Принципы построения телефонных сетей электросвязи

Существующая структура единой сети электросвязи Российской Федерации (ЕСЭ РФ) определяется системными решениями, принятыми в руководящих документах ЕАСС (единая автоматическая сеть связи) бывшего СССР и является многоуровневой:

- 1 уровень - первичная сеть, которая состоит из узлов коммутации и линий передач и выполняет роль транспортного механизма по передаче любых видов сообщений в виде однотипных электрических, оптических или радиосигналов;

- 2 уровень - вторичные сети, построенные на основе ресурсов первичной сети и по способам коммутации, делятся на сети с коммутацией каналов (КК) и коммутацией пакетов (КП), причём каналы передачи могут быть коммутируемые и некоммутируемые;

- 3 уровень – сети, организованные на базе вторичных сетей системы ЭС.

В настоящее время действует семь систем электросвязи (ЭС):

1) телефонная;

2) телеграфная;

3) факсимильная;

4) передача газет;

5) передача данных;

6) распределение программ звукового вещания;

7) распределение программ телевизионного вещания.

Начиная с 1993 года происходит интеграция этих систем ЭС в общегосударственную единую цифровую сеть с интеграцией служб ЦСИС (ISDN).

Кроме сети ISDN существует IP-сеть, то есть сеть на базе Internet-протокола, и начат переход к сетям следующего поколения ССП (NGN-Next Generation Network).

Телефонная сеть РФ построена по зоновому принципу. В настоящее время организованы 72 зоны, в каждой из которых действует, как минимум одна АМТС (автоматическая междугородняя телефонная станция). В настоящее время АМТС идентифицируется, как ЗТУ (зоновый транзитный узел). Предполагается организовать 128 географических зон.

На рис.1.8 показана структура телефонной сети РФ (ТфОП).

ЗТУ-зоновый транзитный узел

ТМнУС – транзитный международный узел связи;

ТМгУС – транзитный междугородный узел связи;

ГТС – городская телефонная сеть;

ЦС – центральная станция сельской телефонной сети (СТС);

ОС – оконечная станция СТС;

УВС – узел входящей связи;

РАТС – районная автоматическая телефонная станция.

Рис. 1.8 - Структура телефонной сети Российской Федерации

Каждая РАТС городской телефонной сети или ЦС сельской телефонной сети связана с ЗТУ пучками заказно-соединительных линий (ЗСЛ) и соединительными линиями междугородными (СЛМ ), как показано на рис. 1.9.

а) для ГТС б) для СТС

Рис. 1.9 - Организация связи с ЗТУ

В соответствии с представленным рис. 1.9 на ЕСЭ РФ можно выделить следующие уровни телефонных сетей:

- 1 уровень - российский фрагмент международной сети. Представляет собой совокупность ТМнУС, связанных между собой международными каналами;

- 2 уровень - национальная сеть (федеральная или междугородная),представляющая собой сеть ТМгУС и включенных в них ЗТУ, связанных междугородными каналами. Национальная сеть связи РФ относится к 7-ой зоне всемирной нумерации (к этой же зоне относится Казахстан);

- 3 уровень - внутризоновые сети (72 зоны) в пределах отдельной зоны семизначной нумерации. Используются для соединения местных телефонных сетей в пределах отдельной зоны семизначной нумерации.

Внутризоновая сеть не имеет узлов коммутации, так как УК входят в состав ГТС или СТС. Внутризоновая сеть содержит только каналы передачи, то есть линии связи и системы передачи (аппаратуру уплотнения).

- 4 уровень - местные телефонные сети (ГТС, СТС, ведомственные сети и т.д.).

Сети подвижной связи могут включаться в ЕСЭ РФ как на междугородном (федеральном), так и на местном уровне.

1.3.1 Принципы построения ГТС

ГТС - совокупность линейных и станционных сооружений, с помощью которых обеспечивается телефонная связь на территории данного города. Основными структурами построения ГТС являются:

1. Нерайонированная ГТС - это сеть, имеющая одну АТС, к которой подключаются абонентские линии (АЛ). Основным недостаток такого способа построения ГТС является большая протяженность АЛ (дорого) и большое затухание в абонентских линиях (АЛ).

Рис. 1.10 - Принцип построения нерайонированной ГТС

При емкости сети больше 8 тысяч номеров переходят на районированное построение ГТС. Однако, если в качестве АТС нерайонированной сети используется ЦСК, то емкость такой сети может определяться производительностью управляющего комплекса конкретной ЦСК.

2. Районированная ГТС.Вэтом случае территория города разбивается на несколько районов, в каждом из которых устанавливается своя АТС. Соединение осуществляется по принципу «каждая с каждой».

Рис. 1.11 - Принцип построения районированной ГТС

Нумерация на сети пятизначная: «ахххх», где «а» - индекс РАТС. Максимальная емкость такой сети при использовании аналоговых систем коммутации 80 тысяч номеров, так как абоненты каждой РАТС имеют выход к ЗТУ и УСС.

Основное достоинство такой структуры:наличие только одного участка в тракте межстанционной связи (МСС), что упрощает передачу управляющих и линейных сигналов и улучшает показатели надежности сети.

Основной недостаток: при большом числе РАТС появляется много межстанционных пучков с низким использованием, что ведет к удорожанию стоимости линейных сооружений (затраты на линейные сооружения могут достигнуть

40 - 50% от общей стоимости сооружений ГТС). Большое число мелких пучков МСС приводит к снижению их использования.

3. Сети с УВС (узел входящей связи). С ростом емкости ГТС стали создавать узловые районы.Территория города стала разбиваться на узловые районы. Связь между РАТС одного узлового района осуществляется по принципу «каждая с каждой», а с РАТС других узловых районов через соответствующий УВС. Предельная емкость УР (узлового района) при использовании аналогового координатного оборудования УВС- 200 тысяч номеров.

Нумерация на сети шестизначная: 1-ая цифра номера соответствует номеру УВС, 1-ая и 2-ая цифра номера – коду РАТС.

Рис. 1.12 - Принцип построения ГТС с УВС

Достоинство такой структуры: укрупнение пучков МСС, что ведет к повышению использования соединительных линий. Соответственно сеть становится более экономичной.

Недостаток: появление в тракте между абонентами дополнительного участка, что может привести к дополнительным потерям сообщений и снижению качества обслуживания.

4. Сеть с УВС и с УИС (узел исходящей связи).

При построении сетей такой структуры территория города делится на зоны. Каждая зона может включать до 10 узловых районов емкостью 100 тысяч номеров каждый. Нумерация на сети может использоваться комбинированная: шести и семизначная или полностью семизначная.

При семизначной нумерации: 1-ая цифра определяет выход к соответствующей зоне – миллионной группе абонентов; 2-ая цифра – выход к узловому району выбранной группы; 3-я цифра - выход к РАТС, куда включена линия требуемого абонента. Код РАТС стал трехзначным.

Рис. 1.13 - Принцип построения сети с УВС и УИС

Основные достоинстваи недостатки такой структуры аналогичны сетям с УВС.

Рассмотренные выше структуры ГТС связаны с аналоговыми системами коммутации. С появлением на сетях цифровых систем коммутации структура ГТС стала изменяться.

Основными стратегиями цифровизации ГТС стали:

1) стратегия «наложения» - состоящая в том, что цифровая телефонная сеть как бы накладывается на существующую аналоговую телефонную сеть, то есть вновь вводимые цифровые АТС какое-то время продолжают действовать наряду с аналоговыми станциями сети;

2) «островная» стратегия - предусматривает внедрение ЦСК в некоторых районах города, территориально неохваченных аналоговой телефонной сетью;

3) «прагматическая» стратегия - предусматривает эксплуатацию аналогового оборудования на сети более длительные сроки, а замена на цифровое оборудование производится только тогда, когда это требуется по техническим или экономическим причинам.

Основной стратегией цифровизации ГТС средней и большой емкости стало создание «наложенных» аналогово-цифровых сетей, где в качестве транспортных сетей создаются кольцевые структуры с использованием ВОЛС. Как правило, данные цифровые кольца работают с использованием ЦСП SDH (синхронная цифровая иерархия).

Подключение аналоговых станций к цифровому SDH-кольцу может осуществляться непосредственно через мультиплексор ввода-вывода (МВВ) - STM (синхронный транспортный модуль) или через какую-то цифровую станцию, которая будет выполнять функции ОПТС (опорно-транзитной станции). Чаще всего к цифровой ОПТС подключается УВС. Пример структуры «наложенной» аналогово-цифровой ГТС показан на рис. 1.14. ЦСК позволили интенсивно телефонизировать городские и сельские населенные пункты.

С появлением сетей подвижной связи, абоненты которых используют нумерацию не только федеральной сети, но и ГТС, возникла необходимость перехода ГТС средней емкости с шестизначной на семизначную нумерацию.

В этом случае функции УВС и УИС стал совмещать цифровой узел коммутации (УК), так называемый цифровой УИВС- это одна или несколько ЦАТС, перешедших при этом в ранг ОПТС.

Примером «наложенной» сети является Самарская ГТС, где с переходом на семизначную нумерацию было создано 3 миллионные зоны: 2; 3; 9.

В каждой зоне устанавливается УИВС): УИВС- 9 и УИВС- 2 (ЦСК типа EWSD), УИВС - 3 (ЦСК типа AXE -10).

Рис. 1.14 - Структура транспортной сети аналого-цифровой ГТС

Существующие в настоящее время сети связи общего пользования (ССОП), к которым относятся ТфОП с коммутацией каналов и СПД , использующие технологию коммутации пакетов, не отвечают возросшим требованиям потребителей в услугах связи, т.е. являются сдерживающим фактором на пути внедрения новых инфокоммуникационных услуг, интенсивный рост объёмов которых может негативно сказаться на показателях качества обслуживания вызовов и базовых услуг существующих сетей связи.

Эти причины привели к разработке концепций сети связи следующего поколения NGN (Next Generation Network). Такая сеть связи должна обеспечивать предоставление неограниченного набора услуг с гибкими возможностями по их управлению и созданию новых услуг за счет унификации сетевых решений.

Потенциально NGN должны объединить существующие сети связи: ТфОП, СПД, ССПС (сухопутная сеть подвижной связи). То есть NGN поддерживают как уже существующее, так и новое оконечное оборудование, включая аналоговые телефонные аппараты, факсимильные аппараты, оборудование ЦСИС, сотовые телефоны различных стандартов, терминалы телефонии по IP-протоколу (SIP и H.323), кабельные модемы и т.д.

1.3.2 Принцип построения СТС

СТС предназначены для обеспечения телефонной связью жителей сельских районов соответствующих географических зон. Основные структуры СТС представлены на рис. 1.15.

ЦС – центральная станция; ОС – оконечная станция; УС – узловая станция;

УСП (ЦС) – узел сельской пригородной связи; ЗТУ – зоновый транзитный узел;

ГТС – городская телефонная сеть;

Рис. 1.15 - Основные структуры построения СТС

При комбинированной структуре СТС (КТС) функцию центральной станции выполняет УСП (узел сельско-пригородной связи), организованный на одной из РАТС ГТС. Автоматическая междугородняя связь абонентам СТС может предоставляться либо через УСП непосредственно, либо через РАТС, на которой организован УСП.

Нумерация на СТС- пятизначная. Она может быть открытой или закрытой. При открытой нумерации абонент для внутристанционных соединений использует сокращенный трех- или четырехзначный номер, а для связи с абонентами других станций СТС набирает 5 цифр абонентского номера. При закрытой (единой) нумерации абонент СТС всегда набирает одинаковое количество (пять) цифр номера.