматической междугородней телефонной связи. При установлении междугородного автоматического соединения на ЗУС должен быть передан не только номер вызываемого абонента, но и номер, а также категория вызывающего абонента для предъявления счета и начисления оплаты за междугородний разговор. Для этой цели на городских и сельских АТС устанавливается аппаратура автоматического определителя номера (АОН) вызывающего абонента. На крупных ГТС областного значения пучки от нескольких РАТС объединяются в узлы заказно – соединительных линий (УЗСЛ). Соединительные линии междугородние (СЛМ) предназначены для установления входящих междугородних соединений. На стороне городских АТС СЛМ заканчивается либо на входах районных АТС, либо в случае узлового построения ГТС на узлах входящего сообщения междугородней связи. На цифровой сети с коммутацией каналов может быть образован общий пучок ЗСЛ/ СЛМ двустороннего занятия линий. В этом случае число линий в пучке ЗСЛ/СЛМ должно пересчитываться при величине потерь сообщений, нормированных для СЛМ. Любые соединения за пределы зоны нумерации должны устанавливаться через ЗУС. Зоновые узлы связи разных операторов в пределах одной географически определяемой зоны нумерации могут иметь между собой прямые связи. Местная сеть связи может связываться с ЗУС непосредственно или через другую местную сеть связи. Две местные сети связи, расположенные в пределах одной географической определяемой зоны нумерации могут иметь между собой прямые связи. Местная сеть связи может связываться с ЗУС непосредственно или через другую местную сеть связи. Две местные сети связи, расположенные в пределах одной географически определенной зоны нумерации, могут связываться минуя ЗУС, если это экономически целесообразно. Зона семизначной нумерации МГК  Рис 2.8 Схема построения внутризоновой телефонной сети Территория УАК1 УАКII4 УАК I2 УАК I3 УАК II1 АМТСi (ЗУС) АМТСj (ЗУС) (ЗУС) Территория УАК4 _____________ пути последнего выбора __ __ __ __ __ пучки каналов высокого использования Рис 2.9 Схема построения междугородной телефонной сети |
Эрл;
Эрл.