НЕКОММЕРЧЕСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО 

АЛМАТИНСКИИ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

 

 

Кафедра автоматической электросвязи

СЕТИ СВЯЗИ И СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ

 

 

Конспект лекций

для студентов всех форм обучения специальности 2В0719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации

 

 

Алматы 2009 ж.

СОСТАВИТЕЛИ: Е. К. Есназаров. Сети связи и системы коммутации.  Конспект лекций для студентов всех форм обучения  специальности 5В0719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации. - Алматы: АИЭС, 2009. - 96с. 

Конспект лекций посвящен вопросам изучения современных телекоммуникационных сетей и систем коммутации. Рассматривается принципы построения первичных, вторичных, беспроводных и радио сетей, принципы построения аналоговых и цифровых сетей, стратегия построения цифровых сетей связи, принципы сигнализации, синхронизации и управления в цифровых сетях связи, базовые сетевые технологии для современных цифровых транспортных и корпоративных сетей связи. Далее раскрывается, принципы построения систем коммутации, структура и состав аналоговых и цифровых систем       коммутации, структура, состав и взаимодействия блоков и модулей ЦСК. Принципы построения и классификация коммутационных полей и их применение современных системах коммутации. В заключительных лекциях раскрыты тенденция развития перспективных сетей связи и систем коммутации и их разновидности.  Конспект лекций предназначен для студентов всех форм обучения  по  специальности  5В0719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации.

 

Лекция 1.  Введение. История развития сетей связи и систем ком-мутации 

Цель лекции: изучение истории и перспективы развития  телекоммуни-кационных сетей  и систем электросвязи.

Содержание:

1)  Роль и место систем коммутации в современных телекоммуника-ционных сетях.

2)  Современные тенденции развития электросвязи.

 

1.1 Роль и место систем коммутации в современных телекоммуни-кационных сетях 

Подлинную революцию в деле электросвязи по проводам произ­вели русский академик Б.С. Якоби и американский ученый С. Морзе, предложившие независимо друг от друга пишущий телеграф. Заслу­гой С. Морзе является создание используемой до сих пор телеграф­ной азбуки, в которой буквы обозначались комбинацией точек и тире.

В 1841 г. Б.С. Якоби ввел в эксплуатацию линию, оборудованную пишущим телеграфом и соединявшую Зимний дворец с Главным штабом. Через два года аналогичная линия протяженностью 25 км была построена между Петербургом и Царским Селом. Первая дей­ствующая линия связи в США (Вашингтон - Балтимор, 63 км) начала действовать в 1844 г.

В 1850 г. Б.С. Якоби сконструировал первый буквопечатающий ап­парат, который в 1874 г. был усовершенствован американцем Д. Юзом и французом Ж. Бодо.

В июне 1866 г. была осуществлена прокладка кабеля через Атлан­тичес-кий океан. Европа и Америка оказались связанными телегра­фом. С 1866 г. телеграфные линии потянулись во все концы земного шара, связав между собой страны и континенты.

Рождение телеграфа дало толчок к появлению телефона. Начиная уже с 1837 г., многие изобретатели пытались передать на расстояние человеческую речь с помощью электричества. Почти через 40 лет эти опыты увенчались успехом. В 1876 г. американский изобретатель А.Г. Белл запатентовал устройство для передачи речи по проводам -телефон.

Но для улучшения качества связи потребовалось строительство специальных двухпроводных телефонных линий. Та­кая линия была спроектирована в 1895 г. между Петербургом и Моск­вой профессором Петербургского электротехнического института П.Д. Войнаровским и построена в 1898 г.

Существенный вклад в усовершенствование телефона внес рус­ский физик П.М. Голубицкий, который в 1886 г. разработал новую схему телефонной связи. Согласно этой схеме микрофоны абонент­ских телефонных аппаратов получали питание от одной (централь­ной) батареи, расположенной на телефонной станции. Эта система была внедрена во всем мире под названием системы ЦБ.

Первые телефонные станции в России были построены в 1882-1883 гг. в Москве, Петербурге, Одессе.

Изобретение радио - заслуга нашего выдающегося, талантливого русского ученого А.С. Попова. Первая публич­ная демонстрация устройства А.С. Попова для приема электромаг­нитных волн состоялась на заседании Русского физико-химического общества 7 мая 1895 г. Этот день и вошел в историю как день изо­бретения радио. В марте 1896 г. А.С. Попов передал электрическими сигналами без проводов текст, состоящий из двух слов («Генрих Герц»), на расстояние всего 250 м. А уже в 1900 г. радиосвязь ис­пользовалась на практике при снятии с камней броненосца «Генерал-адмирал Апраксин» и при спасении рыбаков, унесенных в море.

В 1913 г. был организован радиотелеграфный завод с радиолабо­раторией под руководством М.В. Шулейкина, а в 1914 г. в Москве и Петербурге построены первые искровые радиостанции.

Сотрудники созданной в 1918 г. Нижнегородской лаборатории (ее возглавил М.А. Бонч-Бруевич) уже в 1922 г. построили в Москве пер­вую в мире радиовещательную станцию мощностью 12 кВт, а 17 сен­тября 1922 г. состоялась первая передача радиоцентра. К 1924 г. ра­диовещательные станции появились в Ленинграде, Горьком.

В 1935 г. между Нью-Йорком и Филадельфией вступила в строй радиолиния на ультракоротких волнах. Она имела протяженность 150 км. Чтобы перекрыть это расстояние, через 50 и 100 км были по­строены две промежуточные «релейные» станции, которые принима­ли ослабленные радиоволны, «заменяли» их новыми и посылали дальше. Сама радиолиния была названа «радиорелейной линией».

Отныне во все концы земного шара протянулись цепочки радиоре­лейных линий. Строительство первой радиорелейной линии в нашей стране было осуществлено в 1953 г. между Москвой и Рязанью.

В 1947 г. появилось первое упоминание о разработанной фирмой «Белл» системе с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). Система оказалась громоздкой и неработоспособной. И только в 1962 г. была внедрена в эксплуатацию первая коммерческая система передачи ИКМ-24. 23 апреля 1965 г. в СССР был запущен искусственный спут­ник Земли «Молния-1», на борту которого находилась приемопередающая ретрансляционная станция.

В 1960 г. в Америке был создан первый в мире лазер. Это стало возможным после появления работ советских ученых В.А. Фабри­канта, Н.Г. Басова и A.M. Прохорова и американского ученого Ч. Таунса, получивших Нобелевскую премию.

В 1970 г. в американской фирме «Corning Glass Company» было получено сверхчистое стекло. Это дало возможность создать и вне­дрить повсеместно оптические кабели связи.

 

1.2 Современные тенденции развития электросвязи

 

В последу­ющие годы связь развивалась по пути цифровизации всех видов ин­формации. Это стало генеральным направлением, обеспечивающим экономичные методы не только ее передачи, но и распределения, хранения и обработки. Вслед за ИКМ-24 появляются ИКМ-30, ИКМ-120, ИКМ-480, ИКМ-1920, а затем системы передачи синхронной цифровой иерархии (СЦИ).

Из года в год растет в стране телефонная плотность (число теле­фонов на сто жителей). Так, если в промышленно развитых странах этот показатель составляет 46 и более телефонов на 100 жителей, то в Казахстане в среднем - 21 телефон.

На смену телеграфной связи пришли такие виды документальной

электросвязи, как передача данных, электронная почта, факсимиль­ная связь.

Успешно развивается казахстанский сегмент сети Интернет. Растет количество наименований русско- и казахскоязычных ресурсов в сети.. За последние два года казахстанская аудитория сети Интернет выросла в 2,9 раза. Число пользователей элек­тронной почтой за этот же период выросло в 3 раза. Однако по-прежнему основное количество пользователей сосредоточено в крупных и сред­них городах.

Количество людей, пользующихся мобильными телефонами в мире, приближается к 600 млн.

По числу абонентов системы мобильной связи уже можно судить об уровне и качестве жизни в данной стране. В этом смысле темпы роста абонентов мо­бильной связи в Казахстане (почти 200 % в год) являются показателем роста благосостояния общества.

Для стран с развитой экономикой развитие телекоммуни­каций уже в настоящий момент характеризуется следующими показа­телями: телефонная плотность - 40-60, плотность мобильной свя­зи - 25-40 %, плотность пользователей Интернета - 20-30 %.

Человечество движется по пути создания Глобального информа­ционного общества. Его основой станет Глобальная информационная инфраструктура, составляющей которой будут мощные транспортные сети связи и распределенные сети доступа, предоставляющие ин­формацию пользователям. Глобализация связи и ее персонализация (доведение услуг связи до каждого пользователя) - вот две взаимосвязанные проблемы, успешно решаемые на данном этапе разви­тия человечества специалистами электросвязи.

Большинство специалистов сходятся во мнении, что дальнейшая эволюция телекоммуникационных технологий будет идти в на­правлениях увеличения скорости передачи информации, интеллек­туализации сетей и обеспечения мобильности пользователей.

В заключение отметим, что объем информации, передаваемой че­рез информационно-телекоммуникационную инфраструктуру мира, удваивается каждые 2-3 года.

Лекция 2 Телекоммуникационные сети и системы электросвязи

 

Цель лекции: изучение особенностей телекоммуникационных сетей  и систем электросвязи.

Содержание:

1)  Системы передачи дискретных сообщений.

2)  Системы передачи и распределения сообщений (сети электро­связи).

3) Эталонная модель взаимосвязи открытых систем.

 

2.1 Системы передачи дискретных сообщений

 

Структурная схема системы ПДС изображена на рисунке 2.1. Источник и получатель сооб­щений вместе с преобразователем сообщения в сигнал в состав сис­темы ПДС не входят.

Символы а € А от источника дискретных сообщений поступают в виде кодовых комбинаций, которые состоят из единичных элементов (посылок). Кодовая комбинация характеризуется основанием кода т и числом единичных элементов, составляющих кодовую комбинацию (длиной кода n), которая отображает передаваемый символ аί,. Осно­вание кода характеризует возможное число различимых значащих позиций поступающего от ИС- сигнала.

В технике ПДС наибольшее распространение получили коды с ос­нованием 2. Такие коды часто называют двоичными, или бинарными.

Основная причина широкого применения двоичных кодов - про­стота реализации, надежность элементов двоичной логики, малая чувствительность к действию внешних помех и т.д. Поэтому в даль­нейшем во всех случаях (если это не будет оговорено особо) рас­сматриваются только двоичные коды.

Сообщение, поступающее от источника сообщений, в ряде случа­ев содержит избыточность. Это обусловлено тем, что символы а, е А, входящие в сообщение, могут быть статистически связаны. Это по­зволяет часть сообщения не передавать, восстанавливая его на приеме по известной статистической связи. Так, кстати, поступают при передаче телеграмм, исключая из текста союзы, предлоги, знаки препинания, поскольку они легко восстанавливаются при чтении теле­граммы на основании известных правил построения фраз и слов. Ко­нечно, избыточность в принимаемой телеграмме позволяет легко ис­править часть искаженных слов. Однако избыточность приводит к тому, что за заданный промежуток времени будет передано меньше сообщений, и, следовательно, менее эффек­тивно будет использоваться канал передачи дискретных сообщений. Задачу устранения избыточности на передаче в СПДС выполняет ко­дер источника.

При синхронной передаче дискретного сигнала его ЗМ нахо­дятся в требуемом постоянном фазовом соотношении со значащими моментами любого другого передаваемого сигнала.

При асинхрон­ной передаче дискретного сигнала его ЗМ могут находиться в любых фазовых соотношениях со значащими моментами любого другого сигнала.

 

 

Рисунок 2.1 – Структурная схема источника ПДС

В соответствии со структурной схемой (см. рис. 2.1) на приемной стороне сначала в УПС определяется вид элемента (0 или 1), затем из элементов формируются кодовые комбинации, декодирование ко­торых позволяет определить вид заданного символа. Такой метод приема в теории передачи дискретных сообщений получил название поэлементного.

       Кодовая комбинация представляет собой составной сигнал, со­стоящий из элементарных двоичных сигналов. Этот составной сигнал можно обрабатывать в целом, сравнивая принятый составной сигнал со всеми эталонами. Однако в данном случае число эталонов будет чрезвычайно велико - равно числу возможных кодовых комбинаций. Хотя прием в целом и обеспечивает большую верность, но вслед­ствие сложности реализации он применяется ограниченно.

Для обеспечения правильного приема переданных символов в технике передачи дискретных сообщений приходится решать различ­ные задачи синхронизации.

Синхронизация есть процесс установления и поддержания опре­деленных временных соотношений между двумя или несколькими процессами. В технике связи, в частности, часто приходится решать задачу установления и поддержания определенных фазовых соотно­шений между сигналами, вырабатываемыми на передаче и приеме.

 

2.2 Системы передачи и распределения сообщений (сети электро­связи)

 

В рассмотренной выше СПДС передача сообщений осуществ­ляется в одну сторону от отправителя сообщений к получателю, или от «точки к точке». Для этого использовался двухточечный односто­ронний канал связи.

Если источник и получатель поочередно меняются местами, то для обмена сигналами необходимо использовать поочередный двухсто­ронний канал связи, допускающий передачу как в одну, так и в проти­воположную сторону (полудуплексный режим). Большие возможности для обмена предоставляет одновременный двусторонний канал свя­зи, обеспечивающий одновременную передачу сигналов в противопо­ложных направлениях (дуплексный режим).

При необходимости обмена сообщениями между многими от­правителями и получателями, называемых в этом случае пользо­вателями или абонентами, требуется создание систем передачи сообщений (СПС) с большим числом каналов связи. Это приводит к концепции системы передачи и распределения сообщений (СПРС), т.е. системы связи в широком смысле. Такую систему обычно на­зывают сетью связи (электросвязи), сетью передачи информации или сетью передачи сообщений. Примерами СПРС являются мно­готочечное соединение (рис. 9.10), в котором оконечные пункты (ОП) соединены линией связи, и полносвязная сеть (рис. 9.11), где ОП подключены друг к другу по принципу «каждый с каждым». Дан­ные виды сетей являются некоммутируемыми, и связь между або­нентами осуществляется по постоянно закрепленным (некоммути­руемым) каналам. Распределение информации в таких сетях обес­печивается специальными методами доступа или процедурами управления передачей информации, служащими для уведомления о том, какие абоненты будут осуществлять обмен сообщениями. При увеличении числа абонентов в многоточечной сети значитель­но возрастают задержки в передаче информации, а в полносвяз­ных сетях существенно увеличивается число линий связи и объем аппаратуры. Разрешение этих проблем связано с использованием коммутируемых сетей СПРС, где абоненты связываются между со­бой не непосредственно, а через один или несколько узлов комму­тации (УК). Таким образом, коммутируемая СПРС представляет собой со­вокупность ОП, узлов коммутации и соединяющих их линий связи.

 

 

Рисунок 2.2 – Многоточечное соединение. Рисунок 2.3 – Полносвязная сеть сообщении

Основная задача современных СПРС - обеспечение широкого кру­га пользователей разнообразными инфор­мационными услугами, в число которых входит в первую очередь эффективная доставка сообщений из одного пункта в другой, удовле­творяющая требованиям по скорости, верности, времени задержки, надежности и стоимости.

 

2.3 Эталонная модель взаимосвязи открытых систем

Связь представляет собой совокупность сетей и служб связи (рис. 9.4). Служба электросвязи - это комплекс средств, обеспечи­вающий представление пользователям услуг. Вторичные сети обес­печивают транспортировку, коммутацию сигналов в службах электро­связи, первичные снабжают вторичные каналы. Составной частью соответствующей службы является оконечное оборудование, которое располагается у пользователя. В качестве примера службы можно привести телефонную. Она предоставляет услуги телефонной связи, передачи данных и др. В качестве примера службы можно привести телефонную. Она предоставляет услуги телефонной связи, передачи данных и др.

Следует заметить, что понятия служба и услуга трактуются в лите­ратуре неоднозначно. Так передача данных по телефонным сетям часто рассматри-вается как служба передачи данных по телефонным каналам. Откуда следу­ет, что стоит владельцу телефона подключить свой компьютер при помощи модема к телефонной сети, как появляется служба. Более логичным нам кажется определение, когда под службой передачи данных мы понимаем систему связи, специально созданную для пе­редачи данных, т.е. совокупность аппаратных и программных средств, методов обработки, распределения и передачи данных.

Рисунок 2.4 – Архитектура связи

 

В то же время служба передачи данных может предоставлять и услуги телефонной связи. Она входит в состав служб докумен­тальной электросвязи (ДЭС), которые обеспечивают обмен (переда­чу) разнообразной нетелефонной информации. В состав служб ДЭС, в соответствии с [11] входят также службы телеграфные и передачи газет, телематические. Каждая служба может иметь ряд применений, которые с позиции пользователя классифицируются как услуги.

Так, в 1978 г. в Международной организации по стандартизации (МОС) был создан подкомитет SC16, задачей которого являлась разработка международных стан­дартов для взаимосвязи откры­тых систем. От­крытой она является тогда, когда соответ­ствует эталонной модели взаимосвязи от­крытых систем (ВОС). Эталонная модель ВОС - наиболее общее описание структуры построения стандартов. Она определяет принципы взаимосвязи между отдельными стандартами и представляет собой основу для обеспечения возможности параллель­ной разработки множества стандартов, ко­торые требуются для ВОС.

Однако стандарт ВОС должен определять не только эталонную модель, но и конкретный набор услуг, удовлетворяющих эталонной модели, а также набор протоколов, обеспечивающих удовлетворение услуг, для реализации которых они разработаны. При этом под протоколом понимается документ, определяющий процедуры и правила взаимодействия одноименных уровней работающих друг с другом систем. 

 

Лекция  3. Общие принципы построения телекоммуникационных  сетей

 

Цель лекции: изучение принципов построения телекоммуникационных сетей.

Содержание:

1) Назначение и классификация сетей электросвязи.

2)  Методы коммутации в сетях электросвязи.

3)  Принципы построения взаимоувязанных сетей связи.

 

3.1 Назначение и классификация  сетей электросвязи

 

Основными компонентами сети электросвязи являются:

- сетевые узлы и сетевые станции, в которых устанавливается каналообра-зующая аппаратура и осуществляется переключение каналов или групп каналов и сетевых трактов;

- линии передачи, соединяющие между собой сетевые станции или сетевые узлы и оконечные устройства;

- узлы (центры) коммутации (УК), распределяющие сообщения в соответствии с адресом; УК могут быть транзитными, оконечными (если к ним подключаются ОП) и смешанного типа;

- оконечные пункты (ОП), обеспечивающие ввод/вывод сообщений абонента. ОП, расположенный непосредственно у абонента, назы­вается абонентским пунктом (АП). АП может быть индивидуального пользования, часто называемый терминалом, или коллективного пользования;

- концентраторы и мультиплексоры, обеспечивающие улучшение исполь-зования пропускной способности каналов связи путем их уплотнения. Каналы могут быть магистральными (между УК) и абонентскими (между ОП и УК);

- многоуровневая система управления, обеспечивающая эффек­тивное исполь-зование сетевых ресурсов.

Классификация сетей связи основана на следующих признаках.:

1.   По типу передаваемых сообщений: телефонные сети, теле­графные сети, сети передачи данных, факсимильные сети и пере­дачи газет, сети звукового вещания, цифровые сети интегрального обслуживания.

2.   По категории пользователей: сети общего назначения, ве­домственные (корпоративные) сети.

 3.По скорости передачи сообщений:  низкоскоростные сети, среднескоростные сети, высокоскоростные сети.

 4. По размеру (степени охвата): глобальные сети, региональные (зональные) сети; локальные сети.

 5. По способу коммутации: сети с долговременной (кроссовой) коммута-цией, сети с оперативной коммутацией, сети с коммутацией каналов (КК), сети с коммутацией сообщений (КС), сети с коммута­цией пакетов (КП), сети с гибридной коммутацией (ГК), сети с адап­тивной коммутацией (АК).

    6. По типам используемых каналов связи: проводные сети, ра­диосети, волоконно-оптические сети, спутниковые сети.

     7. По способу управления сетью: централизованное управле­ние, децентрализованное   управление,   смешанное   управление, статическое управление, квазистатическое управление, динамиче­ское управление.

Система управления сетью предназначена для наиболее эффек­тивного использования сетевых ресурсов в изменяющихся условиях эксплуатации.

По принципу размещения системы управления различают цен­трализованное управление, когда основные функции управления сетью выполняет специально выделенный центр управления.

Де­централизованное управление имеет распределенную структуру.

Смешанное (зоновое) управление предлагает централизованное управление внутри определенных зон, а зоны управляются центра­лизованно (возможно и наоборот).

По степени приспособления (адаптации) системы управления к ситуации сложившейся на сети, различают:

- статическое управление, когда возможные изменения заранее предус-мотрены, а если происходят непредусмотренные изменения, то сеть выходит из строя;

- квазистатическое управление, когда система управления может противо-стоять некоторым нарушениям, не предусмотренным ос­новной программой работы сети;

- динамическое управление, когда система управления обеспечи­вает эффективную работу сети, отслеживая ее текущее состояние.

 

3.2 Методы коммутации в сетях электросвязи

 

Долговременной, или кроссовой, коммутацией называется спо­соб, при котором между двумя точками сети устанавливается по­стоянное прямое соединение, длительность которого измеряется часами, сутками и т.д. Каналы связи, участвующие в таких соедине­ниях, называются выделенными.

Более распространенной является оперативная коммутация, ко­гда между двумя точками сети организуется временное соединение.

При непосредственном соединении осуществляется физическое соединение входящих в УК каналов с соответствующими адресу исходящими каналами.

При соединении с накоплением сигналы из входящих в УК кана­лов сначала записываются в запоминающее устройство (ЗУ), а затем поступают в исходящие каналы по мере их освобождения.

Принцип непосредственного соединения реализуется в системе коммутации каналов (КК).

Коммутация каналов - это совокупность операций по соедине­нию каналов для получения сквозного физического канала между ОП через УК.

При коммутации каналов сначала организуется сквозной канал между абонентами через УК, а затем происходит передача сообщений. Установленное соединение ликвидируется после соответст­вующего решения абонентов.

Достоинства коммутации каналов состоят в следующем:

- после организации соединения абоненты могут вести передачу в любое время, независимо от нагрузки других абонентов;

- передача осуществляется с фиксированной задержкой, т.е. в ре­альном масштабе времени (режим диалога).

Недостатки этого способа установления соединений заключа­ются в плохом использовании ресурсов сети, в частности каналов, если взаимодействующие абоненты недостаточно активны и между передачами получаются длительные паузы.

При коммутации с накоплением ОП постоянно связан со своим УК (или несколькими УК) и передает ему сообщения, которые затем через другие УК передаются соответствующим абонентам. Сущест­вуют две разновидности систем с накоплением: система коммута­ции сообщений (КС) и система коммутации пакетов (КП).

Метод КП отличается от КС тем, что сообщение передается не целиком, а разбивается на части - пакеты.

Вследствие небольшой длины пакетов (обычно порядка 1000 бит) и применения высокопроизводительных центров коммутации пакетов (ЦКП) принцип КП по сравнению с КС позволяет существенно снизить время доставки сообщения получателю и организовать диалоговый режим передачи. Основной особенностью сетей с КП является высо­кая степень использования связных ресурсов за счет временного разделения канального и коммутационного оборудования между многими пользователями и высокоскоростной передачи сравнитель­но коротких пакетов.

 

3.3 Принципы построения взаимоувязанных сетей связи

 

Первичная сеть электросвязи. Первичной сетью ВСС называ­ется совокупность линий передачи, сетевых узлов и сетевых стан­ций, образующих сеть типовых каналов передачи и сетевых трактов. На рисунке 9 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.

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.

 

 

 Рисунок 3.1 – Структура первичной сети

 

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.

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.

Модули соседних уровней одного узла также взаимодействуют друг с другом в соответствии с четко определенными правилами, которые называются интерфейсом. Кроме рассмотренных, используется более узкое, чем интерфейс, понятие стык, которое обозначает совокуп­ность соединительных цепей и правил взаимодействия различных устройств, определяющих тип и назначение соединительных цепей, порядок обмена, а также тип и форму сигналов, передаваемых по этим цепям.

Примером открытой системы является международная сеть Internet. На рисунке 3.2 представлена обобщенная модель взаимодействия открытых систем А и В.

 Средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представи-тельный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический.

Уровень 1 - физический (Physical layer) обеспечивает установ­ление соединения, поддержание и разъединения физических кана­лов для передачи электрических сигналов в виде единичных элементов (битов).

 

Рисунок 3.2 – Модель взаимодействия открытых систем ВОС (ISO/OSI).

 

Примерами физических каналов являются коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель или цифровой канал.

Уровень 2 - канальный (Data Link layer) в качестве одной из за­дач осущест-вляет проверку доступности среды передачи. Одной из функций этого уровня является установление соединения, поддержание и разъединение канала передачи дан­ных. Другой задачей канального уровня является повышение вер­ности передачи на основе обнаружения и исправления ошибок.

Уровень 3 - сетевой (Network layer) предназначен для образова­ния единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, которые используют разные протоколы канального уровня. Проблема выбора наилучшего пути доставки сообщений назы­вается маршрутизацией и осуществляется маршру-тизаторами.

Уровень 4 - транспортный (Transport layer) обеспечивает верх­ним уровням (прикладному и сеансовому) передачу данных с той степенью надежности, которая им необходима. Модель OSI опре­деляет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем.

Протоколы нижних четырех уровней называют сетевым транс­портом или транспортной подсистемой.

Уровень 5 - сеансовый (Session layer) обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в данный момент, предоставляет средства синхронизации. На практике сеансовый уровень редко реализу­ется в виде отдельных протоколов.

Уровень 6 - представительный (Presentation layer)  имеет дело с формой представления передаваемой информации, не меняя ее содержания. Благодаря этому уровню, информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных для обеспечения секретности обмена данными сразу для всех служб.

Уровень 7 - прикладной (Application layer) - это набор разнооб­разных протоколов, с помощью которых пользователи сети получа­ют доступ к разделяемым ресурсам, таким, как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совмест­ную работу, например, с помощью протокола электронной почты. Прикладной уровень в качестве единицы данных использует сооб­щение (message).

Лекция 4  Особенности построения вторичных  телекоммуникационных сетей

 

Цель лекции: изучение особенностей построения вторичных телекоммуникационных сетей.

Содержание:

1)  Состав и назначение сетей телефонной связи.

2)  Состав и назначение телеграфных сетей.

 

4.1 Состав и назначение сетей телефонной связи

 

4.1.1. Вторичная сеть общего пользования представляет собой сово­купность автоматических телефонных станции (АТС), узлов автома­тической коммутации (УАК), абонентских аппаратов и линий, а также каналов передачи, полученных из первичной сети. В этой вторичной сети существует иерархия, подобная ярусам первичной сети.

Система телефонной связи предназначена для удовлетворения населения и предприятий в передаче сообщений пользователей как в пределах страны, так и при выходе на международную телефон­ную сеть, и представляет следующие виды услуг:

1.    Услуги доставки сообщений: речевых, факсимильных, элек­тронной почты, данных. Эти услуги предоставляются техническими службами, использующими физические ресурсы сети.

2.    Специальные услуги - это информационно-справочные, за­казные и дополнительные,  предоставляемые службами сервиса автоматически или с помощью оператора. К ним, в частности, отно­сятся:

- справочная местной телефонной сети;

- справочная точного времени;

- заказная междугородной телефонной сети МТС;

- справочная междугородной и международной сети;

- прием телеграмм по телефону;

 - заказная  ремонта телефонной сети;

 - заказная  ремонта таксофонов.

Дополнительные виды обслуживания (ДВО) могут предостав­ляться общесетевыми службами или службой той станции, куда подключена линия абонента, программно-аппаратными средствами станции или сети. К ДВО относятся, например:

·                   сокращенный набор номера вызываемого абонента;

·                   передача входящего вызова на другой аппарат (переадресация);

·                   предоставление возможности получения справки во время раз­говора с одним из пользователей;

·                   конференц-связь трех и более пользователей;

·                   прямой вызов (соединение без набора номера).

4.1.2. Структура вторичных цифровых сетей общего пользования.

Цифровой называют сеть, в которой информация передается меж­ду абонентскими пунктами (АП) только в цифровой форме. Структу­ра цифровой сети существенно проще структуры аналоговой вторичной телефонной сети по следующим причинам.

1.    Отсутствуют жесткие ограничения максимальной емкости ЦСК
(количества портов – абонентских и соединительных линий), которые имеются (существуют) для аналоговых оконечных станций и узлов. Поэтому для построения цифровой сети заданной емкости требуется меньшее количество станций, чем для построения аналоговой сети.

2.  Практическое отсутствие ограничений на расстояние между стан­циями и узлами благодаря использованию систем передачи с ИКМ.

Рисунок 4.1-Структура аналоговой вторичной сети переходного периода

Эти особенности позволяют строить цифровую вторичную сеть как одноуровневую, т.е. без узлов.

Станции такой сети могут быть связаны друг с другом по способу «каждая с каждой» линиями с ИКМ и могут использоваться как оконечные или как совмещенные (оконечные и транзитные).

Для обмена сигнальными сообщениями при межстанционной связи выделяется сигнальная подсеть с коммутацией пакетов. Эта подсеть образована пунктами сигнализации (ПС), связывающими их с ОКС.

 

4.2            Состав и назначение телеграфных сетей

 

Вторичная телеграфная сеть Казахстана состоит из трех коммути­руемых сетей:

1)  общего пользования (ОП), по которой передаются телеграм­мы, принятые в городских отделениях связи (ГОС), районных узлах связи (РУС) или непосредственно на телеграфных узлах и достав­ляемые адресатам (учреждениям, предприятиям и частным лицам);

2)  абонентского телеграфирования (AT), по которой передают­ся телеграм-мы или организуются телеграфные переговоры между оконечными установками абонентов этой сети;

3) международного абонентского телеграфирования «Телекс», по которой передаются телеграммы или организуются телеграфные переговоры абонентов этой сети, находящихся в нашей стране и за рубежом.

Телеграфные каналы между узлами создаются на базе каналов передачи первичных сетей электросвязи. Она построена по комбинированному принципу: узлы высшей категории соединя­ются по принципу «каждый с каждым», а узлы более низкой катего­рии - по радиально-узловому принципу.

1.  Главные узлы (ГУ), столицах  республик и крупных областных центрах, где про­ходят большие потоки телеграфных сообщений.

2.  Областные узлы, которые являются центрами областных телеграфных связей.

3.  Районные узлы являющиеся центрами районных теле­графных связей.

Рисунок  4.2 - Структура телеграфной сети.

4.2.1. Телеграфная сеть общего пользования. Телеграфная сеть общего пользования (Тлг ОП) предусматривает организацию по всей стране отделений связи городских (ГО), районных (РО), сельских (СО), в которых отправители сдают телеграммы, а отделения связи обеспечивают доставку телеграмм непосредственно получателю. В перспективе на сети будут использоваться только методы КС и КП.

Сеть с использованием на всех ее участках, кроме местного, коммутации каналов (КК + КС) получила название прямых соединений (ПС). Структурная схема системы ПС приведена на рис. 3.

Рисунок 4.3 - Структурная схема системы ПС

 

4.2.2.  Сеть абонентского телеграфирования.

Абоненту сети AT предоставляются следующие возможности:

·                   получение немедленного соединения с любым другим абонентом этой сети и ведение с ним телеграфные  переговоры  поочередной двусторонней связи;

·                   передача телеграмм другим абонентам сети AT независимо от присутствия обслуживающего персонала у приемного аппарата;

·                   соединение со станционным аппаратом своего узла коммутации для передачи сообщений абонентам, не включенным в сеть AT;

·                   прием информации, поступившей от абонента другой сети через местный узел коммутации.

Развитие сети AT приводит к значительной разгрузке сети ОП в первую очередь от транзитной корреспонденции, существенно снимаются пики нагрузки в конце рабочего дня.

Рисунок  4.4 – Структурная схема абонентской телеграфной связи

 

4.2.3. Разновидностью абонентского телеграфа является международ­ный абонентский телеграф «Телекс». Он предназначен для обес­печения документаль-ной связью посольств, торгпредставительств, иностранных корреспондентов и иных абонентов, передающих сообщения в другие страны. Эта сеть объединяет до 100 стран. Набор номера абонента обычно осуществляется с клавиатуры телеграфного аппарата. При этом телеграфный аппарат вызываю­щего абонента включается сразу же после сигнала вызова. Набор номера вызываемого абонента осуществляется передачей на узел коммутации стартстопных комбинаций. Все сигналы, поступающие со станции на аппарат абонента, также передаются стартстопными сигналами («Ответ станции», «Соединение», «Занято» и др.).

«Телетекс» - документальная система передачи деловой буквенно-цифровой кореспонденции, построенная по абонентскому принципу, т.е. с возможностью диалога. Эта служба явилась результатом слияния сети «Те­лекс» и современных телетайпов, имеющих расширенные воз­можности, например, F-2500. Система «Телетекс» имеет следующие отличия от системы «Телекс»:

- расширенный набор знаков первичного алфавита - 256;

- скорость передачи - 2400 бит/с;

- высокую верность - Рош < 10"6 на знак;

- возможность редактирования текста сообщения;

- возможность хранения текста в памяти.

Основные отличия сетей ПД от системы «Телетекс» заключается в том, что «Телетекс» передает, в основном, текстовую информа­цию, а сети ПД - данные.

Лекция 5. Сети передачи данных и информационно-вычислительные сети

Цель лекции: изучение особенностей построения сетей передачи данных   и информационно-вычислительных сетей.

Содержание:

1)  Сети передачи данных.

2)  Информационно-вычислительные сети.

 

5.1  Сети передачи данных

 

По сравнению с традиционными телеграфными сетями к сетям ПД предъявляются более жесткие требования по верности, скоро­сти передачи и надежности.

Вторичная сеть ПД - это совокупность аппаратных и программ­ных средств для ПД между ЭВМ, а также между пользователями и ЭВМ.

Поскольку сеть ПД является основой, ядром для создания ин­формационно-вычислительных сетей (ИВС), она иногда называется базовой сетью ПД.

    а) цифровые сети передачи данных с коммутацией каналов. Общим отличительным признаком цифровых сетей ПД является применение цифровых систем передачи (ЦСП) на всех участках сети, начиная от абонентских и кончая магистральными линиями, и электронных станций.

Цифровые сети ПД по сравнению с традиционными сетями ха­рактеризуются высокой верностью, большими скоростями переда­чи, малым временем установления соединения и высокой надежностью. Вероятность ошибки на знак в этих сетях  скорость передачи по высокоскоростным каналам ПД - десятки, сотни Кбит/с и десятки Мбит/с.

Классификация сетей ПД приведена на рис. 5.1

Применение в цифровых сетях ПД управляющих систем позво­ляет ввести большой набор новых услуг, например, организацию закрытых групп пользователей, прямой и сокращенный вызов, идентификацию вызываемого абонента.

б)  сети передачи данных с коммутацией сообщений.

 В сетях передачи данных с коммутацией сообщений (сетях ПД-КС) сообще­ние, кроме данных, содержит служебные признаки, в том числе адрес получателя, категорию сообщения и т. д.

В ЦКС служебная часть анализируется, и сообщение передается в следующий ЦКС в соответствии с выбранным направлением. Сообщение ставится в очередь и находится в памяти ЦКС, пока все сообщения, находящиеся в очереди перед ним, не будут переданы.

Сообщения между ЦКС передаются с более высокими скоростями, чем на абонентском участке, однако задержки в сети с КС зависят не от времени передачи по каналу связи, а от времени нахождения сообщения в очереди ЦКС. Это время зависит от нагрузки сети, производительности ЦКС и ряда других факторов.

 


Рисунок  5.1  - Классификация сетей передачи данных.

В ЦКС сетей ПД-КС для управления всеми процессами приема и передачи, а также выполнения ряда дополнительных функций используются ЭВМ. На рисунке 5.2 приведен фрагмент участка сети ПД-КС, состоя­щий из четырех уровней.

Рисунок 5.2 – Фрагмент сети ПД-КС

 

На верхнем уровне располагаются междугородные МЦКС, на следующем - зоновые ЗЦКС, далее - низовые центры НЦКС и концентраторы КЦ и на самом нижнем уровне - АП. Связь МЦКС между собой осуществляется по полносвязной схеме, скорости передачи 4800 бит/с и выше. Непосредственно к МЦКС могут подключаться крупные вычислительные центры коллективного использования ВЦКП.

 Зоновые центры ЗЦКС для обеспечения живучести и повышения надежности сети в целом подключаются не менее чем к двум МЦКС. Скорость передачи от ЗЦКС к МЦКС обыч­но 2400 или 4800 бит/с.

Главное достоинство метода КС - высокая эффективность ис­пользования пропускной способности канала.

в)  сети передачи данных с коммутацией пакетов.

 При коммутации пакетов сообщения делятся на пакеты, передающиеся по сети с высокой скоростью, малой вероятностью ошибки и небольшой задержкой.

Пакетом называется последовательность двоичных символов, состоящая из данных (информационной части), сигналов управле­ния соединением и поля контроля ошибок, которые располагаются в определенном формате. Пакеты обычно имеют длину порядка 1000 бит и образуются путем разделения более длинного сообще­ния на части.

На рисунке 5.3 представлен фрагмент сети ПД-КП, включающий четыре уровня. На верхнем уровне располагаются междугородные центры коммутации пакетов МЦКП, на третьем уров­не - зоновые центры ЗЦКП, на втором - концентраторы КЦ и на первом - оборудование пользователей, которое может включать АП стартстопного, синхронного и пакетного типов, ПЭВМ и вычислитель­ные центры, оборудованные процессорами телеобработки (ПТ).

 

 

Рисунок 5.3 – Фрагмент сети ПД-КП

В состав сети ПД-КП входят шлюзы - специальные устройства, через которые взаимодействуют с сетью ПД-КП другие сети (ПД-КП, ПД-КК, ТГОП, ТФОП и др.).

5.2 Структура информационно-вычислительной сети

Для созда­ния крупномасштабных систем обработки данных вычислительные центры (ВЦ) и ЭВМ, обслуживающие отдельные предприятия и организации, объединяются с помощью средств передачи данных в информационно-вычислительные сети ИВС (рис. 5.4). ИВС подразделяются на четыре взаимосвязанных объекта:

- базовая сеть передачи данных;

- сеть ЭВМ;

- терминальная сеть;

-  администратор сети.

Базовая сеть ПД - совокупность аппаратных и программных средств для ПД как между ЭВМ, так и между другими устройствами ИВС. Состоит из каналов связи и узлов коммутации (центров комму­тации). Обычно УК реализуется на основе коммутационной ЭВМ и АПД. Таким образом, базовая сеть ПД является ядром ИВС, обеспечивая физическое объединение ЭВМ и прочих устройств.

 

Рисунок 5.4 - Структура ИВС

Сеть ЭВМ - совокупность ЭВМ, объединенных базовой сетью ПД. Сеть ЭВМ включает в себя главные ЭВМ (ГВМ), банки данных (БД), вычислительные центры коллективного использования (ВЦКП), а также терминальные ЭВМ (ТВМ). Основная задача ТВМ -сопряжение терминалов с базовой сетью ПД. Эту функцию могут выполнять также ПТД (процессоры телеобработки данных) и УМПД. Кроме того,терминалы могут подключаться даже к главным ЭВМ.

Терминальная сеть - совокупность терминалов и терминальных сетей ПД. Под терминалом понимаются устройства, с помощью которых абоненты осуществляют ввод/вывод данных. В качестве терминалов могут использоваться интеллектуальные терминалы (ПЭВМ) и АП (абонентские пункты). Для подключения терминалов к сети ЭВМ, кроме, естественно, каналов связи, применяются терми­нальные ЭВМ (ТВМ), УМПД (удаленные мультиплексоры ПД), ПТД (процессоры телеобработки данных).

Административная система обеспечивает контроль состояния ИВС и управление ее работой в изменяющихся условиях. Данная система включает специализированные ЭВМ, терминальное обору­дование и программные средства.

Шлюзовые элементы ИВС обеспечивают совместимость как ба­зовой сети ПД, так и всей ИВС с другими внешними сетями. Прото­колы внешних ИВС могут отличаться от имеющихся протоколов.

Лекция 6. Принципы построения сетей и систем радиосвязи

 

Цель лекции: изучение особенностей построения сетей  и систем радиосвязи.

Содержание:

1)  Основные понятия и определения.

2)  Основы построения систем сотовой связи.

 

6.1 Основные понятия и определения

 

а) мобильная радиосвязь означает радиосвязь между подвижными объектами (ПО), один из которых или оба движутся либо занимают относительно друг друга случайное положение, при этом один из объектов может являться базовой станцией. Системы мобильной радиосвязи разделяют на профессиональ­ные (частные) системы подвижной связи, системы персонального вызова, системы беспроводных телефонов и системы сотовой связи общего пользования;

б) профессиональные системы подвижной радиосвязи - PMR (Professional Mobile Radio) создаются и развиваются в интересах государственных организаций и учреждений, коммерческих струк­тур, скорой помощи, милиции и т. п.;

в) системы персонального радиовызова (СПРВ) или пейджинга (radio paging) предоставляют услугу радиосвязи, обеспечивающую одностороннюю беспроводную передачу информации в пределах обслуживаемой зоны с отображением данных на дисплее получате­ля;

г) системы беспроводных телефонов были первоначально ори­ентированы на резидентное использование, т.е. в условиях офисов и квартир.

  

6.2 Основы построения систем сотовой связи

В центре каждой ячейки находится базовая станция (БС), обслуживающая все под­вижные станции (ПС) - абонентские или радиотелефонные аппара­ты в пределах своей ячейки. При перемещении абонента из одной ячейки в другую происходит передача его обслуживания от одной базовой станции к другой. Все базовые станции, в свою очередь, замыкаются на центр коммутации (ЦК), с которого имеется выход на телефонную сеть общего пользования.


Рисунок 6.1 – Система сотовой связи с двумя ЦК.

а) базовая станция.

 Структурная схема базовой станции приве­дена на рисунке 6.2. Первая осо-бенность станции, которую следует отметить, - это использование разнесен-ного приема, для чего станция должна иметь две приемные антенны. Вторая особенность - наличие нескольких приемников и такого числа передат-чиков, позволяющих вести одно­временную работу на нескольких каналах с различными частотами.

 

Рисунок 6.2 – Структурная схема базовой станции

Блок сопряжения с линией связи осуществляет упаковку инфор­мации, передаваемой по линии связи к центру коммутации, и распа­ковку принимаемой от него информации. В качестве линии связи базовой станции с центром коммутации обычно используются радио­релейные или волоконно-оптические линии.

Контроллер базовой станции, представляющий собой достаточ­но мощный и совершенный компьютер, обеспечивает управление работой станции, а также контроль работоспособности всех входя­щих в нее блоков и узлов.

 б) подвижная станция. Структурная схема подвижной станции приведена на рисунке 6.3, где приняты следующие обозначения: Т-телефон; ДСП - дисплей; КЛВ - клавиатура; М - микрофон; ЦАП -цифро-аналоговый преобразователь; ДКР - декодер речи; ДКК -декодер канала; ЭКЛ - эквалайзер; АЦП - аналого-цифровой пре­образователь; КР - кодер речи; КК - кодер канала.

 

Рисунок 6.3 – Структурная схема подвижной связи

Подвижная станция включает в себя следующие блоки: блок управления, приемопередающий блок и антенный блок. Приемо­передающий блок в свою очередь включает передатчик, приемник, синтезатор частот и логический блок.

Антенный блок включает собст­венно антенну - в простейшем случае четвер-тьволновый штырь - и коммутатор прием-передача. Последний для цифровой станции может представлять собой электронный коммутатор, подключаю­щий антенну либо на выход передатчика, либо на вход приемника, поскольку подвижная станция цифровой системы никогда не рабо­тает на прием и передачу одновременно.

Блок управления   включает мик­ротелефонную трубку - микрофон и телефон (динамик), клавиатуру и дисплей.

Приемопередающий блок включает в се­бя передатчик, приемник, синтезатор и логический блок.

В состав передатчика входят:

- аналого-цифровой преобразователь (АЦП), преобразующий ана­логовый речевой сигнал, поступающий с выхода микрофона, в цифровую форму; вся последующая обработка и передача сигнала речи производится в цифровой форме, вплоть до обратного цифро-аналогового преобразования в приемнике;

- кодер речи (КР) осуществляет кодирование сигнала речи - пре­образование сигнала, имеющего цифровую форму, по определен­ным законам с целью сокращения его избыточности и объема информации, передаваемой по радиоканалу;

- кодер канала (КК)  добавляет в цифровой сигнал, получаемый с выхода кодера речи, дополнительную информацию, предназна­ченную для защиты от ошибок при передаче сигнала по радиоли­нии; с той же целью информация подвергается определенной переупаковке (перемножению): кроме того, кодер

канала вводит в состав передаваемого сигнала информацию управления, посту­пающую от логического блока;

- модулятор - осуществляет перенос цифрового сигнала, пред­ставляющего случайную последовательность импульсов постоянно­го тока (видеоимпульсов), с помощью несущей частоты в диапазон частот мобильной радиосвязи.

Приемник по составу в основном соответствует передатчику, но с обратными функциями входящих в него блоков:

- демодулятор выделяет из модулированного радиосигнала цифровой кодированный видеосигнал (случайную последователь­ность импульсов постоянного тока);

- декодер канала (ДКК) выделяет из входного потока управляю­щую информацию и направляет ее в логический блок; принятая информация проверяется на наличие ошибок и выявленные ошибки по возможности исправляются; для последующих преобразований принятая информация подвергается обратной переупаковке;

- декодер речи (ДКР) восстанавливает поступающий на него с кодера канала сигнал речи, переводя его в естественную форму со свойственной ему избыточностью, но в цифровом виде;

- цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) преобразует при­нятый от декодера речи сигнал в аналоговую форму и подает его на вход динамика (телефона);

- эквалайзер (ЭКЛ) служит для частичной компенсации искаже­ний сигнала вследствие многолучевого распространения.

Логический блок и синтезатор частот.. Логический блок - это, по сути, микрокомпьютер со своей оперативной и постоянной памя­тью, осуществляющий управление работой подвижной станции. Синтезатор является источником колебаний несущей частоты, используемой для передачи сигналов по радиоканалу.

в) центр коммутации (ЦК) является мозгом и одновременно дис­петчерским пунктом системы сотовой связи, на который замыкаются потоки информации со всех базовых станций и через который осу­ществляется выход на другие сети.   Структурная схема ЦК представлена на рис. 6.5. Собственно ком­мутатор осуществляет переключение потоков информации между соответствующими линиями связи.


Коммутатор подключается к линиям связи через соответствую­щие контроллеры связи, осуществляющие промежуточную обработ­ку (упаковку/распаковку, буферное хранение) потока информации.

Рисунок 6.5 – Структурная схема центра коммутации

Важными элементами системы являются базы данных - домаш­ний регистр, гостевой регистр, центр аутентификации, регистр аппа­ратуры.

Домашний регистр содержит сведения о всех абонентах, зарегистри-рованных в данной системе, и о видах услуг, которые могут быть им оказаны. 

Гостевой регистр  содержит примерно такие же сведения об абонентах-гостях (ромерах) в другой системе, но пользующихся в настоящее время услугами сотовой связи в дан­ной системе.

 Центр аутентификации обеспе­чивает процедуры аутентификации абонентов, т.е. подтверждения подлинности абонента системы подвижной связи и шифрования сообщений.

Регистр аппаратуры-идентификация -процедура отождествления подвиж-ной станции - абонентского ра­диотелефонного аппарата, т.е. процедура установ-ления принадлеж­ности к одной из групп на предмет их исправности и санкцио­нированного использования.

 

Лекция 7. Аналоговые телефонные сети

 

Цель лекции: изучение особенностей построения аналоговых телефонных сетей.

Содержание:

1)  Сельские телефонные сети.

2)  Городские телефонные сети.

 

Сетью телефонной связи называется совокупность узлов коммутации, оконечных абонентских телефонных устройств и со­единяющих их линий связи. В зависимости от уровня иерархии ВСС РФ различают следующие виды телефонных сетей: международная, междугородная, внутризоновые и местные телефонные сети. Город­ские, сельские и учрежденческо-производ-ственные телефонные сети объединяются общим названием - местные теле-фонные сети. Схема построения ОГСТфС представлена на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 - Схема построения ОГСТФС

Коммутационное оборудование междугородной телефонной сети можно классифицировать на узлы  автоматической комму­тации (УАК) и автоматические междугородные телефонные станции (АМТС). Последние исследования показали целесообразность использования только одной ступени УАК. Все УАК соединяются между собой по полносвязной схеме, обслужи­вают определенные территориальные районы и являются центром сети радиально-узлового построения.

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 единой семизначной внутризоновой нумерации абонент­ских линий местных сетей данной зоны.

Междугородная телефонная сеть (МТС) - это единый ком­плекс устройств и сооружений, предназначенных для установле­ния соединений между абонентами местных телефонных сетей, расположенных на территориях различных зон телефонной нуме­рации.

 

7.1 Сельские телефонные сети

 

На аналоговых СТС предусматривается радиальное (односту­пенчатая схема) и радиально-узловое (одно- и двухступенчатая схема) построение с возможностью использования поперечных (прямых и обходных) путей.

Основой СТС является центральная станция(ЦС), в  которую включаются линии от вышестоящей станции - АМТС, соедини­тельные линии от оконечных станций (ОС), а при радиально-узловом построении сети и от узловых станций (УС). В узловые станции включаются линии от нижестоящих ОС. Центральная станция размещается в районном центре и может являться одно­временно городской телефонной станцией (рис. 7.2).

Двухступенчатые схемы применяются только при условии тех­нико-экономической целесообразности узлообразования.

Рисунок 7.2 - Схема построения аналоговой СТС

На аналоговых СТС применяются разработанные для условий сельской связи координатные системы АТС: К-50/200М,-емкостью 50-200 номеров в качестве оконечных станций и АТС К-100/2000- в качестве узловых и центральных станций. Для ЦС больших емко­стей могут быть использованы АТС городского типа - АТСК, АТСК-У

Линейные сооружения СТС состоят из воздушных и кабельных линий связи. Для повышения пропускной способности линий связи СТС широко применяются различные системы передачи с ЧРК и ВPK. На кабельных линиях СТС получила распространение аппара­тура типа КНК-6 и КНК-12, а также система КАМА (рис. 7.3). Из систем с временным разделением каналов применяются системы ИКМ-15  и ИКМ-30. Для организации связи в труднодоступной местности используются  аналоговые и цифровые радиорелейные линии (РРЛ).

 

Рисунок 7.3 - Организация сетевого узла с ЧРК

7.2 Городские телефонные сети

 

Городские телефонные сети предназначены для обслужива­ния телефонной связью населения, предприятий, учреждений и организаций, расположённых на территории данного города и его пригородной зоны. На ГТС также предусматривается использова­ние ресурсов телефонной сети для передачи нетелефонной ин­формации, такой, как передача данных, факсимильных сообщений, электронной почты и т.д.

Оборудование ГТС состоит из линейных и станционных сооружений.

К линейным сооружениям относятся:

      кабельные подземные и воздушные линии связи;

      распределительные устройства (шкафы, коробки);

      устройства телефонной канализации (колодцы, трубопроводы);

      оконечные терминалы (телефонные аппараты, таксофоны).

На аналоговой ГТС сеть СЛ строится с помощью физических линий или линий, уплотненных системами передачи с ЧРК или ВРК. Физические линии, как правило, являются двухпроводными с использованием кабелей ТП с жилами диаметром 0,5 и 0,7 мм. В качестве систем с ЧPК предусмотрено использование 30-ка-цальной системы КАМА. В качестве цифровых  передач с ВРК используется аппаратура ИKM 30/32. Четырехпроводные ка­налы этих систем создаются на симметричных кабелях 7x4x1,2 или 4x4x1,2 для системы КАМА и на кабелях ТП 0,5 или 0,7 для ИКМ 30/32. Оконечное оборудование систем ЧРК и ВРК устанавливают в зданиях АТС,  и обычно для него выделяется отдельное помеще­ние линейно-аппаратного цеха (ЛАЦ).

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 относятся:

- районные АТС (РАТС);

- узловые станции (транзитные узлы) для исходящего и входяще­го сообщения (УИС, УВС); %  узловые станции для связи с АМТС (УЗСЛ, УВСМ);

- узлы для связи со специальными службами (УСС);

-  узлы для связи с сельско-пригородными станциями (УСП).

Основными коммутационными системами на аналоговых ГТС являются:

 -  декадно-шаговые АТС типа АТС-47, АТС-54, АТС-54М;

- координатные АТС типа АТСК и АТСК-У.

Существует четыре типа аналоговых ГТС:

а) ГТС без узлообразования

Простейшей ГТС является нерайонированная ГТС. На такой сети устанавливается одна телефонная станция, куда включаются абонентские линии. Абоненты могут подключаться к АТС как непо­средственно, так и через учрежденческо-производственные АТС (УПАТС).

При увеличении абонентской емкости и размеров обслужи­ваемой территории для уменьшения затрат на линейные сооруже­ния целесообразно строить ГТС по принципу районирования. В этом случае территорию города разделяют на районы. В каждом из них размещается районная АТС (РАТС), в которую включаются абоненты этого района. Такая городская сеть называется paйонированная ГТС);

б) ГТС с узлообразованием

При увеличении числа РАТC (более 6-7), а следовательно, при емкости свыше 60-70 тыс. номеров на ГТС используются узлы входящего сообщения (УВС). При таком построении сети террито­рия города делится на узловые районы. Связь между РАТС, нахо­дящимися на территории разных узловых районов, осуществляет­ся через УВС, а внутриузловая связь может осуществляться либо по схеме «каждая с каждой», либо через свой УВС для координатных АТС. В каждом узловом районе (УР) устанавливается до десяти РАТС.

Нумерация на таких сетях - шестизначная. Первая цифра яв­ляется кодом узла, первая и вторая цифры вместе - кодом РАТС

 

Рисунок 7.5 - Структурная схема  ГТС с УВС

 

При емкости ГТС более 500-600 тыс. номеров, даже при нали­чии на сети УВС, число пучков СЛ становится очень большим, а эффективность их использования уменьшается. В этом случае для установления соединений между РАТС разных узловых районов, помимо УВС, вводят коммутационные  узлы исходящего сообщения. На рисунке 7.6 показан фрагмент ГТС с УИС и УВС, со­стоящий из двух узловых районов.

 

Рисунок 7.6 - Структурная схема  ГТС с УВС и УИС

Концентрируемая на УИС исхо­дящая телефонная нагрузка по пучкам СЛ поступает к УВС других узловых районов. При этом число и протяженность пучков СЛ зна­чительно уменьшается, а их использование возрастает.

Лекция 8. Комбинированные ГТС. Системы нумерации в телефонных сетях

 

Цель лекции: изучение особенностей построения комбинированной ГТС и системы нумерации в телефонных сетях.

Содержание:

1)  Комбинированные ГТС.

2)  Внутризоновые и междугородняя связь.

3)  Системы нумерации в телефонных сетях.

 

8.1 Комбинированные ГТС

В том случае, если город являет­ся центром сельского административ­ного района, то целесообразно стро­ить местную комбинированную теле­фонную сеть, объединяющую ГТС и СТС. В этом случае на ГТС предусматривается организация тран­зитного узла исходящего и входящего сообщения сельско-пригородной свя­зи (УСП) или ЦС. Через УСП осущест­вляется связь между станциями СТС, а также их соединение с Г ТС.

В комбинированной сети, постро­енной на основе районированной ГТС без узлообразования РАТС и УСП (ЦС), связываются друг с другом по принципу «каждая с ка­ждой» (рисунок 8.1).

Рисунок 8.1 - Схема комбинированной ГТС

При построении комбинированной сети на основе ГТС с узлообразованием также организуются УСП, которые включаются в ГТС на правах стотысячного узлового района. На одной ГТС с узлообразованием может быть несколько УСП. На рисунках 8.2 и 8.3 представлены примеры комбинированных сетей на базе ГТС с узлообразованием.

 

Рисунок 8.2 - Комбинированная сеть на основе районированной ГТС с УВС

 

Рисунок 8.3 - Комбинированная сеть на основе районированной ГТС с УВС и УИС

 

 Организация спецслужб на ГТС

Для приема государственными организациями информации от населения в экстренных случаях, а также для предоставления на­селению информационных услуг (справки, информация, заказы) на ГТС организуются справочные, заказные и экстренные службы. На рисунке 2.13 показаны варианты организации доступа к этим службам

Доступ к спецслужбам от абонентов ГТС осуществляется, как правило, через специальный узел входящего сообщения - узел спецслужб (УСС). В зависимости от местных условий возможны различные варианты организации доступа к спецслужбам.

 

Рисунок 8.4 - Схема организации УСС на ГТС

 

8.2 Внутризоновые и междугородняя связь

 

Вся территория страны делится на зоны с единой системой нумерации абонентов. 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. Коммутационным центром зоны явля­ется автоматическая междугородная телефонная станция АМТС, через которую осуществляется выход на другие внутризоновые сети, а также связь внутри зоны между местными сетями (рисунок 8.5).

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.

Рисунок 8.5 - Схема построения внутризоновой и местной сети

 

В АМТС  включаются ЦС сельской сети и PATС городской сети. РАТС соединяются с АМТС либо не­посредственно, либо через узлы  городской сети (УВС) и УИС). Между местными сетями и АМТС имеются СЛ двух видов: исходящие ЗСЛ (заказно-соединительные ли­нии) в направлении к АМТС и входящие СЛМ (соединитель­ные линии междугородные) от АМТС к местным сетям.

Заказно-соединительные линии (ЗСЛ) предназначены для установления исходящей авто­матической междугородной свя­зи (включая внутризоновую), а также предварительных заказов на междугородные соединения с пунктами, не имеющими автоматической междугородной телефон­ной связи.

На городских и сель­ских АТС устанавливается аппаратура автомати-ческого определе­ния номера (АОН) вызывающего абонента. После набора вызы­вающим абонентом индекса 8 от АМТС на местную АТС посылает­ся сигнал запроса АОН, в ответ на который многочастотным кодом «2 из 6» передается знак категории и номер вызывающего абонен­та, фиксируемые в АМТС.

Соединительные линии междугородные (СЛМ) предназначе­ны для установления входящих междугородных соединений. На стороне городских АТС СЛМ заканчиваются либо на входах район­ных АТС, либо в случае узлового построения ГТС на узлах входя­щего сообщения междугородной связи (УВСМ).

 

8.3 Системы нумерации в телефонных сетях

 

На телефонных сетях применяются закрытые и открытые сис­темы нумерации, в первом случае для связи между любыми двумя абонентами сети набирается номеp одной и той же  значности. Во втором случае число знаков номера зависит от вида соединения. На общегосударственной автоматически коммутируемой телефонной сети страны принята открытая система ну­мерации с индексами выхода на соответствующую сеть более вы­сокого иерархического уровня - зоновую, междугородную, между­народную. При связи внутри ГТС принята закрытая система нумерации. На СТС часто применяются различные виды открытых систем. В настоящее время территория страны поде­лена на зоны семизначной нумерации. каждой из которых присво­ен трехзначный код АВС. В качестве А могут быть использованы любые цифры, кроме 1 и 2, а в качестве В и С - любые цифры.

В пределах зоны каждый абонент имеет семизначный внутри­зоновый номер аЬххххх. Внутризоновый код ab присваивается ка­ждой стотысячной группе номеpов. В качестве первой цифры  а могут быть использованы любые цифры  кроме 8 и 0. В стотысяч­ной группе абонентский номер пятизначный ххххх. Так как число стотысячных групп в зоне нумерации не может превышать 80, то предельная емкость внутризоновой сети 8 млн номеров.

В зависимости от емкости сети нумерация на ГТС может быть пяти-, шести- или семизначной. Основной единицей емкости ана­логовой городской телефонной сети является десятитысячная АТС, поэтому абонентский номер образуется из кода АТС х и че­тырехзначного номера хххх (от 0000 до 9999). Если емкость сети не превышает 10 тыс. номеров (нерайонированная) или 80 тыс. номеров (районированная), то используется пятизначная нумера­ция. В случае районированной сеть с УВС (емкость до 800 тыс. номеров) используется шестизначная нумерация bxxxxx, где b определяет код стотысячного узлового района, bx - код ATС. Если рассматривается районированная сеть с УВС и УИС (емкость до 8 млн номеров), то используется семизначная нумерация аЬххххх, аb - код стотысячного района. Такая ГТС является одновременно и зоной семизначной нумерации.

На ГТС первая цифра номера не должна начинаться с 8 и 0. Цифра 8 является индексом выхода АМТС, а цифра 0 использует­ся в качестве первой цифры номеров экстренных (01 - пожарная помощь, 02 - милиция, 03 - скорая медицинская помощь, 04 -аварийная служба газовой сети) и информационно-справочных служб. Для выхода на внутризоновую сеть (при связи с другой местной сетью, имеющей код аЬ, отличный от кода исходящей мест­ной сети) набирается индекс выхода на АМТС - 8, внутризоновый индекс - 2, а затем внутризоновый номер абонента аЬххххх  входя­щей местной сети.

Для выхода на междугородную сеть (при связи с абонентом местной сети другой зоны нумерации, имеющей код ABC) набира­ется индекс выхода на AMTС - 8, затем десятизначный_междугородный номер абонента ABC-ab-xxxxx. Цифра А не может быть равна 2, так как 2 - индекс выхода на внутризоновую сеть (внутри­зоновый индекс), и 1, так как 10 - индекс выхода на автоматически коммутируемую телефонную международную сеть; 19 - индекс вы­хода к телефонистке международной службы; 11...18 - вызов те­лефонисток междугородных служб АМТС для осуществления руч­ной или полуавтоматической связи. Кроме безиндексной системы, для СТС могут применяться откры­тые системы с индексами выхода на УС или на ЦС и УС. Внутристанционная связь при этом осуществляется набором трехзначного номера. Закрытая пятизначная система нумерации считается перспективной для СТС.

 

Лекция 9.  Цифровые сети связи

 

Цель лекции: изучение стратегию и особенностей построения районированной и нерайонированной ГТС.

Содержание:

1)  Интеграция телекоммуникационной сети.

 2)  Стратегия построения цифровой сети.

 3)  Построение нерайонированной цифровой ГТС.

4)  Цифровизация аналоговой районированной ГТС без узлов.

 

              9.1 Интеграция телекоммуникационной сети

 

Под модернизацией (цифровизацией) телекоммуникационной сети понимается введение в существующую сеть цифровых компонентов передачи и коммутации. Наилучшие технические и экономические показатели достигаются в том случае, если цифровыми являются как передача, так и коммутация. В этом случае имеет место интеграция цифровой аппаратуры и необходимость в аналогово-цифровых преобразователях отпадает. Применительно к телекоммуникационной сети в общем случае различают два типа интеграции:

1) интеграция коммутационной аппаратуры и аппаратуры передачи, на основе которой строится интегральная цифровая сеть (inteqrated Diqital Network-IDN);

2) интеграция видов связи (услуг), на основе которой строится цифровая сеть с интеграцией служб сеть (inteqrated Strvices Diqital Network-ISDN)

Процесс перехода от аналоговой сети к цифровой можно разделить на две основные фазы. В первой фазе абонентские линии остаются аналоговыми, в то время как остальные части сети переводятся на цифровую основу. Таким образом, первый этап цифровизации заключается в создании интегральной цифровой сети IDN .

В ближайшем будущем удешевление абонентского терминального оборудования значительно повысит спрос на дополнительные услуги связи. В связи с этим предполагается постепенный перевод всей сети на цифровую основу, включая абонентские линии. Тем самым заключительной фазой переход от аналоговой сети к цифровой является создание полностью цифровой  сети, где различные услуги (телефонные, передачи данных и т.д.) коммути-руются Единой интегрированной телекоммуникационной сетью ISDN.

         

9.2 Стратегия построения цифровой сети

 

Известны несколько стратегий построения цифровой сети, основными из которых являются:

·        стратегия островов (стратегия замещения);

·        стратегия наложения;

·        прагматическая стратегия (комбинированная).

Для стратегии островов характерно то, что все существующие аналоговые системы поэтапно заменяются на цифровые в пределах ограничен-ных географических областей, называемых цифровыми островами (рис. 9.1). Затем острова цифровой сети постепенно объединяются, образуя единую цифровую сеть.

Цифровые острова рекомендуется внедрять в районах с большим количеством устаревших телефонных станций, срок эксплуатации которых подходит к концу, также в районах с широким использованием цифровых систем передачи.

Рисунок 9.1 - Стратегия островов

Стратегия наложения направлена на создание цифровой сети, охваты-вающей ту же самую территорию, что и существующая аналоговая сеть (рису-нок 9.2).

Цифровые станции соединяются между собой только цифровыми СЛ и обмениваются сигнальной информацией с помощью общеканальной системы сигнализации (ОКС № 7).

Рисунок 9.2 - Стратегия наложения

Для стратегии наложения характерна высокая стоимость первоначальных затрат при относительно низкой емкости цифровой сети, так как вначале вводятся цифровые средства коммутации и передачи, относящие-ся к верхним уровням иерархии сети (узловые и затем оконечные станции).

Стратегия наложения и островная стратегия (каждая в отдельности), как правило, не учитывают особенности конкретного региона, поэтому на сети чаще применяется их комбинация - прагматическая стратегия (рисунок 9.3).

Рисунок 9.3 - Прагматическая стратегия

 

9.3 Построение нерайонированной цифровой ГТС

При цифровизации телефонной сети небольших городов, номерная емкость которых на перспективу 5...10 лет не превысит 100 тыс. абонентов, целесообразно строить нерайонированную цифровую ГТС. Это становится возможным благодаря появлению современных цифровых АТС максимальной емкостью 100 тыс. номеров и выше.

Модернизация существующей районированной ГТС проводится по принципу наложения и поэтапно.. На рисунке 9.4 представлена схема существующей ГТС, содержащей три электромеханических АТС. Затененные участки отображают два района города, где необходимо подключить новые группы абонентов.

Рисунок 9.4 - Аналоговая районированная ГТС без узлов

На первом этапе цифровизации ГТС вводится одна новая цифровая РАТС. При этом существующая сеть сохраняет прежнюю топологию. На рисунке 9.3 представлен вариант сети после введения новой АТС на первом этапе цифровизации. При этом часть абонентов РАТС 2 могут переключаться в цифровую АТС (ЦАТС).

На втором этапе цифровизации ГТС осуществляется замена одной или более электромеханических АТС на концентраторы и/или мультиплексоры, подключаемые к цифровой коммутационной станции, а также их дополнительное введение в новых районах с низкой степенью телефонизации.

Рисунок 9.5 - Цифровая нерайонированная АТС после установки новой цифровой АТС

 

На заключительном этапе цифровизации рассматриваемой ГТС последняя электромеханическая РАТС 3 заменяется концентратором КЗ, и еще один концентратор К4 вводится в новом районе города. Финал цифровизации ГТС представлен на рисунке 9.4.

 

 

Рисунок 9.6 -  Цифровая нерайонированная ГТС после установки концентратороов и демонтаж аналоговых АТС (2-й этап цифровизации)

 

 

 

Лекция 10. Цифровизация аналоговой районированной ГТС с узло-образованием

 

Цель лекции: изучение особенности цифровизации аналоговой районированной ГТС с узлообразованием и сетей с кольцевой структурой.

Содержание:

1)  Цифровизация аналоговой районированной ГТС с УВС.

2)  Построение цифровой сети с кольцевой структурой.

3) Стратегия цифровизации  СТС.

 

10.1 Цифровизация аналоговой районированной ГТС с УВС

При внедрении цифровых коммутационных станций на существующей ГТС с УВС вместо одного или нескольких узловых районов аналоговой ГТС организуется отдельный сто-, двухсоттысячный и т.д. узловой район наложенной цифровой сети, для которого выделяются отдельные стотысячные индексы из резервной номерной емкости. Этот новый узловой район и будет являться базой для создания наложенной сети.

Рисунок 10.1 - Цифровая районированная ГТС (полная цифровизация)

Территории ранее существовавших и вновь организуемого узлового района могут взаимно перекрываться. На большой территории может оказаться целесообразным создание нескольких новых узловых районов.

Рисунок 10.2 - Аналоговая районированная ГТС с узлами УВС

Структура сети на момент установки первой цифровой АТС представлена на рисунке 10.2. Пусть первой цифровой АТС выделен индекс 13 и она выполняет следующие функции:

·        опорной (оконечной) станции для включенных в нее абонентов;

·        УВС нового узлового района для четырех аналоговых АТС существующей сети;

·        УИС нового узлового района.

Помимо этих функций, новая АТС может также выполнять роль УВСМ и УЗСЛ. Цифровая АТС, одновременно выполняющая функции оконечной станции и узла, называется опорно-транзитной станцией (ОТС). Цифровая ОТС 13 связывается со всеми аналоговыми РАТС существующей ГТС цифровыми трактами с установкой аналого-цифрового оборудования на стороне электромеханических станций.

Пример схемы исходной аналоговой ГТС с УВС представлен на рисунке 10.3.

 

 

Рисунок 10.3 - Аналоговая районированная ГТС  после установки первой ЦАТС (ОТС 13)

 

Предположим, что на следующем этапе модернизации сети вводятся еще две цифровые станции, заменяющие аналоговые УВС и РАТС 2-го и 3-го узлов (рисунок 10.4).

Кроме того, к ОТС 13 дополнительно переключается десятитысячная группа абонентов аналоговой РАТС 12, которая демонтируется. Цифровые коммутационные станции должны связываться между собой цифровыми трактами по принципу «каждая с каждой».

 

Рисунок 10.4 - Аналоговая районированная ГТС после установки дополнительных цифро-вых АТС

 

На рисунке 10.5 представлен третий вариант, в котором ОТС 12,13 и ОТС 21, 22 обеспечивают взаимодействие ОТС 31, 32 с существующей аналоговой сетью. Станция ОТС 31, 32 на этом этапе не выполняет функции транзита. Предположим, что на этом этапе аналоговыми остаются УВС и РАТС четвертого узла (на схеме не показаны), а также РАТС 11, ранее относящаяся к первому узлу. Вариант окончательной фазы цифровизации районированной аналоговой ГТС с узлами УВС представлен на рисунке 10.5. Классическим вариантом является цифровизация на базе узлов (одна ЦАТС обслуживает один узловой район бывшей аналоговой ГТС).

Рисунок 10.5  - Аналоговая районированная ГТС после заключительной фазы цифровизации

 

            10.2 Построение цифровой сети с кольцевой структурой

 

Межстанционные связи на аналоговой ГТС изначально организовывались посредством физических соединительных линий либо систем пере­дачи с частотным разделением каналов (ЧРК) и цифровые системы передачи ЦСП (ИКМ-30, ИКМ-120 и др.). Такие системы относятся к так называемой плезиохронной цифровой иерархии (Plesiochronous Diqital HierarchyPDH). Здесь при временном группообразовании скорости объединяемых цифровых потоков могут незначительно отличаться друг от друга в пределах допустимой нестабильности задающих генераторов ЦСП, расположенных на различных станциях сети. Это требует принятия специальных мер для согласования скоростей цифровых потоков при их объединении в поток более высокой ступени иерархии. Поэтому оборудование ЦСП заметно усложняется, а также снижаются качественные показатели сети в целом.

В последние годы широко внедряются высокоэффективные системы, относящиеся к синхронной цифровой иерархии (Synchronous Diqital HierarchySDH). Это связано с тем, что при строгой синхронности объединяемых потоков значительно упрощается техника их объединения и разделения. Кроме того, обеспечивается прямой доступ к компонентам составляющих потоков без разделения общего, а также появляются заметные преимущества эксплуатации и технического обслуживания сети связи.

Сеть SDH предусматривает возможность передачи сигналов не только новых широкополосных служб, но и сформированных с помощью оборудования PDH. Исходные сигналы посредством процедуры временного группообразовании преобразуются в синхронный транспортный модуль (Synchronous Transport ModuleSTM) соответствующего уровня. Скорость передачи STM первого уровня (STM-1) установлена 155, 520 Мбит/с. Для STM более высокого уровня предусматривается увеличение скорости в N раз. Стандартные системы SDH приведены в таблице 10.1

Т а б л и ц а 10.1 -  Стандартные системы SDH

Характеристика

STM-1

STM-4

STM-16

STM-64

Число каналов

1920

7680

30720

122880

Скорость, Мбит/с

155,520

622,080

2488,320

9953,280

При использовании оборудования SDH сети преимущественно строятся в виде волоконно-оптических колец, на которых в пунктах концентрации нагрузки устанавливаются мощные транзитные центры (сетевые узлы), а вдоль по кольцу - мультиплексоры и кроссовое оборудование для выделения цифровых потоков по мере необходимости (сетевые станции).

К тому же система SDH совместима с существующими плезиохрон-ными сетями и позволяет развивать и модернизировать существующие цифровые сети без перерывов в их работе. Взаимодействие с системами плезиохронной иерархии возможно на уровнях 2, 34 и 140 Мбит/с. По сети SDH наиболее эффективно транспортировать поток 140 Мбит/с, который позволяет организовать 1920 цифровых каналов (ЦК) со скоростью 64 кбит/с каждый. При транспортировании потоков по 2 Мбит/с (30 ЦК) полезная нагрузка ЗТМ-1, который может нести 63 таких потока, оказывается меньше: 63×30=1890 ЦК. Наименее эффективен прямой ввод в сеть SDH потоков 34 Мбит/с (480 ЦК), так как при этом ЗТМ-1 несет только три таких потоках и полезная нагрузка составляет всего 3×480=1440 ЦК.

ГТС на основе плезиохронных сетей могут строиться только при небольшом числе станций на сети (не более трех). При увеличении числа станций увеличивается и объем согласующего оборудования на каждой станции, что приводит к неоправданно большим затратам. В отдельных случаях оборудование РDH также можно использовать для подключения удаленных цифровых АТС, не включенных в кольцо, к опорно-транзитным или транзитным станциям.

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что наиболее перспективно проводить цифровизацию первичной городской сети на основе построения кольцевой сети SDH (рисунок 10.6).

 

Рисунок 10.6 - Кольцевое построение сети на ГТС

        Лекция 11. Принципы сигнализации, синхронизации и управления в цифровых сетях связи

 

Цель лекции: изучение классификацию видов сигнализации и способов передачи межстанционной сигнальной информации.

Содержание:

1)  Классификация видов сигнализации.

2)  Способы передачи межстанционной сигнальной информации.

3) Абонентская и линейная сигнализация.

 

11.1 Классификация видов сигнализации

 

Под сигнализацией в сетях связи понимается совокупность сигналов, передаваемых между элементами сети, и способов их передачи для обеспечения установления и разъединения соединения при обслуживании вызовов, а также для передачи служебной информации.

В зависимости от звена сети различают следующие виды сигнализации:

- абонентская - на участке между абонентским терминалом и коммутацион-ной станцией;

- внутристанционная - между различными функциональными узлами и блоками внутри коммутационной станции;

- межстанционная - между различными коммутационными станциями в сети.

Сигналы, передаваемые по телефонным каналам и линиям, разделяются на три группы: линейные сигналы, сигналы управления и информационные акустические сигналы.

В состав абонентской сигнализации относятся: сигналы вызова станции, ответа станции, набора номера, посылки и контроля посылки вызова, занятости абонента и др. Эти сигналы называются абонентскими сигналами.

Рисунок 11.1 - Виды сигнализации в телефонных сетях связи

Они предоставляют адресную информацию, а также являются акустическим сопровождением линейных сигналов для информирования абонентов о состоянии обслуживания вызова.

Внутристанционная сигнализация зависит от архитектуры и принципов построения системы коммутации, используемой элементной базы и является специфической для каждого вида системы.

В состав межстанционной сигнализации включены все сигналы, передаваемые между коммутационными узлами. К таким сигналам относятся линейные сигналы и сигналы маршрутизации (их также называют сигналами управления или регистровыми сигналами).

Линейные сигналы используются между станциями для взаимного информирования о состоянии линии в процессе обслуживания вызова. К ним относятся сигналы занятия, подтверждения занятия, ответ вызываемого абонента, а также сигналы отбоя вызываемого и вызывающего абонента. Эти сигналы отмечают основные этапы установления соединения (исходное состояние, занятие, ответ, разъединение и др).

Сигналы маршрутизации (регистровые сигналы) предоставляют адресную информацию для маршрутизации вызовов к месту назначения. К ним относятся информация о номере вызываемого абонента, информация о категории и номере вызывающего абонента. Совокупность сигналов маршрутизации и способов их передачи образует регистровую сигнализацию.

      

  11.2  Способы передачи межстанционной сигнальной информации

 

Сигнальная информация (линейные и регистровые сигналы) между станциями может передаваться тремя основными способами.

1. Передача сигналов непосредственно по телефонному каналу, где сигналы передаются постоянным током (ОС signaling) или токами тональной частоты (в пределах диапазона 300-3400 кГц). Системы сигнализации, использующие данный способ передачи сигналов, получили название внутриполосные системы сигнализации.

Данные системы сигнализации ассоциируются с аналоговыми декадно-шаговыми станциями, реализующими принцип непосредственного управления. На рис. 11.2 приведена иллюстрация способов сигнализации непосредственно по телефонному каналу.

Рисунок 11.2 - Схема сигнализации непосредственно по телефонному каналу

Для этого способа сигнализации характерно, что в процессе обслуживания вызова сигнальная (сплошные линии) и полезная (пунктирные линии) информация проходит один и тот же путь как внутри станции, так и вне ее по межстанционным соединительным линиям.

2. Передача сигналов по выделенному сигнальному каналу, в качестве которого используется 16-й временной интервал в ИКМ тракте либо выделенный частотный канал вне разговорного спектра канала тональной частоты (ТЧ), например, 3825 Гц. Системы сигнализации, использующие данный способ передачи сигналов, получили название системы сигнализации по выделенному сигнальному каналу (ВСК).

Способ сигнализации по ВСК представлен на рисунке 11.3.

Рисунок 11.3 - Схема сигнализации по выделенному сигнальному каналу

Для этого способа сигнализации характерно то, что в процессе обслуживания вызова сигнальная и полезная информация вне станции проходит один и тот же путь, но внутри станции цепи прохождения этих сигналов разделены. Разговорная информация проходит через коммутационные блоки (сплошные линии), а сигнальная информация (пунктирные линии) - через управляющие устройства.

3. Передача сигналов по общему каналу сигнализации, где передача сигнальной информации осуществляется по тракту, который предоставляется для целого пучка телефонных каналов по принципу адресного использования. В данном случае сигналы передаются в соответствии со своими адресами и размещаются в общем буфере. Системы сигнализации, использующие данный способ передачи сигналов, получили название системы общеканальной сигнализации (ОКС). В системе ОКС тракты сигнализации и разговорные тракты разделены. Такое разделение происходит как внутри, так и вне станции, тем самым оптимизируются процессы управления, коммутации и сигнализации (см рисунок 11.4).

Рисунок 11.4 - Схема сигнализации по общему каналу (ОКС)

 

11.3 Абонентская сигнализация

Взаимодействие абонентского терминала со станцией. В понятие абонентской сигнализации включены все сигналы взаимодействия между терминалом и телефонной сетью. К ним относятся сигналы о состоянии абонентского терминала, номерная информация, набираемая абонентом, и сигналы информирования абонентов. Абонентская сигнализация характеризуется полной зависимостью от поведения абонентов.

Передача номера абонента по абонентской линии. В настоящее время на телефонной сети используется два способа набора номера вызываемого абонента: импульсный набор (декадным кодом) и тональный набор (многочастотным кодом).

При импульсном наборе импульсы посылаются путем поочередного размыкания и замыкания шлейфа со скоростью 10 импульсов в секунду.

При тональном наборе каждый сигнал содержит две сигнальные частоты. Одна из частот выбирается из нижней группы, а вторая - из верхней. Частота 1633 Гц (А, В, С, О) используется для реализации дополнительного набора функций, например в мини-АТС.

 
11. 4 Линейная сигнализация

Передача линейных сигналов может осуществляться следующими основными способами:

-          передача сигналов постоянным током;

-          одночастотная внеполосная передача сигналов (3825 Гц);

-          одночастотная (2,600 Гц) или двухчастотная (1200 и 1600 Гц) внутриполостная передача сигналов;

-          передача, сигналов по ИКМ трактам.

а) передача линейных сигналов по цифровым каналам систем передачи ИКМ-30 (сигнализация 2ВСК)

На цифровых СЛ, использующих системы передачи с ИКМ, применяет-ся передача линейных сигналов по ИКМ трактам. Для передачи цифровых сигналов организуются сверхциклы, циклы и временные интервалы.

Во временных интервалах, соответствующих речевым каналам, пере-даются восьмибитовые комбинации, кодирующие отчеты аналоговых сигналов. Цикловая структура цифрового потока зависит от применяемых стандартов: например, ИКМ-30, ИКМ-24, ИКМ-15, ИКМ-12.

В цифровой системе ИКМ-30 для передачи сигнальной информации о состоянии 30 речевых каналов организуется сверхцикл, содержащий 16 циклов по 125 мкс каждый.

Нулевой временной интервал (ВИ) четных циклов используется для цикловой синхронизации (бит 1 - канал передачи низкоскоростной цифровой информации телеграфный канал, биты 2...8 - синхрокомбинация - 0011011).

Нулевой ВИ нечетных циклов используется для передачи служебной инфор-мации (бит 1 - теле­графный канал, бит 3 - информация о потере цикловой синхрони­зации, бит 6 - сигнал контроля остаточного затухания, биты 2, 4, 5, 7, 8 являются свободными и передают единичные символы). Временные интервалы 1-15 и -17-31 служат для передачи полезной  информации.

В 16-м ВИ всех циклов, кроме нулевого, организуется по 2 сигнальных канала. Каждый сигнальный канал имеет 4 бита: а, Ь, с и а (рисунок 11.9).

 

Лекция 12. Регистровая сигнализация. Общеканальная сигнализа-ция №7      

           

 Цель лекции: изучение методов передачи регистровых сигналов, протоколов обмена многочастотными сигналами между АТС и особенностей использования ОКС № 7 в ЦСК.

Содержание:

1)  Методы передачи регистровых сигналов.

2)  Протоколы обмена многочастотными сигналами между АТС.

3) Общеканальная система сигнализации №7.

 

12.1 Методы передачи регистровых сигналов

 

Существует два метода передачи регистровых сигналов: эстафетная передача (сигнализация «от звена к звену») и сквозная передача (сигнализация «из конца в конец»). Если на различных участках соединения используются разные системы сигна­лизации, то возможно применение смешанного метода передачи регистровых сигналов (на одних участках эстафетная, на других -сквозная передача).

При эстафетной сигнализации на каждой станции обрабатывается и передается вся адресная информация, необходимая для установления соединения. На рисунке 12.1 изображен принцип эста­фетной передачи сигналов маршрутизации. Пример использова­ния: протокол сигнализации К1.

 

Рисунок 12.1 - Эстафетная передача сигналов маршрутизации

 

При сквозной сигнализации управляющие устройства станции вызывающего абонента задействуются на все время установления соединения. На рисунке 12.2 изображен принцип сквозной передачи сигналов маршрутизации. Пример использования: протокол сигнализации R2.

В нашей стране существует две системы кодирования сигналов маршрутизации, декадным кодом и многочастотным кодом «2 из 6». Для передачи информации имеется только 10 физических сигналов (1, 2, ..., 0). Для различения передаваемых знаков между ними необходимо выдерживать межсерийный интервал, обычно не менее 500 мс.

            Рисунок12.2 - Сквозная передача сигналов маршрутизации

 

Кодирование регистровых сигналов

В нашей стране существует две системы кодирования сигналов маршрутизации, декадным кодом и многочастотным кодом «2 из 6». Для передачи информации имеется только 10 физических сигналов (1, 2, ..., 0). Для различения передаваемых знаков между ними необходимо выдерживать межсерийный интервал, обычно не менее 500 мс.

       

 12.2  Протоколы обмена многочастотными сигналами между АТС

 

В зависимости от типа телефонной сети или ее участка используются три протокола обмена многочастотными сигналами: «импульсный челнок», «импульсный пакет» и «безинтервальный пакет». Обмен сигналами начинается с передачи сигнала запроса на предыдущую станцию.

При использовании протокола «импульсный челнок» каждый следующий сигнал передается только после получения подтверждения предыдущего от приемной стороны (рисунок 12.3).

Рисунок 12.3 - Обмен многочастотными сигналами по протоколу «импульсный челнок»

 

            Протокол передачи «импульсный челнок» применяется на местных телефонных сетях связи.

При использовании протокола «импульсный пакет» предусматривается передача по единой команде в определенной последовательности заранее сформированных двухчастотных кодовых комбинаций, одна за другой, с соб-людением фиксированных временных интервалов между ними (рисунок 12.3). Длительность передачи каждой комбинации 40-60 мс. Длительность интер-вала между комбинациями 40-60 мс. Время распознавания 20-30 мс.

 

Рисунок 12.3 - Обмен многочастотными сигналами по протоколу «импульсный пакет»

Самым быстродействующим является способ передачи «безынтерваль-ный пакет». Этот способ используется для передачи на внутризоновой сети номера и категории вызывающего абонента от аппаратуры АОН.

«Безинтервальный пакет» отличается от «импульсного пакета» тем, что между передаваемыми сигналами отсутствуют интервалы (рисунок 12.4).

Рисунок 12.4. - Обмен многочастотными сигналами по протоколу «безынтервальный пакет»

 

              12.3 Общеканальная система сигнализации

 

Сигнальная информация в ОКС кодируется последовательностью байтов, которая передается между узлами сети и обрабатывается в них, а алфавит передаваемых сигналов неограничен.

ОКС №7 определяет сигнализацию между коммутационными станциями в цифровой национальной сети (включая УПАТС), а также в центрах эксплуатации и обслуживания. На ОКС № 7 базируется построение цифровой сети с интеграцией служб.

             а)  Сигнальные единицы

Передача информации в ОКС № 7 рассматривается как передача сиг-нальных единиц от процессора одной коммутационной станции к процессору другой станции. Любая информация в ОКС № 7 передается через звено сигнализации с помощью пакетов данных, называемых сигнальными единица-ми (Siqnal Unit - SU). Сигнальная единица состоит из поля сигнальной инфор-мации переменной длины, в котором передается информация, выработанная подсистемой пользователя, и нескольких полей фиксированной длины, в которых передается информация, служащая для управления передачей сообщений.

Различают три типа сигнальных единиц:

1) значащая сигнальная единица (Messaqe Siqnal Unit - MSU), которая используется для передачи сигнальной информации, формируемой подсисте-мами пользователей (UР) и управления соединением сигнализации (SССР);

2) сигнальная единица состояния звена (Link Status Siqnal Unit - LSSU), которая используется для контроля состояния звена сигнализации и формируется на третьем уровне МТР;

3) заполняющая сигнальная единица (Fill In Siqnal Unit), которая используется для обеспечения фазирования звена при отсутствии сигнального графика.

Непосредственное формирование сигнальных единиц выполняется на втором уровне подсистемы передачи сообщений МТР. Наиболее сложной по структуре является значащая сигнальная единица МSU, упрощенное представление которой приведено на рис. 12.5.

Рисунок 12.5  -  Формат значащей сигнальной единицы МSU

 

FLAG. Отмечает начало сигнальной единицы. Открывающий флаг данной сигнальной единицы обычно является закрывающим флагом предшествующей сигнальной единицы. Закрывающий флаг отмечает конец сигнальной единицы. Последовательность бит-01111110.

ВSN, FSN. Порядковая нумерация сигнальных единиц включает прямой порядковый номер 7 бит и обратный порядковый номер 7 бит  BSN). Поля ВSN и FSN представляют собой двоичные числа в циклически повторяющиеся последовательности от 0 до 127.

ВIВ, FIВ. Биты-индикаторы включают прямой бит-индикатор 1 бит  и обратный бит-индикатор 1 бит. FIВ и ВIВ совместно с FSN и ВSN используются при основном методе защиты от ошибок для обеспечения правильной последовательности сигнальных единиц и для осуществления функций подтверждения.

LI. Индикатор длины (6 бит) выполняет две функции: указывает длину сообщения (число байтов, следующих за байтом индикатора длины и предшествующих проверочным битам) и тип сообщения (для FISU - 0; для LSSU - 1 или 2; для MSU - >2).

SIO. Байт служебной информации (8 бит) имеет две функции: служит для установления соответствия сигнальной информации конкретной подсистеме пользователя и отличает международные сообщения от национальных.

SIF. Поле сигнальной информации предназначено для передачи полезной (сигнальной) информации по звену сигнализации и может включать от 3 до 63 байт.

 

Лекция 13.  Технологии передачи в  транспортных  сетях и  в сетях доступа

 

Цель лекции: изучение технологии передачи для транспортных сетей и сетей доступа, технологии плезиохронной цифровой иерархии.

Содержание:

13.1 Технологии передачи для транспортных сетей.

13.2 Технологии передачи в сетях доступа.

13.3  Технология плезиохронной цифровой иерархии.

 

13.1 Технологии передачи для транспортных сетей

Для построения современных транспортных и корпоративных сетей наибольшее примене­ние находят сетевые технологии ПЦИ/PDH, СЦИ/SDH и ATM. В последние годы получили развитие такие технологии, как DWDM, IP поверх ATM и IP поверх СЦИ/SDH. В настоящее время наибольший прогресс достигнут в создании глобальных магистральных сетей на ос­нове вышеназванных технологий. Совсем недавно появились новые технологии передачи IP-трафика с унифицированными соединениями IP – маршрутизато-ров, использующими в качестве канальной среды такие технологии, как WDM, DWDM, СЦИ/SDH и ОВ в виде «темных волокон».

Технологии ПЦИ/PDH, СЦИ/SDH и ATM широко применяются для построения транс­портных сетей разного масштаба. Из перечисленных только первые две в настоящее время можно рассматривать в качестве основы для построения цифровых первичных или транс­портных сетей. В отличие от ПЦИ/PDH и СЦИ/SDH эта технология охватывает не только уровень первичной или транс­портной сети, но и объединяет уровни вторичных сетей и сетей доступа с первичной сетью.

В транспортных сетях используется иерархия скоростей передачи в соответствии с меж­дународными рекомендациями ITU-T. Технология ПЦИ/PDH поддерживает следующие уровни иерархии цифровых каналов: абонентский или основной канал ЕО (64 кбит/с) и пользовательские каналы уровней Е1 (2,048 Мбит/с), Е2 (8,448 Мбит/с), ЕЗ (34,368 Мбит/с), Е4 (139,264 Мбит/с). Уровень цифрового канала Е5 (564,992 Мбит/с) определен в рекомендациях ITU-T, но на практике его обычно не использу­ют

Современная цифровая первичная или транспортная сеть, как правило, строится на ос­нове совокупности аппаратуры ПЦИ/PDH и СЦИ/SDH. Цифровые каналы транспортной се­ти с пропускной способностью (скоростью передачи) от 64 кбит/с до 140 Мбит/с создаются на основе технологии ПЦИ/PDH, а каналы со скоростью передачи 2 Мбит/с и более созда­ются на основе технологии СЦИ/SDH (табл. 6.1 и 6.2). Технологии ПЦИ/PDH и СЦИ/SDH взаимодействуют друг с другом через процедуры мультиплексирования и демультиплекси­рования цифровых потоков Е1, ЕЗ и Е4 ПЦИ/PDH в аппаратуре СЦИ/SDH. В табл. 6.1. приведены общие характеристики ОЦК ЕО и сетевых трактов Е1, Е2, ЕЗ и Е4 ПЦИ/PDH.

Т а б л и ц а 6.1 – Общие характеристики   ОЦК и сетевых трактов ПЦИ/PDH

Уровень ПЦИ/PDH

Номиналная скорость передачи, кбит/с

Пределы отклонения скорости, кбит/с, х 10-5

Е0

64

± 5

Е1

2048

± 5

Е2

8448

± 3

Е3

34368

± 2

Е4

139264

± 1,5

В технологии ПЦИ/PDH используют принцип плезиохронного  мультиплексирования, в соответствии с которым, например, четыре потока Е1 (2048 кбит/с) мультиплексируются в один Е2 (8448 кбит/с) с выравниванием тактовых частот входных сигналов (процедура стаффинга).

Поэтому для цифровых потоков высшего уровня иерархии требуется пошаговое мультиплексирование и демульти­плексирование в соответствии с принятыми в технологии ПЦИ/PDH уровнями иерархии.

Основным отличием технологии СЦИ/SDH от ПЦИ/PDH является переход на новый принцип мультиплексирования. Технология СЦИ/SDH является базовой сетевой технологи­ей и представляет собой современную концепцию построения цифровой первичной или транспортной сети.

Технология IP является основной сети Интернет и представляет собой набор протоко­лов, называемый стеком протоколов ТСР/IP, а протокол управления передачей IP - прото­колом сети Интернет. Именно он реализует межсетевой обмен. Главным достоинством яв­ляется то, что стек протоколов ТСР/IP обеспечивает надежную связь между сетевым обору­дованием различных производителей. Протоколы стека ТСР/IP описывают формат сообще­ний и указывают, каким образом следует обрабатывать ошибки, предоставляют механизм передачи сообщений в сети независимо от типа применяемого оборудования.

 

13.2 Технологии передачи в сетях доступа

 

В сетях доступа наибольшее применение находят цифровые технологии ПЦИ/PDH, СЦИ/SDH и ATM, как универсальные сетевые технологии, а также высокоскоростные тех­нологии абонентских линий типа xDSL (Digital Subscriber Line). Применение технологий xDSL в сетях доступа основано на использовании в качестве последней мили существующих мед­ных кабелей.

Технологии xDSL, разработанные для организации высокоскоростной цифровой связи по существующим медным кабельным линиям, показали, что уложенные в землю медные кабели - ценнейший капитал для построения сетей доступа. На

Технологии xDSL стали развиваться в 70-х годах в связи с созданием устройств доступа BR (Basic Rate) ISDN (160 кбит/с). Они позволили достичь на медном кабеле скоростей пе­редачи, ранее доступных лишь ЦСП ВОЛС. С их разработкой значительно изменилась идеология развития сетей связи, включая сети доступа.

Последние три буквы обозначения DSL - сокращение от «Digital Subscriber Line» - т.е. это цифровая технология цифровых абонентских линий (АЛ). Латинская буква «х» исполь­зуется подобно «переменной» в алгебре. Чаще всего используются пять ее значений (A, RA, Н, S и V), определяющих следующие технологии передачи информации по существующим АЛ:

1.   ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line) - асимметричная цифровая абонентская линия;

2.   RADSL (Rate Adaptive Digital Subscriber Line) - цифровая абонентская линия с адап­тивной скоростью;

3.   HDSL (High Bit Rate Digital Subscriber Line) - цифровая абонентская линия с высокой скоростью передачи битов;

4.   SDSL (Symmetrical Digital Subscriber Line) - симметричная цифровая абонентская линия;

5.   VDSL (Very High Bit Rate Digital Subscriber Line) - цифровая абонент-ская линия с очень высокой скоростью передачи битов.

Считается, что основными технологиями будут ADSL и VDSL. Но VDSL ориентирова­на на короткие АЛ, что определяет достаточно узкую сферу примене-ния присущего ей обо­рудования.

Рассмотрим общую концепцию применения технологий xDSL с точки зрения выбора частотного диапазона. Основными факторами, существенно ограничивающими по­лосу пропускания АЛ, являются: длина АЛ (затухание и сопротивление) и число жил в ка­беле (взаимные влияния).

Технология HDSL обеспечивает полный дуплексный обмен на скорости передачи 2048 кбит/с, при этом могут использоваться две или три кабельные пары. Дальнейшим развитием технологии HDSL стало появление устройств симметричной высокоскоростной цифровой АЛ, работающих по одной паре - технологии SDSL. В последние годы разработаны также бо­лее высокоскоростные технологии xDSL, например, ADSL и VDSL. Технология асимметрич­ной цифровой абонентской линии ADSL обеспечивает скорость передачи до 8 Мбит/с в на­правлении «от сети к абоненту» и до 1 Мбит/с в направлении «от абонента к сети» и обещает быть весьма перспективной для доступа к сети Интернет. Вместе с тем, ADSL вряд ли найдет широкое применение в телефонии, где, как правило, необходима симметричная дуплексная передача. Что касается технологии VDSL, то она еще находится в стадии разработки, хотя ряд производителей и предлагает оборудование с ее использованием.

 

13.3  Технология плезиохронной цифровой иерархии

Плезиохронная цифровая иерархия ПЦИ/PDH определена в Рек. G.702 ITU-T и включает в себя несколько уровней с разными скоростями передачи (см. таблицу 6.1). Иерархия ПЦИ/PDH строится на основе основного цифрового канала (ОЦК 64 кбит/с), который обо­значается ЕО. Поток Е1 получается мультиплексированием 32 ОЦК в один канал первичной группы со скоростью передачи 2048 кбит/с. Каналы высших уровней иерархии ПЦИ/PDH формируются по единой схеме: 4 потока Е1 мультиплексируются в поток Е2 со скоростью передачи 8448 кбит/с, 4 потока Е2 в ЕЗ с 34368 кбит/с, 4 потока ЕЗ в Е4 с 139264 кбит/с. В процессе мультиплексирования осуществляется выравнивание скоростей потоков методом подстановки служебных битов (процедура стаффинга). В результате для выделения канала первичной группы Е1 из потоков высших уровней иерархии требуется пошаговое мультип­лексирование и демультиплексирование (рис. 13.2).

 

Рисунок 13.1 – Пошаговое мультиплексирование в ПЦИ/PDH.

 

В ЦСП ПЦИ/PDH используются типы кодирования HDB3 и AMI, причем первый из них используется чаще; для передачи потока Е4 (140 Мбит/с) применяется линейное кодирование CMI.                                                                               

Помимо параметров частоты сигнала и типа линейного кодирования Рек, G.703 опреде­ляет ряд норм на электрические параметры интерфейсов, которые существенны для эксплуатации систем ПЦИ/PDH. Для ЦСП ПЦИ/PDH существуют два типа физиче­ских интерфейсов - симметричный 120 Ом для применения на низких скоростях передачи, и коаксиальный (несимметричный) интерфейс 75 Ом, используемый для скоростей переда­чи 2048 кбит/с и выше.

Параметры канального уровня ЦСП ПЦИ/PDH включают в себя цикловую структуру потока и процедуры мультиплексирования и демультиплексирования между различными уровнями иерархии. Основным отличием потока Е1 от других уровней иерархии ПЦИ/PDH является наличие в нем не только цикловой, но и сверхцикловой структуры [3].

Все сообщения сетевого уровня ПЦИ/PDH делятся на три категории: сообщения о воз­никновении ошибок в системе передачи; сообщения о неисправностях, возникающих в сис­теме передачи; сообщения, используемые для реконфигурации первичной сети и восстанов­лении плана синхронизации.

  

Лекция  14.  Технология синхронной  цифровой иерархии и мультиплексирования цифровых потоков

 

Цель лекции: изучение технологии синхронной цифровой иерархии и принципы мультиплексирование цифровых потоков в СЦИ / SDH.

Содержание:

14.1 Технология синхронной цифровой иерархии.

14.2 Мультиплексирование цифровых потоков в СЦИ/SDH.

 

14.1 Технология синхронной цифровой иерархии

 

а) структура кадра СЦИ/SDH

Для стандартного телефонного канала период дискретизации равен 125 мкс. Под ка­дром понимают совокупность символов (бит информационного сигнала), переданных за время, равное периоду дискретизации. Так как для основного синхронного сигнала — син­хронного транспортного модуля уровня STM-1 скорость передачи - 155,52 Мбит/с, то каж­дый кадр должен содержать 19440 бит.

Особенностью технологии СЦИ/SDH является то, что основной единицей кадра служит не бит, а байт, поэтому в каждом кадре содержится 19440:8 =2430 байт. Другая особен­ность технологии СЦИ/SDH заключается в организации структуры кадра, который пред­ставляется как блок, состоящий из 9 строк и 270 столбцов (рисунок 6.3), каждый столбец при этом имеет ширину в 1 байт.

Рисунок 14.1 –  Cтруктура  кадра синхронного транспортного модуля уровня STM-1

Кадр синхронного транспортного модуля уровня STM-1 как блок данных можно пред­ставить в виде некоторого контейнера стандартного размера, имеющего сопровождающую документацию - заголовок, где собраны все необходимые для управления маршрутизации контейнера поля-параметры, и внутреннюю емкость для размещения информационных символов, которые называют полезной нагрузкой.

В кадре первые 9 байт содержат сигнал синхронизации (выравнивания) кадра (или фрей­ма) FAS (Frame Alignment Signal). Последующие 261 байт используются для передачи по­лезной нагрузки. Следующие 9 байтов представляются в виде первых 9 столбцов второй строки и используются в качестве секции заголовка - заголовок регенераторного участка RSOH (Regenerator Section Overhead), а последующие 261 байт (261 столбцов) используются для полезной нагрузки и т.д. Таким образом формируется представление кадра синхронного транспортного модуля уровня STM-1 в виде матрицы размерностью 9x270 = 2430 байт, у которой первые 9 столбцов отведены под управляющую информацию - это заголовок уча­стка SOH (Section Overhead) (состоит из сигнала выравнивания фрейма FAS (1x9 байт), за­головок регенераторного участка RSON (2x9 байт), заголовок мультиплексорного участка MSOH (Multiplexer Section Overhead) (5x9 байт) и указатель Pointer (1x9 байт), а после­дующие 261 столбец используются под полезную нагрузку.

Указатель (Pointer) расположен в начале четвертой строки между заголовками регене­раторного RSOH и мультиплексорного MSOH участков и используется для указания начала полезной нагрузки. Как видно из рисунке 14.1, действительное положение полезной нагрузки на­чинается не с первой строки (после сигнала синхронизации кадра FAS), а после указателя и с того места (адреса), которое задается указателем.

В действительности полезная нагрузка располагается не в одном кадре, а частично в следующем. Нумерация емкости нагрузки в связи с этим начинается после указателя, т.е. с 10-го байта четвертой строки, а не с первой строки после FAS. Как следствие конец нуме­рации нагрузки заканчивается в конце третьей строки следующего кадра. Полезная нагрузка может смещаться в структуре кадра под действием непредвиденных временных флуктуа­ции, а указатель всегда содержит адрес начала полезной нагрузки. Тем самым устраняется противоречие между фактом синхронности обработки и возможным изменением положения полезной нагрузки внутри кадра.

 

14.2 Мультиплексирование цифровых потоков в СЦИ/SDH

 

а) инкапсуляция сигнала нагрузки 140 Мбит/с. Структура кадра в технологии СЩ формируется с помощью метода инкапсуляции, т.е. последовательных вложений. Для этого используют понятие контейнера. В него упаковываются цифровые сигналы входных каналов (каналов доступа), скорость передачи которых соответ­ствует скорости стандартного ряда ПЦИ/PDH, начиная от канала Е1 и выше. Такие входные сигналы будем называть сигналами нагрузки (потоком нагрузки) ПЦИ/PDH. Аналогично входные сигналы, скорость передачи которых соответствует скоростям СЦИ/SDH, будем называть сигналами нагрузки (потоком нагрузки) СЦИ/SDH.

По типоразмеру контейнеры делятся на четыре уровня, соответствующие уровням ие­рархии ПЦИ/PDH. К каждому контейнеру крепится ярлык, содержащий управляющую ин­формацию для сбора статистики прохождения контейнера. Контейнер с таким ярлыком ис­пользуется для переноса информации и является логическим, а не физическим объектом, поэтому его называют виртуальным.

Рассмотрим формирование самого большого виртуального контейнера, предназначен­ного для размещения цифрового потока (сигнала) нагрузки Е4, имеющего скорость переда­чи 140 Мбит/с. На рисунке 14.2 показана схема размещения потока Е4 в синхронном транс­портном модуле STM-1.

Сигнал нагрузки (140 Мбит/с) на интервале времени дискретизации 125 мкс имеет 17408 бит полезной информации. Он размещается в контейнере размером 9x260 байт (18720 бит), который назван С-4. К контейнеру добавляется заголовок тракта РОН (Path OverHead), представляющий собой один столбец (шириной 1 байт).

 

Рисунок 14.2 – Размещение потока нагрузки 140 Мбит/с в модуле STM-1

 

В результате формируется вирту­альный контейнер VC-4, который разме-щается в транспортном модуле (кадре) с помощью указателя. Размещение полезной нагрузки в кадре STM-1 задается указателем. Виртуальный контейнер вместе с указателем называют административным модулем AU-4 (Administrative Unit). При размещении виртуального контейнера VC-4 указатель (Pointer) называют AU-4 Pointer. Указатель задает адрес начала полезной нагрузки, т.е. в рассматриваемом случае -начало виртуального контейнера.

Байты заголовка тракта РОН виртуального контейнера VC-4 имеют сле­дующие назначения:

U1 - используется в точке назначения контейнера VC-4 для подтверждения установле­ния связи с передатчиком;

ВЗ - байт проверки четности;

С2 - указатель загрузки контейнера и типа полезной нагрузки;

G1 - состояние тракта дает информацию обратной связи от терминальной к исходной точке формирования тракта;

F2 - может быть задействован пользователем данного тракта для организации канала связи;

Н4 - обобщенный индикатор положения нагрузки используется при организации  мультикадра, в том числе для указания восстановления первого байта мультикадровогo TU;

б) инкапсуляция сигнала нагрузки 2 Мбит/с. В сетях СЦИ/SDH в Европе и России ха­рактерным является поток (сигнал) нагрузки Е1 со скоростью передачи 2 Мбит/с. Рассмот­рим процесс инкапсуляции таких сигналов. На интервале 125 мкс сигнал нагрузки Е1 имеет 256 бит (32 байта) информации и размещается в контейнере размером 34 байта, получив­шим название С-12. Заметим, что размер контейнера всегда несколько больше полезной на­грузки (размещаемого сигнала нагрузки). Это необходимо для реализации принципа «дина­мического плавания» полезной нагрузки внутри контейнера. Контейнер С-12 имеет наимень­ший типоразмер в отличие от контейнера С-4 с наибольшим размером. К контейнеру С-12 до­бавляется заголовок тракта VC-12 РОН длиной в один байт, обозначаемый V5, с указанием маршрутной информации, используемой в основном для сбора статистики прохождения кон­тейнера. В результате формируется виртуальный контейнер VC-12 размером 35 байт.

Далее, в соответствии с принципом инкапсулирования, необходимо несколько вирту­альных контейнеров вложить в большие контейнеры. В нашем рассмотрении ограничимся наибольшим контейнером С-4 (ему соответствует виртуальный контейнер VC-4) и рассмот­рим процедуру вложения в него виртуальных контейнеров VC-12.

Следует заметить, что формирование групп нагрузочных модулей - это не что иное, как применение операции мультиплексирования с чередованием байт. В рассматриваемом при­мере в контейнере С-4 размещались одинаковые сигналы нагрузки 2 Мбит/с. В общем слу­чае можно разместить различные сигналы полезной нагрузки.

Описанный режим отображений информации нагрузочных модулей на поле полезной нагрузки предполагает, что положение полезной нагрузки VC-4 определяется стандартным образом с помощью указателя AU-4 Pointer. Это делает ненужным использование указате­лей нагрузочных модулей TU-12 PTR.

 

Рисунок 14.3 – Общая схема мультиплексирования в СЦИ/SDH

 

Достоинство такого режима - более простая структура TU-n или TUG, допускающая более эффективную последующую обработку. Недостаток очеви-ден - исключается любая несинхронность при транспортировке контейнера;

в)  мультикадры. Ранее было показано, что нагрузочный модуль TU-12 содержит 36 байт, один из которых отведен под указатель. Однако одного байта для нормального функционирования указателя недостаточно (так, в указателе AU-4 PTR под указатель отведено 6 байт). Поэтому для обеспечения плавающего режима формируется мулътикадр, состоящий из нескольких кадров, в пределах которого мог бы плавать контейнер нижнего уровня (С-12).

Лекция  15.  Технологии сети Интернет и интеграция сетевых технологий в цифровых сетях

 

Цель лекции: изучение технологии использования сети Интернет и принципы интеграции сетевых технологии в цифровых сетях.

Содержание:

15.1 Технологии сети Интернет.

15.2  Интеграция сетевых технологий в цифровых сетях.

 

15.1 Технологии сети Интернет

 

а) Применение IP-технологий в корпоративной сети.

Остановимся на некоторых аспектах технологии сети Интернет и новых сетевых технологиях: Gigabit Ethernet (GE) и оптический Интернет, пред­ставляющих особый интерес.

Широкомасштабное применение IP-технологий - одно из главных стратегических ре­шений при построении современной корпоративной сети. Такой подход связан, по крайней мере, со следующими двумя факторами:

- во-первых, с объективными привлекательными свойствами IP-технологии, заклю­чающимися в ее открытости, способности интегрировать практически любые другие сетевые технологии, отлаженности, надежности и масштабируемости;

- во-вторых, целесообразность применения IP-технологий вытекает из самого факта существования Интернета и той роли, которую играет эта сеть в современном мире.

Вследствие своей универсальности IP-технологии могут быть эффективно использованы в корпоративной сети для построения всех типов связей (или любой ее части):

-   локальных сетей предприятия (уже сегодня 99% всех узлов корпоративных сетей, включая персональные компьютеры, поддерживает протокол IP);

-   сетей подразделений через глобальные связи, необходимых для нормальной работы почти любого предприятия (intranet);

-   предоставления удаленного доступа своим сотрудникам (intranet);

-   организации связей с сетями и сотрудниками предприятий-партнеров (extranet);

-   организации связей с клиентами и покупателями (extranet).

Популярность IP-технологии, помимо субъективных, объясняется многими ее объективными достоинствами.

Именно IP-протокол в сети Интернет играет роль универсального интегрирующего средства, позволяющего объединить в единую глобальную сеть множество сетей самых разнообразных технологий. В корпоративной сети технология IP необходима для объединения отдельных локальных сетей предприятия через Интернет и другие глобальные сети.

Очень важным достоинством IP-технологии, необходимым для построения всемирной глобальной сети, является масштабируемость. Стек протоколов ТСР/IР отличается хорошо продуманными решениями, позволяю-щими за счет многоуровневого иерархического под хода наращивать сеть в очень больших пределах. И наконец, отработанность и отлаженность IP-технологии является еще од­ним (часто решающим) соображением, принимаемым во внимание при построении транс­портной основы для корпоративной сети;

б) преодоление недостатков IP-технологий.

Однако за время существования стека про­токолов ТСРЛР, особенно в последние годы, когда начался глобальный переход на IP-технологии, выявились слабости и недостатки архитектуры протоколов ТСРЛР. Во многих случаях IP-технология не может удовлетворить требованиям новых приложений. Конечно, прежде всего она должна обеспечивать более высокую пропускную способность, однако этого недостаточно. Требуется дополнить IP-технологию средствами управления пропуск­ной способностью, которые бы гарантировали приложениям нужное им качество обслужи­вания QoS.

Для предоставления гарантированных сервисов технология IP должна быть существен­но модернизирована. Необходимо придать ей большую «интеллектуальность», чтобы сете­вые устройства, работающие на ее основе, смогли дифференцировать трафик и предостав­лять различные уровни сервиса для различных пользователей и приложений. Другими сло­вами, IP-сетям нужен активный механизм управления пропускной способностью.

Особое место в IP-сетях занимают сегодня приложения IP-телефонии. Желание обес­печивать телефонный сервис через Интернет представляет собой главную движущую си­лу сближения обычной телефонии и Интернет. Несмотря на коренное отличие принципов, положенных в основу  те­лефонных и IP-сетей, достаточно качественная передача голоса в IP-сетях  при значитель­ной недогруженноcти сети возможна;

в) Gigabit Ethernet. В настоящее время Gigabit Ethernet (GE) прочно вошел в перечень базовых сетевых технологий для современных цифровых сетей. Технология GE прошла этап первичной стандартизации и представлена на рынке новейшей аппаратурой - маршру­тизаторами/коммутаторами GE, выпускае-мыми ведущими производителями ДСП, и уже на­ходит применение при построении современных высокоскоростных сетей передачи данных.

В модели BOC/OSI стандарту GE соответствуют канальный и физи­ческий уровни. Отметим лишь, что интерфейс 1000Base-X подразделяется на три физических интер­фейса:

-   1000Base-SX - оптический интерфейс для многомодовых волокон и излучения с дли­ной волны 850 нм, мощностью -10...0 дБм, при чувствительности и насыщении чувствительности приемника -17 и 0 дБм соответственно;

-   1000Base-LX - оптический интерфейс для одномодовых и многомо- довых волокон и излучения с длиной волны 1300 нм, мощностью -13,5...-3 дБм при чувствительности и насыщении приемника -19 и -3 дБм соответственно;

-   1000Base-CX - электрический интерфейс для экранированной витой пары STP 5-й ка­тегории на короткие расстояния.

На рисунках 15.1 и 15.2 представлены применения аппаратуры GE и DWDM в корпоратив­ных магистралях и оптических сетях.

 

Рисунок 15.1 – Применение маршрутизаторов GE  в корпоративных магистралях

В настоящее время определены предварительные спецификации нового стандарта 10G Ethernet (10 Гбит/с). Таким образом, стандарт Ethernet с масштабируемой иерархией 10/100/1000/... становится мощной сетевой технологией, конкурирующей с технологией ATM на уровне сетей как корпоративных, так и магистральных;

г) оптический Интернет. Несмотря на то, что стандартизация оптического Интерне­та находится на начальном уровне, в последнее время его технология обсуждается как одна из наиболее перспективных для опти-ческих сетей. Именно полностью оптические техноло­гии (см. рисунок 15.2) позволяют перейти на качественно новый уровень построения сетей бу­дущего со скоростями передачи от 1...2 Тбит/с и выше.

 

Рисунок 15.2 – Применение маршрутизаторов и аппаратуры DWDM в оптических сетях

 

15.2  Интеграция сетевых технологий в цифровых сетях

Выбор оптимальной технологии для построения широкополосных муль-тисервисных сетей в настоящее время опирается на процессы интеграции и конвергенции сетевых технологий при создании современных сетей.

Общей технологической основой конвергентных сетей являются универсальные среды, передающие цифровые потоки с любой мультимедийной информацией, и специальные транспортные протоколы, позволяющие их передавать с за­данными скоростью и качеством.

Необходимо четко осознавать, каким образом строить универсальную мультисервисную сеть для предоставления новых услуг и какие требования к ней предъявлять. При по­строении сетей следует иметь в виду, что новые услуги все чаще являются суперпозицией традиционных услуг телефонии, видео и передачи данных и соответственно требуют уни­версальных, приспособленных к таким услугам сетей. Универсальность сети заключается, прежде всего, в том, на что такая сеть должна быть способна:

-   быть адаптированой для всех необходимых протоколов и передачи всех типов ин­формационных потоков;

-   поддерживать необходимый уровень качества передачи информационных потоков с возможностью контроля и гарантий этого качества от абонента до точки предоставле­ния услуги;

-   удовлетворять всем требованиям безопасности при пользовании услугами данного типа.

Таким образом, современная сеть (даже если она планируется только как сеть передачи данных) должна строиться с учетом обеспечения необходимого качества передачи и безо­пасности информационных потоков, что требует, как правило, значительных инвестиций. При этом построенная таким образом сеть должна обладать всеми необходимыми качест­вами для того, чтобы стать универсальной, и, соответственно, должны быть возможности для ее использования и для передачи альтернативных типов информационных потоков (го­лоса и видео).

Опыт создания сетей показывает, что локальные сети строят преимущественно с исполь­зованием Ethernet, а глобальные, магистральные, несмотря на отдельные попытки использо­вания протокола РРР (о них часто и говорят как о чисто IP-сетях), к середине 90-х г. стали строить с использованием технологии Frame Relay. Позже к концу 90-х г., с развитием техно­логии ATM повсеместно при создании сетей передачи данных перешли на технологию ATM.

Практически все новые магистральные мультисервисные и IP сети, создаваемые сейчас, также используют технологию ATM на транспортном уровне. Почему не строятся «чисто IP» сети? Потому что IP - это протокол без установления со­единения, возможности контроля качества (скорости, задержек, вариаций задержек) и безо­пасности этого соединения. Эти качества обеспечивают протоколы транспортного уровня технологии ATM. Технология ATM является идеальной средой для мультисервисных сетей, поскольку она изначально создавалась как технология, адаптированная в равной степени для передачи голоса, видео и данных, которые сегодня рассматриваются и используются соответственно как информационные потоки особо требовательные, менее требовательные и не очень требовательные к качеству передачи.

Лекция  16. Принципы построения систем коммутации 

Цель лекции: изучение классификацию и способы построения коммутационных блоков, анализ характеристик коммутационных схем различных типов.

Содержание:

16.1  Классификация коммутационных приборов.

16.2 Способы построения коммутационных блоков.

16.3  Анализ характеристик коммутационных схем.

 

Коммутационные приборы и элементы

 

Коммутационным прибором (КПр) называется устройство, обеспечивающее скачкообразное изменение проводимости элек­трических цепей на определенный промежуток времени. Изменение про­водимости электрических цепей в коммутационном приборе осу­ществляется коммута ционным элементом (КЭ).

К коммутационному прибору могут подключаться линии с раз­личной проводностью, поэтому их коммутация осуществляется несколькими КЭ, которые объединены в коммутационную группу. Коммутационные приборы различаются между собой струк­турными и электрическими параметрами.

       

  16.1  Классификация коммутационных приборов

 

Используемые в настоящее время коммутационные приборы по структурным параметрам можно разделить на четыре типа: ре­ле, искатели, многократные соединители и соединители [3].

1.        Коммутационные приборы типа реле (1x1) имеют один вход и один выход (рисунок 16.1).

Рисунок 16.1 – Коммутационный прибор типа реле (1х1)

 Прибор имеет два состояния, в одном из которых соединение между входом и выходом отсутствует, а в другом - соединение установлено. На рисунке 16.1, а-г приведены условные изображения коммутационного прибора, используе-мые в технике автоматической коммутации.

          2.   Коммутационные приборы типа искателей (1 х m) имеют один вход n= 1 и  т выходов (рисунок 16.2, а-г).

Рисунок 16.2 – Коммутационный прибор типа искателей (1хm)

В приборе можно установить соединение входа с любым из т выходов, следовательно, доступность прибора D = т. При этом одновременно в приборе может быть установлено только одно со­единение.

3.Коммутационные приборы типа многократных соедини­телей n(1 х m) имеют n входов и  пт выходов (рисунок 16.3, а-г).

Рисунок 16.3 – Коммутационны приборы типа МКС  n(1хm)

Каждому входу из п доступны только т определенных выхо­дов, следовательно, доступность прибора D = т из общего числа выходов - пт. В приборе одновременно может быть установлено n соединений.

4. Коммутационные приборы типа соединителей (п х т) имеют п входов и т выходов (рисунок 16.4, а-г).

Каждому из n входов доступен любой из т выходов, следова­тельно, D = т. В приборе одновременно может быть установлено n соединений, если п≤ т или т соединений, если n >т.

Рисунок 16.4 – Коммутационный прибор типа соединителя (nхm)

   

          Коммутационные блоки. Основные понятия и определения

 

Одним из основных частей коммутационного узла является коммутационное поле (КП). Его рациональное построение позво­ляет при минимальных затратах оборудования обеспечить тре­буемое качество обслуживания вызовов. На рисунке 16.5 представлена структура коммута-ционного поля, со­стоящего из трех частей а, b и с.

          Рисунок 16.5 – Структура коммутационного поля.   Рисунок 16.6-Коммутационный              блок 120х10

С помощью КП через внутристанционные линии V1 и V2 N вхо­дов соединяются с М выходами. Чаще всего соотношение между числом линий следующее: N>V1; V1=V2; V2<M. В звене а КП осу­ществляется переход от большого числа входов N (абонентских линий) к меньшему числу внутристан-ционных линий V1, т.е. выпол­няется функция сжатия.

 В звене b КП внутристанционные линии V1 коммутируются с внутрис-танционными линиями V2 (функция коммутации).

В звене с осуществляется переход от внутристан­ционных линий V2 к требуемому числу выходов М, т.е. выполняется функция расширения.

В коммутационном блоке включение выходов по отношению к входам может быть полнодоступным или неполнодоступным. Число вы­ходов блока, с которыми может быть соединен вход, называется доступностью D.

 

16.2 Способы построения коммутационных блоков

 

а) объединение входов и выходов коммутационных приборов

На рисунке 16.7 показаны коммутационные блоки, полученные пу­тем объединения входов нескольких коммутационных приборов.

Рисунок 16.7 – Коммутационные блоки с объединением входов КП.

Коммутационный блок типа (1х2m) строится пу­тем объединения входов двух приборов типа (m). В этом случае D = 2m;

б) объединение выходов коммутационных приборов приводит к увеличению доступности входов по отношению к выходам. На рисунке 16.8 показаны коммутационные блоки, полученные пу­тем объединения выходов у нескольких коммутационных при­боров.

 

Рисунок 16.8 – Коммутационные приборы с объединении выходов

 

Объединяя выходы в группе из k коммутационных приборов, получается коммутационный блок, в котором входы всех коммутационных приборов имеют доступ к одной и той же группе выходов.

На рисунке 16.9 показаны коммутационные блоки, полученные пу­тем объединения входов и выходов нескольких коммутационных приборов.

       

Рисунок 16.9 – Коммутационные блоки с объединением входов и выходов КП.

   в) последовательное соединение коммутационных приборов.

Коммутационные блоки могут быть построены путем последо­вательного соединения выходов одних коммутационных приборов со входами других.

На рисунке 16.10 показаны примеры построения КБ с последователь-ным соединением коммутационных приборов.

При последовательном соединении двух приборов типа (1хт) получается КБ типа (1xvxm). Здесь v - число промежуточных ли­ний между звеньями A и В. В этом блоке между входом и выходом образуется две точки коммутации, одна - на звене А и вторая - на звене В. При доступности приборов D = т, доступность КБ получа­ется равной

Рисунок 16.10 – Коммутационные блоки с последовательно соединеним  КП.

 

Аналогично, при последовательном соединении коммутацион­ных приборов типов (nxm) и (m) строится КБ типав котором каждый вход имеет доступ к любому из  выходов.

Коммутационные блоки с последовательным соединением двух приборов называются двухзвенными блоками.

 

16.3  Анализ характеристик коммутационных схем

Анализ характеристик двухзвенной коммутационной схемы

В такой схеме количество коммутационных точек

                                                              (16.1)

Вероят­ность блокировки в двухзвенной односвязной коммутационной схе­ме, равная вероятности того, что промежуточная линия, связываю­щая коммутаторы звеньев А и Б, будет занята, определяется по формуле

                                                                          (16.2)

 

Лекция  17.  Основы цифровой коммутации

 

Цель лекции: изучение принципов работы звена временной коммутации и особенностей коммутации каналов с схемах типа В-П-В и П- В-П.

Содержание:

17.1  Принципы временной коммутации.

17.2  Работа звена временной коммутации.

17.3  Коммутация каналов в схеме В-П-В и П-В-П.

 

17.1 Принципы временной коммутации

При коммутации с временным разделением каналов конфигу­рация коммутационной схемы с пространственным разделением периодически воспроизводится в течение каждого временного ин­тервала путем непрерывного циклического изменения соединений, существующих в течение этих интервалов. Цифровые сигналы, сформированные путем объединения на базе временного разде­ления, требуют как коммутации временных интервалов, так и ком­мутации физических линий. Способ коммутации с разделением времени использования точек на интервалы представляет собой второе измерение коммутации и называется временной коммута­цией.

Схемы временной коммутации строятся на базе недорогих цифровых элементов памяти (ЭП). Следовательно, реализация функций цифровой коммутации оказывается более дешевой, чем реализация схем с пространст-венным разделением. Работа схемы временной коммутации сводится главным образом к записи ин­формации и ее считыванию из 3У. Принцип  временной  коммутации в  самом  общем  виде  представлен на рисунке 10.1

В процессе коммутации информация, поступающая по одному временному каналу, сначала записывается в ЭП, затем задерживается в течение определенного количества интервалов и переда­ется во временном канале, с которым осуществляется соединение.

Для коммутационных систем небольшой емкости можно полу­чить экономичные коммутационные схемы, реализующие только временную коммутацию. Однако существуют реальные ограниче­ния на временные характеристики ЭП, которые определяют допус­тимую емкость блока временной коммутации.

 

Рисунок 17.1 - Схема временной коммутации

Поэтому в коммута­ционных схемах большой емкости дополнительно вводится про­странственная коммутация. Такие коммутационные схемы назы­ваются схемами с пространственно-временной коммутацией. Принцип пространственно-временной коммутации представлен на рисунке 17.2.

В качестве примера приведено соединение 3-го временного канала (ВК) первой линии с 7-м ВК последней линии. Указанное соединение подразумевает, что информация, поступающая в 3-м временном интервале первой линии, пересылается в 7-й вре­менной интервал последней линии. Поскольку процесс преобразо­вания речевого сигнала в цифровую форму принципиально озна­чает четырехпроводный режим работы, то реализуется обратное соединение путем пересылки информации из 7-го временного ин­тервала последней входящей линии в 3-й временной интервал первой исходящей линии. Таким образом, каждое соединение тре­бует выполнения двух пересылок информации; при этом каждая пересылка осуществляется как во времени, так и в пространстве.


Рисунок 17.2 - Схема пространственно-временной коммутации

 

17.2 Работа звена временной коммутации

 

Основными элементами блока временной коммутации (БВК) являются ЭП. Принцип работы цифровой коммутационной схемы на ЭП представлен на рисунке 17.3.   С помощью мультиплексора и демультиплексора образуется линия с временным разделением каналов (ВРК).

Для каждого входящего времен­ного канала необходимо обеспечить доступ к каналу записи в ЭП. Для каждого исходящего временного канала также обеспечивается доступ к каналу считывания. Обмен информацией между двумя различными временными каналами осуществляется с помощью информационной памяти (ИП).

Информация, поступающая по входящим временным каналам, последовательно записывается в ячейки ЭП. В то же время ин­формация, поступающая в исходящие каналы, считывается из ИП по адресам, получаемым из блока управляющей памяти.

В течение каждого временного интервала к ИП производится два обращения. Первое обращение производится при записи вхо­дящей информации в ИП. Адрес записи в ИП определяется счет­чиком временных каналов, путем его приращения на 1. Следова­тельно, ί-й временной интервал записывается в ί-ю ячейку ИГК Второе обращение производится при считывании информации из ИП. Адрес считывания в ί-м временном интервале определяется содержимым ί-й ячейки УП.

Таким образом, для каждого временного канала (входящего и исходящего) в ИП выполняются операции записи и считывания.


Рисунок 17.3 - Коммутационная схема ЭП

Для обеспечения временной коммутации каналов необходимо наличие элементов задержки.

 

Рисунок 17.4 - Последовательная запись и произвольная выборка

В таких ЭП запись произво­дится по мере поступления данных, а считывание при необходи­мости их передачи. Известно два способа управления работой ЭП звена вре­менной коммутации:

 • последовательная запись и произвольное считывание;

 • произвольная запись  и последовательное считывание.

Оба способа работы звена временной коммутации исполь­зуют циклическую управляю­щую память, доступ к которой осуществляется синхронно с ра­ботой счетчика  временных  ин­тервалов.

На рисунке 17.4 показан принцип работы звена временной комму­тации для первого способа упра­вления. Определенные ячейки памяти закрепляются за соответствующи­ми временными интервалами (ВИ) входящей линии. Информация ка­ждого входящего ВИ запоминается в последовательных ячейках па­мяти, что обеспечивается увели­чением на 1 содержимого счетчика ВИ. Таким образом, информация, принятая в течение 3-го ВИ, запо­минается в 3-й ячейке ЭП.

  При считывании из ИП управ­ляющая информация, поступаю­щая из управляющей памяти, оп­ределяет адрес считывания ин­формации для заданного ВИ.

Второй способ работы звена временной коммутации (рисунке 17.5) является противоположностью первого. Поступающая на вход ин­формация записывается в ячейки ИП в соответствии с адресом, хранящимся в управляющей памяти УП. Однако считывание ин­формации из ИП производится последовательно ячейка за ячей­кой под управлением счетчика  временных  интервалов.    

 

 

Рисунок 17.5 - Произвольная запись и последовательная выборка

                  

          17.3 Коммутация каналов в схеме В-П-В

В настоящее время в системах коммутации большой емкости исполь-зуются коммутационные схемы типа время-пространство-время (В-П-В). Общая структура КС типа В-П-В представлена на рисунке 10.6 .

Рассмотрим пример соединения 3-го временного канала первой линии с 7-м временным каналом последней линии. Информация, поступающая в 3-м временном интервале 1-го входящего канала с ВРК (на звене Б), задерживается и передается в одном из свобод­ных временных интервалов звена пространственной коммутации П (например, интервал 22).

 

Рисунок 17.6  - Коммутационная схема типа В-П-В.

           Временные интервалы звена П называют внутренними временными интервалами. Временные интервалы звена В называют внешними временными интервалами. При этом во внутреннем интервале 22 происходит пространственная комму­тация входа 1 со входом N звена П, т.е. в течение 22-го интервала через звено П информация передается с 1-го входного на N-е вы­ходное звено временной коммутации П-П.

     

  Лекция 18.  Аналоговые системы коммутации

 

Цель лекции: изучение особенностей коммутационных приборов и принципы построения декадно-шаговых и координатных АТС используемых в аналоговых сетях.

Содержание:

18.1  Декадно-шаговые АТС (АТСДШ).

18.2  Координатные  АТС (АТСК).

 

18.1       Декадно-шаговые АТС (АТСДШ)

АТСДШ со ступенями ПИ, ЛИ и ГИ (1000 номеров). Для  получения АТС большей емкости можно идти по пути дальнейшего увеличения емкости контактного поля каждого ЛИ Однако увеличение емкости контактного поля ЛИ (больше 100) вы­зывает усложнение его конструкции, а следовательно, и увеличе­ние его стоимости

АТС на 1000 номеров целесообразно разбить на 10 групп по 100 номеров в каждой. Для выбора группы, в которой находится нужная абонент­ская линия, устанавливается специальный коммутационный при­бор, называемый групповым искателем (ГИ), а совокупность этих приборов - ступенью группового искания. Рассмотрим принцип группообразования на примере АТСДШ емкостью N = 1000 номеров (рисунке 18.1) На ступенях ЛИ и ГИ приме­няются искатели типа ДШИ-100, а на ступени - ПИ - ШИ-11

Рисунок 18.1  - АТСДШ на1000 номеров

Общая емкость АТС делится на 10 групп, при этом каждая их них на ступени ЛИ формируется десятью ДШИ, в контактное поле которых многократно включено 100 АЛ. Таким образом, для каждой группы получается однозвенный коммутационный блок [10x100]. Десять таких блоков формируют на выходе АТС звено коммутации [100x1000].

Для выбора требуемой группы на АТС устанавливается сту­пень ГИ, реализованная на искателях типа ДШИ-100, одноименные выходы которых запараллелены. Входы каждой группы ступени ЛИ параллельно включаются в отдельную декаду всех ДШИ сту­пени ГИ. Таким образом, от первой декады ГИ образуется 10 вы­ходов, которые подключаются к 10 щеткам ЛИ, обслуживающих первую сотню абонентов, от второй декады соответственно 10 вы­ходов к десяти ЛИ, обслуживающих вторую сотню абонентов и т.д..

АТСДШ емкостью 10000 номеров

Для дальнейшего увеличения емкости АТС следует ввести вто­рую ступень группового искания. Предельная емкость АТС при этом возрастает до 10000 номеров. Нумерация абонентских линий долж­на быть четырехзначной (0000...9999). Упрощенная схема АТС с двумя ступенями ГИ на 10000 номеров представлена на рисунке 18.2. Первая цифра должна поступать на I ГИ для поиска нужной тысячной группы, вторая - на II ГИ для поиска сотенной группы в этой тысяче и последние две цифры поступают на ЛИ для подклю­чения к линии вызываемого абонента в данной сотенной группе. Функции I ГИ и II ГИ по поиску линий полностью совпадают. В обо­их приборах подъемные движения вынужденные, а вращательные движения свободные.

Рассмотренные выше варианты построения АТСДШ не учиты­вают ее работу в окружении других АТС. Емкость аналоговой те­лефонной сети принято повышать не за счет добавления дополни­тельных номеров станции свыше типового значения 10000, а путем увеличения числа АТС. При этом каждая АТС имеет свой индекс.

Введение в АТСДШ третей ступени ГИ позволяет увеличить емкость телефонной сети до 80000 номеров [17]. В городской сети связь в этом случае обеспечивается несколькими АТС (не более 8 АТС по 10000 номеров), расположенными в разных районах города.

Рисунок 18.2  - АТСДШ на 10000 номеров

Число таких АТС теоретически не может превышать 8 из-за невоз­можности использования в качестве первой цифры 0 (индекс вы­хода на узел спецслужб) и 8 (индекс выхода на междугородную связь). Такая сеть имеет пятизначную нумерацию, где первая цифра определяет код АТС, остальные четыре - номер абонента

 

 18.2  Координатные  АТС (АТСК

 

АТСК с одной ступенью ГИ (четырехзначная нумерация).

В координатных системах АТС используются три ступени ис­кания: абонентского (АИ), группового (ГИ) и регистрового (РИ). На рисунке 18.3 представлена  функциональная схема АТСК с четы­рехзначной нумерацией без учета ее работы в окружении других АТС.

Ступень АИ  при исходящей связи работает в режиме свободного искания (поиск незанятого исходящего шнурового  комплекта ИШК через блоки АВ), а при входящей связи - в режи­ме линейного искания (поиск требуемой абонентской линии через блоки DCBA). На ступени ГИ осуществляется режим группового искания (выбор группы линий), а на ступени РИ - режим свободно­го искания (поиск незанятого абонентского регистра АР).

Шнуровые комплекты используются при установлении соеди­нения и заняты при разговоре.

 

Рисунок 18.3 – Функциональная схема АТСК с одной ступенью ГИ

 

При входящей связи соединение входа блока с тре­буемой АЛ производится через четыре звена D, С, В, А (режим ли­нейного искания ступени АИ). Ступени ГИ строятся из двухзвенных блоков, имеющих 80 входов, 120 ПЛ и 400 выходов. В поле ступени ГИ можно образовать максимально 20 направлений с доступно­стью D = 20.

Ступень РИА предназначена для подключения абонентского регистра к ИШК, а через него к блоку АВ и к абонентской линии на время приема информации о номере вызываемого абонента и ус­тановления соединения.

 АТСК с двумя ступенями ГИ

При включении АТСК в окружении существующей сети необ­ходимо, кроме внутристанционной связи, организовать связь с дру­гими АТС. Для этого используется еще одна ступень ГИ для фор­мирования пучков к другим АТС сети. На рисунке 18.4 представлен фрагмент АТСК (АТС 5) в окружении сети без узлов с пятизначной нумерацией.

На выходе коммутационного поля ступени I ГИ образованы направления к ступени III ГИ своей станции и направления к III ГИ других АТС на сети (через ПЩ, который на схеме не указан). На вход ступени III ГИ подключаются внутристанционные линии от I ГИ станции, а также пучки соединительных линий от I ГИ других АТС телефонной сети. В поле ступени III ГИ образованы направ­ления к тысячным блокам АИ.

 

Рисунок 18.4 – Фрагмент  АТСК в сети без узлов

 

Если АТСК включается в ГТС с УВС, то необходимо организо­вать связи с УВС своего и других узловых районов города, а также с другими РАТС своего района при их непосредственном соедине­нии. На рисунке 18.5 представлен фрагмент АТСК (АТС 51), включен­ной в сеть с УВС при шестизначной нумерации. На ступени I ГИ образованы направления к III ГИ своей станции и направления к

II       ГИ  УВС других узловых районов. Кроме того, при связи РАТС  одного УР через УВС на I ГИ также формируются направления к II ГИ УВС своего УР. При непосредственной связи РАТС в пределах одного УР на ступени I ГИ формируются направления к III ГИ РАТС своего УР.

Рисунок 18.5 – Фрагмент  АТСК в сети с УВС

 

 

Лекция 19. Особенности структуры ЦСК

 

Цель лекции: изучение обощенной структурной схемы цифровых систем коммутации и принцип взаимодействия блоков и модулей ЦСК через коммутационное поле..

Содержание:

19.1 Обобщенная структурная схема ЦСК.

19.2 Принцип взаимодействия блоков ЦСК.

 

19.1 Обобщенная структурная схема ЦСК

 

Цифровая система коммутации (ЦСК) характеризуется тем, что ее коммутационное поле коммутирует каналы, по которым ин­формация передается в цифровом виде. Однако к ЦСК могут включаться как аналоговые, так и цифровые абонентские и соеди­нительные линии. Обобщенная структура ЦСК представлена на рисунке 19.1.

Абонентский блок (АБ) предназначен для согласования ана­логовых и цифровых абонентских линий с коммутационным полем станции посредством МААК и МЦАК соответственно.

Модуль аналоговых абонентских комплектов (МААК) пред­назначен для подключения к станции аналоговых АЛ и выполняет следующие основные функции:

      аналогово-цифровое  преобразование  (АЦП)  и  цифро-аналоговое преобразование (ЦАП);

      концентрация нагрузки;

      подключение к ИКМ-тракту;

      функции BORCSHT.

Модуль цифровых абонентских линий (МЦАЛ) предназначен для подключения к станции цифровых АЛ и выполняет следующие основные функции:

      реализацию станционного окончания доступа ISDN;

      разделение каналов В и D;

      объединение нескольких каналов D в один канал.

Линейный блок (ЛБ) образует интерфейс между аналоговым или цифровым окружением станции и цифровым коммутационным полем. Используется для включения в станцию различных типов соединительных линий СЛ и линий доступа ISDN на первичной скорости посредством МЦСЛ и МАСЛ. Модуль цифровых соединительных линий (МЦСЛ) использу­ется для включения в станцию цифровых СЛ и линий ISDN пер­вичного доступа. Выполняет функции передачи служебной и поль­зовательской информации, а также согласование входящих и ис­ходящих потоков со скоростями коммутации в коммутационном поле (мультиплексирование и демультиплексирование).

 

Рисунок 19.1 – Структура ЦСК

Модуль аналоговых соединительных линий (МАСЛ) образует интерфейс для подключения аналоговых СЛ к цифровому комму­тационному полю. Выполняет функции АЦП и ЦАП, а также приема и передачи служебной и пользовательской информации от анало­гового окружения к станции и обратно.

В большинстве случаев в состав Л Б входит оборудование сигнализации (ОС), состав которого определяется передаваемыми сигналами между оборудо-ванием взаимосвязанных АТС и спосо­бом их передачи на участках сети. ОС выполняет функции по приему и передаче сигналов управления и взаимодействия (СУВ) между двумя АТС.

Линейные сигналы обеспечивают переход от одной фазы обслуживания вызова к другой. Регистровые сигналы обеспечивают маршрутизацию вызовов и включают в себя все ин­формационные сигналы. В состав ОС могут входить БЛС, БМЧС и MAC (рисунок 19.2).

Блок линейных сигналов (БЛС) является блоком сигнализации по выделенному сигнальному каналу ВСК (CAS). Этот блок предназначен для приема и передачи всех линейных сигналов, переда­ваемых по 16-му канальному интервалу ИКМ тракта при сигнали­зации 2ВСК. Для подключения информации из 16-го каналь­ного интервала в БЛС используется полупостоянное соединение в коммутационном поле.

Рисунок 19.2 - Схема включения оборудования сигнализации в КП

 

Блок многочастотной сигнализации (БМЧС) предназначен для приема регистровых сигналов многочастотной сигнализации.

Передача сигналов осуществляется по разговорным цепям и за­крепление БМЧС за разговорным канальным интервалом осущест­вляется системой управления только на время, необходимое для передачи и приема многочастотных сигналов. Подключение БМЧС к цифровому коммутационному полю (ЦКП) осуществляется по одной ИКМ линии. Соединение в ЦКП оперативное.

Модуль акустических сигналов (MAC) предназначен для пе­редачи акустических сигналов с помощью цифрового тонового ге­нератора (источника тональных сигналов). Этот генератор подклю­чается к КП через ИКМ линию. Как правило, такой модуль включа­ется через одну ИКМ линию и может выдавать 31 акустический сигнал.

Коммутационное поле выполняет функции коммутации со­единений различных видов:

      коммутация разговорных соединений в цифровом виде;

      коммутация межпроцессорных соединений;

      коммутация тональных сигналов.

В основном используются практически неблокирующие, пол­нодоступные, многозвенные схемы КП. Для надежности КП дубли­руется (2 слоя). Между абонентами в коммутационном поле все­гда устанавливается два независимых пути - в прямом и обратном направлении.

Система управления (СУ) предназначена для управления всеми процессами обслуживания вызовов. В цифровых АТС все действия управляющих устройств заранее определены алгорит­мом (программой) их функционирования. Программы хранятся в памяти управляющих устройств.

Кроме основных функций по обслуживанию вызовов, СУ вы­полняет функции по предоставлению абонентам дополнительных видов обслуживания (ДВО), а также вспомогательные функции (контроль, диагностика оборудования и др.).

Управляющее устройство ОКС (УУ ОКС) предназначено для управления сетью сигнализации по общему каналу и оборудовано специальным управляющим устройством, которое функционирует как транзитный узел или оконечный пункт сигнального трафика.

Генератор тактовых импульсов (ГТИ) предназначен для вы­работки сетки частот, необходимых для синхронизации работы всех блоков станции.

 

 19.2 Принцип взаимодействии блоков ЦСК

 

Взаимодействие блоков ЦСК можно рассмотреть на примере внутристан-ционного соединения. Для иллюстрации взаимодействия блоков при внутристан-ционном соединении на рисунке 19.3 представлена упро­щенная структура ЦСК.

Этап 1. Абонент А снимает трубку телефонного аппарата и станция передает сигнал «ответ станции».

После снятия абонентом А трубки СУ определяет факт заня­тия абонентской линии путем сканирования модулей абонентских линий МАЛ (в абонентском комплекте АК). Затем СУ выдает ко­манду на подключение модуля акустических сигналов (MAC) через цифровое коммутационное поле (коммутируется цифровой тракт в КП). Из модуля акустических сигналов абоненту А подается сигнал «ответ станции» частотой f= 425 Гц.

 

Рисунок 19.3 - Схема ЦСК при внутри станционном соединении

 

Этап 2. Абонент набирает номер.

При наборе номера точка сканирования в абонентском ком­плекте абонента А изменяет свое состояние. Эти изменения опре­деляются периферийными устройствами сканирования и переда­ются в СУ.

 После приема первого импульса набора номера СУ да­ет команду на отключение сигнала «ответ станции» из MAC, т.е. передача акустических сигналов через КП прекращается. Номер передается в СУ.

Этап 3. АТС анализирует номер и передает сигналы ПВ и КПВ.

После приема и анализа абонентского номера СУ определяет по данным,  хранящимся в ее памяти, направление связи как внутристанционное и дает команду на включение сигнала ПВ из моду­ля абонентских линий (МАЛ)  частотой f=25 Гц абоненту В. Син­хронно с сигналом ПВ абоненту А из модуля акустических сигналов (MAC) передается сигнал КПВ частотой f=425Гц,   MAC подклю­чается через КП по команде из СУ.

Этап 4. Абонент В отвечает и происходит коммутация разго­ворного соединения.

При ответе абонента В изменяется состояние точки сканиро­вания в его абонентском комплекте. Эта информация поступает в систему управления, которая отключает сигналы ПВ и КПВ и пере­дача акустических сигналов через КП прекращается. Затем СУ коммутирует в КП разговорный тракт и происходит разговор або­нентов.

Этап 5. Отбой и разъединение.

Эта информация поступает в систе­му управления, которая дает команду на подключение MAC через КП, т.е. коммутирует соединение акустических сигналов в КП.

  

Содержание 

Лекция 1. Введение………………………………………..………………………3

1.1 Роль и место систем коммутации в современных ТКС……….……………3

1.2 Современные тенденции развития электросвязи……………….…………. 5

Лекция 2 Телекоммуникационные сети и системы электросвязи…………………6

2.1 Системы передачи дискретных сообщений ……………………………….……6

2.2 Системы передачи и распределения сообщений (сети электро­связи)……….…7

2.3 Эталонная модель взаимосвязи открытых систем …………………..……….8

Лекция 3. Общие принципы построения телекоммуникационных  сетей ……...… 10

3.1 Назначение и классификация сетей электросвязи…………………..…….…..10

3.2 Методы коммутации в сетях электросвязи……………………………..…….. 11

3.4 Принципы построения взаимоувязанных сетей связи…………………..……. 12

Лекция 4  Особенности построения вторичных  ТКС…………….……………...…15

4.1 Состав и назначение сетей телефонной связи ……………………..……….15

4.2  Состав и назначение телеграфных сетей ……………………………...……….16

Лекция 5. Сети передачи данных и информационно-вычислительные сети ….…19

5.1 Сети передачи данных …………………………………………….………...…19

5.2 Структура информационно-вычислительной сети …………...………….…… 21

Лекция 6. Принципы построения сетей и систем радиосвязи ……………….. 23

6.1 Основные понятия и определения …...……………………..……………… 23

6.2 Основы построения систем сотовой связи …………………………...………. 24

Лекция 7. Аналоговые телефонные сети …...………………………..…….. 27  

7.1 Сельские телефонные сети …………………………………………………... 28

7.2 Городские телефонные сети …………………………………….………… 29

Лекция 8. Комбинированные ГТС. Системы нумерации ………....……… 30

8.1 Комбинированные ГТС …………………………………………….…… 31

8.3 Внутризоновые и междугородняя связь………………….……………….. 32

8.4 Системы нумерации в телефонных сетях ……….………….…..………… 33

Лекция 9.  Цифровые сети связи …………………….……………..………….. 34

 9.1 Интеграция телекоммуникационной сети ……………..……….…………35

 9.2 Стратегия построения цифровой сети………………………………..…… 35

 9.3 Построение нерайонированной цифровой ГТС ……………….………… 37

Лекция 10. Цифровизация аналоговой районированной ГТС с узлообразо-ванием …………………………………………………………………………… 39

10.1 Цифровизация аналоговой районированной ГТС с УВС …………..…... 39

10.2 Построение цифровой сети с кольцевой структурой …………….....…... 41

Лекция 11. Принципы сигнализации, синхронизации и управления в цифровых сетях связи  …...……………...…………………………………………………… 43

11.1 Классификация видов сигнализации …………………..………………… 43

11.2  Способы передачи межстанционной сигнальной информации……...… 44

11.3 Абонентская сигнализация ………………………..……………………… 45

11.4 Линейная сигнализация …………………………………..………………. 46

 

Лекция 12. Регистровая сигнализация. Общеканальная сигнализация …….. 47        

12.1 Методы передачи регистровых сигналов ……………….………………. 47

12.2  Протоколы обмена многочастотными сигналами между АТС ……….. 48

12.3 Общеканальная система сигнализации ОКС №7 …………………….…. 49

Лекция 13.  Технология передачи в транспортных сетях и сетях доступа ……....… 51

13.1 Технологии передачи для транспортных сетей ………...………….…… 51

13.2 Технологии передачи в сетях доступа ……………………………….……. 52

13.3  Технология плезиохронной цифровой иерархии ……………………….. 53

Лекция 14 Технология  синхронной цифровой иерархии  и мультиплексирования  цифровых потоков …...……………………………………………………………… 55

14.1 Технология синхронной цифровой иерархии …………………..………….. 55

14.2 Мультиплексирование цифровых потоков в СЦИ/SDH …………….…… 56

Лекция 15.  Технология сети Интернет и интеграция сетевых технологии………... 59      

15.1 Технологии сети Интернет …………….…..……………………………… 59

15.2  Интеграция сетевых технологий в цифровых сетях ………….………….. 61

Лекция 16. Принципы построения систем коммутации ……...……..……….. 63

16.1  Классификация коммутационных приборов……………………….…… 63

16.2 Способы построения коммутационных блоков…………………….…… 65

16.5  Анализ характеристик коммутационных схем………………………..… 66

Лекция 17.  Основы цифровой коммутации …………….………….…………. 67

17.1 Принципы временной коммутации ………………………………..……… 67

17.2 Работа звена временной коммутации ……………………………..………. 68

17.3 Коммутация каналов в схеме В-П-В ……………………………………… 69

Лекция 18. Аналоговые системы коммутации……………….……………… 71

18.1 Декадно-шаговые АТС (АТСДШ)……………………………………… 71

18.2 Координатные АТС (АТСДШ)…………………………………….……. 73

Лекция 19. Особенности структуры ЦСК …………………….…………….. 74

19.1 Обобщенная структурная схема ЦСК…………...………………….……. 74

19.2 Принцип взаимодействия блоков ЦСК ………………………………..….. 76

Список литературы ...................................................................................................... 81

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Г.В. Давыдов и др. Сети электросвязи. М., «Связь»,1977. -360с.

2. Теория сетей связи. Учебник для вузов связи. Под ред. В. Н. Рогинского. - М.: Радио и связь, 1981. -192 с.

3. Аваков  Р. А.  Сети связи и система коммутации. Учебник для вузов. 2004г.

4. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей: Учебник для вузов; Под ред. В.Н.Гордиенко и В.В. Крухмалева. –М.: Горячая линия - Телеком, 2004.-510с.

5. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. В трех томах. Том 1 – Современные технологии; под. Ред. В.П.Шувалова.-М.:  Горячая линия - Телеком, 2004.- 647с.

6. Б.С.Гольдштейн Системы коммутации. - СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2003. -318с.

7. Джон К. Беллами Цифровая телефония: Пер. с англ. –М.: Эко-Трендз, 2004.-640с.

          8. Баркун М.А., Ходасевич О.Р. Цифровые системы синхронной комму-тации - М.: Эко-Трендз, 2001. – 187с

9. А.В. Шмалько., Цифровые сети связи: основы планирования и построения. - М.: Эко-Трендз, 2001. -282с

10. Р.А. Аваков и др. Управляющие системы электросвязи и их програмное обеспечение: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1991. -256с.

11. М.А. Баркун Цифровые автоматические телефонные станции: Учеб. пособие для вузов. –Мн.: Выш.шк., 1990. -192с.

12. Р. Бесслер и др. Проектирование сетей связи. Справочник: Пер. с нем. М.: Радио и связь, 1988. -272с