Вы нашли то, что искали?
Главная Разделы

Добавить страницу в закладки ->

3. Основные тенденции развития местных телефонных сетей. Эволюция местных телефонных сетей

Структура городской телефонной сети

3. Основные тенденции развития местных телефонных сетей

3.1. Эволюция коммутационного оборудования

3.1.1. Анализируемые аспекты

3.1.2. Модель перспективной коммутационной станции

3.2. Введение новых услуг на местных сетях

3.2.1. Предлагаемая классификация

3.2.2. Основной набор услуг, предоставляемых ТФОП

3.2.3. Услуги и план нумерации

3.2.4. Услуги и система сигнализации

3.2.5. Передача нетелефонной информации

3.3. Перспективные требования к телефонной сети

3.3.1. Классификация перспективных требований

3.3.2. Специфика требований к системе электросвязи

3.3.3. Анализ возможных сценариев

3.4. Новые сетевые концепции

3.4.1. Общий подход

3.4.2. Концепция компании NTT "VI&P"

3.4.3. Концепция компании Siemens "Vision O.N.E."

3.4.4. Концептуальная модель местной сети

3.4.5. Система общеканальной сигнализации

3.4.6. Перспективная система нумерации

3.5. Городские телефонные сети

3.5.1. Цифровизация ГТС

3.5.2. Перспективная нерайонированная ГТС

3.5.3. Перспективная районированная ГТС

3.5.4. Перспективная ГТС с транзитными станциями

3.6. Сельские телефонные сети

3.6.1. Особенности эволюции СТС

3.6.2. Сценарии цифровизации СТС

3.6.2.1. Общий подход

3.6.2.2. Стратегия замещения аналоговых АТС

3.6.2.3. Построение "наложенной" сети

3.6.2.4. Одновременная замена аналоговых АТС

3.6.2.5. Интеграция с ГТС райцентра

3.6.3. Применение радиотелефонных систем

3.6.4. Системы спутниковой связи на СТС

3.7. Абонентские линии местных телефонных сетей

3.7.1. Некоторые технико-экономические оценки

3.7.2. Структура абонентской сети

3.7.3. Модель перспективной абонентской сети

3.7.4. Новые концепции реализации абонентской сети

3.7.4.1. Классификация видов доступа

3.7.4.2. Концепции IFOS, TPON, BPON и BIDS

3.7.4.3. Доступ по эфиру



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.

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.



3.1.2.   Модель перспективной коммутационной станции

Гипотетическая модель перспективной коммутационной станции, в первом приближении, может быть сформулирована в виде следующих тезисов [11, 20, 21, 22, 23]:

- независимо от места применения на ТФОП (местные, междугородная, международная сети) коммутационная станция построена из унифицированных аппаратно-программных средств, позволяющих создавать если не все, то большинство систем распределения информации для телефонии;

- коммутационная станция имеет большую емкость, что выражается в существенном повышении числа подключенных АЛ и СЛ;

- функции коммутации (распределение информации) отделены от функций предоставления дополнительных услуг, которые реализуются в соответствующих специализированных центрах, а задача коммутационной станции заключается только в установлении соединения между абонентом ТФОП и этим центром;

- в состав коммутационной станции и сети общих каналов сигнализации (ОКС) введены аппаратно-программные средства поддержки услуг узкополосной ЦСИО.



3.2. Введение новых услуг на местных сетях



3.2.1. Предлагаемая классификация

В технической литературе существует несколько вариантов классификации услуг, предоставляемых абонентам телефонной сети. Автору представляется наиболее удобным подход, основанный на выделении двух больших классов услуг.

Первый класс – основные услуги телефонной связи, обозначаемые в англоязычной технической литературе хорошо известной аббревиатурой POTS (Plain Old Telephone Service). Можно считать, что этот класс услуг ориентирован, в основном, для установления коммутируемого соединения между двумя абонентами или между вызывающим абонентом и центром услуг, который относится к традиционным для ТФОП узлам (экстренные службы вызова пожарной охраны, милиции, скорой помощи и т.п.). Возвращаясь к выводам по предыдущему разделу, можно отметить, что отделение функций коммутации от функций предоставления дополнительных услуг фактически подразумевает реализацию в перспективных коммутационных станциях только услуг типа POTS.

Ко второму классу относятся все новые услуги, которые можно классифицировать различными способами. Классификация услуг, основанная на рекомендациях МККТТ, будет изложена в пятой главе. В настоящем разделе будут проанализированы те услуги, которые представляются автору существенными с точки зрения как современного уровня развития ТФОП, так и ближайшей перспективы эволюции телефонии. Ниже рассматриваются три вида подобных услуг:

- дополнительные виды обслуживания (ДВО), предоставляемые коммутационными станциями с программным управлением;

- дополнительные функциональные возможности, поддерживаемые современными местными телефонными сетями;

- использование местных телефонных сетей для передачи данных и факсимильных сообщений, называемых иногда нетелефонной информацией.

По мере внедрения на местных телефонных сетях коммутационных станций с программным управлением появляется возможность предоставления ДВО для тех абонентов, которые заинтересованы в соответствующих услугах и согласны их оплачивать [24, 25]. Изучение аспектов стандартизации ДВО осуществляется в ИК МСЭ и ETSI [26, 27].

Современные коммутационные станции – особенно цифровые УПАТС – имеют внушительный перечень поддерживаемых ДВО. В качестве примера можно перечислить следующие характерные для телефонии ДВО:

- сокращенный набор одного или нескольких номеров, определенных заранее;

- переадресация вызова как до, так и после установления соединения;

- соединение без набора номера с вызываемым абонентом («прямой вызов»);

- междугородная и/или международная связь только после набора соответствующего пароля;

- запрет на произвольное время исходящей, входящей или обоих видов связи;

- уведомление о поступлении нового вызова в процессе разговора.

Степень заинтересованности абонентов в различных видах ДВО существенно различная для УПАТС и коммутационных станций ТФОП.

Анализ статистики использования ДВО абонентами современных УПАТС показывает, что спросом пользуется сравнительно малое число услуг. Номенклатура этих услуг изменяется в зависимости от нескольких факторов, среди которых главную роль, как правило, играет род деятельности организации, в которой установлена УПАТС. На основании статистики, доступной автору, можно предположить, что из перечисленных выше ДВО наиболее популярны уведомление о новом вызове, переадресация и сокращенный набор.

Большинство абонентов квартирного сектора – по крайней мере в настоящее время – практически не заинтересовано в ДВО. Это можно объяснить несколькими причинами. Во-первых, на фоне растущих тарифов ГТС и СТС значительной части абонентов трудно даже психологически решиться на соответствующие дополнительные расходы. Во-вторых, часть ДВО реализуется в современных ТА с тастатурным набором номера. А такой услугой, как сокращенный набор нескольких номеров, может пользоваться владелец современного ТА, являясь абонентом АТС любого типа. В-третьих, предлагаемые услуги распространяются, как правило, только на абонентов одной коммутационной станции, что, в принципе, приемлемо для УПАТС, но мало привлекательно для абонентов квартирного сектора.

Дальнейшее развитие ДВО будет успешным, если – на основании детальных исследований – будет определен такой набор уже существующих и перспективных услуг, который будет пользоваться существенным спросом у абонентов ТФОП [25]. В качестве примера ниже кратко изложен подход, предложенный Bell Laboratories [28] и принятый для всех коммутационных станций с программным управлением, установленных на телефонной сети США. Перечисленные ниже услуги входят в основной набор функциональных возможностей для абонентов коммутационных станций с программным управлением, именуемый Custom Calling Services I.



3.2.2. Основной набор услуг, предоставляемых ТФОП

Данная группа услуг включает в себя четыре функциональные возможности: Call Waiting, Call Forwarding, Three-Way Calling, Speed Calling. В отечественной литературе еще не выработана единая терминология по услугам электросвязи. Поэтому названия упомянутых выше четырех услуг – чтобы не вносить терминологическую путаницу – не переводятся.

Услуга «Call Waiting» позволяет абоненту, уже установившему одно соединение:

- получить акустический сигнал в виде специального тона (тиккер) о поступлении второго вызова;

- соединиться (если он хочет) со вторым абонентом путем кратковременного нажатия на рычаг ТА или – в современных терминалах – на специальную кнопку, удерживая соединение с первым абонентом;

- переговорить со вторым абонентом и, используя такую же процедуру, вновь установить соединение с первым абонентом.

Услуга «Call Waiting» пользуется практически у всех абонентов большой популярностью по вполне понятным причинам. Следует отметить, что эта услуга очень полезна и для Администрации связи, так как существенно снижает интенсивность повторных попыток установления соединения [29].

Услуга «Call Forwarding» обеспечивает абоненту получение всех, направляемых по его номеру вызовов, на другой номер. Для заказа услуги набирается специальный код и новый номер абонента, на который в течение действия услуги «Call Forwarding» будут направляться все адресованные абоненту вызовы.

Функциональные возможности «Three-Way Calling» заключаются в подключении к установленному соединению третьего абонента путем набора его номера одним из участников разговора. В период набора номера третьего абонента установленное ранее соединение удерживается и обеспечивается (на определенных этапах обслуживания вызова) возможность разговора. После ответа третьего абонента установленное ранее соединение трансформируется в трехстороннюю конференцсвязь.

Услуга «Speed Calling» поддерживает вызовы по системе сокращенной нумерации, использую одну, две или более цифры.

Второй вид услуг – это дополнительные функциональные возможности, поддерживаемые современными телефонными сетями. Эти услуги можно, в свою очередь, разделить на два следующих класса:

- справочные и заказные, поддерживаемые специально организуемыми на местных телефонных сетях узлами;

- дополнительные, предоставляемые, как правило, в пределах местной сети, но распространяемых, в ряде случаев, на всю национальную телефонную сеть.

Основные аспекты предоставления услуг, отнесенных к первому классу, подробно изложены в [30]. Далее изложен лишь один аспект их реализации, связанный с системой нумерации, что весьма существенно с точки зрения эволюции местных телефонных сетей.



3.2.3.  Услуги и план нумерации

Существующая на ТФОП России система нумерации анализируется в следующем разделе. В контексте вопросов, относящихся к дополнительным услугам, необходимо остановиться на нумерации справочных и заказных служб на местных телефонных сетях.

Выход абонентов местных телефонных сетей к этим службам осуществляется, как правило, набором сокращенного двух- или трехзначного номера, начинающегося с цифры «0». Такое решение (особенно при автоматизации местных телефонных сетей на базе декадно-шаговых АТС) имело ряд очевидных преимуществ. Со временем число справочных и заказных служб растет, повышая нагрузку на соответствующий пучок СЛ, называемый иногда «нулевым». В результате, в отдельные периоды времени сложно дозвониться до так называемых экстренных служб: пожарная помощь, милиция, скорая медицинская служба, аварийная служба газовой сети. При внедрении коммутационных станций с программным управлением преимущество системы нумерации справочных и заказных служб, основанной на первой цифре «0», заключается только в том, что абоненты привыкли и запомнили соответствующие номера. Это обстоятельство следует рассматривать как очень существенный фактор.

Система нумерации справочных и заказных служб будет, по всей видимости, меняться, что обусловлено как ее внутренними требованиями, так и целесообразностью пересмотра плана нумерации ТФОП России. По этой причине целесообразно кратко рассмотреть систему нумерации экстренных служб, принятую на североамериканской ТФОП [28].

Эта система нумерации основана на едином номере «911», набирая который абонент попадает на специализированный центр. Единый номер был введен на основании рекомендации соответствующей Президентской Комиссии. Вызовы экстренных служб обычно оплачиваются правительством страны или правительством штата. Последняя версия данной услуги (Enhanced 911 Service) обеспечивает автоматическую маршрутизацию вызова в тот центр связи полиции, в зоне обслуживания которого находится абонент. Номер вызывающего абонента и его адрес высвечиваются на пульте оператора, что позволяет ускорить оказание необходимой помощи.  Передача вызова или соответствующей информации в пожарную команду, станцию скорой помощи и т.п. осуществляется оператором центра связи полиции. Установление соединений к экстренным службам через полицию может рассматриваться как очень полезное решение при таких ситуациях как, например, автомобильная катастрофа или пожар; в этих случаях оператор может принять более квалифицированное решение. С другой стороны, вмешательство полиции при вызове скорой помощи или пожарной команды может расцениваться некоторыми абонентами как нежелательное явление.

Изложенная выше организация доступа к экстренным службам не может, по всей видимости, использоваться на российской ТФОП в том виде, в каком она эксплуатируется в Северной Америке. Этому препятствуют как существующая на местных сетях система связи с экстренными службами, так и сложившаяся практика работы и взаимодействия этих служб. Опыт североамериканской сети в части организации и системы нумерации экстренных служб представляется, тем не менее, очень полезным. Этот опыт целесообразно учесть при модернизации плана нумерации российской ТФОП.

Дополнительные функциональные возможности, названные услугами второго класса, на отечественных местных телефонных сетях, как правило, еще не реализованы. Единственным практическим примером этого класса услуг может служить поддержка сотовых сетей связи с подвижными объектами [31]. Такие сети были созданы сначала в Москве и Санкт-Петербурге, а в ближайшее время они будут функционировать во многих регионах России [32].



3.2.4.  Услуги и система сигнализации

Для обслуживания вызовов, осуществляемых пользователями сотовой сети, ТФОП должна поддерживать достаточно сложную систему обмена сигнальной информацией, специфика которой обусловлена мобильностью абонентов и, соответственно, их терминалов. Система обмена информацией, необходимой для обслуживания исходящих и входящих вызовов в сотовой сети, лучше всего реализуется сетью ОКС [33], имеющей соответствующую подсистему пользователя MAP (Mobile Application Part). До создания сети ОКС поддержка системы обмена сигнальной информацией может осуществляться за счет использования каких-либо промежуточных вариантов. Для аналоговых сотовых сетей, основанных на стандарте NMT [34], может применяться система сигнализации R2 [35]. Применяемая на российской ТФОП система сигнализации имеет ряд отличий от стандарта R2, не позволяющих использовать ее для полноценной поддержки всех услуг сотовой сети.

Помимо отклонений от международных стандартов, сделанных ранее, на возможность предоставления новых услуг влияют также отступления от общепринятых принципов развития системы телефонной связи. Известно, что координатные станции в развитых станах были дооборудованы регистрами, принимающими от ТА информацию о наборе номера вызываемого абонента в виде двухчастотных комбинаций, параметры которых специфицированы МСЭ [36]. Это решение позволило ввести в эксплуатацию современные ТА с частотным набором номера. Использование таких ТА обеспечило, в свою очередь, поддержку новых услуг, предоставляемых ТФОП [28].

Предстоящее введение кредитных карточек для оплаты услуг ТФОП может базироваться на различных технических решениях и процедурах доступа к услугам телефонной связи. Но наиболее эффективная процедура установления соединения с таксофона, оперирующего кредитными картами, заключается в наборе номера вызываемого абонента, получении тонального сигнала и последующем наборе цифр, закодированных на кредитной карте. Подобная процедура может быть реализована лишь при наборе номеров вызываемого абонента и кредитной карты двухчастотным кодом. Регистры существующих электромеханических АТС не могут ни принять всю совокупность цифр, ни обеспечить их трансляцию через коммутационное поле.

Реализация других функциональных возможностей, относящихся к рассматриваемому классу услуг, будет, скорее всего, связана с созданием Интеллектуальной Сети.



3.2.5. Передача нетелефонной информации

Последний (на основе использованной в данном разделе классификации) вид услуг связан с использованием местных телефонных сетей для нетелефонной информации.

Среди различных вариантов реализации услуг ПД обычно рассматривается несколько аспектов использования ТФОП. Отсутствие альтернативной сети электросвязи, поддерживающей интерактивные услуги, будет, вероятно, стимулировать широкое использование ТФОП для ПД в ближайшие годы.

Можно выделить следующие аспекты использования ТФОП для услуг ПД:

- организация, постоянных, полупостоянных и коммутируемых соединений между оконечным оборудованием данных;

- обеспечение доступа через ТФОП к центрам коммутации пакетов;

- использование существующих АЛ для подключения к концентраторам или мультиплексорам сети ПД с коммутацией пакетов при размещении последних в зданиях АТС.

Эти аспекты, в свою очередь, целесообразно рассматривать в динамике перехода ТФОП от аналоговой сети к ЦСИО.

При организации ПД на ТФОП необходимо решить ряд вопросов, из которых целесообразно выделить два направления:

- влияние нагрузки, создаваемой пользователями услуг ПД, на качество обслуживания абонентов ТФОП;

- качество передачи дискретной информации.

Самые общие выводы, справедливость которых необходимо уточнять практически на каждой местной телефонной сети, сводятся к следующим тезисам [37, 38]:

- при установлении коммутируемых соединений в пределах цифровой телефонной сети могут быть поддержаны услуги по ПД со скоростями до 4800 ... 9600 бит/с;

- коэффициент ошибок в аналоговых местных сетях может опускаться до 0,01, что практически исключает возможность ПД.

- использование существующих АЛ из-за соединения жил кабелей различного диаметра, ответвлений, функционирования охранной сигнализации на частоте 18 кГц и т.п. в ряде случаев существенно ограничивает возможности по организации ПД.

- на ряде пучков СЛ между коммутационными станциями ТФОП существует запас емкости, позволяющий организовать ПД без ущерба для качества обслуживания абонентов местной сети, но имеются и направления, для которых появление даже нескольких абонентов ПД может существенно ухудшить обслуживание телефонной нагрузки;

- вопрос использования ТФОП для ПД в целом распадается, таким образом, на ряд задач, ответы на которые могут быть получены после проведения измерений характеристик качества передачи и обслуживания по известным методикам;

- по мере перехода к ЦСИО могут быть обеспечены услуги ПД на скоростях до 64 кбит/с включительно как в режиме коммутации каналов (постоянной, полупостоянной, по требованию), так и в режиме коммутации пакетов.

Прогнозируемый существенный рост парка факсимильных аппаратов [39] требует анализа возможности ТФОП по передаче этого вида информации. Трафик, порождаемый факсимильными сообщениями, может, в принципе, передаваться через ТФОП двумя способами:

- посредством установления соединения со специализированного факсимильного аппарата по телефонному алгоритму и передаче сообщения через модемы;

- посредством установления соединения с персонального компьютера, оборудованного так называемым факс-модемом и передачи сообщения как файла данных.

Эти варианты имеют свои достоинства и недостатки, анализ которых не входит в предмет данной монографии. Существенно то, что до создания специализированной сети ПД и перехода к ЦСИО, на ТФОП будут возложены дополнительные функции, реализация которых достаточно проблематична с учетом ее пропускной способности и характеристик качества передачи дискретной информации.

В целом можно отметить, что перечень всех видов услуг, предоставляемых ТФОП, будет расширяться. Данный аспект эволюции местных телефонных сетей требует изучения не столько международных стандартов, касающихся, большей частью, процедур предоставления услуг, сколько соответствующего опыта Администраций связи развитых стран.



3.3. Перспективные требования к телефонной сети



3.3.1. Классификация перспективных требований

Шесть очевидных требований, предъявляемых пользователями к телефонной сети по мере ее эволюции, заключаются в следующем:

- повышение емкости ТФОП до того уровня, когда все заявки на подключение к местным телефонным сетям будут удовлетворяться в приемлемое для потенциальных абонентов время;

- доведение показателей качества обслуживания вызовов до общепринятых норм за счет повышения пропускной способности ТФОП и введение услуг, ориентированных на снижение интенсивности повторных попыток;

- улучшение показателей качества передачи речи и другой информации, использующей ТФОП как транспортную систему;

- повышение надежности телефонной связи несмотря на отказы ее отдельных элементов;

- расширение спектра предоставляемых (платных и бесплатных) услуг;

- постепенное снижение тарифов на услуги всех видов телефонной связи.

Последний тезис отражает естественное желание пользователя любой системы, но применительно к электросвязи – одной из немногих отраслей экономики, характеризуемых устойчивым снижением тарифов [40] – это требование абонентов ТФОП выполняется. По мере стабилизации экономики России аналогичные процессы начнутся и в тарифной политике предприятий связи ТФОП.

Перечисленные выше шесть требований абонентов к перспективной телефонной сети носят, в определенном смысле, всеобщий характер. Они, в той или иной степени, существовали и существуют во всех странах. Последнее (седьмое) перспективное требование носит частный характер; оно проявляется только на этапе существенных структурных изменений в национальной экономике. Эти изменения порождают, в свою очередь, весьма специфические черты в процессах эволюции электросвязи. Изложенные ниже соображения могут рассматриваться как попытка анализа перспективных требований к телефонной сети, обусловленных, в конечном итоге, процессами, происходящими в экономике страны.



3.3.2. Специфика требований к системе электросвязи

Одна из особенностей современного этапа развития системы электросвязи в России заключается в быстром формировании спроса на самый современный уровень информационного обслуживания. Этот процесс можно объяснить появлением нескольких групп абонентов, для которых характерны разные требования к услугам связи. Руководствуясь интуицией, можно предположить, что на начальном этапе эволюции системы электросвязи численность этих групп будет обратно пропорциональна уровню информационного обслуживания. Для наглядности эту гипотезу можно назвать пирамидой услуг.

Для одной, вероятно самой многочисленной, группы абонентов услуги существующей ТФОП (за исключением показателей качества обслуживания вызовов и передачи речи) отражают как сегодняшние, так и перспективные требования к системе электросвязи. Характерным примером представителя этой группы может служить владелец ТА, установленного в квартире. Основание пирамиды услуг составляет, таким образом, та совокупность функциональных возможностей ТФОП, которая характеризуется англоязычной аббревиатурой POTS (см. начало раздела 3.2).

Верхушка пирамиды услуг будет отражать ту совокупность функциональных возможностей электросвязи, которая доступна абоненту в развитых странах. Гипотетическая модель требований абонента может быть представлена следующими примерами услуг:

- автоматическая (при желании – через оператора) телефонная связь с любой точкой планеты, устанавливаемая как в стационарном положении (обычный или бесшнуровой ТА, монетный таксофон, таксофон с кредитными карточками, персональный радиотелефон и т.п.), так и в движении (например, с терминала, принадлежащего к сотовой сети);

- передача факсимильных сообщений и данных (со средней скоростью) через модемы по телефонной сети;

- передача данных и сообщений электронной почты (E-mail) по специализированной сети ПД с коммутацией пакетов;

- система персонального поиска (Paging), ориентированная на использование вызываемым абонентом специализированного миниатюрного терминала;

- передача визуальной информации (услуги Multimedia, видеоконференцсвязь и т.п.);

- передача телеметрической информации самого широкого назначения;

- создание арендованных линий различной пропускной способности.

При существующем уровне развития телефонной связи реализация подобных услуг может осуществляться по нескольким вариантам, которые можно объединить в три сценария:

- ускоренное развитие всей ТФОП;

- создание выделенных коммерческих сетей, поддерживающих все или часть из требуемых услуг;

- организация наложенных цифровых коммерческих сетей, являющихся частью ТФОП и поддерживающих все требуемых услуги.

Все три укрупненных сценария имеют свои преимущества и недостатки.

Если абстрагироваться от реальной технической и, главное, финансовой ситуации, то сценарий ускоренного развития ТФОП был бы оптимальным со многих точек зрения.

Теоретическая идея реализации данного сценария укладывается в достаточно простую схему:

- быстрая цифровизация ТФОП приводит к тому, что по телефонной плотности, показателям качества обслуживания, характеристикам передачи и т.п. телефонная сеть в России выходит на уровень связи, достигнутый развитыми странами;

- технические решения, способные поддерживать современные услуги связи, полностью соответствуют тем направлениям модернизации ТФОП, которые приняты в мировой практике;

- цифровая ТФОП в процессе модернизации аппаратно-программных средств начинает предоставлять услуги ЦСИО (узкополосной, а затем и широкополосной), Интеллектуальной Сети и т.п.



3.3.3. Анализ возможных сценариев

Реальная сторона технической и финансовой ситуации оставляет этот сценарий как чисто теоретическую модель. Эта модель, тем не менее, является полезной, так как именно к ней должен стремиться принимаемый к реализации сценарий развития связи.

Сценарий, основанный на создании выделенных коммерческих сетей, строго говоря, уже начал реализовываться в ряде крупных городов России. Основным стимулом для создания выделенных коммерческих сетей послужил интенсивный рост спроса на услуги международной телефонной связи. Международный трафик существенно превысил пропускную способность соответствующих коммутационных станций и каналов связи. Для качественного обслуживания все возрастающего международного трафика необходима существенная модернизация коммутационных станций, относящихся к местному (городскому и сельскому), междугородному и международному уровням иерархии телефонной сети.

Решение подобной задачи требует значительного времени и связано с существенными инвестициями. Определенная часть так называемых деловых абонентов, деятельность которых связана с международной активностью, не может ждать окончания проведения работ по модернизации всей ТФОП. Сложившаяся ситуация привела к организации ряда выделенных сетей, основная задача которых – обеспечение приемлемого обслуживания международных вызовов.

В общем виде принципы построения подобных сетей могут быть представлены следующим образом:

- формируется группа абонентов, готовая оплачивать международные вызовы по установленным оператором сети тарифам (ранее одним из условий пользования услугами выделенной сети была оплата в СКВ);

- подключение к коммутационному оборудованию выделенной сети осуществляется либо через местную телефонную сеть (если качество ее функционирования на данном участке является приемлемым), либо посредством арендованных линий;

- коммутационное оборудование выделенной сети подключается к международной коммутационной станции, находящейся, обычно, в той стране, компания которой входит в данное совместное предприятие;

- международные каналы между выделенной сетью и международной коммутационной станцией организуются посредством проводных, радиорелейных или спутниковых каналов.

В пределах одного города может быть организовано несколько таких сетей. Подобные выделенные сети, на первый взгляд, играют положительную роль, так как обеспечивают определенной группе деловых абонентов услуги международной телефонной связи. С другой стороны создание подобных сетей представляет собой классический пример процесса, именуемого понятием BYPASS [41].

Схема инвестиций, направляемых на развитие телефонии, подчиняется т.н. «Правилу двух золотых треугольников», проиллюстрированному на рисунке 3.1. Первый треугольник изображает инвестиции, необходимые для создания телефонных сетей, принадлежащих к различным уровням иерархии ТФОП. Второй треугольник показывает доходы, получаемые от сетей различных уровней иерархии. «Правило двух золотых треугольников» основано на том, что доходы, получаемые за счет обслуживания международного и междугородного трафика, частично реинвестируются в развитие и модернизацию местных сетей. Последние, расширяя число абонентов и предлагая новые услуги, способствуют росту международного и междугородного трафика. Процесс, таким образом, повторяется, приобретая, конечно, новые количественные и качественные оттенки.

Выделенная сеть – по своей природе – ориентирована на определенный (замкнутый) круг пользователей. По этой причине получаемые доходы не реинвестируются в развитие ТФОП за исключением путей, определяемых налоговой системой. Не останавливаясь на детальном анализе всех последствий BYPASS можно сделать следующий вывод: создание выделенных сетей не может рассматриваться как долговременная программа поддержки современных услуг связи.

Создание наложенных коммерческих сетей может рассматриваться как разумный компромисс между двумя предыдущими сценариями. С одной стороны, современные услуги связи предоставляются на коммерческой основе именно тем абонентам, которым они нужны. С другой стороны, наложенная коммерческая сеть является неотъемлемой частью ТФОП, входит в национальную систему нумерации и – самое главное – не имеет тех отрицательных последствий, которые свойственны BYPASS.

Основные принципы создания наложенной коммерческой сети могут быть представлены следующей последовательностью:

I.      Методом опроса, рекламы и т.п. определяется группа абонентов, желающая подключиться к цифровой коммерческой сети и готовая оплачивать по анонсируемой системе тарифов предоставляемые услуги электросвязи. Производится соответствующая обработка полученных данных и прогнозируются основные характеристики сети: рост числа абонентов, их расположение в черте города, потребность в новых услугах и т.п.

II.     Проектируется соответствующая первичная сеть, которая будет связывать коммутационные станции коммерческой наложенной сети. Скорее всего, первичная сеть будет основана на ОК, проложенных по кольцевой схеме. В качестве сетевых узлов первичной сети будут, вероятно, использованы ЦКУ и МВК. Гипотетическая структура первичной сети передачи представлена на рисунке 3.2. При выборе модели предполагалось, что целесообразно установить 6 ЦКУ для ввода 6 коммутационных станций. Подключение концентраторов или УПАТС условно предполагается посредством МВК. Для предложенной модели показаны только МВК, включенные в первый ЦКУ.

III.   Проектируется собственно наложенная сеть, состоящая из цифровых коммутационных станций, концентраторов, УПАТС и оборудования поддержки их функционирования. За счет установления полупостоянных соединений в коммутационных полях ЦКУ образуется требуемая структура наложенной сети. Для предложенной модели показана связь коммутационных станций по принципу «каждая с каждой» и подключение концентраторов и УПАТС к станции по радиальной схеме – рисунок 3.3.

IV    Определяются правила взаимодействия коммерческой сети с ТФОП на всех уровнях ее иерархии: городская, междугородная и международная. Выход на ТФОП может осуществляться через одну, две или, даже, все коммутационные станции, что определяется сравнением затрат на реализацию возможных вариантов. Нумерация абонентов коммерческой сети должна входить в план нумерации соответствующей местной телефонной сети.

V.    Разрабатывается план долговременной эволюции коммерческой сети в части расширения ее емкости и введения новых услуг. Вопрос о том, какие из новых услуг и когда должны быть поддержаны коммерческой сетью требует самостоятельного изучения.

VI.   С финансовой точки зрения на основании «Правила двух золотых треугольников» механизм функционирования коммерческой сети ориентирован на реинвестицию значительной части дохода от международной связи в развитие местной сети . Такое решение, по крайней мере на первом этапе, обеспечит рациональное развитие коммерческой сети и, в конечном итоге, значительно большую прибыль.

VII.  Конечная цель эволюции коммерческой сети может рассматриваться как ее полная интеграция с ТФОП, когда последняя будет полностью цифровизована и способна поддерживать требуемые пользователями услуги.

Преимущества создания цифровых выделенных сетей на коммерческой основе имеет ряд аспектов:

- доходы от междугородного и международного трафика частично реинвестируются в развитие местной телефонной сети, что позволяет избежать отрицательных последствий BYPASS;

- пользователи выделенной сети являются, фактически, абонентами ТФОП и, следовательно, имеют доступ ко всем услугам, которые обеспечиваются последней;

- коммерческая сеть является хорошим полигоном для ТФОП, например в части прогнозирования реального спроса услуг и изменений трафика.

Сценарий создания коммерческих наложенных сетей не противоречит главным принципам модернизации ТФОП. Поэтому рассмотренное в этом разделе специфическое перспективное требование к местным телефонным сетям не должно привести к какому-либо новому нестандартному системному решению.



3.4. Новые системно-сетевые концепции



3.4.1. Общий подход

На принципы построения сетей электросвязи влияют две группы факторов: внешние и внутренние. Воздействие внешних факторов изучается информатикой – группой дисциплин, связанных с получением, накоплением, использованием и распространением различного рода информации в интересах экономической, социальной и культурной жизни общества. Воздействие внутренних факторов обусловлено, в основном, существенными качественными изменениями отдельных элементов сети электросвязи: коммутационных станций, систем передачи, направляющих систем, терминального оборудования.

Индустрия обработки информации, включающая систему связи, в развитых странах постепенно выходит на первое место среди других сфер производства. По масштабам инвестиций развитие связи существенно превосходит остальные компоненты индустрии обработки информации. По вкладу в технико-экономический эффект от информатизации на долю средств связи приходится порядка 40% [42, 43]. Возникший спрос на самые современные услуги электросвязи можно рассматривать как прямое следствие развития процесса информатизации.

Значительные изменения, произошедшие за последнее время в принципах реализации всех элементов системы электросвязи, уже сами по себе требовали пересмотра существующих сетевых концепций. В разделе 2.4 была рассмотрена новая концепция построения первичной сети, что является следствием появления ОК и СЦИ. В этом разделе будет изложен новый подход к принципам реализации структуры телефонной сети. Но совпавшие во времени существенные изменения как внешних, так и внутренних факторов привели к необходимости анализа глобальных тенденций развития системы электросвязи. По этой причине сначала целесообразно изложить более общие концептуальные положения.

Основные аспекты развития электросвязи изложены во многих работах (например, [4, 11, 44, 45]), но обобщенные концептуальные положения дальнейшей эволюции системы связи наиболее глубоко проанализированы в [40]. Эта монография, написанная бывшим президентом NTT, представляет хорошо аргументированную точку зрения на систему связи XXI века. Основные концептуальные положения эволюции системы связи выражены автором упомянутой монографии в трех словах: Visual, Intelligent and Personal (VI&P).



3.4.2. Концепция компании NTT «VI&P»

Все три определения перспективной системы электросвязи – визуальная, интеллектуальная и персональная – следует рассматривать в широком смысле.

По сравнению с речью и текстом визуальная информация обладает рядом очевидных преимуществ. По этой причине данное направление эволюции электросвязи представляется достаточно очевидным [46]. Понятие «визуальная информация» включает широкий спектр услуг, начиная от обмена неподвижными изображениями и кончая передачей телевизионных сигналов с высокой разрешающей способностью типа HDTV (High Definition TeleVision). В любом случае объем передаваемой информации существенно выше, чем при обычной телефонной связи. Визуальная информация обычно характеризуется значительной избыточностью, что позволяет использовать эффективные методы компрессии сигналов [47].

Концепция VI&P содержит три класса услуг обмена визуальной информацией, каждый из которых реализуется на трех этапах эволюции сети электросвязи: ТФОП – обычная ЦСИО – широкополосная ЦСИО. До перехода к ЦСИО, когда визуальная информация передается по каналу ТЧ, абонентам могут предоставляться услуги видеотелефонной (не цветной) связи и передачи неподвижных изображений. В [46] к визуальной информации отнесены также факсимильные изображения, которые – до терминалов группы G3 [48] включительно – также могут передаваться по ТФОП. При реализации обычной ЦСИО со стыками пользователь-сеть типа 2B+D и 23B+D (в Японии и США используется именно такая структура доступ на первичной скорости в отличие от европейского стандарта 30B+D) обмен визуальной информацией дополняется такими возможностями как видеоконференция, цветная видеотелефонная связь, передача цветных факсимильных изображений и использование терминалов группы G4. Далее, по мере перехода от обычной к широкополосной ЦСИО, абонентам станут доступны базы данных, содержащие визуальную информацию с качеством, аналогичным стандарту HDTV, высококачественная передача телевизионных программ и т.п.

Эволюция услуг по обмену визуальной информацией привязана, таким образом, к основным этапам модернизации ТФОП.

Аспект «интеллектуальности» носит в концепции VI&P специфический характер и только по общей идее корреспондируется с понятием Интеллектуальная Сеть, принципы создания которой изложены в разделе 5.4. Можно выделить четыре основных направления, для которых введение в систему связи определенного «интеллекта» представляется авторам анализируемой концепции очень эффективным: упрощение доступа к услугам электросвязи, облегчение условий труда, помощь в принятии решений и преодоление языкового барьера.

Предоставление сетью электросвязи новых услуг обычно связано с усложнением процедур, выполняемых абонентом. Повышение «интеллекта» системы связи может существенно упростить уже реализованные процедуры общения абонента с сетью и обеспечить введение новых функциональных возможностей без каких-либо усложнений выполняемых пользователем операций. Одним из наиболее простых примеров первого направления «интеллектуализации» сети может считаться выдача команды на установление соединения голосом.

Под облегчением условий труда авторами концепции VI&P понимаются такие возможности, как услуги «электронного секретаря», обращения к базам данных общего пользования, создание, при необходимости, собственных баз данных и т.п. Помощь в принятии решений опирается на специализированные базы данных, ориентированные на подобный круг задач. Преодоление языкового барьера связано с широким использованием систем интерпретации речи или текста, что позволяет осуществлять достаточно качественный устный или письменный перевод вне зависимости от лингвистической подготовки.

Аспект «персональности» также носит в концепции VI&P специфический характер, но он достаточно тесно связан с услугой «Универсальная персональная связь», которая будет рассмотрена в разделе 5.5. «Персональность» проявляется в таких функциональных возможностях как персональный (личный) номер, формирование наиболее удобных для абонента услуг, показателей качества обслуживания и т.п. Иными словами перспективные сети связи будут, по мнению авторов концепции VI&P, больше учитывать индивидуальные запросы абонентов, а не предлагать некие усредненные услуги и показатели качества обслуживания вызовов и передачи информации.

Можно считать, что аспекты «интеллектуализации» и «персональности» системы электросвязи почти не коррелированы с основными этапами эволюции ТФОП.

Концептуальные положения VI&P развиваются японскими специалистами с учетом самых современных направлений эволюции электросвязи, которые рассматриваются в пятой главе монографии.



3.4.3. Концепция компании Siemens «Vision O.N.E.»

Другая интересная концепция эволюции системы электросвязи – Vision O.N.E – разработана специалистами Siemens [49]. Три буквы в названии концепции – O (Optimized), N (Network) и E (Evolution) – определяют ее содержание как оптимальную эволюцию сети. Основные идеи, заложенные в концепции VI&P и Vision O.N.E, практически идентичны. Поэтому ниже кратко отмечены только те аспекты концепции Vision O.N.E, которые, по мнению автора, сформулированы более четко, чем в VI&P.

Во-первых, концепция Siemens значительное внимание уделяет развитию электросвязи на предприятиях различного профиля; в отечественной терминологии эту группу пользователей ТФОП называют производственным сектором в отличие от квартирного сектора, охватывающего телефонные аппараты, установленные у населения. Но, анализируя принципы эволюции систем связи производственного назначения [45], авторы фактически детализируют принципы VI&P.

Во-вторых, тенденции к широкому использованию АЛ, образованных посредством радиосредств, диктуют необходимость дополнить уже упомянутые пять направлений эволюции абонентской сети за счет использования ОК (FTTB, FTTH, FTTF, FTTC, FTTO) новым средством доступа к ТФОП – RITL (radio in the loop). Выделение концепции использования радиосредств для создания АЛ в самостоятельное направление обусловлено рядом проблем: электромагнитная совместимость и сопряжение с сотовыми сетями и системами персонального вызова (Paging), поддержка услуг обмена факсимильными сообщениями, возможностей ЦСИО и т.п.

В-третьих, в концепции Vision O.N.E явно сформулировано направление эволюции ТФОП, ориентированное на внедрение ЦКУ большой пропускной способности и мощных коммутационных станций. В качестве перспективного ЦКУ для первичной сети Deutshe Bundespost Telecom в [44] назван узел, обеспечивающий подключение 65000 цифровых трактов ЦСП типа ИКМ-30, что эквивалентно 1,95 млн каналов ТЧ. Производительность коммутационных станций – число попыток установления вызова в час наибольшей нагрузки (ЧНН) – должна по мнению авторов концепции Vision O.N.E вырасти в несколько раз [44]. Это, естественно, означает, что и емкость коммутационных станций может быть увеличена практически во столько же раз.

Последнее обстоятельство играет весьма существенную роль в формировании тех новых сетевых концепций, которые направлены на эволюцию ТФОП. Эти концепции еще не сформулированы так четко, как, например, принципы модернизации первичной сети на базе СЦИ и ОК. Поэтому ниже приводятся, в некотором смысле, абстрактные модели перспективных местных телефонных сетей и анализируются соответствующие изменения в системных принципах ТФОП. Из последних наиболее существенны система сигнализации и план нумерации. В двух следующих разделах рассматриваются новые принципы построения ГТС, СТС и абонентских сетей, являющиеся, в конечном счете, конкретизацией той абстрактной модели, которая анализируется ниже.

В качестве еще одной концепции следует упомянуть направление, именуемое в английском языке термином «Global Village» [50]. Эта концепция связана, скорее, с социально-политическими аспектами всемирной телефонной сети.



3.4.4. Концептуальная модель местной сети

Новые сетевые концепции затрагивают, как правило, не только вопросы структуры сети, но и некоторые аспекты сигнализации, технического обслуживания, а также других направлений эволюции телефонии. Функциональная модель, представляющая гипотетическую местную телефонную сеть, показана на рисунке 3.4.

Нижняя плоскость на рисунке 3.4 показывает фрагмент ТФОП, который, в данном случае, моделирует местную телефонную сеть. Коммутационные станции местной сети соединены по принципу «каждая с каждой», что, как уже отмечалось ранее, отображает одну из важнейших тенденций эволюции ТФОП, заключающуюся в уменьшении числа уровней ее иерархии. Выделение в модели верхней плоскости, трактуемой в ряде работ как «Интеллектуальный» уровень системы электросвязи [51], подчеркивает также упомянутую ранее тенденцию развития ТФОП – реализацию в коммутационных станциях только тех функций, которые относятся к распределению информации.



3.4.5. Система общеканальной сигнализации

Средняя плоскость рассматриваемой модели представляет собой сеть ОКС. Эта сеть образуется тремя основными элементами [14]:

- звеном сигнализации (Signalling Link), представляющим собой совокупность двух противоположно направленных ОКС;

- пунктом сигнализации (Signalling Point -SP), который можно рассматривать как совокупность аппаратно-программных средств коммутационной станции, формирующих сигнальные сообщения для передачи и обрабатывающих принимаемые сигнальные сообщения в процессе обслуживания вызовов;

- транзитным пунктом сигнализации (Signalling Transfer Point – STP), назначение которого заключается, в основном, в передаче сигнальных сообщений из одного звена сигнализации в другое.

Создание сети ОКС для ТФОП, реализующей только услуги распределения информации, можно рассматривать как оптимальное с технической и экономической точек зрения развитие системы сигнализации. Как только возникает необходимость предоставления услуг ЦСИО, сопряжения ТФОП с сотовой сетью, реализации современной системы технического обслуживания и т.п., создание сети ОКС сразу же становится обязательным условием.

В предложенной модели сеть ОКС расположена между коммутационными станциями и другими элементами системы электросвязи. Этим подчеркивается ее основная задача – обеспечение обмена информацией, необходимой для нормального функционирования всех элементов системы электросвязи.

Верхняя плоскость на рисунке 3.4 иллюстрирует возможность дополнения услуг распределения информации новыми функциями, подключения центра технической эксплуатации и т.п. Показанные на верхней плоскости рисунка 3.4 центры поддержки услуг соответствуют элементам телефонной сети, именуемым в англоязычной технической литературе Service Provider (поставщик услуг).

Предложенная модель отражает структурные особенности перспективных местных телефонных сетей, но не раскрывает те изменения, которые необходимо ввести в системы сигнализации и нумерации. Изменения, осуществляемые в системах сигнализации и нумерации, обычно сопряжены с большими затратами и требуют тщательного анализа. Кроме того, эти изменения целесообразно, как правило, осуществлять превентивно, т.е. несколько опережая те моменты времени, когда существующие система сигнализации и план нумерации начнут сдерживать процессы эволюции ТФОП.

Спецификация системы общеканальной сигнализации МККТТ N 7 [14] разрабатывалась не только для применения на телефонных и других вторичных сетях, но и для использования в ЦСИО, поддержки процессов технического обслуживания и т.п. Практическая реализация сети ОКС началась, естественно, с телефонии. Постепенное и, главное, экономичное введение новых функций можно рассматривать как одну из главных особенностей концептуальной модели системы ОКС, представленной на рисунке 3.5.

Структура системы ОКС N 7 [14] имеет некоторые отличия от семиуровневой модели взаимодействия открытых систем [52]. Рекомендации МККТТ серии Q.700 [54] содержат детализированную модель системы ОКС. Но для дальнейшего изложения материала удобно модифицировать эту модель по аналогии с трактовкой, предложенной, например, в [53]. Такой подход позволит избежать детального объяснения принципов функционирования системы ОКС, которые хорошо изложены в [45 и 55].

Система передачи сообщений (Message Transfer Part – MTP) делится на три функциональных уровня [14], но в предложенной модели она представлена как единый уровень MTP. Основная задача этого уровня заключается в переносе сигнальных сообщений между смежными пунктами сигнализации (SP и/или STP) в соответствии с заданными показателями качества обслуживания и передачи. Система MTP является общей для всех видов сигнальных сообщений.

Функции уровня системы передачи сообщений разрабатывались на основе требований телефонии. По этой причине его функции не включают некоторые услуги, предоставляемые тремя нижними уровнями модели взаимодействия открытых систем. Как только возникла необходимость использовать систему ОКС для ЦСИО, системы технического обслуживания и т.п., стало очевидным, что функции MTP должны быть дополнены до стандартного набора услуг, поддерживаемых уровнями 1, 2 и 3, стандартизованными в [52]. Для этого в спецификацию системы ОКС N 7 был введен уровень подсистемы управления сигнальными соединениями (Signalling Connection Control Part – SCCP), расположенный в средней части рисунка 3.5.

Верхний уровень модели, показанной на рисунке 3.5, содержит ряд систем пользователя, ориентированных на поддержку систем сигнализации различных сетей и систем электросвязи. Для примера показаны системы пользователя для:

- интегральной сети (ISDN User Part – ISUP), предназначенной для обмена сигнальной информацией в ЦСИО;

- обеспечения транзакций (Transaction Capabilities Application Part – TCAP), используемой в системе технического обслуживания, для поддержки процессов функционирования Интеллектуальной Сети и т.п.;

- сотовой сети (Mobile Application Part – MAP), необходимой для реализации алгоритмов, специфических для связи с подвижными объектами;

- ТФОП (Telephone User Part – TUP), поддерживающей процессы установления соединений в телефонной сети.

Последняя из перечисленных систем взаимодействует с MTP помимо SCCP. Этот принцип отражает историю развития спецификации системы ОКС N 7. За исключением ситуации с системой телефонного пользователя модель общеканальной сигнализации можно рассматривать как два универсальных уровня MTP и CSSP, которые обеспечивают передачу сигнальных сообщений для ТФОП, ЦСИО, сотовой сети, системы технического обслуживания и т.п. Аппаратно-программные средства для соответствующих систем могут разрабатываться и внедряться независимо.

Наличие значительного ряда систем пользователя имеет и ряд недостатков, среди которых можно отметить значительное дублирование функций, обусловленное схожестью многих алгоритмов обслуживания вызовов в разных вторичных сетях. Например, функциональные возможности ISUP обеспечивают поддержку всех процессов, необходимых для ТФОП. По мере введения системы ISUP в состав системы ОКС появляется возможность отказаться от системы TUP. Это явление можно, по всей видимости, рассматривать как процесс интеграции отдельных систем пользователя.



3.4.6. Перспективная система нумерации

Зависимость плана нумерации ТФОП от процессов ее модернизации может рассматриваться с нескольких точек зрения, которые могут быть сгруппированы в три независимых класса:

- необходимость выделения индексов «а» или «ав» (в зависимости от принятой ранее системы нумерации) при внедрении цифровых коммутационных станций на местных телефонных сетях;

- переход на новую систему нумерации на местных сетях, исчерпавших возможности существующего плана нумерации, что обычно обусловлено ростом емкости ГТС или СТС;

- необходимость расширения номерной емкости для подключения абонентов вновь создаваемых сетей, например для связи с подвижными объектами.

Первый класс проблем достаточно подробно изложен в технической литературе [56] и руководящих документах по развитию ТФОП.

Второй класс проблем также достаточно хорошо изучен для ГТС с пяти- и шестизначной системами нумерации. Когда семизначная система нумерации исчерпывает свои возможности (к этой ситуации приближается Московская ГТС, а за ней и ГТС Санкт-Петербурга), то известные технические решения не могут быть использованы, так как они нарушают всю национальную систему нумерации. Можно искать пути модернизации системы нумерации крупных ГТС, рассуждая только с позиций ТФОП. Но даже интуитивно понятно, что оптимальное решение может быть получено только при совместном анализе проблем, отнесенных выше ко второму и третьему классам.

Очень показателен процесс изменений национальных систем нумерации в Великобритании [57, 58] и Северной Америки [59].

Разработанный Администрацией связи Великобритании в 50-х годах план нумерации был рассчитан на период развития национальной ТФОП от 50 до 100 лет. Интенсивное развитие услуг телефонии и других сетей электросвязи привели к необходимости разработки нового плана нумерации. В качестве возможного варианта рассматривалась и модификация существующей девятизначной системы нумерации, состоящей из кода зоны ABC и местного номера DEFGHJ. Ожидаемая модернизация национальной системы электросвязи обусловила введение десятизначной системы нумерации.

Были проанализированы преимущества и недостатки введения дополнительной цифры «X» тремя способами:

- в качестве первой цифры местного номера, что можно обозначить как ABC XDEFGHJ;

- в качестве последней цифры кода зоны, что можно обозначить как ABCX DEFGHJ;

- в качестве первой цифры кода зоны, что можно обозначить как XABC DEFGHJ.

Еще до разработки нового плана нумерации для национальной сети была изменена система нумерации на ГТС Лондона, что объяснялось существенным увеличением числа ее абонентов. Столица была разделена на две зоны с кодами ABC 071 и 081. Такое решение, схожее с планом нумерации Нью-Йорка, должно было бы привести к первому из перечисленных выше вариантов. Но взвесив все Pro et contra был выбран последний вариант, которому свойственны два преимущества:

- минимальные сложности для абонентов ТФОП, связанные с адаптацией к новой системе нумерации;

- возможность введения эффективной системы нумерации для других (по отношению к ТФОП) вторичных сетей.

Последнее утверждение объясняется функциональным назначением цифры «X»:

- «0» резервируется в качестве перспективного префикса для международных соединений;

- «1» используется для ТФОП вместе с существующими кодами ABC;

- «2» резервируется для ТФОП на тот случай, если потребуется введение новых кодов ABC;

- «3 ... 9» будут использованы для сотовых сетей связи с подвижными объектами, систем персональной связи и других приложений, которые не связаны с географическим положением терминала.

Решения, принятые Администрацией связи Великобритании в части изменения системы нумерации, представляются очень интересными. Но следует учесть, что прямое копирование систем нумерации – в отличие от многих других системных решений – не представляется возможным.

Похожий план реализуется в настоящее время на национальной ТФОП в Швеции [60].

Система нумерации в Северной Америке имела одну специфическую черту, заключающуюся в отсутствии префикса выхода на междугородную телефонную сеть. В США и Канаде местный номер состоит из семи знаков, а код зоны ABC – из трех. В индексе «А» не использовались цифры 0 и 1. Междугородные и местные коды различаются по второму знаку. В междугородных кодах в индексе «В» использовались только цифры 0 и 1.

Когда стала ощущаться нехватка кодов ABC, на ТФОП Северной Америки был введен префикс выхода на междугородную телефонную сеть – цифра «1». В этом плане ТФОП Северной Америки и России имеют много общего. Разработанное специалистами Bellcore предложение по модернизации плана нумерации Североамериканской телефонной сети затрагивает только аспекты новых кодов ABC [59].

Увеличение числа междугородных (зоновых) кодов стало возможным за счет использования в качестве новых значений индекса «B» цифр от двойки до девятки. Предложенные Bellcore 640 кодов ABC распределяются следующим образом:

- 300 кодов предназначены для ТФОП и «привязаны» к географическому положению терминалов абонентов ТФОП;

- 90 кодов не связаны с географическими характеристиками терминалов и предназначены для систем персональной связи, рассматриваемых в разделе 5.5, и сервисных служб, именуемых в США и Канаде «Услуга 800» и «Услуга 900»;

- 80 кодов будут использованы для расширения десятизначной системы нумерации, что является прерогативой Администрации, ведающей планом нумерации для Северной Америки (The North American Numbering Plan Administration);

- 170 кодов оставлены для дальнейшего развития системы нумерации.

Код ABC может выделяться не только для региона или одного города, но и для отдельных районов крупного города. Для Нью-Йорка выделено несколько кодов ABC; для установления соединения в пределах города, но при разных кодах ABC набирается префикс выхода «1» и полный номер вызываемого абонента (десять знаков).

Следует отметить, что на крупных ГТС применяется и другое решение. В Париже введена восьмизначная нумерация, при которой все вызовы в пределах города устанавливаются без набора междугородных кодов, но подобный подход имеет ряд существенных недостатков.

Резюмируя изложенное, можно отметить, что на ТФОП России также ощущается необходимость изменения системы нумерации. Эта проблема требует всестороннего исследования, для которого опыт развитых стран представляет собой значительную ценность, но не может быть автоматически перенесен на национальную телефонную сеть. Новый план нумерации Российской ТФОП должен также соответствовать рекомендации МККТТ E.164, определяющей требования к системе нумерации, исходя из соображений международных телекоммуникаций.



3.5. Городские телефонные сети



3.5.1. Цифровизация ГТС

В этом разделе основное внимание будет уделено цифровизации ГТС. Изложение сценариев модернизации ГТС при внедрении цифрового коммутационного оборудования основано, как правило, на следующих принципах [6]:

- аналоговые ГТС классифицируются по принципам реализации их структуры;

- для каждой из возможных структур разрабатываются возможные сценарии цифровизации ГТС.

В зависимости от емкости ГТС и характеристик территории города существуют четыре основных варианта реализации структуры сети:

·        установка одной АТС;

·        связь АТС по принципу «каждая с каждой»;

·        связь АТС с использованием узлов входящего сообщения (УВС);

·        связь АТС с использованием УВС и узлов исходящего сообщения (УИС).

Традиционный подход заключается, таким образом, в разработке оптимальных принципов внедрения цифрового коммутационного оборудования для этих четырех классов ГТС. Подобная методика нашла применение в ряде работ, например в [4, 10, 56, 61, 62, 63].

Другой подход заключается в том, чтобы определить оптимальные принципы внедрения цифровой коммутационной техники с целью реализации заранее выбранных структур ГТС. Такая методика подразумевает, в свою очередь, следующую процедуру выбора принципов цифровизации ГТС:

- разрабатываются возможные варианты структур цифровой ГТС, учитывающие характеристики коммутационного оборудования, возможности цифровой первичной сети и т.п.;

- для каждой ГТС прогнозируются рост номерной емкости и другие величины, определяющие структуру сети;

- по результатам прогноза для каждой конкретной ГТС определяются одна или несколько перспективных структур цифровой телефонной сети;

- для выбранной структуры ГТС (или нескольких ее структур) разрабатывается оптимальный сценарий внедрения цифрового коммутационного оборудования.

Подобная процедура – по крайней мере с точки зрения изложения материала, содержащегося в разделе 3.5, – представляется автору предпочтительной. С методологической точки зрения предлагаемый подход ориентирован, в основном, на разработку методики цифровизации ГТС, руководствуясь которой местные телефонные сети или проектные организации могут выбирать оптимальные принципы применения цифрового коммутационного оборудования.

В рамках раздела 3.5 будет детализирован только последний (четвертый) этап предлагаемого подхода к разработке принципов цифровизации ГТС. Сценарии цифровизации анализируются для трех основных структур перспективных ГТС:

- нерайонированная сеть, состоящая из одной коммутационной станции;

- районированная сеть, образованная из коммутационных станций, связанных между собой по принципу «каждая с каждой»;

- сеть с транзитными коммутационными станциями.



3.5.2. Перспективная нерайонированная ГТС

Первые цифровые АТС внедрялись в крупных городах России, что обусловило детальную проработку соответствующих рекомендаций преимущественно для ГТС с УИС и УВС. Современный этап модернизации ГТС связан с применением цифровых коммутационных станций на сетях любой емкости. Это обстоятельство требует детализации принципов цифровизации ГТС малой и средней емкости.

Практическое применение первой из перечисленных выше структур цифровых ГТС находится в сильной зависимости от максимальной емкости перспективных коммутационных станций. Эта величина обычно оценивается как 100000 АЛ [64]. Производители коммутационного оборудования планируют в ближайшее время обеспечить возможность обслуживания соответствующей нагрузки. Некоторые типы коммутационных станций уже в настоящее время позволяют строить АТС емкостью порядка 100000 номеров.

Итак, при модернизации телефонной сети небольших городов, номерная емкость которых на перспективу (5 – 10 лет) не превысит 100000 АЛ, целесообразно создавать нерайонированную ГТС. Эту величину следует, несомненно, считать условной. Ее точное значение получить, скорее всего, невозможно, но несложно разработать методику, позволяющую оценить – с достаточной для практики точностью – искомую величину для каждой конкретной ГТС.

Очевидно, что в цифровую ГТС емкостью до 100000 номеров могут быть преобразованы сети, построенные, в настоящее время, по следующим принципам:

- нерайонированная ГТС, состоящая из одной коммутационной станции;

- районированная ГТС, коммутационные станции которой связаны между собой по принципу «каждая с каждой».

Первый тип ГТС может, в свою очередь, цифровизироваться двумя путями:

- замена единственной электро-механической АТС на цифровую коммутационную станцию;

- включение новой цифровой коммутационной станции в существующую сеть как еще одной АТС, используемой для подключения новых абонентов в ТФОП.

Первый вариант именуется на жаргоне специалистов-сетевиков «стратегией бульдозера». Это объясняется тем, что при демонтаже электро-механической АТС образуется, своего рода, свободное пространство, имеющее определенное сходство со строительной площадкой, которую разровнял бульдозер. При замене старой АТС структура ГТС не изменяется. Исключение может составить абонентская сеть. Возможные варианты модернизации абонентской сети одинаковы для большинства рассматриваемых в данном разделе принципов цифровизации ГТС. Поэтому аспекты модернизации абонентской сети изложены отдельно в разделе 3.7.

Второй вариант целесообразно рассмотреть в процессе перехода к полностью цифровой нерайонированной ГТС [63]. Исходная модель анализируемой ГТС, представленная на рисунке 3.6, содержит три электромеханические АТС. Заштрихованные участки отображают два района города, где необходимо подключить к ТФОП новые группы абонентов.

Первый этап в цифровизации рассматриваемой модели ГТС заключается в установке коммутационной станции. Место установки этой станции определяется на этапе конкретного проектирования. Цифровая коммутационная станция может быть смонтирована:

- в помещении, в котором находится электро-механическая станция, продолжающая функционировать как РАТС;

- в помещении, в котором находится электро-механическая РАТС, подлежащая замене;

- в здании, находящемся в произвольной точке города, если существуют какие-либо обстоятельства, определяющие такое решение.

Характерным примером подобных обстоятельств может считаться подключение ТФОП новой группы абонентов. На рисунке 3.7 и далее показан именно такой вариант. Не останавливаясь на детализации принципов цифровизации первичной сети, изложенных в предыдущей главе, отметим два основных варианта организации пучков СЛ между цифровой коммутационной станцией и аналоговыми РАТС:


-
ИКМ-тракты, оканчивающиеся оборудованием аналого-цифрового преобразования (АЦП) на стороне аналоговых РАТС;

- ИКМ тракты, доведенные до СУ, от которого до кросса каждой РАТС могут организовываться физические СЛ.

Первый вариант является более перспективным с точки зрения последующей цифровизации ГТС. Второй вариант, может быть реализован при соблюдении норм на затухание, принятых для отечественных ГТС [65]. Данный вариант следует рассматривать как вынужденную меру, обусловленную какими-либо исключительными обстоятельствами.

На первом этапе цифровизации ГТС появляется одна новая РАТС и сеть сохраняет прежнюю топологию. Никаких существенных изменений в системе нумерации, маршрутизации и т.п. не происходит.

Второй этап цифровизации ГТС подразумевает реализацию по крайней мере одного из следующих событий:

- подключение новых групп абонентов за счет установки концентраторов и/или мультиплексоров цифровой АТС в некоторых точках города;

- замена одной или более электромеханических АТС на концентраторы и/или мультиплексоры, подключаемые к цифровой коммутационной станции.

На рисунке 3.8 показаны оба эти события. Один концентратор установлен в месте, отмеченном заштрихованной областью на рисунке 3.6, а второй концентратор заменяет две электромеханические РАТС.

В рассматриваемой ГТС, таким образом, только одна коммутационная станция принадлежит к классу аналоговых систем. Финал цифровизации анализируемой ГТС показан на рисунке 3.9. Последняя электромеханическая РАТС заменена концентратором и еще один концентратор введен в новом районе города.



3.5.3. Перспективная районированная ГТС

Изложенная процедура цифровизации ГТС не раскрывает в явном виде принцип внедрения цифрового коммутационного оборудования методом «Наложенной сети», известным по англоязычному термину Overlay Network [62]. Принцип создания «Наложенной сети» стал – во всех развитых и развивающихся станах – аксиомой; по этой причине мы не будем останавливаться на логических аспектах доказательства целесообразности данного принципа цифровизации местных телефонных сетей. Более важная, с точки зрения практики, задача заключается в анализе сценариев построения «Наложенной сети», которые будут проиллюстрированы (как сформулировано выше) для:

- районированной цифровой ГТС, коммутационные станции которой связаны между собой по принципу «каждая с каждой»;

- цифровой ГТС, имеющей оконечные и транзитные коммутационные станции.

Цифровая сеть, построенная по принципу связи коммутационных станций «каждая с каждой», может служить моделью эволюции для районированных ГТС без узлов, с УВС и, возможно, с УИС и УВС. Последний вариант может рассматриваться как теоретический вариант. Только две российские ГТС (в Москве и Санкт-Петербурге) построены с использованием УИС и УВС. Цифровизация этих ГТС осуществляется уже достаточно долго и основана на топологии, подразумевающей применение транзитных станций. По этой причине вариант преобразования таких крупных ГТС в цифровую сеть без транзитных станций далее не рассматривается.

Рассматриваемая структура ГТС будет оптимальна в определенных границах номерной емкости. Нижняя граница определяется рассмотренным выше вариантом – переходом к цифровой нерайонированной сети. Эта величина может быть оценена как 100 тысяч номеров. Определить соответствующую верхнюю границу достаточно сложно. Некоторые косвенные оценки позволяют оценить искомую величину как 1 – 2 миллиона номеров.

Этапы создания «наложенной сети» на аналоговой ГТС без узлов показаны на рисунках 3.10 и 3.11. В качестве исходной модели выбрана та же ГТС, что и для нерайонированной сети (рисунок 3.6).

Вновь вводимая цифровая коммутационная станция должна быть связана со всеми РАТС данной ГТС цифровыми трактами с установкой оборудования АЦП на стороне электромеханических станций. Как и в рассмотренном ранее варианте построения цифровой нерайнированной ГТС могут быть организованы СУ, позволяющие использовать физические СЛ. Подобное решение не может, конечно, рассматриваться как оптимальное.

При введении следующей цифровой коммутационной станции необходимо решить вопрос рационального построения межстанционных связей. Эти связи могут быть реализованы тремя основными способами:

- организация прямых пучков СЛ между каждой цифровой коммутационной станцией и каждой аналоговой РАТС;

- временное использование цифровой коммутационной станции, которая была внедрена первой, в качестве транзитной для связи вновь вводимых цифровых станций с аналоговой ГТС;

- комбинированное решение, основанное на сочетании перечисленных выше вариантов.

Первый вариант выглядит предпочтительным со многих точек зрения. Учитывая возможность быстрой цифровизации первичной сети за счет использования ЦКУ, организацию прямых пучков СЛ можно считать основным сценарием для построения межстанционных связей на районированной ГТС. На рисунке 3.10 проиллюстрированы введение новой цифровой коммутационной станции (под номером 0) и замена аналоговой РАТС (под номером 2) на цифровую станцию.

На рисунке 3.11 изображена финальная стадия цифровизации рассматриваемой ГТС, когда заменены все электромеханические РАТС и введена новая цифровая коммутационная станция, имеющая номер 5. Следует отметить, что по сравнению с исходной моделью, число цифровых станций может быть меньше, равно или больше числа электромеханических АТС. Это соотношение будет, в основном, определяться потребностью в увеличении емкости каждой конкретной ГТС.

Этапы создания цифровой сети без узлов на аналоговой ГТС с УВС показаны на рисунках 3.12 – 3.14. Принципы маршрутизации, характерные для ГТС с УВС, накладывают определенные требования на план нумерации. При внедрении цифровых коммутационных станций на ГТС с УВС необходимо организовывать отдельный сто-, двухсот- и т.д. тысячный узловой район, для которого выделяются отдельные стотысячные индексы из резервной номерной емкости. Этот новый район будет являться базой для создания «наложенной сети». Территории ранее существовавших и вновь организуемого узлового района могут взаимно перекрываться. В отдельных случаях может оказаться целесообразным создание нескольких новых узловых районов в пределах одной «наложенной сети».

Модель аналоговой ГТС с УВС, на которой будут рассмотрены основные этапы цифровизации сети, представлена на рисунке 3.12. Анализируемая ГТС состоит всего из двух узловых районов, что никак не влияет на принципы ее цифровизации.

На рисунке 3.13 показана структура рассматриваемой модели на момент установки первой цифровой коммутационной станции. Эта коммутационная станция (номер I) выполняет следующие функции: – опорной (оконечной) для абонентов, которые включены в эту станцию;

- УВС нового узлового района для четырех аналоговых РАТС, принадлежащих существующей сети;

- УИС нового узлового района, если такой вариант окажется экономически целесообразным.

В данном разделе для подобного коммутационного оборудования станций будет использована аббревиатура ОТС (опорно-транзитная станция). ОТС, помимо функций УВС и УИС, может выполнять роль УВСМ, узла заказно-соединительных линий т.п.

Цифровая ОТС I должна быть связана со всеми РАТС данной ГТС цифровыми трактами с установкой оборудования АЦП на стороне электромеханических узлов станций.

На рисунке 3.14 показана структура гипотетической ГТС на момент ввода еще двух цифровых коммутационных станций. Эти коммутационные станции обязательно связываются между собой цифровыми трактами по принципу «каждая с каждой». Создаваемая этими коммутационными станциями «наложенная сеть» может взаимодействовать с существующими РАТС по трем основным вариантам:

- первая из введенных цифровых коммутационных станций выполняет роль ОТС или чисто транзитной станции (ТС) а остальные – функции опорных станций, аналогичных функциям РАТС;

- все вновь вводимые цифровые коммутационные станции выполняют функции ОТС;

- комбинированное включение вновь вводимых коммутационных станций, подразумевающее сочетание первого и второго вариантов.

На рисунке 3.14 показан третий (основной) вариант, в котором коммутационные станции под номерами I и II обеспечивают взаимодействие с существующей сетью.

Окончательная фаза цифровизации рассматриваемой модели – за исключением, вероятно, числа коммутационных станций полностью соответствует структуре ГТС, приведенной на рисунке 3.11.



3.5.4. Перспективная ГТС с транзитными станциями

Цифровая сеть с транзитными станциями – последний из рассматриваемых вариантов эволюции ГТС – оптимальное решение только для очень крупных городов. Подобная модель приемлема, по всей видимости, только для тех ГТС, которые уже в настоящее время используют УИС и УВС. Теоретически цифровая ГТС может стать эффективной и в ряде специфических ситуаций, примером которой могут служить нестандартные градостроительные условия.

Структура гипотетической ГТС с УИС и УВС на момент установки первой коммутационной станции соответствует модели, показанной на рисунке 3.15.

С формальной точки зрения цифровизация крупной ГТС сводится к очевидной последовательности:

- устанавливается цифровая ТС, связываемая с аналоговыми УИС и УВС цифровыми трактами;

- новые цифровые (опорные) станции включаются в цифровую ТС, посредством которой они взаимодействуют с аналоговыми РАТС;

- постепенно вся ГТС преобразуется в цифровую сеть с ТС, число которых (за счет использования коммутационных станций большой емкости) может быть меньше, чем число аналоговых УИС.

Структура цифровой ГТС большой емкости с ТС показана на рисунке 3.16. Особенность модернизации сетей подобного класса заключается в том, что заменяемые станции и вновь вводимые могут и будут располагаться на территории различных узловых районов. Такая ситуация требует решения следующих вопросов:

- переключение опорных станций из одной ТС в другую по мере установки цифровых ТС, в зоне обслуживания которых находятся введенные ранее цифровые опорные станции;

- изменение плана нумерации по мере переключения опорных станций из одной ТС в другую.

Эффективное решение первой проблемы может обеспечиваться за счет оптимального построения первичной сети. Пример такого решения будет приведен в разделах 4.2 и 4.4. Неизбежное изменение плана нумерации принесет минимальные неудобства для абонентов, если по мере переключения опорной станции из одной в другую ТС будет меняться только трехзначный индекс коммутационной станции «abx».

Рассмотренные в данном разделе принципы цифровизации ГТС представляют основные сценарии использования перспективной коммутационной техники, но, безусловно, не охватывают все возможные варианты модернизации ГТС. Ряд вопросов – организация междугородной связи, включение цифровых УПАТС и т.п. – изложены в четвертой главе. Некоторые аспекты функционирования цифровых ГТС, например методы расчета сети, организация обходных связей и т.п., вообще не вошли в текст монографии, так как составляют предмет отдельной работы.



3.6. Сельские телефонные сети



3.6.1. Особенности эволюции СТС

Если эволюция ГТС связана, в основном, с внедрением цифрового коммутационного оборудования, то пути дальнейшего развития СТС не могут быть сформулированы столь однозначно. Такое утверждение основано на следующих предпосылках:

- ГТС одинаковой структуры имеют много общих черт и их характеристики различаются незначительно;

- СТС одинаковой структуры и, даже, емкости могут по остальным характеристикам существенно отличаться друг от друга, что обусловлено экономическими, географическими, климатическими и другими особенностями регионов России;

- начавшиеся существенные качественные изменения в организации сельскохозяйственного производства заметно изменят величину трафика и характер распределения информационных потоков, что, в свою очередь, стимулирует ревизию основных принципов построения СТС;

- заметный прогресс в радиотехнических и спутниковых системах связи стимулирует – в отличие от сетей городской электросвязи – широкое использование соответствующих технических средств при модернизации СТС.

Принципы эволюции сельской связи, с учетом изложенного, подразумевают не только внедрение цифровых коммутационных станций, но и рациональное использование других принципов поддержки современных услуг электросвязи для абонентов, находящихся в сельской местности. К упомянутым принципам относятся, в первую очередь, варианты развития сельской связи, основанные на применении радиотелефонных систем с множественным (многостанционным) доступом и ССС.

Системы с множественным доступом можно разделить на три большие группы [66]: с частотным (МДЧР), временным (МДВР) и кодовым разделением каналов (МДКР). Интенсивное применение этих систем в сельской местности [67] обусловлено двумя очевидными факторами:

- прогресс в области подобных радиотехнических систем сделал их конкурентоспособными с проводными средствами связи;

- существуют определенные сельские регионы, в которых применение радиотелефонных систем может считаться единственно возможным способом организации связи.

Аналогичная ситуация сложилась и в части применения ССС, для которых, при определенных условиях, справедливы два упомянутых выше фактора. Перспективность ССС заключается также и в том, что Россия имеет значительный опыт в выводе искусственных спутников земли и соответствующие технические средства. Создание инфраструктуры космической связи требует значительных инвестиций, которые, частично, были сделаны ранее. Это позволяет снизить суммарные затраты на ССС, что – в совокупности с рядом привлекательных особенностей данного вида направляющей системы – позволяет прогнозировать значительное проникновение ССС в сельскую связь.

Перспективные варианты эволюции каждой конкретной СТС могут ориентироваться на одно, два и, даже, все три изложенные ниже сценария.



3.6.2. Сценарии цифровизации СТС



3.6.2.1. Общий подход

Многообразие экономических, географических, климатических и других факторов, влияющих на основные принципы дальнейшего развития СТС не позволяют надеяться на разработку единого сценария внедрения цифровых коммутационных станций.

С другой стороны, при выборе принципов эволюции СТС необходимо максимально использовать опыт цифровизации ГТС. Основные моменты, существенные для СТС, должны, вероятно, заключаться в реализации принципа внедрения цифровых коммутационных станций методом «наложенной» сети и унификации системы сигнализации, используемой в «наложенной» сельской сети, с системой сигнализации, принятой для ГТС.

Преобразование аналоговой СТС в цифровую телефонную сеть может, в принципе, осуществляться на основе четырех стратегий:

- постепенное замещение (по мере морального или физического износа) аналоговых АТС цифровыми коммутационными станциями;

- создание «наложенной» сети по сценарию, близкому к изложенному выше для ГТС;

- замена всех аналоговых АТС одновременно (по методу «бульдозера»);

- постепенная интеграция СТС с ГТС райцентра, приводящая к построению единой сети.

Анализу этих стратегий посвящены следующие четыре параграфа раздела 3.6.2. Для всех анализируемых стратегий целесообразно придерживаться рациональных принципов развития СТС [68], заключающихся в отказе от использования УС, концентрации в пределах ряда соседних СТС коммутационного оборудования одного типа и т.п.



3.6.2.2. Стратегия замещения аналоговых АТС

Характерной особенностью рассматриваемой стратегии может считаться тот факт, что первой цифровой АТС на СТС становится ОС. В противном случае данный вариант относится ко второй стратегии – созданию «наложенной» сети. Цифровую ОС – на рисунке 3.17, который иллюстрирует излагаемую стратегию цифровизации СТС, ей присвоен индекс «1» – необходимо связать с существующей ЦС стандартным ИКМ-трактом.

Существующая ЦС, будучи электромеханической АТС, не поддерживает систему общеканальной сигнализации. По этой причине цифровая ОС должна (по крайней мере до замены ЦС) использовать систему сигнализации, принятую в настоящее время на СТС. Дополнительные услуги, свойственные коммутационным станциям с программным управлениям, могут быть предоставлены только в пределах зоны обслуживания цифровой ОС. Система централизованной технической эксплуатации также не будет эффективно функционировать до момента внедрения цифровой ЦС. Большие сложности возникают и при решении задачи синхронизации цифровых ОС.

По мере необходимости другие ОС (например, с индексом «2» на рисунке 3.17) будут заменять старые АТС. Если заменяемые ОС (с индексами «3», «4» и «5» на рисунке 2) ранее включались в УС, то при цифровизации СТС целесообразно их соединять с ЦС непосредственно.

Практически единственным достоинством такого направления цифровизации СТС может считаться минимизация первоначальных капитальных затрат, которые необходимо сделать при вводе первой цифровой АТС. Возможно, что такие принципы внедрения цифровых коммутационных станций используются на сельских сетях в каких-либо странах или их отдельных регионах. Автору не встречались зарубежные публикации, в которых бы излагались примеры практической реализации стратегии замещения аналоговых АТС цифровыми на местных телефонных сетях. Обсуждения, проведенные с рядом зарубежных коллег, занимающихся проблемами цифровизации местных телефонных сетей, также не позволяют считать стратегию замещения аналоговых АТС цифровыми практическим направлением эволюции СТС.



3.6.2.3. Построение «наложенной» сети

Вторая из анализируемых стратегий цифровизации СТС основана на создании «наложенной» сети. В этом случае первой из заменяемых сельских АТС становится ЦС. Все вводимые после замены ЦС цифровые концентраторы или мультиплексоры (новые или заменяющие эксплуатируемые электромеханические АТС) соединяются с ЦС стандартными ИКМ-трактами. Постепенно, заменяя все электромеханические АТС, формируется цифровая СТС, принадлежащая к сетям типа ИЦС, в которой объединены (интегрированы) системы передачи и коммутации на базе цифровой техники.

В рамках «наложенной» сети может, при необходимости, использоваться система общеканальной сигнализации. Цифровая ЦС осуществляет синхронизацию «наложенной» сети. Она же обеспечивает и функции системы технической эксплуатации СТС. Дополнительные услуги, поддерживаемые применяемым типом коммутационного оборудования, могут быть предоставлены всем абонентам  «наложенной» сети.

Одна из основных проблем данной стратегии цифровизации СТС заключается в выборе оптимальных принципов сопряжения новой ЦС с электромеханическими сельскими АТС. Можно выделить два основных варианта такого сопряжения, определяемых, в основном, целесообразностью и возможностью демонтажа старой ЦС электромеханического типа.

Основная идея первого варианта показана на рисунке 3.18. В помещении демонтированной ЦС находится СУ, в котором расположено оборудование систем передачи. Часть площади бывшей ЦС будет занято блоком сопряжения (БС), который выполняет следующие функции:

- преобразование 4-х проводных окончаний каналов аналоговых и нестандартных цифровых систем передачи в регламентированные МСЭ цифровые тракты 2048 кбит/с, число которых определяется величиной поступающей нагрузки;

- преобразование 2-х проводных физических СЛ от близлежащих ОС в стандартный цифровой тракт 2048 кбит/с и, по возможности, обеспечение нормы затухания;

- согласование систем сигнализации, принятых на существующих ОС и УС данной СТС, с системой сигнализации цифровой ЦС, используя два сигнальных канала в 16-ом канальном интервале;

- контроль и диагностика оборудования СУ.

Оборудование БС (если, разумеется, подобная стратегия будет принята) подлежит разработке. Создание БС решит и основную задачу адаптации импортных коммутационных станций – согласование систем сигнализации и, тем самым, снизит стоимость закупаемого оборудования.

Если ОС соединялась с бывшей ЦС стандартным ИКМ-трактом (ОС1 на рисунке 3.18), то она переключается в новую цифровую ЦС. Все вновь вводимые концентраторы или мультиплексоры, в том числе заменяемые старые (ОС5 на рисунке 3.18), включаются в ЦС стандартными ИКМ-трактами. Остальные ОС и УС данной СТС связаны с ЦС через БС.

Основная идея второго варианта представлена на рисунке 3.19. Бывшая ЦС приобретает статус УС, в которую включаются все ОС, за исключением станций любого типа с пучками СЛ, образованными стандартными системами ИКМ. Все вновь вводимые концентраторы и мультиплексоры (или заменяющие старые станции) включаются по стандартным цифровым трактам 2048 кбит/с прямо в новую ЦС.

Другие УС должны демонтироваться. Коммутационное оборудование, установленное на УС, выполняет, как правило, функции УС и ОС. Под демонтажем в данном случае понимается устранение функций УС; ОС может продолжать функционировать, если не требуется ее замена по причине физического износа. На месте УС, независимо от судьбы размещенной вместе с ней ОС, должен быть организован СУ (без БС), в котором создаются прямые пучки СЛ на участках ОС ликвидируемого узлового района – УС (бывшая ЦС). В этом случае также создается «наложенная» сеть, но применение оборудования типа БС исключается.

Выбор одного из этих вариантов сопряжения «наложенной» и существующей сетей или их комбинации будет, вероятно, определяться спецификой каждой конкретной СТС.

Принцип цифровизации СТС, заключающийся в постепенном расширении (эволюции) «наложенной» сети представляется более эффективным, чем простая замена электромеханических сельских АТС цифровыми коммутационными станциями.



3.6.2.4.   Одновременная замена аналоговых АТС

Третья стратегия цифровизации СТС может рассматриваться как предельный случай создания «наложенной» сети, когда переходный этап от существующей сети к цифровой отсутствует. Такой подход в англоязычной литературе получил название «стратегия бульдозера».

Интерес к рассматриваемой стратегии цифровизации СТС может быть объяснен рядом достаточно частных примеров, когда выполняется хотя бы одно из следующих условий:

- необходимость интенсивного развития связи в сельских административных районах, в которых СТС развита очень слабо и насчитывает, например, до пяти ОС, которые целесообразно заменить;

- цифровизация СТС с малым числом ОС, замена которых требует больших затрат на БС, если он должен поддерживать несколько различных интерфейсов;

- очень низкое качество функционирования всего оборудования СТС, что может иметь место в результате последствий каких-либо природных явлений и т.п.

Практическая возможность реализации «стратегия бульдозера» заключается в обеспечении услуг связи всем или только ряду абонентов другими техническими средствами на период монтажа цифрового коммутационного оборудования. В качестве таких средств могут использоваться перевозимые АТС и, конечно, радиотелефонные системы с множественным доступом [67]. Такие особенности систем с множественным доступом как быстрый ввод в эксплуатацию, отсутствие необходимости в кабельных линиях, простота эксплуатации и т.п. позволяют достаточно серьезно рассматривать возможность практического применения «стратегии бульдозера», хотя данное решение не может в общем случае конкурировать с идеей «наложенной сети».



3.6.2.5. Интеграция с ГТС райцентра

Изложенный ниже подход к цифровизации СТС может рассматриваться как своеобразный компромисс между созданием «наложенной» сети и «стратегией бульдозера». Разработка данного варианта – в качестве дополнения к сформулированным в [69] стратегиям – была стимулирована поиском варианта, связанного с применением импортных цифровых АТС, адаптированных для отечественных ГТС, на СТС.

Косвенный анализ структуры очередей на установку телефонов в ряде регионов России показывает, что значительная доля соответствующих заявок подана жителями райцентров. Это позволяет сделать вывод о необходимости расширения ГТС райцентра при цифровизации соответствующей СТС. Рассматриваемый класс сетей (СТС в совокупности с ГТС райцентра) иногда называют комбинированными сетями [68].

Первая цифровая коммутационная станция может, следовательно, устанавливаться как РАТС на ГТС районного центра. Принципы ее включения зависят от структуры ГТС райцентра и изложены, соответственно, в разделе 3.5. Существенным для данной стратегии моментом может считаться структура связи новой цифровой РАТС с коммутационными станциями СТС. Поэтому анализируемая стратегия рассматривается ниже применительно к ГТС райцентра, которая (до внедрения цифровой РАТС) состояла из ЦС и двух аналоговых РАТС.

Цифровизация СТС и ГТС райцентра начинается с установки коммутационной станции в районном центре с переключением в нее (полностью или частично) АЛ, включенных ранее в ЦС, как показано на рисунке 3.20. Далее, без потери общности, рассматривается случай полного переключения АЛ в цифровую РАТС. ЦС, таким образом, переходит в ранг УСП.

Замена аналоговых ОС (станции с номерами 1, 2 и 3 на рисунке 3.20) осуществляется за счет установки концентраторов или мультиплексоров (они на рисунке 3.21 имеют номера 1, 2 и 3), которые включаются в цифровую РАТС. Абоненты демонтированных ОС становятся абонентами ГТС райцентра.


Замена ОС, включенных в УС (станции с номерами 4, 5 и 6 на рисунке 3.21), сопряжена с ликвидацией УС, аспекты которой были изложены выше. По мере замены этих ОС на концентраторы или мультиплексоры вся СТС становится цифровой. С другой стороны эта СТС интегрирована с ГТС райцентра, так как абоненты, находящиеся в сельской местности, фактически включены в ГТС райцентра.

В процессе перехода к полностью цифровым СТС и ГТС райцентра необходимо переключить пучки ЗСЛ и СЛМ с аналогового УСП на цифровую РАТС. Этот этап связан либо с заменой УСП на цифровой транзитный узел, либо с передачей его функций упомянутой цифровой РАТС. В последнем случае цифровая РАТС должна не только иметь необходимую пропускную способность, но и поддерживать необходимые интерфейсы с АМТС зоны по цифровым или аналоговым системам передачи, используемым на внутризоновой сети.

Окончательная фаза цифровизации рассматриваемой модели СТС приведена на рисунке 3.22 в предположении, что на ГТС райцентра обе аналоговые РАТС заменены двумя цифровыми коммутационными станциями.



3.6.3. Применение радиотелефонных систем

Одним из важных аспектов развития системы сельской связи может считаться более широкое применение различных радиосредств. С точки зрения сети связи радиосредства целесообразно классифицировать по месту их применения:

- межстанционная сеть, когда СЛ между АТС, между АТС и концентраторами и т.д. организованы с помощью РРЛ;

- абонентская сеть, когда АЛ, включаемые в ОС, концентратор или мультиплексор, создаются с помощью радиоудлинителей;

- системы множественного доступа, позволяющие (практически вне зависимости от структуры существующей СТС) подключить группу из N стационарных абонентов по M радиоканалам (N >> M) к одной из АТС СТС (как правило, к ЦС);

- системы множественного доступа, применяемые совместно с концентраторами и, соответственно, с проводными средствами связи;

- сотовая сеть, предназначенная, в основном, для организации связи с подвижными объектами и построенная по международным стандартам типа NMT, GSM и т.п. [67].

В данном разделе – соответственно структуре монографии – будут кратко изложены аспекты использования систем множественного на СТС.

Использование систем множественного доступа позволяет решить следующие задачи развития СТС:

- обеспечить предоставление услуг электросвязи большой группе абонентов, для которых проводные средства связи не являются (по любой причине) доступными;

- оперативно организовывать временное обслуживание большой группы абонентов при самых различных ситуациях (начиная от стихийных бедствий до плановых сельскохозяйственных сезонных работ и реконструкции действующих сельских АТС);

- создавать при необходимости увеличения надежности связи (постоянно или временно) сеть, дополняющую существующие проводные средства СТС.

Пример использования системы множественного доступа показан на рисунке 3.23 как вариант подключения абонентов, расположенных на всей территории сельского административного района, непосредственно к ЦС.

Телефонные аппараты или другие терминалы, использующие систему множественного доступа, подключаются к абонентской станции (Subscriber Station). Функции абонентской станции заключаются, в основном, в соединении терминала со свободным радиоканалом. Абонентская станция выполняет также необходимые функции технического обслуживания подключенных к ней терминалов и собственных аппаратно-программных средств. Число терминалов, подключаемых к абонентской станции, может колебаться от единицы до нескольких десятков. Поэтому в состав абонентской станции иногда входят средства концентрации нагрузки.

Абонентская станция соединяется с базовой станцией (Central Station) непосредственно или через промежуточную станцию (Repeater Station). Вариант связи абонентской и базовой станций зависит от расстояния между ними и возможностей радиотехнического оборудования. Для системы Rurtel [70] перекрываемое расстояние между абонентской и базовой или промежуточной станциями составляет в среднем 30 км, а между промежуточной и базовой станциями – 50 км.

Базовая станция соединяется с ЦС, через которую абонентам системы множественного доступа обеспечивается выход на ТФОП.  Число абонентов, обслуживаемых одной системой множественного доступа, зависит от интенсивности нагрузки, числа радиоканалов и принятых показателей качества обслуживания вызовов. Первые системы с МДВР, имевшие от 10 до 15 радиоканалов, обслуживали, как правило, группы из 80, 94 или 128 абонентов [71]. Для упомянутой системы Rurtel один цифровой тракт 2048 кбит/с каналов (a точнее – 28 каналов, доступных в системах с МДВР) обычно обслуживает 320 абонентов. Некоторые современные системы с МДВР, располагающие 60 каналами, обслуживают порядка 1000 абонентов.

Нормируемая вероятность потери вызова в системах с множественным доступом находится в пределах от 0.002 до 0,01 [71]. Такой достаточно широкий для нормируемых показателей качества обслуживания диапазон объясняется несколькими соображениями, из которых наиболее существенны стоимость оборудования и место его использования на ТФОП.

Ранее стоимость подключения одного абонента к ТФОП по радиоканалу составляла от 10 до 30 тысяч долларов [72]. Различными – техническими и, даже, административными – способами эта величина была снижена до 2 тысяч долларов.

Второе обстоятельство можно проиллюстрировать следующим примером. Если сравнить показатели качества двух абонентов ЦС, один из которых включен посредством индивидуальной АЛ, а второй – через систему с множественным доступом, то качество обслуживания исходящей нагрузки в первом случае всегда будет выше. Это объясняется тем, что вызовы, генерируемые вторым абонентом, будут иногда теряться из-за блокировок в системе множественного доступа. Если же первый абонент включен в ОС, которая, в принципе, может, в свою очередь, взаимодействовать с ЦС через УС, то вероятность потери вызова на участке абонент – ЦС может оказаться меньше для второго варианта.

В системах с МДВР кодирование речи основано как на принципах ИКМ, так и на адаптивной дифференциальной ИКМ (АДИКМ), ориентированной на создание цифрового канала с пропускной способностью 32 кбит/с. В последнее время наблюдается повышение интереса к МДКР [73, 74], которые позволят повысить пропускную способность систем с множественным доступом.

Характерная особенность систем с множественным доступом – отсутствие линейно-кабельных сооружений, что весьма привлекательно с точки зрения организации технической эксплуатации на СТС. Для снижения трудоемкости обслуживания к оборудованию систем с множественным доступом предъявляются достаточно жесткие надежностные требования. При среднем эксплуатационном периоде порядка 20 лет оборудование обычно рассчитывается на температурный режим от минус 30 50 0С 5 0до плюс 55 50 0С при высокой влажности и других неблагоприятных климатических характеристиках.

Общая тенденция развития СТС будет, скорее всего, связана с повышением числа абонентов, подключаемых к ТФОП посредством различных систем с множественным доступом. Эта экспансия будет распространяться и на ГТС, начиная с пригородных зон. В Испании, например, системы с множественным доступом уже сейчас широко применяются в пригородах страны [75].



3.6.4. Системы спутниковой связи на СТС

В последние годы значительно возрос интерес к использованию ССС для сельской связи. Такая ситуация объясняется успехами космической техники и радиоэлектроники, состояние которых в настоящее время позволяет строить экономичные системы связи, используя достаточно простые земные станции (ЗС). ССС, таким образом, могут на ряде СТС оказаться конкурентоспособными средствами связи.

Существует также такая сфера их применения, где ССС могут рассматриваться как единственно возможное средство организации доступа потенциальных абонентов к ТФОП. Очевидно, что подобное утверждение справедливо для существенной доли российских малонаселенных и труднодоступных регионов.

Концептуальные положения использования ССС на СТС требуют тщательной разработки. Это объясняется как спецификой ССС, так и особенностью современного процесса эволюции сельской связи. По этим причинам изложенные ниже соображения следует рассматривать как попытку сформулировать задачи, которые необходимо решить для эффективного использования ССС на СТС.

С точки зрения сельской связи и ТФОП в целом существенный интерес представляют следующие функциональные особенности ССС.

- возможность быстрого создания современной – как правило, цифровой – системы связи на практически любой территории вне зависимости от ее географических, климатических и иных характеристик;

- способность комплексного решения задач информационного обслуживания за счет использования спутников и ЗС как для телефонии, так и для подачи программ вещания, телевидения и т.п. (к этому следует добавить возможность использования ССС для связи с подвижными объектами, организации доступа к ЦСИО и ряд других перспективных приложений, изложенных в пятой главе);

- достаточно высокое качество спутниковых каналов при передаче различной информации;

- отсутствие линейно-кабельных сооружений, представляющих в сельской местности очень сложную – с точки зрения технической эксплуатации – систему;

- эффективное использование каналов связи за счет использования специализированного оборудования, называемого аппаратурой предоставления канала по требованию (АПКТ) в отечественной терминологии и Demand Assigned Multiple Access (DAMA) в англоязычной технической литературе [76];

- возможность синхронизации «цифровых островов», т.е. участков ТФОП, окруженных аналоговыми системами передачи и коммутации, за счет передачи соответствующих сигналов через спутник.

Наряду с вышеперечисленными достоинствами существует и ряд недостатков ССС, из которых – с точки зрения телефонии – целесообразно остановиться на т.н. «проблеме двух скачков» [77]. Под этим профессиональным выражением понимается ситуация, когда в тракте, организованном между корреспондирующими абонентами, находятся два канала, организованных посредством ССС. В этом случае чрезмерное время распространения сигналов приводит к тому, что телефонный разговор становится практически невозможным.  Поэтому для передачи речи и ей подобной информации необходимо предпринять меры для исключения таких принципов маршрутизации, когда спутниковый канал может быть использован на более чем одном участке коммутируемой сети. Самое простое решение заключается во введении отметки о наличии в уже установленной части разговорного тракта канала ССС. Но существующие на местных телефонных сетях системы сигнализации не всегда позволяют реализовать такое решение.

Эта проблема может быть решена либо за счет коррекций в существующем оборудовании, выполняющем функции сигнализации, либо за счет разработки специфических системно-сетевых принципов использования ССС.



3.7. Абонентские линии местных телефонных сетей



3.7.1. Некоторые технико-экономические оценки

Абонентские линии представляют собой один из самых дорогостоящих элементов системы электросвязи и, одновременно, тот уровень иерархии сети, который используется наименее эффективно.  По распределению стоимости отдельных элементов ТФОП Великобритании [11] доля абонентской сети составляет 12%. Если пересчитать эту величину как процент стоимости местной сети, которая составляет 26%, то затраты на абонентскую сеть составят внушительную величину – 32 %.

Использованная в [11] модель расчета затрат включает как капитальные вложения, так и эксплуатационные расходы. Если проанализировать только капитальные затраты, то удельная стоимость абонентской сети будет еще больше. В разработанном МККТТ справочнике по проектированию местных телефонных сетей [78] приводится величина 40%, полученная как результат обработки статистических данных, представленных шестнадцатью странами. В методике, предлагаемой МККТТ для оптимизации проектных решений [79], рассматривается четыре сценария построения гипотетической местной сети. Вычисление удельной стоимости абонентской сети дает устойчивую оценку искомой величины – 43%.

Приведенные значения удельной стоимости абонентской сети имеют небольшую дисперсию, что свидетельствует об устойчивом характере распределения затрат на отдельные элементы системы электросвязи. Это положение, в свою очередь, свидетельствует об актуальности разработки такой архитектуры абонентской сети, которая могла бы существенно снизить соответствующие затраты. Один из радикальных способов снижения затрат на абонентскую сеть предложен авторами концепции создания коммутационной станции с доведением цифрового потока до каждого терминала [80]. Приведенные в [80] расчеты показывают возможность снижения удельной стоимости абонентской сети до 16,2%.

Если ориентироваться на цифровые коммутационные станции с аналоговыми АЛ, то эту величину можно, в первом приближении, рассматривать как предельное значение возможного сокращения затрат на абонентскую сеть. Затраты на абонентскую сеть можно уменьшить за счет сокращения средней длины физической цепи. Норма на затухание АЛ и, соответственно, ее допустимая длина не регламентируется международными стандартами. По этой причине распределения длин АЛ на различных национальных сетях электросвязи, показанные на рисунке 3.24 [81, 82], имеют значительные отличия.

Функции распределения, приведенные на рисунке 3.24, свидетельствуют о наличии весьма протяженных АЛ. Оценки соответствующих средних значений также показывают, что АЛ имеют, как правило, значительные длины. При ожидаемом внедрении на ГТС крупных коммутационных станций емкость порядка 100 тысяч номеров [11, 64] сохранение традиционных принципов построения абонентской сети приведет к дополнительному росту средней длины АЛ.

Сокращение средней длины АЛ и, конечно, ее предельной протяженности имеет не только очевидное экономическое преимущество. Длинная физическая цепь, как правило, не позволяет обеспечить высокое качество передачи информации. При реализации услуг ЦСИО, когда необходимо организовать передачу цифрового потока по двухпроводной цепи, длинная АЛ может стать просто непреодолимым препятствием.

Перспективные принципы построения абонентской сети должны учитывать два основных аспекта:

- эволюция электросвязи выдвигает существенно новые требования к пропускной способности АЛ и надежности абонентского доступа;

- период эксплуатации абонентской сети (кабельная канализация – от 45 до 60 лет, собственно кабели связи – от 10 до 37 лет [83]) значительно превышает длительность функционирования коммутационного оборудования (10 лет для современных цифровых АТС), что стимулирует поиск долгосрочных системных решений.

Решению этого вопроса с учетом изложенных выше соображений должен предшествовать анализ существующей сети АЛ, так как она в значительной степени будет определять принципы реализации перспективных вариантов абонентского доступа.



3.7.2. Структура абонентской сети

С момента создания первых местных телефонных сетей до недавнего времени принципы организации абонентского доступа не претерпели существенных изменений. В городах абонентские сети прокладывались, как правило, в специально строящейся кабельной канализации. Для организации АЛ использовались преимущественно многопарные кабели связи. В сельской местности для подключения абонентов к АТС достаточно широко использовались ВЛС.  Применение малоканальных систем передачи на абонентской сети не изменило ее структуру. Типичная структура абонентской сети, используемая преимущественно в городских условиях, показана на рисунке 3.25.

 Представленная модель обычно называется комбинированной системой построения абонентской сети [84]. Термин «комбинированная» подчеркивает тот факт, что на реальных абонентских сетях используется сочетание двух принципов организации абонентского доступа: «шкафная система» и «прямое питание» [84].

До терминала пользователя обычно доводилась АЛ, организованная одним из следующих способов:

- индивидуальная двухпроводная физическая цепь, которая может содержать участки кабеля с различных диаметром жил;

- двухпроводная физическая цепь, используемая, как правило, двумя терминалами, каждому из которых присвоены различные номера (спаренное включение);

- индивидуальный канал ТЧ, организованный малоканальной системой передачи.

Все три варианта не могут рассматриваться как перспективные направления развития абонентских сетей по двум основным причинам: техническим и экономическим.

Технические причины заключаются в низкой надежности абонентской сети и невысоком качестве передачи информации на участке терминал – коммутационная станция. Использование шкафной системы часто приводит к сочленению кабелей, имеющих различный диаметр жил. Это, в свою очередь, существенно затрудняет передачу дискретной информации по АЛ. Особенно большие проблемы возникают при организации доступа к ЦСИО.

Малоканальные системы передачи малоэффективны [85], а их использование приводит к появлению новых видов интерфейсов, усложняет процессы технического обслуживания и т.п.

Экономические причины обусловлены также и тем, что используемые способы построения абонентской сети не приводят к радикальному уменьшению средней длины АЛ. Спаренное включение значительно снижает расход кабельной продукции, но подобная практика не может рассматриваться как перспективное системное решение. При установке цифровых коммутационных станций, позволяющих строить абонентские сети по более прогрессивной технологии, Администрации связи всех стран отказываются от варианта коллективного использования АЛ.



3.7.3. Модель перспективной абонентской сети

Перспективная абонентская сеть должна создаваться, как правило, на этапе цифровизации местной телефонной сети, который подразумевает и существенную модернизацию местной первичной сети. Процесс построения перспективной абонентской сети связан с установкой цифровой коммутационной станции. Его реализация в значительной мере определяется местом установки цифровой коммутационной станции. Если она монтируется как новая РАТС, то структура абонентской сети может быть спроектирована самым оптимальным способом. Если же цифровая коммутационная станция заменяет существующую РАТС, то структура абонентской сети будет в значительной степени определяться топологией кабельной канализации и проложенными ранее кабелями связи.

При проектировании новой цифровой коммутационной станции целесообразно выбрать такую структуру абонентской первичной сети и, соответственно, технические средства ее реализации, которые способны поддержать дальнейшую эволюцию электросвязи. Одно из очевидных решений заключается в построении кольцевой структуры на основе ОК, ЦКУ и МВК по принципам, изложенным во второй главе.

Использование существующей абонентской сети, созданной в свое время для аналоговой РАТС, может, теоретически, осуществляться без всяких ее изменений. На практике обычно требуется подключить ряд новых абонентов, находящихся как в зоне обслуживания демонтируемой аналоговой РАТС, так и за ее пределами. Более того, изложенные в разделе 3.5 принципы цифровизации ГТС подразумевают возможность включения в состав абонентской сети новой коммутационной станции всей абонентской сети какой-либо из демонтируемых аналоговых РАТС. Тем не менее, и на базе существующей абонентской сети могут быть организованы фрагменты кольцевой структуры [86, 87].

Принципы выбора и реализации оптимальной структуры абонентской сети подлежат тщательной разработке. Но возможные варианты перспективного абонентского доступа можно представить на гипотетической модели пристанционного участка цифровой коммутационной станции, изображенной на рисунке 3.26. Предложенная модель может рассматриваться как универсальное решение и для ГТС, и для СТС.

Абоненты включаются в цифровую коммутационную станцию одним из следующих способов:

а) посредством индивидуальных двухпроводных физических АЛ, включаемых в кросс цифровой коммутационной станции;

б) через концентраторы, которые посредством ИКМ-трактов включаются прямо в цифровую коммутационную станцию;

в) через мультиплексоры, которые посредством ИКМ-трактов включаются прямо в цифровую коммутационную станцию;

г) через концентраторы, которые, в свою очередь, соединяются с другим концентратором;

д) через концентраторы, которые, в свою очередь, соединяются с мультиплексором;

е) через мультиплексоры, которые в свою очередь, соединяются с другим мультиплексором;

ж) через мультиплексоры, которые в свою очередь, соединяются с другим концентратором;

з) посредством индивидуальных АЛ, образованных так называемыми радиоудлинителями;

и) посредством цифровых систем с множественным доступом, сопрягаемым с цифровой коммутационной станцией по ИКМ-трактам.

Первый вариант (а) относится исключительно к абонентам, расположенным в непосредственной близости от коммутационной станции. В принятой терминологии данный вариант называется «прямым питанием» и рекомендуется к использованию в пределах окружности с радиусом порядка 500 м, в центре которой находится коммутационная станция. Указанная величина определена путем технико-экономических вычислений, основанных на старых ценах на кабельную продукцию. В перспективной абонентской сети оптимальный радиус зоны «прямого питания» будет, вероятно, существенно меньше.

Вариант (б) может рассматриваться как эффективный способ подключения достаточно большой группы абонентов. Конкретная величина, определяющая границу целесообразности этого варианта, зависит от многих факторов, характеризующих как конкретную местную сеть, так и тип используемого коммутационного оборудования.

Третий вариант (в) фактически обеспечивает прямое включение АЛ в коммутационную станцию. Если учесть, что стандартные ЦСП организуют 30, 120, 480 и т.д. каналов, то интуитивно можно предположить, что использование мультиплексора будет целесообразным, когда необходимо подключить группу АЛ, емкостью от 20 до 30 линий, от 100 до 120 линий и т.д.

В настоящее время основное внимание уделяется вариантам внедрения цифровых АТС с концентраторами, но, тем не менее, мультиплексоры также достаточно широко применяются в ряде стран [88]. Можно считать, что каждая коммутационная станция выполняет две основные функции: установление соединения между абонентами и концентрация нагрузки с целью эффективного использования ресурсов первичной сети.

Тенденции развития электросвязи позволяют выдвинуть гипотезу, что постепенно область эффективного применения мультиплексоров будет расширяться, когда речь идет о так называемых проводных средствах связи. Такое утверждение может быть обосновано тремя основными факторами.

Во-первых, самая перспективная направляющая система (ОК) позволяет обеспечить достаточно большое число каналов различной пропускной способности (в соответствии с терминологией МСЭ от B-канала на скорости 64 кбит/с до канала H4 с пропускной способностью порядка 140 Мбит/с). По мере внедрения ОК значение функций концентрации нагрузки будет, очевидно, терять актуальность.

Во-вторых, замена достаточно сложного концентратора на простой мультиплексор обеспечивает повышение надежности местной сети и снижает время на локализацию неисправности и ремонт оборудования. Последнее обстоятельство представляется весьма важным аргументом особенно для сельской местности.

В-третьих, введение таких новых услуг как, например, Интеллектуальная Сеть потребует достаточно существенных изменений в концентраторах, что, в ряде случаев (с учетом специфики сельской связи), может оказаться весьма трудоемкой задачей как в техническом, так и организационном плане. Аналогичные изменения потребуются, очевидно, и при переходе к широкополосной ЦСИО.

Следующие четыре примера (г, д, е, ж), относящиеся к так называемой двухступенчатой структуре абонентской сети, представляют различные комбинации второго и третьего вариантов. Они могут оказаться полезными либо для подключения группы АЛ малой емкости, удаленных абонентов и рационального использования ЦСП высших порядков.

Под термином «радиоудлинитель» – вариант (з) – понимается комплекс оборудования (приемник и передатчик) для создания одной АЛ, включаемой в абонентский комплект коммутационной станции.  Последний вариант представляет интерес преимущественно для сельской местности и кратко рассмотрен в предыдущем разделе.

Предложенная модель охватывает почти все возможные перспективные варианты абонентского доступа. С другой стороны, она отражает ту структуру абонентской сети, которая оптимальна на этапе создания ИЦС и, частично, узкополосной ЦСИО. Дальнейшая эволюция электросвязи стимулирует поиск новых концепций реализации абонентского доступа; некоторые из них анализируются в следующем параграфе.



3.7.4. Новые концепции реализации абонентской сети



3.7.4.1. Классификация видов доступа

Кабели связи с металлическими жилами будут еще очень долго эксплуатироваться на абонентских сетях, но новые концепции абонентского доступа разрабатывались с максимальной ориентацией на другие направляющие системы. В недалекой перспективе возможные варианты абонентского доступа можно будет классифицировать на четыре больших класса:

- доведение ОК непосредственно до терминального оборудования, расположенного в помещения пользователя (CPE – Customer Premise Equipment);

- доведение ОК до некоторой промежуточной точки, из которой к абоненту будет доходить другая направляющая система (преимущественно – существующие кабели с металлическими жилами);

- обеспечение доступа к сети электросвязи без использования проводных средств (wireless);

- сочетание двух или, даже, всех трех из перечисленных вариантов.

Очевидно, первый вариант будет оптимальным при реализации стыков пользователь-сеть широкополосной ЦСИО, особенно на скоростях 622 Мбит/с и выше. В разделе 1.6 приведена классификация стратегий применения ОК на абонентской сети, в соответствии с которой рассматриваемое решение соответствует варианту FTTH (Fiber To The Home).

Второй вариант может рассматриваться как оптимальное решение на достаточно длительный период, так как спрос на широкополосные услуги будет формироваться постепенно и, безусловно, не приведет к стопроцентному внедрению широкополосной ЦСИО. Все сценарии реализации данного варианта укладываются в одну из упомянутых концепций FTTB, FTTF, FTTC, FTTO. Иногда [89] вводят еще одну аббревиатуру – FTTZ (Fibre To The Zone); термин «зона» используется для обозначения области обслуживания удаленного модуля коммутационной станции (концентратора или мультиплексора). Все эти сценарии можно рассматривать как подмножества архитектуры, именуемой как «Пассивная оптическая сеть» (PON – Passive Optical Network). Данный термин обычно означает, что на участке абонентского доступа используются пассивные разветвители; это обеспечивает при длинах волн 1,3 мкм или 1,55 мкм дальность связи до 10 км.

Третий вариант представляет одно из самых перспективных направлений эволюции абонентского доступа. Эта технология, в свою очередь, представлена следующими направлениями:

- бесшнуровые (cordless) терминалы, из которых основную массу составляют ТА;

- системы типа Telepoint [90], обеспечивающие возможность исходящей связи;

- системы персональной связи [91], обеспечивающие как исходящую, так и входящую связь с портативного терминала;

- системы связи с подвижными объектами [92, 93], поддерживающие услуги электросвязи для абонентов, находящихся в автомашинах, поездах и других транспортных средствах.

Два последних варианта носят, скорее, более общий характер. По этой причине они рассматриваются отдельно в пятой главе.

Все перечисленные виды перспективного доступа к сети электросвязи могут быть представлены несколькими концепциями, изложению которых посвящены два следующих параграфа.



3.7.4.2. Концепции IFOS, TPON, BPON и BIDS

Концепция IFOS (Integrated Fibre-Optic Subscriber system) была сформулирована специалистами NTT как часть общего плана модернизации национальной сети электросвязи [94]. Она основана на тщательном прогнозе перспективных услуг и оценке соответствующего трафика. Концепция IFOS учитывает, что различные классы пользователей будут предъявлять существенно отличающиеся требования к пропускной способности абонентской сети. Это следует из того факта, что даже при формирования группы пользователей широкополосной ЦСИО, для которых требуется пропускная способность не менее 155 Мбит/с, значительная доля абонентов будет – как и прежде – использовать только канал ТЧ.

По оценке авторов концепции применение ОК на абонентской сети пройдет три основных фазы. Сначала ОК будут преимущественно использовать для предоставления цифровых каналов с пропускной способностью 64 кбит/с и первичных трактов ЦСП. На этом этапе предполагается широкое применение ОК для доступа к узкополосной ЦСИО. На второй фазе добавятся широкополосные каналы, передающие информацию в одном направлении (распределение программ кабельного телевидения, высококачественного звукового вещания и т.п.). Третья фаза подразумевает возможность предоставления дуплексных широкополосных каналов, используемых, например, для организации стыков пользователь-сеть в широкополосной ЦСИО.

В результате такой эволюции будет создана многофункциональная оптическая абонентская сеть, модель которой показана на рисунке 3.27 [94].

Специалисты NTT, разработавшие концепцию IFOS, считают, что переход к полностью оптическим абонентским сетям в Японии произойдет к 2015 году. Процесс преобразования существующей абонентской сети в оптическую потребует значительных инвестиций. Авторы концепции IFOS проанализировали два подхода к внедрению ОК.

Первый сценарий предусматривал организацию оптических линий только тем пользователям, которым необходимы услуги узкополосной ЦСИО. Второй сценарий ориентирован на использование ОК в предварительно выбранных районах, где ожидается спрос на услуги, требующие предоставления широкополосных или, по крайней мере, высококачественных каналов. В результате технико-экономических расчетов авторы концепции пришли к выводу, что второй подход позволит на 15% снизить капитальные затраты на модернизацию абонентской сети.

Концепция TPON (Telephony over a Passive Optical Network) рассматривается как одно из весьма экономичных решений по использованию ОК на абонентской сети [95, 96]. Обычно абонентские сети, основанные на концепции TPON, имеют радиально-узловую структуру. Номенклатура цифровых каналов и трактов, обеспечиваемая на оптической абонентской сети, достаточна широка. Это объясняется тем, что абонентская сеть должна поддерживать как существующие, так и перспективные вторичные сети электросвязи.  Модель абонентской сети, соответствующая концепции TPON, представлена на рисунке 3.28. Оборудование для данной концепции использования ОК на абонентских сетях выпускается серийно рядом зарубежных фирм и находит широкое практическое применение [97].

 Концепция BPON (Broadband over a Passive Optical Network) является развитием предыдущего варианта. Реализация концепции BPON предусматривается тогда, когда возникает спрос на широкополосные услуги. Один из наиболее простых сценариев предоставления широкополосных каналов заключается в использовании другой длины волны [95], что иллюстрируется структурой абонентской сети, показанной на рисунке 3.29.

Подобный подход к поддержке широкополосных услуг может стать весьма эффективен, если определенная база (собственно ОК и соответствующая инфраструктура) уже реализована на этапе построения абонентской сети в соответствии с концепцией TPON. На практике часто будут встречаться ситуации, когда широкополосные услуги требуются пользователям, в зоне расположения которых еще не проложен ОК и его использование для других целей малоэффективно.

Для подобных ситуаций разработана концепция BIDS (Broadband Integrated Distributed Star), ориентированная на предоставление широкополосных каналов [96]. Слово Star (звезда) в названии концепции подчеркивает тот факт, что к каждому сетевому окончанию подводится индивидуальное волокно.

Структура абонентской сети, построенной по концепции BIDS показана на рисунке 3.30. Следует подчеркнуть, что данная концепция не относится к вариантам организации доступа к широкополосной ЦСИО. Телевизионный и другие широкополосные сигналы, получаемые со стороны станционного оборудования, являются аналоговыми и объединяются с речевой информацией, преобразованной в цифровой вид, только для передачи по единой направляющей системе.

Четыре приведенные выше концепции не охватывают все возможные варианты использования ОК на абонентских сетях, но, по всей видимости, определяют основные сценарии модернизации абонентских сетей.



3.7.4.3. Доступ по эфиру

На этапах установления соединения и разговора обычные телефонные терминалы не позволяют абоненту перемещаться в пространстве за исключением, конечно, пределов, определяемых длиной шнура микротелефонной трубки. В ряде случаев необходимо или, по крайней мере, удобно обеспечить абоненту возможность перемещаться в определенном пространстве. В качестве паллиативных решений могут рассматриваться варианты установки нескольких параллельных ТА, многофункциональных терминалов с громкоговорящей связью и т.п. Но на практике наибольшее распространение получили бесшнуровые ТА.

Эти терминалы обычно состоят из двух функциональных блоков. Первый блок подключается к абонентской проводке и не перемещается, а второй, выполненный, как правило, в виде микротелефонной трубки, может переноситься абонентом. Переносимый блок содержит микрофон, телефон, тастатуру для набора номера и элемент питания (аккумулятор). Расстояние, на которое может быть удален переносимый блок определяется как самим ТА, так и характеристиками помещения, в котором он эксплуатируется.

Существенной проблемой применения бесшнуровых ТА становится их электромагнитная совместимость с другими радиоэлектронными средствами. Используемые в России зарубежные бесшнуровые ТА работают в различных частотных диапазонах. В ряде случаев использование этих терминалов приводит к заметным помехам на телевизионных экранах. Второй аспект данной проблемы заключается в том, что в соседних помещениях (офисах или квартирах) могут использоваться бесшнуровые терминалы, работающие на одной частоте. В этом случае возникают очевидные проблемы, которые связаны как с техническими, так и с правовыми аспектами. Бесшнуровые ТА должны быть также совместимы и с другими техническими средствами, использующими эфир как средство доступа абонентов к сети электросвязи.

С учетом подобных соображений национальные Администрации связи осуществляют определенный контроль за использованием подобных технических средств. Европейским институтом ETSI разработан ряд соответствующих документов, из которых для бесшнуровых ТА наибольшее значение имеет стандарт DECT (Digital European Cordless Telecommunications) [98]. Спецификация DECT – как и международный стандарт CT2 – распространяется на широкий спектр технических средств, что может быть проиллюстрировано с помощью рисунка 3.31, приведенного в [99]. На этом рисунке приведены еще два стандарта (DSC 1800 и GSM), описание которых будет кратко представлено в разделе 5.5.


Аспекты стандарта DECT для бесшнуровых УПАТС будут изложены в пятой главе, а относительно бесшнуровых ТА следует подчеркнуть одно весьма существенное обстоятельство. Современные бесшнуровые терминалы должны иметь возможности выбора такой несущей (в стандартизованном частотном) диапазоне, которая обеспечит оптимальные условия передачи информации.

Следующий шаг в расширении области возможного передвижения абонента – как следует из рисунка 3.31 – сделан в системе Telepoint. Это стало возможным за счет успехов микроэлектроники, позволившей разместить в одном портативном терминале и ТА и соответствующие радиотехнические устройства.

Терминал системы Telepoint предназначен только для установления исходящих соединений. Именно эта его особенность обеспечивает приемлемые стоимостные показатели системы Telepoint. В разделах 4.6 и 5.5 будут изложены аспекты установления входящих соединений к подвижным объектам, что позволит оценить сложность и, косвенно, затраты на реализацию необходимых аппаратно-программных средств.

Для реализации системы Telepoint необходима установка нескольких базовых станций, на которых размещено радиотехническое оборудование для связи с находящимися в зоне обслуживания терминалами. Базовая станция имеет также СЛ с одной из коммутационных станций ТФОП. Зона обслуживания базовой станции составляет, как правило, круг с диаметром порядка 200 метров.

Первые системы типа Telepoint были введена в Великобритании. Соответствующие услуги предоставлялись большим числом операторов, что привело к явлению, называемому на жаргоне экономистов «Белым слоном». По этой причине система Telepoint в Англии «умирает» [100]. Но подобное явление не связано с самой идеей Telepoint, ибо в Сингапуре, например, терминалы этой же системы раскупаются «как горячие пирожки» [100].

Доступ к сети электросвязи по эфиру представляет одно из самых динамичных направлений из всех сценариев абонентского доступа. Поэтому можно ожидать формирование новых концепций этого вида сопряжения терминального оборудования пользователей с коммутационными станциями сетей электросвязи.

Список литературы

1.     Нейман В.И. Структуры систем распределения информации. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1983, 216 с.

2.     Электронные цифровые системы коммутации: Учеб. пособие для вузов/ И.Ф. Болгов, Т.И. Гуан, О.А. Соболев, А.В. Танько. – М.: Радио и связь, 1985, 144 с.

3.     Штагер В.В. Электронные системы коммутации. – М.: Радио и связь, 1983, 231 с.

4.     Иносэ Х. Интегральные цифровые сети связи. Теория и практика: Пер. с англ./ Под ред. В.И. Неймана. – Радио и связь, 1982, 319 с.

5.     Хоббс М. Современные системы коммутации в электросвязи: Пер. с англ. – М.: Связь, 1978, 327 с.

6.     Хиллс М.Т., Кано С. Программирование для электронных систем коммутации: Пер. с англ. – М.: Связь, 1980, 248 с.

7.     В.К. Шульцева. Проблемы развития единого Западноевропейского рынка оборудования и услуг связи. Вестник связи, N 5, 1991, с. 60-65.

8.     5ESS Digital Switching System. System Description. – AT&T Network Systems International, 1992, 82 p.

9.     B.J. Fontaine. System 12 Future Direction. – Electrical Communication, Vol. 59, N ½, 1985, pp. 228 – 234.

10.   K. Hoffmann. Digital Switching in the Telephone Network of the Deutsche Bundespost (DBP) – the Presentation Procedure/The Deutsche Bundespost on its Way towards the ISDN, 1984, pp. 5 – 44.

11.   Back R.E.G. British Telecom’s Future Network. – British Telecommunications Engineering, Vol. 7, July 1992, pp. 82 – 88.

12.   Жданов И.М., Кучерявый А.Е. Построение городских телефонных сетей. – М.: Связь, 1972, 136 с.

13.   CCITT. COM XI-R 108-E/ COM XVIII-R 72E. “New Draft Recommendations on Intelligent Network Architecture”. – Geneva, 1991, 55 p.

14.   CCITT. Specifications of Signalling System No. 7. Recommendations Q.700 – Q.795”. – Fascicle VI.7, Blue Book, Geneva, 1989, 586 p.

15.   Васильченко А.И. и др. Система телефонной сигнализации по общему каналу (Система ОКС). Под. ред. М.Н. Стоянова. – М.: Связь, 1980, 136 с.

16.   CCITT. Integrated Services Digital Network. – Blue Book, Vol. III – Fascicle III.8, Geneva, 1989, 282 p.

17.   CCITT. COM XVIII-R 89-E. “Report of Party XVIII/8 (General B-ISDN Aspects)” – Geneva, 1992, 64 p.

18.   I.M. Lesile, D.R. McAuley, D.L. Tennenhouse. ATM Everywhere? – IEEE Network (The Magazine of Computer Communications), March 1993 Vol.7 No2, pp. 40 – 46.

19.   M. Nishio, S. Suzuki, K. Takagi, I. Ogura, T. Numai, K. Kasahara, K. Kaede. A New Architecture of Photonic ATM Switches. – IEEE Communications Magazine, April 1993, Vol. 31, No 4, pp. 62 – 68.

20.   B.K. Snelling. The Haves and Have Nots of the Information Age. – British Telecommunications Engineering, Vol. 10, Jan. 1992, pp. 291 – 296.

21.   G. Braga, G. Caraffini, V. Liserre. Telecommunications Today and Tomorrow: Trends and Opportunities. – British Telecommunications Engineering, Vol. 9, August 1990, pp. 12-19.

22.   Варакин Л.Е., Кучерявый А.Е., Соколов Н.А., Филюшин Ю.И. Интеллектуальная сеть: концепция и архитектура. – Электросвязь, 1992, N 1, с. 7 – 10.

23.   S.D. Personick. The Evolving Role of Telecommunications Switching. – IEEE Communications Magazine, January 1993, Vol. 31, No 1, pp. 20 – 24.

23.   Лутов М.Ф. Дополнительные виды услуг для абонентов современных АТС. – М.: Связь, 1979, 104 с.

25.   Котов А.В. Человеческие факторы в телефонии. – М.: Связь, 1980, 80 с.

26.   ETSI. Integrated Services Digital Network (ISDN) Call Forwarding Budy (CFB) supplementary service. Service description. – Draft prETS 300 199, 1992, 34 p.

27.   ETSI. Integrated Services Digital Network (ISDN) Call Forwarding Unconditional (CFU) supplementary service. Service description. – Draft prETS 300 200, 1990, 20 p.

28.   Engineering ana Operations in the Bell System / Prepared by Member of the Technical Staff and the Technical Publication Departament AT&T Bell Laboratories; R.F. Rey, Technical Editor. – AT&T Bell Laboratories, Murray Hill, N.J., 1983, 884 p.

29.   Степанов С.Н. Анализ использования дополнительных видов обслуживания для уменьшения доли неоплаченной нагрузки при занятости вызываемого абонента. – Электросвязь, 1993, N 9, с. 35 – 37.

30.   Морев В.Л., Булкин В.С., Мороз А.Л. Справочные и заказные службы с телефонным доступом. – М.: Радио и Связь, 1987.

31.   D. Grilo, R. MacNamee, B. Rashidzadeh. Towards third generation mobile system: a European possible transition path. – Computer Network and ISDN Systems, 1993, N 8, pp. 947 – 961.

32.   Л.Е. Варакин. Конкурс завершен – начинается работа. – ТелеВестник, N1, 1993, с. 12 – 13.

33.   CCITT. Blue Book. Public land mobile network. Mobile application part and interfaces. – Vol.VI, Geneva, 1989, 169 p.

34.   Варакин Л.Е., Новикова О.С., Трубин В.Н. Сотовые сети связи: алгоритмы работы и протоколы управления. – Зарубежная радиоэлектроника, N 5, 1988, с. 3 – 21.

35.   CCITT. Blue Book. Specifications of Signalling Systems R1 and R2. – Vol. VI, Geneva, 1989, 182 p.

36.   ETSI. General technical requirements for equipment connected to an analogue subscriber interface in the PSTN. – Adopted at Vote: prETS 300 001, 1992.

37.   Ф. Дженнингс. Практическая передача данных: Модемы, сети и протоколы: Пер. с англ. – М.: Мир, 1989, 272 с.

38.   Зубовский Л.И., Садовский В.Б. Модемы иностранных фирм на сетях ПД России. – Тезисы докладов Международного Форума Информатизации МФИ-92, М.: ЦНИИС, 1992, с. 54 – 58.

39.   L.K. Vanston, W.J. Kennedy, S. El-Badry-Nance. Forecast for Facsimile. – TE&M, September 15, 1991, pp. 48 – 52.

40.   H. Yamaguchi. Telecommunications: NTT’s vision of the future. Tokyo, NTT publishing co., 1991, 184 p.

41.   J. Hills. Telecommunications and Democracy: the International Experience. – Telecommunication Journal, Vol. 60, I/1993, pp. 21 – 29.

42.   Синюков М.И. О формировании программы информатизации общества. – ВЕСТНИК всесоюзного общества информатики и вычислительной техники, N3, 1990 г., с. 3 – 7.

43.   Черешкин Д.С. Информатизация советского общества. – ВЕСТНИК всесоюзного общества информатики и вычислительной техники, N3, 1990 г., с. 4 – 11.

44.   H. Baur. Perspectives for Communications Technology in the Nineties. – Telcom Report International, N 14, 1991 (Special “TELECOM’ 91), pp. 2 – 7.

45.   P. Pribilla. Trends in Private Communication System. – Telcom Report International, N 14, 1991 (Special “TELECOM’ 91”), pp. 20 – 24.

46.   K. Adachi. Future Outlook for Visual Communications Services. – NTT Review, Vol. 3, No 5, 1991, pp. 32 – 35.

47.   E. Kessler. Digital Circuit Multiplication Equipment and Systems – An Overview. – British Telecommunications Engineering, Vol. 11, July 1992, pp. 106 – 111.

48.   ETSI. Group 3 facsimile equipment. – Final Draft prETS 300 242, 1992, 44 p.

49.   H.E. Binder, B.S. Schaffer. Vision O.N.E. – Optimized Network Evolution. – Telcom Report International, N 14, 1991 (Special “TELECOM’ 91”), pp. 12 – 19.

50.   M. Bett. The “Global Village”: Dream or Reality ? – Policy Symposium “Strategy for Expanding Telecommunications Infrastructure”: Special Session of the World Telecommunication Forum, Part 1, Singapore, 17 -19 May, 1993, pp. 121 – 122.

51.   H. Ishikawa. New Concept in Telecommunications Network Architecture. – NTT Review, Vol. 1, May 1989, pp. 79 – 86.

52.   Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. – М.: МИР, 1990, 510 с.

53.   O. Martikainen, V. Naumov, K. Samouylov. Signalling System No 7 Portable Software Implementation. – St. Petersburg Regional International Teletraffic Seminar “Digital Communication Network Management”, 1993, Proceedings, pp. 344 – 348.

54.   CCITT. Recommendation Q.700. – Fascicle VI.7, Blue Book, Geneva, 1989, pp. 3 – 26.

55.   Г. П. Башарин, К.Е. Самуйлов. Методы анализа производительности систем сигнализации по общему каналу.- Итоги науки и техники. Серия: Электросвязь. – М.: ВИНИТИ, 1986, том 16, с. 102 – 164.

56.   Квазиэлектронные и электронные АТС / М.Ф. Лутов, М.А. Жарков, П.А. Юнаков – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1988, 264 с.

57.   N.A.C. McLeod. Development of the National Code Change. – British Telecommunications Engineering, Vol. 10, Jan. 1992, pp. 301 – 305.

58.   A. Croft. Implementing the National Code Change. – British Telecommunications Engineering, Vol. 10, Jan. 1992, pp. 306 – 309.

59.   A.H. Lindstrom. Bellcore proposes 640 new North American area codes. Telephony / March 2, 1992, p. 8.  60, S.O. Johansson. Development of Telecom Network during 1990s. – Tele, N2, 1990. pp 20 – 25.

61.   Шильман А.И., Рогушин И.И. Оптимальное построение ГТС с применением МТ-20 и ЭАТС-200. – Вестник связи, N 10, 1990, с. 37 – 41.

62.   Chr. Asgersen. Transition from Analogue to Digital Networks. Proceedings of the ITC Specialists Seminar, Cracow, 1991.

63.   V.A. Sokolov, N.A. Sokolov. Application of the digital transmission and switching systems at the metropolitan area networks. Proceedings of the International Conference TELEKOMUNIKACE – 88, Czechoslovakia, 1988.

64.   R.J. Chapuis. Present status and trends in digital switching. – Telecommunication Journal, Vol. 60 – IV, 1993, pp. 161 – 167.

65.   Руководящий документ по общегосударственной системе автоматизированной телефонной связи (ОГСТфС). Книга II. – М.: Прейскурантиздат, 1988, 313 с.

66.   W.C.Y. Lee. Cellular has a future in PCS. – TE&M, February, 15/1992, pp. 41 – 43.

67.   N. Williams. Economics of Local Loop Competition by Radio Access. – Policy Symposium “Strategy for Expanding Telecommunications Infrastructure”: Special Session of the World Telecommunication Forum, Part 1, Singapore, 17 -19 May, 1993.

68.   Основные положения по организации электросвязи в сельской местности. Книга 1. – М.: Прейскурантиздат, 76 с.

69.   Соколов Н.А. Применение цифровых коммутационных станций на СТС. – Электросвязь, 1993, N 6 , с. 11- 15.

70.   Rural Communication. – Electrical Communication, Vol. 65, N 1, 1991, pp. 83 -86.

71.   M.J. Morris, T.Le-Ngoc. Rural telecommunications and ISDN using point-to-multipoint TDMA radio systems. – Telecommunication Journal, Vol. 58 – I, 1991, pp. 33 – 39.

72.   R.J. Rohrlach. Dared to be Different – a Case Study. Telecommunication Journal of Australia, Vol. 41, N 1, 1991, pp. 43 – 45.

73.   W. Tomasi. Advanced Electronic Communications Systems. – Prentice-Hall, Inc., 1987, 373 p.

74.   Tamarkin V.M., Chechin G.V., Zhoukov A.V. Simulation of Satellite Communication Systems. – The First International Conference on Satellite Communications RUSSAT’93, Conference Proceedings, St. Petersburg, 1993, pp. 253 – 257.

75.   Радиотелефонная связь для сельских районов. – Зарубежная Техника Связи: серия «Телефония, Телеграфия, Передача Данных», 1990, вып. 7, с. 8-11.

76.   M. Gitlis, D. Waterhouse. Demand Assigned Multiple Access (DAMA) technology for Domestic and International Satellite Telecommunications. – The First International Conference on Satellite Communications RUSSAT’93, Conference Proceedings, St. Petersburg, 1993, pp. 121 – 137.

77.   Пелтон Д.Н. ЦСИО и развитие цифровых спутниковых систем. – Сети, N 4, 1992, с. 14 – 18.

78.   CCITT/GAS 9. Case study on an urban network. – Geneva, 1979.

79.   CCITT/GAS 9. Economic and technical aspects of the transition from analogue to digital telecommunication network. – Geneva, 1984.

80.   Кудрявцев Г.Г., Варакин Л.Е., Поляк М.У. Новая концепция построения интегральной цифровой сети: техника, экономика, стандартизация. – Электросвязь, 1991, N 1, с. 2 – 11.

81.   Вемян Г.В. Передача речи по сетям электросвязи. – M.: Радио и связь, 1985, 272 с.

82.   J. Koljonen. Closing the generation gap. – TE&M, November, 1/1992, pp. 80 – 84.

83.   D. Walker, S. Templar. Business Finance. – Business Practices & Processes, Issue 6. 10/92, p. 4.2.1 – 4.2.6.

84.   Смолянский М.Е. Проектирование линейных сооружений ГТС. – М.: Радио и связь, 1989, 176 с.

85.   P. Cochrane. An Introduction to Transmission. – Issue 4.4/92.

86.   N. Sokolov. Digital Cross Connects Application for the Future Subscriber Network. – ITC Specialists Seminar/Cracow, Poland, April 22 – 27, Vol. 2, pp. 215 – 218.

87.   N. Sokolov, “Geometric Models of the Transmission Networks”, Vol. “B”, Proc. of Symp. TELECOMMUNICATIONS-92, Poland, 1992, pp. 91 – 99.

88.   S. Davidsson, L. Johansson, E. Ohlsson. Subscriber Multiplexers in the Swedish Network. – Ericsson Review, No 2, 1988, pp. 2 – 6.

89.   I. Sakakibara, F. Higashiyama. Future Development of Optical Subscriber Network. – NTT Review, Vol. 3, No 6, 1991, pp. 21 – 26.

90.   R. Betts, M. Martin, B. Mattlet. ISDN and Intelligent Network based Telepoint Services. – Electrical Communication, Vol. 64, N 1, 1990, pp. 85 – 94.

91.   H. Ericsson, P.-O. Nilsson. Development of Radio Access in Cellular System – the Basis of Personal Telephony. – Ericsson Review, N1, 1991.

92.   R. Steele (Ed). Mobile Radio Communications, – Pentech Press, London, 1992, 779 p.

93.   Громаков Ю.А. Тенденции развития сотовых систем подвижной радиосвязи. – Электросвязь, 1993, N 8, с. 2 – 8.

94.   H. Shinohara, I. Yamashima, T. Miki. Evolution Scenario for the Integrated Fibre-Optic Subscriber System. – Telecommunication Journal, N 3, 1993, pp. 109 – 118.

95.   K.A. Oakley, R. Guyon, J. Stern. Fibre in the Access Network. – British Telecommunications Engineering, Vol. 10, April 1991, pp. 40 – 47.

96.   I. Channing. “Lloft-Y” hopes for fibre in the local loop. – TE&M, August, 1/1992, pp. 45 – 45.

97.   Tron Contract for Fulcrum. – Bandwidth Report / the Global Source on “High-Speed Connectivity Equipment, Services and Application” – Vol. 7, N 15, April 15, 1993, p. 7.

98.   ETSI. Draft prETS 300 175-1 “Digital European Cordless Telecommunications – Common Interface – Part 1”, 1991, 31 p.

99.   G. Costa. Telecommunications for the year 2000: moving towards a closer cooperation between manufacturers and network operators. – Technical Symposium “Technical Challenge: Interfacing Regional Needs”: Special Session of the World Telecommunication Forum, Part 2, Singapore, 17 -19 May, 1993.

100. Telephony, June 1, 1992. “This “White elephant” won’t go away”, p. 7.

101. Пожитков Н.Ф. Сельская электросвязь сегодня. – Вестник связи, N 4, 1993, с. 8 – 9.

102. M. Hirata. High Reliability Subscriber Loops with Free Access Point Concept. – Japan Telecommunication Review, 1987, N 2, pp. 23 – 29.

103. S. Lindholm. The AXE Transgate, a New Transit Exchange. – Ericsson Review, No 4, 1992, pp. 115 – 123.

104. New Polish Players. – Communications International, 1993, Vol. 20, No 7, pp. 22 – 23.

105. L. Sun. Telecom in China: One Step Forward, Two Steps Back? – TE&M, March 15, 1991, pp. 156, 158, 160, 162, 180.

106. N. Lerner. Hungary for change. – TE&M, June 1, 1992, pp. 95 – 100.

107. S. J. Slater. Congress debates new loans for rural telcos. TELEPHONY, V.219, N 4, July 23, 1990, pp. 21, 24.

108. J. F. Ewing. Giving Rural America a Change. TE&M, 1991, February, 1, pp. 58, 60.

109. М. Galbraith. Competition comes to South Korea. Telephony, V. 219, N4, 1990, July 23, pp. 28, 30, 32.

110. E.R. Kientz. Call for a quarter don’t cut it anymore. – TE&M, July 15, 1992, pp. 30 – 31.

111. Аваков Р.А., Игнатьев В.О., Попова А.Г., Чагаев Н.С. Управляющие системы электросвязи и их программное обеспечение. – М.: Радио и связь, 1991, 256 с.

112. Поляк М.У. Интегральная цифровая сеть ИЦС-32, наложенная на городскую телефонную сеть общего пользования. – Электросвязь, 1993, N 11, с. 3 – 9.

113. Голубев А.Н. Стратегия разработки комплекса. – Вестник связи , N 9, 1993, с. 9 – 12.

114. Пшеничников А.П., Гребешков А.Ю. Шабаев А.В. О применении экспертных систем для управления сетями электросвязи. – Научно-технический сборник «Связь», 1993, выпуск 5 – 6, с. 3 – 10.

115. Кантор Л.Я. Что такое VSAT? – Электросвязь, N 5, 1993, с. 5 – 7.

116. Бородич С.В. Место спутниковой связи в ЕАСС. – Электросвязь, N 2, 1992, с. 19 – 22.

117. Бородич С.В. Какой спутник нужен России? – Электросвязь, N 11, 1993, с. 15 – 19.

Структура городской телефонной сети





Добавить страницу в закладки ->
© Банк лекций Siblec.ru
Электронная техника, радиотехника и связь. Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные и гуманитарные науки.

Новосибирск, Екатеринбург, Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Чебоксары.

E-mail: formyneeds@yandex.ru