Лекции по Основам построения современных систем и сетей абонентского доступа   

1. Теоретические основы построения современных систем и сетей абонентского доступа

1.1. Основы построения современных сетей электросвязи

К началу XXI века человечество пришло к осознанию того, что именно информационная сфера его деятельности сегодня определяет уровень социально-политического, экономического и культурного развития общества. Это обусловлено, главным образом, тем, что любая целенаправленная деятельность, любое управление связаны со сбором, обработкой и передачей информации, которая стала таким же стратегическим ресурсом, как материалы и энергия. В самом общем смысле информация понимается как любые сведения о каком-либо предмете (процессе, событии, факте и т. п.), представленные или с применением некоторого языка (набора символов), или в каком-либо другом виде (графическом, звуковом, видео и т. п.). Для того чтобы информацию можно было использовать в интересах управления, из нее должны быть своевременно выделены необходимые сведения требуемых объема и достоверности. Таким образом, неотъемлемой частью управления является процесс обработки информации, то есть ее преобразование, с целью получения необходимых сведений с заданными характеристиками.

В роли источников и приемников информации, как правило, выступают люди или устройства, обслуживаемые людьми. Очевидно, что последние могут находиться на большом расстоянии друг от друга, в связи с чем возникает необходимость передачи информации, под которой понимается пересылка сведений между пространственно удаленными источником и приемником информации.

Для удобства передачи информации в источнике, как правило, формируются одно или несколько сообщений. При этом под сообщением понимается имеющая признаки начала и конца форма представления информации, предназначенной для передачи. Физиологические способности человека определяют возможность восприятия им информации через посредство звука (речи, акустического сигнала и т. п.), изображения (неподвижного или подвижного) или в виде знаков некоторого алфавита. Поэтому сообщения формируются в одном из указанных видов и классифицируются соответствующим образом (речевые, звуковые, графические, видео, текстовые и т. д.).

Если два источника осуществляют передачу информации друг другу, одновременно являясь приемниками адресованных им сообщений, принято говорить, что реализуется процесс обмена информацией. С ростом количества источников и приемников один процесс обмена информации накладывается на другой, и возникает задача обеспечения доставки каждого конкретного сообщения тому приемнику, которому оно предназначалось. Обеспечение обмена информацией в условиях одновременного функционирования нескольких источников и приемников информации является процессом распределения информации.

В настоящее время для обработки, передачи и распределения информации часто используются электромагнитные волны (электрические сигналы) различных диапазонов, включая оптический. Электрические сигналы, несущие все необходимые и достаточные признаки передаваемого сообщения, называются сигналами электросвязи, или просто сигналами. Справедливо утверждение, что сигнал – это физический процесс (функция времени), отображающий сообщение.

Собственно термин "связь" можно трактовать как техническую основу передачи и приема информации между людьми или устройствами [1]. В ряде источников [2, 10] указывается, что в широком смысле понятие "связь" и является процессом передачи сообщений от источника к получателю.

Из указанного следует, что для передачи сообщения от источника к приемнику необходимо использовать технические средства, реализующие преобразование исходной информации в электрические сигналы, перенос этих сигналов из одной точки пространства в другую и обратного преобразования электрических сигналов в исходное сообщение. Технические средства передачи информации в виде электрических сигналов имеют обобщенное название "системы электросвязи". Конкретными примерами системы электросвязи являются система передачи, система коммутации и сеть связи.

Продукт функционирования системы электросвязи по приему, обработке, передаче и доставке сообщений принято определять как услугу электросвязи.

Здесь следует отметить, что любое физическое или юридическое лицо, являющееся потребителем услуг связи, как правило, называют пользователем. Термин "абонент" является более узким и применяется для обозначения только тех физических или юридических лиц, с которыми заключен договор об оказании ему услуг электросвязи с выделением абонентского номера. Очевидно, что именно потребители услуг связи являются источниками и приемниками информации, создающими потоки сообщений различных вида и назначения и предъявляющими к системе электросвязи требования по доставке и обработке информации с соблюдением заданных качественных и количественных показателей (по объемам, времени, надежности и т. п.).

В процессе эволюции систем электросвязи вместо аналоговых (непрерывных) сигналов для передачи и распределения информации все чаще стали применяться цифровые (дискретные) сигналы, которые до этого использовались преимущественно в системах обработки информации (ЭВМ, АСУ и т. п.). С тех пор информация, представленная в виде, пригодном как для обработки (хранения), так и для передачи, обозначается термином "данные". Пересылка данных при помощи технических средств связи называется передачей данных.

Применение средств вычислительной техники совместно со средствами связи позволило удовлетворить самые разнообразные информационные потребности людей. Появились новые виды услуг связи (передача факсимиле, электронная почта, видеоконференция и т. п.). Это, в свою очередь, потребовало установки у пользователя персональных средств обработки данных (факса, ЭВМ, видео-устройств и т. д.). Развитие этого направления систем электросвязи привело к появлению сетей передачи данных.

Сети электросвязи, обеспечивающие предоставление потребителям наряду с традиционными (телефонными, телеграфными, звукового и телевизионного вещания) услугами связи возможность передавать и принимать данные, стали называть телекоммуникационными сетями. Так как в настоящее время услуги передачи данных поддерживают практически все функционирующие системы электросвязи, понятия "сеть связи" и "телекоммуникационная сеть" стали практически синонимами.

Пункты распределения информации различных видов связи, объединенные в узлы связи, обеспечивают реализацию процессов ввода-вывода, пересылки сообщений по предназначению и составления путей их передачи. Перечисленные процессы составляют сущность понятия "коммутация", вследствие чего комплекс технических средств узла связи, реализующий эти процессы, называют системой коммутации.

Таким образом, система коммутации является системой распределения информации.

С точки зрения системного подхода сеть связи для системы коммутации является системой более высокого уровня (суперсистемой). Для потребителей информации распределение сообщений по предназначению обеспечивается сетью связи в целом. Поэтому сеть связи также можно считать системой распределения информации, только более высокого системного уровня.

Сети связи и системы коммутации, реализуя близкие по сущ-ности процессы распределения информации, имеют множество сходных черт и родственных характеристик. Во всем мире их развитие осуществляется взаимоувязанно и согласованно, на единых организационно-технических и технологических принципах.

В соответствии с мировыми тенденциями основным направлением совершенствования ЕСЭ РФ является ее цифровизация, т. е. процесс внедрения цифровых систем передачи (ЦСП), средств коммутации и управления, обеспечивающих передачу и распределение потоков информации в цифровом виде [1–7]. Однако этот процесс в субъектах РФ идет неравномерно.

Так, в ряде развитых регионов и крупных городах высокими темпами внедряют самые современные цифровые технологии передачи и распределения информации: асинхронный режим передачи ATM (Asynchronous Transfer Mode), коммутация по временным меткам MPLS (Multi-Protocol Label Switching) и др.  В менее развитых областях до сих пор применяется аналоговое оборудование передачи и коммутации, выслужившее установленные сроки эксплуатации.

В сложившихся условиях при исследовании теоретических (архитектурных) вопросов организации систем абонентского доступа имеют место два подхода [1, 8, 10], каждый из которых по-своему отражает специфику построения и функционирования телекоммуникаций, а также уровень развития конкретного фрагмента ЕСЭ РФ. Сущность первого подхода состоит в представлении сети электросвязи в виде традиционной архитектуры "первичная сеть–вторичные сети". Второй подход, нашедший свое применение в последние годы, предлагает представлять сеть электросвязи в виде архитектуры "транспортная сеть–сети доступа".



*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.