Абонентская линия связи и интерфейсы АТС: принципы работы и эволюция

Абонентская линия связи и ее историческое развитие. Абонентская линия связи, часто именуемая телефонным шлейфом, представляет собой физический канал, соединяющий абонентское устройство с районной АТС (автоматической телефонной станцией). Через это соединение и оборудование АТС обеспечивается доступ к глобальной системе коммутируемых линий связи. Принципы функционирования абонентской линии оставались практически неизменными со времен изобретения телефона, несмотря на существенные конструктивные модификации. Наиболее значительным изменением стала повсеместная замена оголенных проводов на витые пары из медных проводников, объединенных в единый кабель связи. Использование медных проводов и электромагнитных реле в качестве базовых элементов системы сохранялось почти столетие, при этом затраты на обслуживание и строительство составляли основную долю расходов телефонной индустрии.

Экономические и технологические предпосылки модернизации. В конце 1960-х годов экономическая парадигма проектирования абонентских линий связи начала кардинально меняться. Стоимость многопарного медного кабеля постоянно росла из-за увеличения цены на медь и высоких затрат на его прокладку. Одновременно с этим наблюдалось стремительное снижение стоимости «интеллектуальной» электронной компонентной базы телефонного оборудования. Это было обусловлено прогрессом в микроэлектронике: интегральные микросхемы становились компактнее, производительнее и дешевле. В результате, начиная с конца 60-х годов, абонентская телефонная линия как сегмент системы коммуникаций стала объектом для переосмысления ее роли и задач.

Принципы модульности и стандартизации интерфейсов АТС. Сложные технические системы, такие как телефонные сети, принято разделять на простые подсистемы или модули для упрощения проектирования, эксплуатации и технического обслуживания. Точка соединения таких подсистем определяется как интерфейс. Исчерпывающие технические характеристики интерфейса устанавливают все механические, электрические и функциональные требования к входным и выходным сигналам. В идеале, такая стандартизация позволяет осуществлять взаимное соединение модулей без детального знания их внутреннего устройства. В системах телефонной связи существует множество разнообразных интерфейсов, что объясняется их сложностью, масштабом и разветвленностью. Особую сложность представляют интерфейсы, предназначенные для согласования старого и нового оборудования, а также аппаратуры разных производителей, выполняющей аналогичные функции.

Функциональное назначение и состав интерфейсов. Интерфейсы в телефонной сети служат для сопряжения двух взаимодействующих подсистем. Они реализуются с помощью специализированного оборудования и программного обеспечения, которые обеспечивают передачу речевых сигналов и данных. Кроме того, важной функцией интерфейсов является снабжение подключенного абонентского оборудования необходимым электропитанием. Это гарантирует работу телефонного аппарата даже при отключении локального питания у абонента. Стандартизация этих параметров является ключевым фактором надежности и универсальности всей системы связи.

Коммутационная функция районной АТС и маршрутизация вызовов. Районная АТС является ключевым узлом, где происходит первичная обработка и коммутация входящих телефонных вызовов. Если вызов адресован абоненту в зоне обслуживания этой же АТС, коммутационное оборудование осуществляет подключение к соответствующей абонентской линии. Для связи с абонентом, обслуживаемым другой, но близлежащей районной АТС, вызов перенаправляется на магистральную линию, также известную как соединительная линия. Если вызов предназначен для другого города, он коммутируется в систему дальней (междугородней) связи через специализированные междугородние магистральные линии. Пример организации такого соединения иллюстрирует рис. 7.1, на котором показана типовая схема аналогового междугороднего телефонного соединения.

Рис. 7.1. Характерный пример осуществления аналогового телефонного соединения при выполнении междугороднего телефонного разговора

Типы интерфейсов на районной АТС: линейный и магистральный. Помимо ключевой функции коммутации, районная АТС выполняет две важные интерфейсные функции, которые в профессиональной среде имеют устоявшиеся названия. Со стороны абонента реализован интерфейс абонентской линии, часто называемый линейным интерфейсом. Со стороны соединения с другими станциями функционирует интерфейс магистральной линии. Эти интерфейсы стандартизированы и позволяют эффективно интегрировать различное оборудование в единую сеть. Их наличие обеспечивает модульность и масштабируемость всей телефонной инфраструктуры.

Маршрутизация вызова через иерархию системы связи. Обработка телефонного вызова всегда начинается на уровне районной телефонной станции. В зависимости от конечной точки назначения, вызов может проходить через несколько уровней иерархии системы связи. При этом он последовательно проходит через различные интерфейсы, установленные как со стороны абонентских линий, так и со стороны магистральных линий. Каждое последующее переключение осуществляется на более высоком уровне иерархии коммутации для обеспечения оптимальной маршрутизации. Эта многоуровневая структура гарантирует надежность и охват глобальной телефонной сети.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Бигелоу С.Д., Карр Д.Д., Виндер С..

Источник: Энциклопедия телефонной электроники.

Данные публикации будут полезны студентам и специалистам в области телекоммуникаций и сетевых технологий, инженерам, изучающим принципы передачи данных, а также всем, кто интересуется историей и эволюцией модемной связи и базовыми сетевыми протоколами.