Лекции по Эволюции местных телефонных сетей   

3. Основные тенденции развития местных телефонных сетей

3.1. Эволюция коммутационного оборудования

3.1.1. Анализируемые аспекты

Развитие коммутационной техники может рассматриваться с нескольких точек зрения. В качестве объекта анализа могут быть выбраны структура коммутационного поля, архитектура системы управления телефонной станции, программное обеспечение и т.п. Эти вопросы подробно изложены в ряде отечественных и зарубежных монографий [1 – 6]. В данном разделе будут рассмотрены только те аспекты эволюции коммутационного оборудования местных телефонных сетей, которые существенно влияют как на принципы построения ГТС и СТС, так и на процессы их дальнейшей эволюции.

Эти аспекты обусловлены как внутренней логикой развития коммутационной техники, так и – может быть в существенной большей степени – совокупностью внешних, по отношению к телефонии, факторов. В качестве таких внешних факторов можно выделить:

- современные принципы построения и тенденции дальнейшей эволюции первичной сети;

- новые услуги электро- и радиосвязи, базирующиеся на полном или частичном использовании телефонной сети;

- процессы интеграции вторичных сетей, направленные, преимущественно, на создание ЦСИО.

Внутренняя логика развития коммутационной техники тесно связана с затратами на ее разработку и производство. Переход к цифровым методам коммутации, передачи и обработки сигналов обеспечивает более низкие затраты на производство современного коммутационного оборудования по сравнению со стоимостью аналоговых систем распределения информации [6].

Стоимость же разработки цифровой коммутационной техники в 20...30 раз больше, чем затраты на создание прежних систем АТС и составляет 1...1,5 миллиарда долларов [7]. Затраты на создание следующего поколения коммутационного оборудования будут, очевидно, существенно выше. По этой причине производители оборудования коммутации ищут пути существенного снижения затрат на его Разработку. Один из таких путей – использование унифицированных аппаратно-программных средств для построения коммутационных станций на всех уровнях иерархии национальной телефонной сети.

Подобное решение нашло практическое применение сравнительно недавно. Если совершить полувековой экскурс в историю телефонии, то можно увидеть существенные различия между однотипными элементами, например, междугородной и городской телефонных сетей:

- ручные коммутаторы на междугородных станциях и декадно-шаговые АТС в городах;

- воздушные линии магистральной первичной сети и городские кабельные соединительные линии, проложенные по специально построенной канализации;

- малоканальные аналоговые системы передачи и неуплотненные многопарные кабели.

В настоящее время однотипные элементы сетей всех уровней иерархии максимально унифицированы. В отношении коммутационной техники подобная унификация привела к возможности отказа от отдельных разработок междугородной, городской, сельской и других видов станций за счет создания некоторой совокупности модулей (аппаратных, программных и аппаратно-программных), позволяющих реализовывать коммутационные станции для любого уровня иерархии телефонной сети.

Вся современная зарубежная коммутационная техника, например 5ESS, System 12, EWSD [8, 9, 10], создана именно как набор унифицированных модулей, позволяющих строить телефонные станции для любого уровня иерархии ТФОП. Подобная унификация оптимизирует затраты не только на разработку коммутационной техники, но и на ее модернизацию. По этой причине первое из анализируемых направлений эволюции коммутационной техники – унификация разработки всех типов телефонных станций – может рассматриваться как одно из самых существенных.

Влияние первичной сети на телефонную прослеживается в виде нескольких относительно независимых тенденций, из которых самой существенной можно считать использование направляющих систем с большой пропускной способностью. Применение ОК и цифровых РРЛ на местных первичных сетях стимулировал повышение емкости коммутационных станций ТФОП. Стремление внедрять коммутационные станции большой емкости объясняется, конечно, не только влиянием первичной сети; удельная стоимость одного номера АТС уменьшается при росте общей емкости телефонной станции [11].

Следует отметить, что до широкого использования на местных первичных сетях ОК и мощных цифровых РРЛ можно было наблюдать процесс, в котором причина и следствие, в некотором смысле, меняются местами. Особенно это заметно на примере эволюции принципов создания абонентской сети. Цифровые АТС, превосходившие по емкости – иногда в несколько раз – аналоговые станции, обслуживали значительную территорию, называемую пристанционным участком [12]. Увеличение размеров пристанционного участка привело к повышению расхода кабеля на абонентской сети. Для минимизации затрат на абонентскую сеть стали использовать выносные концентраторы [1, 4], что привело к существенному изменению принципов построения абонентской сети.

По мере использования ОК на абонентской сети стало очевидным, что целесообразно увеличить емкость цифровых коммутационных станций. Такое решение обеспечит снижение затрат на реализацию перспективной абонентской сети. По этой причине некоторые специалисты по коммутационной технике обсуждают аспекты создания телефонных станций емкостью 200 – 300 тысяч номеров.

В принципе, проблему определения оптимальной емкости цифровой коммутационной станции можно свести к классической задаче оптимизации капитальных или приведенных затрат на абонентскую сеть [12]. Устойчивые тенденции изменения стоимостных характеристик ЦСП, ОК и АТС позволяют распространить полученное решение – с высокой достоверностью – на длительную перспективу.

Итак, в качестве второго направления эволюцию коммутационной техники можно выделить тенденцию к использованию телефонных станций большой емкости. Это направление представляется – наряду со сформулированным выше – весьма важным и, безусловно, заслуживает более глубокого анализа. Ряд аспектов использования коммутационных станций большой емкости обсуждается также в разделах 3.4, 3.5 и 3.6.

Коммутационные станции с программным управлением обеспечивают возможность предоставления своим абонентам ряда дополнительных услуг. Реализация дополнительных услуг связана с введением новых программных или, в ряде случаев, аппаратно-программных средств в состав коммутационной станции. В настоящее время перечень и сложность реализации дополнительных услуг настолько возросли, что потребовалась разработка нового концептуального подхода к принципам создания современных коммутационных станций.

Одним из наиболее удачных подходов к решению данной проблемы можно считать принцип разделения двух основных функций:

- установление соединений между абонентами или между абонентом и центром, предоставляющим определенный класс услуг;

- предоставление абонентам дополнительных (по отношению к функции установления соединений) услуг.

Первая функция – распределение информации – была и остается основной задачей сети электросвязи и, соответственно, коммутационных станций. Отделение этой функции от комплекса задач, относящихся к дополнительным услугам, может рассматриваться как одна из самых плодотворных идей, сформировавшихся в последние годы. Подобный поход положен в основу концепции Интеллектуальной Сети, которая будет кратко изложена в разделе 5.4. Здесь необходимо только отметить, что возможность разделения функций реализуется за счет введения в состав коммутационных станций специальных элементов, получивших [13] название «Hook». Слово «Hook» в англоязычной технической литературе обозначает аппаратно-программные средства поддержки новых услуг.

Разделение функций в пределах основных элементов системы электросвязи может рассматриваться как периодически повторяющийся процесс. Примером может служить разделение функций передачи сообщений системы сигнализации и полезной информации, который привел к формированию концепции системы общеканальной сигнализации [14, 15].

Идея отделения функций распределения информации от функций предоставления дополнительных услуг требует тщательной разработки. Тем не менее, некоторые преимущества такого подхода достаточно очевидны:

- упрощение аппаратно-программных средств коммутационных станций, что повышает их надежность и снижает стоимость;

- возможность более детальной стандартизации (на международном и национальном уровнях) основных аспектов построения и функционирования коммутационного оборудования;

- отсутствие зависимости между перечнем предоставляемых абонентам дополнительных услуг и «интеллектом» коммутационной станции.

Третья тенденция эволюции коммутационного оборудования может быть сформулирована, таким образом, как постепенный перенос функций предоставления дополнительных услуг в соответствующие специализированные центры, в качестве которых обычно используются базы данных.

Концепция ЦСИО, сформировавшаяся как логическое следствие процесса интеграции вторичных сетей, обусловила ряд изменений в цифровых коммутационных станциях. Обычно различают две фазы эволюции ЦСИО: узкополосная и широкополосная сети.

В рамках узкополосной ЦСИО пользователям предоставляются два вида доступа к сети: 2B+D и 30B+D [16], использующих прозрачные цифровые B-каналы с пропускной способностью 64 кбит/с для обмена информацией между терминалами абонентов и служебные D-каналы с пропускной способностью 16 и 64 кбит/с соответственно для передачи служебной информации.

Широкополосная ЦСИО поддерживает два стыка пользователь-сеть: на скоростях 155 и 622 Мбит/с [17]. Такие скорости стимулировали поиск новых принципов создания коммутационных станций [17, 18, 19]. Аспекты создания широкополосной ЦСИО и соответствующих коммутационных станций будут изложены в разделе 5.3; поэтому далее влияние ЦСИО на эволюцию коммутационных станций анализируется только с точки зрения узкополосной ЦСИО.

Хотя вторая буква в аббревиатуре ЦСИО однозначно означает «Сеть», более правильным определением концепции ЦСИО может считаться некоторое множество услуг. Такой подход кажется автору предпочтительным по следующим соображениям:

- интегральное обслуживание реализуется за счет модернизации коммутационных станций цифровой телефонной сети, которая заключается в установке ряда новых функциональных блоков;

- из ресурсов первичной сети выделяется общий пучок стандартных ИКМ-трактов, используемых в цифровой телефонной сети совместно как для пользователей ЦСИО, так и для обычных абонентов ТФОП;

- процессы установления соединений используют единую подсистему передачи сообщений [14] в системе общеканальной сигнализации и т.п.

Если же рассматривать ЦСИО как самостоятельную сеть, то следует учесть, что ее «самостоятельность» по отношению к ТФОП достаточно условна.

В разделе 5.2. будут изложены основные принципы создания узкополосной ЦСИО. Ниже приводятся только три существенные, с точки зрения эволюции коммутационных станций, особенности ЦСИО:

- для включения пользователей ЦСИО в коммутационную станцию вместо обычных абонентских комплектов требуется установка цифровых модулей, выполняющих функции линейного (LT) и станционного (ET) окончаний [16];

- для поддержки процессов установления соединений между пользователями ЦСИО необходима модификация программного обеспечения коммутационной станции, состоящая, прежде всего, в разработке специализированных подсистем ISUP и SCCP [14,16];

- для поддержки услуг по передаче данных в режиме коммутации пакетов в состав коммутационной станции должны быть введены соответствующие аппаратно-программные средства.

Перечисленные требования и составляют сущность четвертой тенденции эволюции коммутационного оборудования, если анализировать те ее аспекты, которые прямо или косвенно отражаются на принципах построения местных телефонных сетей.

Изложенные выше соображения позволяют выделить характерные признаки перспективных телефонных станций. Ожидаемые изменения в аппаратно-программных средствах будут отражать процесс эволюции существующих типов цифровых коммутационных станций вплоть до того момента, когда услуги широкополосной ЦСИО начнут играть доминирующую роль в системе электросвязи. Основные принципы построения коммутационных станций широкополосной ЦСИО будут кратко проанализированы в разделе 5.3.



*****

© 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.