Вторичная сеть связи. Первичная сеть электросвязи Назначение сетевого узла магистральной первичной сети
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ
НА УЧАСТКЕ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
Методические указания к курсовому проектированию
для студентов специальности
“Волоконно-оптические системы передачи”
Методические указания составлены для выполнения курсового проекта ”Волоконно-оптическая линия связи на участке железной работы” по курсу “Оптические линии связи и пассивные компоненты ВОЛС”; включают информацию по расчету основных параметров оптических волокон, краткие сведения по оптическим кабелям, цифровым системам передачи, а также рекомендации по строительству и монтажу оптических линий связи и необходимый справочный материал. Методические указания предназначены для студентов курса телекоммуникационных специальностей очной формы обучения.
ВВЕДЕНИЕ
В соответствии с “Концепцией создания сети связи МПС РФ с интеграцией услуг” основным направлением технического развития и совершенствования средств телекоммуникаций на железнодорожном транспорте является внедрение цифровой техники и, прежде всего высокоскоростных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Это определяется тенденцией роста производительности интегральных схем и соответственно пропускной способности ВОЛС, в результате чего наблюдается стабильное снижение стоимости каналов.
Оптическое волокно в настоящее время является самой совершенной физической средой для передачи больших потоков информации на значительное расстояние. Современные системы передачи синхронной иерархии позволяют передавать по двум волокнам информацию со скоростью до 10 Гбит/с. Новые технологии обработки линейного сигнала позволяют вести одновременную передачу по одному волокну нескольких высокоскоростных потоков по узким спектральным полосам, что эквивалентно увеличению скорости передачи в десятки и сотни раз.
На смену линейным регенераторам, в которых осуществлялось двойное преобразование сигналов, приходят волоконно-оптические усилители, обеспечивающие одинаковое усиление оптических сигналов в широком спектральном диапазоне, что позволит наращивать пропускную способность волокон доукомплектованием сетевого оборудования без изменения линии. Применение волокон нового типа позволяет обеспечить сверхвысокие скорости передачи без дополнительной компенсации дисперсии и размещать усилители на расстоянии до 150 км.
Новые технологии формирования и передачи сигналов существенным образом повлияли на построение сетей связи. Перспективная сеть связи основывается на двухуровневой иерархии и состоит из транспортной сети и абонентской сети. Транспортная сеть включает в себя мощные информационные магистрали, построенные на основе синхронной цифровой иерархии SDH и перспективного асинхронного режима передачи ATM. Широкополосная сеть абонентского доступа, реализованная на базе волоконно-оптического кабеля, совместно с транспортной сетью образует единое информационное пространство и гибкую среду для создания и реализации новых видов информационного сервиса. Широкое применение в качестве сети абонентского доступа находят сотовые и транкинговые сети.
ПЕРВИЧНАЯ СЕТЬ СВЯЗИ МПС РОССИИ
Принципы построения первичной сети связи железнодорожного транспорта определяются его административной структурой и спецификой управления перевозочного процесса, так как по своей сущности транспортная связь является технологической.
Технологическая сеть связи МПС, являясь одним из компонентов отрасли, обеспечивает передачу и распределение информации, необходимой для нормального функционирования всех подразделений железнодорожного транспорта и удовлетворения потребностей населения в услугах связи.
В современных условиях, когда научно-технический прогресс создает условия для перехода к автоматизации управления всей отраслью железнодорожного транспорта, необычайно быстро возрастает потребность в обмене информацией, в которой отражаются все процессы общественного производства.
Структура первичной сети на железных дорогах соответствует иерархии управления отраслью и включает в себя четыре уровня сетей.
Магистральная сеть связывает главный магистральный узел связи (Центральная станция связи МПС) со всеми магистральными сетевыми узлами, в качестве которых используются узлы управления дорог и последних между собой. Максимальная протяженность линейного тракта магистральной первичной сети железнодорожного транспорта принимается такой же, как и первичной сети общего пользования и составляет 12500 км.
Дорожная сеть обеспечивает связь между работниками управлений дороги и отделений, входящих в состав данной дороги, а также отделений и станций между собой. Она включает в себя дорожные, отделенческие сетевые узлы, а также сетевые узлы крупных участковых станций. Дорожная первичная сеть может рассматриваться как аналог зоновой сети Государственного комитета РФ по связи и информатике, однако максимальная длина ее линейного тракта достигает 1500 км.
Отделенческая сеть связи имеет ряд специфических особенностей, которые предопределяют выделение отделенческих связей в отдельный уровень иерархии. Отделенческая сеть служит для организации связи внутри отделения железной дороги и включает в себя все оконечные и промежуточные станции сети. При этом средняя дальность линейного тракта отделенческой первичной сети принимается равной 500 км.
Местная сеть связи обычно организуется в пределах крупных железнодорожных узлов и станций. Протяженность линий местной сети связи, как правило, не превышает 10 км.
Построение сети связи железнодорожного транспорта определяется конфигурацией сети железных дорог и структурой управления. Поэтому одна из основных особенностей построения первичных сетей связи МПС является организация по одной и той же кабельной линии передачи, проложенной вдоль полотна железной дороги, одновременно всех видов магистральных, дорожных и отделенческих связей. Это обстоятельство непосредственно влияет на структуру построения первичной сети и предъявляет особые требования к системам передачи.
Первичная сеть связи как основа системы электросвязи МПС определяет ее главные качественные характеристики: надежность, пропускную способность, управляемость и технико-экономические показатели.
2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ПЕРВИЧНОЙ СЕТИ СВЯЗИ МПС. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ
Принципы построения перспективной первичной сети связи МПС заключаются в следующем:
1) первичная сеть должна быть цифровой;
линии связи необходимо организовывать только на основе стандартных цифровых каналов и трактов;
2) первичная сеть должна иметь такие структурные и функциональные характеристики, чтобы имелась возможность ее использования для любых вторичных сетей общего пользования, ведомственных, частных и т.п.;
3) топология первичной сети должна экономично реализовывать структуры всех вторичных сетей электросвязи и быть оптимальной с точки зрения их постепенной интеграции;
4) первичная сеть должна содержать систему управления для поддержания заданных показателей надежности и качества функционирования;
5) должна обеспечиваться возможность существенного расширения пропускной способности по мере предоставления пользователям вторичных сетей новых услуг, требующих широкополосных каналов, а именно: видеосвязь, видеоконференции, промышленное телевидение, связь компьютерных сетей в реальном масштабе времени.
При разработке цифровой сети связи МПС следует учитывать ряд характерных ее особенностей. Сеть концентрируется вдоль железной дороги, полностью отражая при этом ее конфигурацию. Основной функцией первичной сети является формирование единого информационного потока, проходящего через последовательно расположенные пункты выделения, где часть потока ответвляется с целью обслуживания абонентов местной сети. Другой особенностью является то, что в большинстве пунктов выделения ответвляется незначительная часть потока, составляющая от долей до нескольких процентов от главного потока.
На первичной сети в качестве систем передачи должны использоваться системы передачи синхронной СЦИ (Sinchronous Digital Hierarhi) и плезиохронной ПЦИ (Plesiochronouns Digital Hierarhi) при рациональном их сочетании.
Отечественные волоконно-оптические системы передачи (ВОСП), такие как Сопка 4М (140 Мбит/с), Сопка 3М (34 Мбит/с) основаны на плезиохронной цифровой иерархии стандартного для СНГ ряда: ИКМ-30, 120, 490, 1920 и имеют недостатки, усложняющие их применение в цифровых сетях с многократным вводом-выводом цифровых потоков 2,048 Мбит/с и их распределением. Главный недостаток связан с применением в ВОСП ПЦИ посимвольного мультиплексирования цифровых потоков, начиная с 2 Мбит/с. Такой способ приводит к использованию двух, трехкратного мультиплексирования/демультиплексирования на передающей и приемной и промежуточной станциях ввода-вывода, что существенно усложняет аппаратуру.
В развитие системы передачи ИКМ-120Т на основе серийной аппаратуры Сопка-3М, разработано техническое задание на аппаратуру ВОСП-480Т, которая должна обеспечить передачу 16 двухмегабитовых потоков (480 каналов ТЧ) по схеме “точка-точка” и трех дополнительных потоков 2,048 Мбит/с (90 каналов ТЧ) с возможностью их многократного выделения (до 32) на промежуточных станциях. В отличие от аппаратуры Сопка-3М, которая реализует только соединения “точка-точка”, ВОСП-480 Т предполагается для применения на дорожных и отделенческих сетях связи.
В качестве основной системы передачи на волоконно-оптических магистральной сети связи рекомендуется использовать аппаратуру синхронной цифровой иерархии СЦИ.
В настоящее время ведущие зарубежные фирмы выпускают оборудование СЦИ, рассчитанное на скорости передачи 155 Мбит/с (STM-1), 622 Мбит/с (STM-4) и 2488 Мбит/с (STM-16) с коэффициентом мультиплексирования, равным четырем. В процессе разработки находится система STM-64 со скоростью передачи 9953 Мбит/с. У мультиплексора первого уровня входными потоками могут быть потоки ПЦИ. Мультиплексоры более высоких уровней взаимодействуют как с потоками ПЦИ, так и с потоками STM нижних уровней.
Сигналы, скорость передачи которых соответствует стандартному ряду скоростей СЦИ получили название трибов СЦИ.
Применяемая в системах СЦИ система заголовков позволяет определить положение любого входного цифрового потока, погруженного в соответствующий виртуальный контейнер, транспортируемого модулями STM-1 и осуществлять его ввод-вывод из транспортных модулей STM-1(N). Это существенно упрощает выделение цифровых потоков и каналов не только на оконечных, но и на промежуточных пунктах волоконно-оптической линии связи.
Для построения СЦИ используются терминальные мультиплексоры (ТМ) и мультиплексоры ввода-вывода (АДМ). Каждый из них способен выполнять функции концентратора, коммутатора, кросс-коннектора и регенератора.
Терминальный мультиплексор является оконечным устройством сети с числом потоков доступа, соответствующим определенному уровню иерархии взаимодействующих с ним.
Мультиплексор STM-1 типа TN-1X компании Nortel (Northern Telecom) состоит из следующих основных узлов:
1) четырех трибных интерфейсных блоков с 16 электрическими портами 2 Мбит/с для ввода/вывода до 63 входных потоков;
2) двух (основного и резервного) менеджеров полезной нагрузки- устройств для формирования и управления полезной нагрузкой. Он, например, управляет операциями ввода/вывода каналов доступа (трибов), мультиплексированием и внутренней коммутацией потоков, производит сортировку на уровне трибных блоков, формирует полезную нагрузку до уровня агрегатных блоков и передает ее на интерфейсы агрегатных блоков;
3) двух оптических или электрических агрегатных блоков с выходными портами 155 Мбит/с “восток” и “запад” для формирования выходных потоков;
5) одного контроллера и локальной панели оператора.
Техническая характеристика оптических входов и выходов агрегатных блоков TN-1X приведена в табл. 1 приложения 1.
Мультиплексор STM-4 типа SMA-4 компании GPT состоит из следующих основных узлов:
1) трибных блоков с набором электрических портов для приема входных потоков различной скорости (от 1,5 и 2 до 140 и 155 Мбит/с);
2) двух пар (сновной и резервной) мультиплексоров и коммутаторов для мультиплексирования, локальной коммутации и управления потоками;
3) двух оптических агрегатных блоков с выходными портами 622 Мбит/с “восток” и “запад” для формирования выходных потоков;
4) двух (основного и резервного блоков питания;
5) интерфейсами контроля и управления, служебным каналом.
Техническая характеристика оптических входов и выходов агрегатных блоков SMA-4 приведена в табл. 2 приложения 1.
Концентратор представляет собой вырожденный случай мультиплексора. Он объединяет однотипные потоки нескольких удаленных узлов сети в одном распределительном узле, связанном с главной магистралью. Функции кросс-коннектора, заложенные в мультиплексор, дают возможность удаленным узлам обмениваться между собой, не загружая основной трафик.
Системы электронной кроссовой коммутации, применяемые в узлах сетей, позволяют связывать различные потоки и каналы, закрепленные за пользователями, и проводить многие другие операции с компонентными потоками - переключение потоков с одного направления на другое, объединение нескольких компонентных потоков в один поток более высокой степени иерархии и т.д.
Маршрутизация в СЦИ осуществляется программными средствами и, следовательно, существенно упрощается.
Рассмотренные компоненты оборудования СЦИ позволяют создавать сети различной топологии, среди которых наиболее распространенной является кольцевая. При реализации кольцевой топологии для организации магистральных и дорожных связей целесообразно замкнуть кольцо путем прокладки или подвески оптического кабеля по разным сторонам железной дороги. На практике наиболее часто находит применение топология “плоского кольца”, когда для замыкания кольца используются оптические волокна внутри одного кабеля.
Основой сети должна быть хребтовая структура, состоящая из одной или нескольких систем STM, расположенных вдоль железной дороги. Количество и тип систем STM определяются общей емкостью информационного потока, который должен быть обеспечен на данном участке, а количество потоков 2,048 Мбит/с, выделяемых на станциях, зависит от числа терминалов местной сети, которым необходим доступ в сеть связи МПС.
При таком построении в определенной степени сглаживаются традиционные понятия магистрального, дорожного и отделенческого уровней сети и цифровая сеть отражает двухуровневую систему, имеющую уровень транспортной сети и уровень абонентского доступа. Первичные потоки, используемые для магистральной, дорожной и отделенческой сетей, большей частью интегрируются в потоках STM-1, STM-4, обеспечивающих многократный ввод-вывод компонентных потоков 2,048 Мбит/с из высокоскоростного группового потока.
Кольцевание сети должно быть реализовано, исходя из следующих принципов. В случае, когда железные дороги проходят параллельно, кольцевание осуществляется с использованием поперечных рокадных направлений или с использованием инфраструктуры других ведомственных сетей. На линейной сети связи, проложенной вдоль железной дороги, также формируется кольцевая структура. Малые кольца плоской структуры организуются в пределах отделения дороги и диспетчерского участка. Режим резервирования определяется соответствующими программами работы синхронных мультиплексоров, устанавливаемых в сетевых узлах. Кольца большой протяженности организуются на дорожном и магистральном уровнях.
Принципы построения цифровой сети на базе оборудования СЦИ иллюстрируется на примере схемы, приведенной в приложении 1 (рис.1).
Вдоль железной дороги прокладывается ВОЛС с использованием систем передачи STM - 1/4.
На крупных и средних железнодорожных станциях организуются сетевые узлы с синхронными мультиплексорами ввода-вывода ADM с функциями кросс-коннектора, обеспечивающими ответвление высокоскоростных потоков (155, 140 Мбит/с), распределение компонентных потоков, взаимодействие STM-1 и STM-4 нижнего уровня, разветвление потоков по направлениям на узловых железнодорожных станциях, а также выделение необходимого количества потоков 2,048 Мбит/с.
На уровне отделенческой связи, как правило, должны использоваться системы STM-1. На некоторых направлениях, например, там, где возможен большой коммерческий трафик с промежуточных станций, целесообразно применение STM-4.
Управление сетью реализуется с помощью системы ТМN (Telecommunikation Management Network).
Терминалы абонентов местной сети включаются в коммутационное оборудование вторичных сетей, которое в свою очередь через стыки 2,048 Мбит/с подключаются к первичной сети СЦИ. Для подтягивания абонентов малых станций используются отдельные тракты, рассчитанные на скорость 2,048 Мбит/с, которые могут быть организованы по волокнам того же кабеля, по которому работают системы СЦИ. На малых станциях устанавливается коммутатор оперативно-технологической связи типа KS-2000, к которому подключаются терминалы всех станционных абонентов.
На приведенной схеме обобщенно поясняется принцип организации раздельных сетей ОбТС, ОТС и ПД, базирующихся на выделенных первичных подсетях. На последующих этапах цифровизации сети, когда появится возможность создания сети с интеграцией услуг (ISDN) и будут разработаны новые принципы построения сети ОТС, вторичные сети могут быть интегрированы.
Абоненты ОбТС крупных станций, на которых могут быть расположены дорожные или отделенческие узлы, включаются в местную АТС-Ц, которая через УАК-Ц подключается к общетехнологической сети МПС. На средних станциях узлообразование в ОбТС может быть реализовано с помощью транзитной АТС-Ц. Абоненты различных сетей передачи данных также включаются в свои сети через коммутационное оборудование своей сети. Коммутатор технологической связи формирует режимы установления соединений для всех видов технологической связи, включая избирательную связь, связь совещаний, громкоговорящее оповещение, поездную радиосвязь и мобильную связь с абонентами на перегоне с использованием соответствующих радиосредств, автоматизированные рабочие места, телефонную местную связь с приоритетным доступом.
При организации дорожных сетей ОТС схема избирательной связи с использованием цифрового коммутатора остается такой же, как для диспетчерского участка отделения дороги. В управлении дороги устанавливается цифровой коммутатор, работающий в режиме исполнительных станций.
Групповые каналы формируются в выделенном потоке 2,048 Мбит/с. На средних и малых станциях могут быть использованы гибкие мультиплексоры, обеспечивающие доступ в сеть связи через широкую номенклатуру интерфейсов типа X, V, nx64 кбит/с, ТЧ и др. На малых станциях гибкий мультиплексор может заменить коммутатор технологической связи и служить для включения абонентских устройств в коммутационное оборудование соответствующих вторичных сетей соседних станций, а на средних станциях – расширить функции коммутатора.
При осуществлении выбора системы передачи на конкретном участке проектирования необходимо руководствоваться принципами развития первичной сети связи МПС, представленной в “Концепции создания сети связи МПС РФ с интеграцией услуг”, основные параметры которой для Дальнего Востока и Забайкалья приведены в приложении 1 (рис. 2).
©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-11
Каналы первичной сети могут служить базой для построения вторичных сетей, которые разделяются по виду передаваемой информации (телефонная сеть, телеграфная сеть, сеть передачи данных и т.д.).
Назначением конкретной вторичной сети электросвязи является доставка информации определенного вида (преобразованной в соответствующие сигналы электросвязи). Как следует из определения первичной сети, она обеспечивает связь только между определенными узлами. При этом магистраль прокладывается далеко не между всеми узлами первичной сети (рис. 2). Поэтому для образования путей передачи информации на любой из узлов сети необходимо осуществлять соединения между каналами (или группами каналов) различных магистралей, оканчивающихся на одном и том же узле. Если на всех узлах первичной сети или некоторых из них установить кроссовые соединения, то на базе первичной сети будет создана вторичная некоммутируемая сеть.
В узлы некоммутируемой сети могут включаться абонентские линии, которые соединяются с каналами сети также с помощью кроссовых соединений. Примером такой абонентской линии может служить линия от ЭВМ или вычислительного центра. Однако в большинстве случаев каналы вторичной сетей являются коллективными для всех или группы абонентских пунктов, включенных в данный узел. На узле в этом случае устанавливается аппаратура коммутации, обеспечивающая подключение абонентской линии к каналу лишь на время передачи информации. Таким образом, на базе вторичной некоммутируемой сети образуется вторичная сеть другого типа - вторичная коммутируемая сеть. Узел, в котором установлена аппаратура коммутации каналов и линий, обеспечивающая подключение абонентских линий к каналам, называется узлом коммутации.
Вторичные коммутируемые сети подразделяются по способу коммутации на сети с коммутацией каналов, сообщений и пакетов.
В сети с коммутацией каналов соединение каналов происходит на станциях и узлах сети в соответствии с набираемым номером. Вызывающий абонент передает в сеть вызов (заявку) на установление соединения и адрес (номер) вызываемого абонента. Устройства управления на станциях и узлах должны на основании этого адреса найти свободные пути, выбрать один из них, соединить в коммутационных системах узлов сети каналы и послать вызываемому абоненту вызов. При невозможности осуществить соединение (например, из-за отсутствия свободных путей) система управления должна дать отказ или поставить абонента на ожидание в зависимости от системы и принятой стратегии управления. По окончании передачи информации и поступления от абонентов сигналов отбоя система управления осуществляет разъединение и освобождает занятые каналы и коммутационные приборы.
В сети с коммутацией сообщений абонент передает информацию на ближайший узел коммутации сообщений, к которому он подключен. В узле информация запоминается. В сообщении содержится служебная часть, включающая в себя все сведения, необходимые для передачи данного сообщения по сети, в частности на узле коммутации сообщений определяется, на какой из соседних узлов следует передать сообщение, чтобы достичь узла коммутации, к которому подключен абонент-получатель. В случае занятости канала между узлами сообщение хранится в памяти узла коммутации до освобождения канала, а затем передается. Если в момент поступления сообщения на станцию назначения абонент-получатель занят, сообщение хранится в памяти узла до его освобождения.
В последнее время широкое распространение на сетях получает способ пакетной коммутации сообщений, при котором каждое сообщение, длина которого превышает определенную величину, делится на несколько отрезков строго определенного размера. Каждый из них снабжается собственным заголовком с номером (адресом) и становится пакетом. Пакеты одного сообщения вводятся в сеть и передаются по каналам независимо друг о друга. В оконечном центре коммутации сообщений последние собираются из отдельных пакетов и передаются адресатам. Такой способ коммутации обладает определенным преимуществом по сравнению с передачей целого сообщения: меньше время задержки сообщения, экономится объем памяти запоминающихся устройств и др.
Такие вторичные сети как телефонные и факсимильные, чаще всего строятся на основе использования способа коммутации каналов, а телеграфные и передачи данных могут использовать оба способа коммутации: каналов и сообщений.
Принципы построения ГТС и СТС
На городских телефонных сетях (ГТС) в зависимости от размеров населенного пункта и плотности населения в нем целесообразно строить различные по структуре сети.
1. Нерайонированная ГТС используется при количестве абонентов до 10 000. При малом числе абонентов в населенном пункте целесообразно обойтись одной АТС со строительством распределительной сети по данному населенному пункту от этой АТС.
Рис. 4. Пример нерайонированной ГТС
2. Районированная ГТС 10000 используется при количестве абонентов около 70000. При численности абонентов около 70000 необходимо строительство нескольких АТС с разделением зон обслуживания в городе на районы. Связь между районами осуществляется посредством соединительных линий (СЛ) связывающих АТС районов города по принципу каждый с каждым.
Рис. 5. Пример районированной ГТС
3. Районированная с УВС используется при количестве абонентов до 500 000. При численности абонентов свыше 70000, но до 500000 строительство СЛ по принципу каждый с каждым нецелесообразно ввиду существенно возрастающих затрат на линейно-кабельные сооружения (ЛКС). В таком случае эффективнее строительство узлов осуществляющих концентрацию входящей нагрузки со стороны Района 1 и наоборот.
Рис. 6. Пример районированной ГТС с УВС
4. Районированная с УИС и УВС используется при количестве абонентов свыше 500 000. В этом случае, добавляют еще по одному узлу в район для концентрации исходящей нагрузки от АТС одного района.
Рис. 7. Пример районированной ГТС с УИС и УВС
Сельские телефонные сети (СТС) характерны низкой плотностью населения и большой протяженностью линейных сооружений связи. Эти условия и определяют структуру СТС.
1. Радиальный способ построения СТС. В райцентре устанавливается центральная станция (ЦС) имеющая соединительные линии с АТС населенных пунктов района (ОС - оконечная станция) и междугородной телефонной станцией (МТС).
Рис. 8. Радиальный вариант построения СТС
2. Радиально-узловой способ построения СТС (рис. 9).
Рис. 9. Радиально-узловой вариант построения СТС
Схема аналогична предыдущей, только для соединения с удаленными населенными пунктами устанавливаются узловые станции (УС) концентрирующие нагрузку. Такой вариант построения экономически оправдан в районах с низкой плотностью населенных пунктов.
Сеть связи состоит из трех частей: 1) систем передачи информации (линий и аппаратуры); 2) устройств (систем) коммутации; 3) оконечных устройств.
По капитальным затратам наибольший удельный вес занимают линейные сооружения и аппаратура передачи информации, поэтому очень важно выбрать оптимальный вариант построения сети - структуру сети.
Сеть состоит из узлов (пунктов коммутации цепей, каналов) и ребер (линий связи), соединяющих эти узлы между собой.
При построении сети связи исходят из стремления сделать ее экономичной и надежной. Надежность обеспечивается созданием разветвленной сети, применением различных типов линий связи и прокладкой их на различных направлениях. На этих линиях организуется требуемое число каналов с обходными, резервными путями. Необходимо, чтобы каждый узел связи имел два-три обходных независимых пути к другим узлам.
Возможно несколько вариантов построения сети (рис. 2.1):
полносвязное (каждый с каждым), при котором любой узел (узел исходящих и входящих сообщений – УИВС) имеет прямые связи со всеми остальными узлами (рис. 2.1, а);
Рис. 2.1. Варианты построения сетей связи: а - непосредственное соединение; б - узловое; в - радиальное.
узловое, при котором несколько пунктов (районная автоматическая станция - РАТС) группируются в узлы и последние соединяются между собой (рис. 2.1, б);
радиальное (звездообразное), при котором имеется лишь один узел с расходящимися линиями по радиусам к другим пунктам (рис. 2.1, в).
Непосредственное соединение каждого пункта с каждым наиболее надежно, но в технико-экономическом отношении невыгодно. Неэкономична и узловая система. Радиальная система наиболее дешевая, но она не имеет никаких путей резервирования и не обеспечивает непрерывности связи. Наилучшие результаты дает сочетание радиальной и узловой систем. Такая система позволяет создавать разветвленную, устойчивую и в то же время довольно экономичную сеть связи. Принципиальная схема радикально-узловой системы построения сети показана на рис. 2.2. Она характеризуется тем, что одноименные узлы связи (ТС) соединяются линиями не только с нижестоящими узлами (МС), но и между собой. По такой системе организуются прямые связи в обход главных узлов между взаимотяготеющими крупными промышленно-экономическими районами страны, внутри экономических районов и т. д.
Во всех случаях стремятся создать сетку связи, при которой каждый узел связи связан со смежными ближайшими узлами или узлами, имеющими наибольшее тяготение. При этом создаются обходные, резервные пути и обеспечивается два-три независимых выхода к любому узлу связи.
Разновидностью сетевидной сети являются решетчатые (ячеистые) структуры. Они очень надежны, но на их сооружение требуются большие капитальные затраты.
В нашей стране соблюдается производственно-территориальный принцип административно-технического управления.
Рис. 2.2. Структура радиально-узловой сети связи
По различным видам и отраслям связи функционируют управления и осуществляется руководство сверху вниз по производственному принципу. Одновременно действуют республиканские, краевые, областные производственно-технические управления связи, обеспечивающие руководство всеми видами связи в масштабе подведомственной территории.
2.2. МАГИСТРАЛЬНЫЕ И ЗОНОВЫЕ СЕТИ СВЯЗИ
Сеть связи страны (рис. 2.3) состоит из магистральной (уровень транзитных станций - ТС) и зоновых сетей (уровень местных станций – МС) (рис. 2.4). Зоновая сетьорганизуется в пределах одной-двух областей (или республик, краев). Она подразделяется на внутризоновую и местную (уровень МС). Внутризоновая связь соединяет областной (республиканский, краевой) центр с районами. Местная связьвключает сельскую связь (райцентр с колхозами, совхозами и рабочими поселками) и городскую связь. Абоненты зоны охватываются единой семизначной нумерацией, и, следовательно, в зоне может быть до 107 телефонов и находятся на уровне доступа.
Магистральная сетьсоединяет главный узел (сетевой узел - СУ0) с центрами зон (сетевыми узлами – СУ2, СУ10, СУ12 и т.д.), а также зоны между собой (рис. 2.4). Внутриобластная (внутризоновая) сеть является сетью областного значения.
Эта сеть обеспечивает связью областной центр со своими городами и районными центрами и последние между собой, а также выход их на магистральную сеть (рис. 2.4).
Сеть строится на основе территориально-сетевых (ТСУ) и сетевых (СУ) узлов. Кроме того, сеть связи страны подразделяется на первичную и вторичную.
Рис. 2.3. Структура сети связи страны.
Рис. 2.4. Построение магистральной и зоновой сети.
Первичная сеть - это совокупность всех каналов без подразделения их по назначению и видам связи. В состав ее входят линии и каналообразующая аппаратура. Первичная сеть является единой для всех потребителей каналов и представляет собой базу для вторичных.
Вторичная сетьсостоит из каналов одного назначения (телефонных, телеграфных, передачи газет, вещания, видеотелефонных, передачи данных, телевидения и др.), образуемых на базе первичной сети. Вторичная сеть включает коммутационные узлы, оконечные пункты и каналы, выделенные на первичной сети. Вторичные междугородные сети подключаются к первичной сети с помощью соединительных линий между оконечными станциями первичной и вторичных сетей.
Связь в Российской Федерации представляет совокупность сетей и служб связи, функционирующий как взаимоувязанный производственно-хозяйственный комплекс. Структура связи России включает в себя электросвязь и почтовую связь. Эти виды связи действуют в основе независимо друг от друга, но в тоже время взаимодействуют друг с другом, например, через служебную электросвязь в почтовом ведомстве, электронную почту и т.д. В дальнейшем будем рассматривать системы электросвязи.
Основой
электросвязи РФ является ВСС
(взаимоувязанная сеть связи)
совокупность технологически сопряжённых
сетей электросвязи общего пользования,
ведомственных, корпоративных (для
определённого круга пользователей) и
других сетей электросвязи на территории
России независимо от ведомственной
принадлежности и форм собственности,
обеспеченная общим централизованным
управлением по иерархически-территориальному
принципу. Основные органы управления
сетью
Главный (национальный) Центр Управления
(ГЦУ), Региональные Центры Управления
(РЦУ) в выделенных зонах на территории
одного или нескольких субъектов ПФ, а
также узловые Территориальные Пункты
Управления (ТПУ) и Информационные
исполнительные Пункты (ИП). Управление
сетью связи РФ регулируется Министерством
РФ по связи и информатизации.
Среди телекоммуникационных сетей различаются первичная и вторичные сети электросвязи.
Первичная сеть представляет основу ВСС, содержит аппаратуру многоканальных телекоммуникационных систем, т.е. систем передачи и линий передачи (линий связи), совокупность универсальных и типовых каналов передачи (такие как каналы ТЧ, ОЦК, а также каналы с большей пропускной способностью). Другими словами, первичная сеть предназначена для передачи сообщений различного вида и типа. В последние годы для первичной сети, как сети типовых каналов и трактов, используется название транспортная телекоммуникационная сеть. В дополнении указывается, как правила, технология оборудования сети, например, плезиохронной цифровой иерархии PDH, синхронной цифровой иерархии SDH и т.д. Структура первичная сети включает также сетевые узлы, станции и линии передачи, На рисунке 8.1структура первичной сети выделена сплошными линиями.
Сетевые узлы (У) организуются на пересечении нескольких линий многоканальной связи. В них, как было сказано ранее, устанавливается каналообразующее оборудование систем передачи и осуществляется переключение (коммутация) каналов (на рисунке 8.1. каналы обозначены маленькими кружочками).
Сетевые станции (С) являются оконечными точками первичной сети, осуществляющие подключение потребителей и абонентов к первичной сети, а также переключение каналов.
Рис. 8.1. Структура первичной сети
Первичная сеть классифицируется по территориальному признаку:
- магистральная первичная сеть соединяет каналами различных типов все областные, краевые и республиканские центры страны;
- внутризоновая первичная сеть является частью первичной сети, ограниченная территорией одной зоны, совпадающей с административными границами области, края, республики. В отдельных случаях внутризоновая сеть может охватывать несколько областей и, наоборот, внутри одной территориальной единице может оказаться несколько внутризоновых сетей;
-
местные
первичные сети
часть сети, ограниченная территорией
города или сельского района. Они
обеспечивают выход каналов передачи
сообщений непосредственно на станции
и далее, к абонентам.
Зоновые первичные сети являются объединением внутризоновых и местных первичных сетей в одну сеть.
Указанное территориальное деление предполагает иерархический принцип построения первичной сети в виде трёх ярусной структуры (рисунок 8.2).
Рис.8.2. Иерархия первичной сети электросвязи
Подчеркнём, что первичная сеть является многоканальной телекоммуникационной системой, в которой используют системы с частотным (ЧРК), временным разделением каналов (ВРК) и цифровые системы передачи с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ).
Иерархический принцип построения первичной сети обуславливает разные требования по надёжности, предъявляемые к узлам связи. Узлы связи делятся на категории:
Первого класса (магистральные сетевые узлы):
Второго класса (внутризоновые сетевые узлы);
Третьего класса (остальные узлы).
Среди сетевых узлов первого и второго классов самыми крупными являются территориальные сетевые узлы, располагающиеся на пересечении нескольких достаточно мощных кабельных и радиорелейных линий. На этих узлах все линии заканчиваются оконечной аппаратурой передачи, где производится автоматическое переключение каналов, усиление сигналов, выделение соответствующих физических линий каналам, мониторинг и управление процессом передачи сообщений. С помощью этих узлов соединяются каналы и их группы, принадлежащие разным системам связи. К этим узлам предъявляются наивысшие требования по обеспечению надёжности передачи сообщений.
Менее крупными на всех «ярусах» первичной сети являются сетевые узлы переключения, организуемые на пересечении кабельных и радиорелейных линий малой мощности. На этих узлах осуществляется переключение (коммутация) каналов и усиление сигналов.
На магистральной и внутризоновой первичной сети устанавливаются сетевые узлы выделения, на которых организуется выделение каналам потребителям.
Сетевые станции, являющиеся оконечными точками первичной сети также подразделяются на магистральные, внутризоновые и местные сетевые станции. Сетевые станции могут располагаться как в удалении от соответствующих узлов, так и совместно с сетевыми узлами.
Первичные сети предназначены для передачи большого объёма информации, поэтому здесь используют широкополосные каналы, получаемые путём объединения типовых каналов передачи в один.
России основу электросвязи составляет взаимоувязанная сеть связи (ВСС), представляющая собой комплекс сетей общего и ограниченного пользования. Существующая в настоящее время структура ВСС России изначально определена решениями, принятыми в руководящих документах по Единой автоматизированной сети связи (ЕАСС) бывшего СССР (Рисунок ).
Взаимоувязанная сеть связи РФ имеет сложную архитектуру и включает три уровня :
Системы (службы) электросвязи;
Вторичные сети связи;
Первичные сети связи.
Под системами электросвязи понимается комплекс средств, обеспечивающий предоставление пользователям услуг связи (например, оконечное оборудование пользователя).
Вторичные сети связи обеспечивают транспортировку, коммутацию и распределение сигналов в службах электросвязи.
Первичные сети связи снабжают вторичные сети каналами передачи и физическими цепями.
Первичные сети
Для описания структуры ВСС России удобно использовать разделение сетей на первичную и вторичные.
Первичная сеть ЕАСС создавалась, преимущественно, для реализации ОГСТфС (Общегосударственной системы автоматизированной телефонной связи), в основу которой был положен так называемый зоновый принцип.
Зона – это территория, на которой абоненты всех местных телефонных сетей охвачены единой семизначной нумерацией. Границы зоны совпадают, как правило, с границами административно территориальной единицы (Автономная республика, край, область).
Центры зоны (например, областные центры) связаны между собой посредством стандартных линий передачи магистральной первичной сети.
Внутризоновая первичная сеть соединяет центр зоны с районными центрами и, при необходимости, районные центры между собой. Внутризоновая первичная сеть состоит, таким образом, из двух видов линий передачи, организуемых в сельской местности и в пределах города. Эта классификация может быть полезна только с точки зрения характеристик технических средств, используемых в настоящее время на внутризоновой первичной сети.
Местные первичные сети (ГПС и СПС) соединяют между собой местные сетевые станции (ССМ) и сетевые узлы (СУ), расположенные на территории города или сельского административного района.
Сетевой узел (СУ) - это комплекс технических средств, предназначенных для организации стандартных каналов передачи и групповых трактов, а также для их транзита.
Сетевая станция (СС) - это комплекс технических средств, предназначенных для организации стандартных каналов передачи и групповых трактов, а также для предоставления этих каналов и трактов вторичным сетям.
Вторичные сети
Междугородная телефонная сеть России развивается за счет установки коммутационного оборудования, которое – в зависимости от выполняемых функций – можно классифицировать на узлы автоматической коммутации (УАК) и автоматические междугородные телефонные станции (АМТС).
В каждой зоне устанавливается как минимум одна АМТС. Если этих станций несколько, то с функциональной точки зрения их совокупность можно рассматривать как единую АМТС. Для организации междугородной телефонной сети АМТС могут связываться между собой непосредственно или через УАК. Все УАКи должны быть связаны между собой по принципу "каждый с каждым". Они предназначены для пропускания избыточной нагрузки, а также для концентрации нагрузки от АМТС зоны, если организация непосредственных связей между АМТС не экономична.
Вторичные сети делятся на коммутируемые и некоммутируемые.
В состав коммутируемой вторичной сети входят:
Оконечные абонентские устройства (терминалы);
Абонентские линии и коммутационные узлы (станции).
Некоммутируемая вторичная сеть состоит из каналов и трактов передачи, выделенных из первичной сети для образования данной вторичной сети.
Взаимодействие первичных и вторичных сетей
Элементы первичной сети - сетевые станции СС, сетевые узлы СУ и линии передачи (1, 2, 3) - выделены утолщенными линиями. Сетевые узлы и станции часто территориально совмещаются.
Местные первичные сети образованы линиями передачи 1 и частью оборудования СС или СУ. На территории каждой зоны показаны три местных первичных сети.
Аналогично построена вторичная телеграфная сеть, представляющая собой совокупность телеграфных сетей ТС городов, телеграфных пунктов Т сельских районов и каналов, выделенных для передачи сигналов из первичной сети.
В сеть звукового вещания входят: радиодом РД, узлы проводного вещания УПВ, радиопередающие станции РПС и каналы звукового вещания первичной сети.