4.4.1. Перспективы развития ведомственных сетей
4.4.1. Перспективы развития ведомственных сетей
Ведомственные сети электросвязи созданы Министерствами или Государственными комитетами (железнодорожный транспорт, энергетика и т.п.) для поддержки информационного обмена, осуществляемого в интересах соответствующих отраслей. В последнее время появилась тенденция к созданию сетей, имеющих междуведомственное назначение. Подобные сети создаются предприятиями, либо располагающимися в пределах одной области (города), либо тесно связанными спецификой своей деятельности. Хотя такие сети не имеют специфики ведомственной связи, они могут быть приравнены к ним с точки зрения вопросов сопряжения с ВСС РФ.
Сети электросвязи, созданные Министерствам или Комитетами общегосударственного назначения, охватывают либо всю территорию бывшего СССР, либо регионы, в которых сосредоточена основная производственная мощность соответствующих предприятий. Эти сети создавались в течение нескольких десятков лет. Средства передачи этих сетей состоят как из собственных линейных сооружений и систем передач, так и, частично, арендуемых у Министерства Связи. Коммутационная техника принадлежит (почти на 100%) соответствующим Министерствам и Комитетам. Большинство этих сетей используют морально устаревшую технику передачи и коммутации.
На территории России организовано достаточно много ведомственных сетей, предоставляющих различные услуги электросвязи. Причины, побудившие различные Министерства создавать собственные сети связи, были обусловлены, в основном, следующими факторами:
- ограниченная пропускная способность общегосударственных сетей и, в первую очередь, ТФОП;
- полное отсутствие каких-либо общегосударственных сетей связи в тех регионах, где создавались предприятия данных Министерств;
- невозможность средствами общегосударственных сетей обеспечить требуемые показатели надежности, качества обслуживания и качества передачи информации.
Два последних момента остаются весьма существенным аргументом для сохранения и развития большинства ведомственных сетей как самостоятельных (выделенных по отношению к ТФОП) систем. К этим двум соображениям добавляются финансовые сложности, связанные с существенным повышением Министерством Связи России арендной платы за каналы первичной сети. Монопольное владение Министерством связи первичной сетью порождает неуверенность у Администраций связи ведомственных сетей в целесообразности дальнейшей ориентации на аренду каналов первичной. По этой причине большинство Министерств, которые нуждаются в собственной междугородной связи, собираются организовывать первичные сети самостоятельно или совместно с другими Министерствами.
Дальнейшая эволюция ведомственных сетей прямо связана с перспективой развития той отрасли экономики, в интересах которой она создавалась. Различные изменения как в самой отрасли, так и в принципах управления ее предприятиями отражаются на ведомственной сети. Это влияние выражается, в первую очередь, в изменении величин и распределения информационных потоков. Такие изменения в характере трафика требуют, как правило, модернизировать структуру сети. Затем возникает проблема с планом нумерации и маршрутизацией, что приводит к необходимости разработки новой концепции, определяющей принципы дальнейшего развития ведомственной сети.
Специфика отрасли определяет, в основном, структуру ведомственной сети. Другие принципы ее развития мало чем отличаются от аналогичных процессов, характерных, например, для ТФОП. Ведомственные сети в соответствии с планами соответствующих Администраций связи будут развиваться по общепринятой схеме: цифровизация первичной и телефонной сетей, переход к ЦСИО, создание сотовых сетей связи с подвижными объектами и введение других перспективных телекоммуникационных технологий.
Анализируя аспекты интеграционных процессов в электросвязи, многие специалисты акцентируют внимание на объединении ведомственных сетей с общегосударственными. Эта тенденция представляется, в целом, очевидной, но реальная интеграция этих двух классов сетей будет весьма длительным процессом. Более того, изучение автором принципов создания и вероятных сценариев развития крупных ведомственных сетей позволяет сделать вывод, что объединение этих сетей с ВСС РФ может рассматриваться как самый сложный аспект интеграционных процессов в электросвязи.
Одной из актуальных проблем развития всех видов ведомственных сетей является их совместимость с общегосударственными сетями как в настоящее время, так и в перспективе, когда начнется интенсивный процесс их эволюции. Именно этот вопрос и рассматривается в данном разделе. В последние годы сформировалось еще одно перспективное направление эволюции системы ведомственной связи – виртуальные частные сети (Virtual Private Network). Этот путь развития ведомственной связи может найти практическую реализацию по мере создания Интеллектуальных Сетей; некоторые направления подобной эволюции ведомственных сетей изложены в разделе 5.4.
4.4.2. Сопряжение на уровне первичных сетей
Многие ведомственные сети электросвязи используют ресурсы первичной сети ВСС РФ. Преимущественно арендуются каналы магистральной первичной сети. Эта тенденция сохранится, вероятно, и в обозримом будущем.
Использование ресурсов общегосударственных первичной и вторичных сетей может рассматриваться с нескольких точек зрения: организационной, финансовой и технической. Хотя все эти аспекты представляются весьма важными, в разделе 4.4 излагаются только технические вопросы сопряжения ведомственных сетей с общегосударственными, из которых, в свою очередь, выделены первичная сеть и ТФОП.
С технической точки зрения сопряжение на уровне первичной сети - независимо от уровня ее иерархии - не представляется сложной задачей. Это объясняется тем, что - за редким исключением - как ВСС РФ, так и ведомственные сети созданы и развиваются на базе стандартных АСП и ЦСП. Поэтому и интерфейсы между первичными сетями фактически стандартизованы.
В настоящее время ведомственные сети арендуют на общегосударственной первичной сети преимущественно каналы ТЧ или первичные тракты АСП. Модернизация большинства ведомственных сетей осуществляется быстрее чем ТФОП. Поэтому потребность в аренде цифровых каналов и трактов на ведомственных сетях формируется раньше чем на ТФОП. Проблема сопряжения на уровне первичной сети на этапе цифровизации ведомственной связи имеет, кроме задачи соединения на СУ стандартных каналов и трактов, еще один аспект, заключающийся в следующих положениях:
- при организации арендованного канала или тракта между цифровыми коммутационными станциями ведомственной сети целесообразно использоваться (если такая возможность существует) только цифровые каналы (тракты);
- при организации составного канала, образованного посредством АСП и ЦСП, необходимо учесть существующие нормы на допустимое число преобразований "аналог-цифра" [11];
- при разработке перспективных принципов технической эксплуатации первичной сети необходимо учесть требования к надежностным и качественным показателям, предъявляемые теми системами ведомственной связи, которые используют ресурсы ВСС РФ.
Таким образом, сопряжение систем ведомственной и общегосударственной связи на уровне первичной сети не представляется с технической точки зрения сложной проблемой ни в настоящее время, ни в обозримой перспективе.
4.4.3. Сопряжение с ТФОП
Телефонная связь была и остается основным видом информации, передаваемой как по ТФОП, так и по ведомственным сетям. Сопряжение ведомственных сетей с ТФОП является, соответственно, основным видом их стыка с ВСС РФ.
Варианты взаимодействия ведомственных сетей с ТФОП зависят от многих причин, но общий принцип их сопряжения может быть формализован моделью, представленной на верхней части рисунка 4.8, который соответствует принятому МСЭ подходу к описанию межсетевых интерфейсов [12]. Средства поддержки функций взаимодействия, показанные на рисунке 4.8 в виде отдельного блока, могут быть, в зависимости от конкретной ситуации, реализованы как одной из сетей, так и распределены между ними.
Вид интерфейса между сетями определяется с нескольких точек зрения:
- принципов построения и структур ведомственной сети и ТФОП соответственно;
- используемых среды и систем передачи, т.е. характеристиками первичной сети;
- систем сигнализации, применяемых на взаимодействующих сетях;
- планов нумерации, которые свойственны ведомственной сети и ТФОП и т.п.
Сопряжение на уровне первичной сети было кратко изложено в предшествующем параграфе. Проблемы, относящиеся к системам сигнализации, составляют предмет отдельного изучения и не входят в круг вопросов, затронутых в данной монографии. По этим причинам далее рассмотрены только первый и четвертый из упомянутых вопросов. Схема взаимодействия ТФОП и гипотетической ведомственной сети, иллюстрирующая анализируемые вопросы их сопряжения, показана на нижней части рисунка 4.8.
На любой ведомственной сети (вне зависимости от ее реальной структуры и, естественно, используемой ее создателями терминологии) можно выделить два типа коммутационных станций, которые, по отношению к ТФОП, могут рассматриваться как АМТС или УПАТС. Такое предположение полезно с точки зрения анализа принципов взаимодействия сетей, но для изучения других аспектов функционирования ведомственных сетей может оказаться не приемлемым.
АМТС ведомственной сети должна иметь выход на АМТС ТФОП, через которую она обеспечивает взаимодействие с междугородной сетью России и с международной телефонной сетью. Существующие правила взаимодействия этих АМТС и соответствующий план нумерации определяются РД по ОГСТфС [2]. Эволюция ведомственных сетей, вызванная, преимущественно, существенными изменениями в экономике, не мыслима без обеспечения надежной и качественной связи как в пределах страны, так и с большинством развитых и развивающихся государств.
Эти причины требуют пересмотра принципов взаимодействия ведомственных сетей с ТФОП. При разработке всей совокупности принципов взаимодействия сетей наиболее сложные проблемы возникают, как правило, с планом нумерации. Существенно также и то, что разрабатываемый план нумерации при взаимодействии какой-либо ведомственной сети с ТФОП может быть оптимальным на текущий момент, но оказаться существенным препятствием для дальнейшей эволюции этой сети при частичном (например, на одной или нескольких местных телефонных сетях) или полном (в масштабе всей ТФОП) изменении системы нумерации на ВСС РФ.
Универсальное решение, с учетом изложенного, может быть основано на выделении кодов ABC всем крупным ведомственным сетям. В данном разделе коды ABC, выделенные для ведомственных сетей, будут обозначаться большими латинскими буквами DEF, а первые индексы семизначного номера - маленькими латинскими буквами de. Рассматриваемый подход гарантирует (при любых реальных коррекциях плана нумерации на ВСС РФ) сохранение для абонентов обеих типов сетей следующих процедур набора номера:
- при выходе с ведомственной сети на ТФОП: 8-ABCabxxxxx;
- при выходе с ТФОП на ведомственную сеть: 8-DEFdexxxxx.
На рисунке 4.8 изложенное решение соответствует стыку АМТС-АМТС в левом нижнем углу картинки. Эти две АМТС могут быть связаны непосредственно, через УАК, принадлежащий ТФОП, или через аналогичный транзитный узел, являющийся элементом ведомственной сети.
Взаимодействие на уровне местных сетей, показанное в правом нижнем углу рисунка 4.8 как стык РАТС-УПАТС, не вызывает принципиальных затруднений, если на данной местной сети имеется возможность выделения необходимой для УПАТС номерной емкости. Выделение необходимой номерной емкости может оказаться сложной задачей в следующих ситуациях:
- номерная емкость УПАТС превышает величину свободной номерной емкости РАТС (узлов) местной телефонной сети, а включение УПАТС на правах новой РАТС не представляется возможным;
- ведомственная сеть состоит из нескольких УПАТС (этот вариант показан на рисунке 4.9), абоненты которых имеют единую систему нумерации с такой суммарной емкостью, что даже наличие резерва на каждой РАТС не позволяет подключиться к одной станции.
Первый случай соответствует варианту, обозначенному на рисунке 4.8 как "АМТС - РАТС". Выход абонентов ведомственной сети осуществляется через УПАТС1, которая может быть включена как в свою АМТС, так и в АМТС, установленную на ТФОП. На рисунке 4.9 показан вариант связи через АМТС ТФОП. Маршрутизация вызова, например между УПАТС6 и РАТС3, осуществляется через: АМТС (ТФОП) и РАТС1. Такое решение представляется, в настоящее время, чисто теоретическим, что связано с весьма строгим делением функций распределения информации по местным и междугородной сетям. Во многих странах АМТС широко используются для функций транзита между местными коммутационными станциями. С течением времени изложенный вариант не будет казаться чем-то не реальным и на ВСС РФ.
На рисунке 4.9 показана часть гипотетической ГТС - те РАТС, в зонах обслуживания которых расположены УПАТС некоторой ведомственной сети. УПАТС1 является главной коммутационной станцией для того фрагмента ведомственной сети, который расположен на территории изображенной на рисунке 4.9 ГТС. Абоненты всех шести УПАТС охвачены единой нумерацией, что, практически, не позволяет организовать их взаимодействие с ГТС через те РАТС, на территории которых расположены УПАТС.
Выход абонентов всех УПАТС на ТФОП может быть организован через АМТС, как это было изложено для предыдущего варианта. Другая возможность заключается во введении единой нумерации для абонентов всех шести УПАТС, но набираемые при входящей к ним связи номера пересчитываются в другие, свободные на данной местной сети. Такое решение позволяет, в принципе, организовать взаимодействие ведомственных сетей с ТФОП на местном участке без использования АМТС. Но с точки зрения общесистемных принципов построения ГТС и СТС такое решение может быть рекомендовано только как временное, так как чревато многими осложнениями при реализации услуг ЦСИО, персональной связи и т.п.
Последний из представленных на рисунке 4.8 сценариев взаимодействия ("РАТС-АМТС") предусматривает возможность выхода с ведомственной АМТС на местную сеть ТФОП. Этот сценарий имеет, в свою очередь, два достаточно различных аспекта реализации:
- возможность выхода с ведомственной АМТС на любую местную телефонную сеть, что обеспечивается присвоением ей кода зоны ТФОП, обозначенного ранее большими латинскими буквами DEF;
- организация прямого пучка СЛ между ведомственной АМТС и одной из РАТС местной телефонной сети, которые могут быть расположены на достаточно большом удалении друг от друга.
Задача создания прямых пучков СЛ между ведомственной АМТС и местными сетями ТФОП реально возникает в ряде достаточно специфических ситуаций. Пучки СЛ в рассматриваемом варианте обычно организуются посредством ССС, что снимает ряд технических проблем, включая, например, задачу устранения т.н. "двойного скачка". Существенно сложнее решается проблема, связанная с планами нумерации на взаимодействующих сетях.
Если на соответствующих участках обеих сетей используется система общеканальной сигнализации, то задача организации прямого пучка СЛ решается весьма просто. Если ведомственная АМТС принадлежит к классу систем с управлением по записанной программе, то рассматриваемая проблема может быть частично решена и до внедрения системы. Такая ситуация позволяет организовать автоматическую входящую связь к абонентам местных сетей. При этом исходящая связь от абонентов местной сети может осуществляться либо через оператора (по прямому пучку СЛ), либо через междугородную сеть набором: 8-DEFdexxxxx.
Если, наоборот, только РАТС является коммутационной станцией с программным управлением, то лишь исходящие к ведомственной сети вызовы могут устанавливаться автоматически. Входящая связь от абонентов ведомственной сети может осуществляться через оператора или стандартным образом, предусматривающем набор полного номера абонента ТФОП: 8-ABCabxxxxx.
Если, наконец, обе корреспондирующие коммутационные станции принадлежат к классу систем, управляемых по записанной программе, то установление исходящих и входящих соединений может быть реализовано самым оптимальным способом. План нумерации для установления соединений по прямому пучку СЛ может основываться на различных сценариях. С общесистемных соображений целесообразно сохранить единую процедуру (набор префиксов выхода на АМТС и полных номеров DEFdexxxxx или ABCabxxxxx). Отличие в алгоритме обслуживания вызовов будет заключаться в том, что на основе анализе кода зоны выбирается либо пучок ЗСЛ к АМТС, либо прямой пучок СЛ между двумя различными сетями.
4.4.4. Эволюция интерфейсов с ВСС России
Изложенные в разделе 4.4 принципы сопряжения могут быть (на текущем этапе развития электросвязи) положены в основу соответствующих системных решений как для ВСС РФ, так и для ведомственных сетей.
Интерфейсы между этими классами сетей будут пересматриваться с учетом следующих факторов:
- рост монтированной емкости и площади обслуживаемых территорий;
- модернизация за счет внедрения цифровых коммутационных станций, использующих систему общеканальной сигнализации;
- создание других вторичных сетей для ПД с коммутацией пакетов, сотовых для связи с подвижными объектами и т.п.;
- практическая реализация услуг ЦСИО, Интеллектуальных Сетей, персональной связи и других перспективных телекоммуникационных технологий;
- текущие изменения системных решений в части сигнализации, нумерации и т.п.
Хотя число факторов, влияющих на принципы сопряжения ведомственных сетей и ВСС РФ, возрастает, соответствующие интерфейсы все более унифицируются. Эта тенденция обусловлена характером интеграционных процессов, свойственных текущему этапу развития электросвязи. Эволюция интерфейсов ведомственных сетей с ВСС РФ будет, по всей видимости, характеризоваться следующими аспектами:
I. Сопряжение на физическом уровне осуществляется в эталонной точке Q [12], функциональные характеристики которой определяются рекомендациями МСЭ серий G.700 - G.900. Это подразумевает, что первичные сети обеих сетей являются цифровыми, а линейные тракты образованы посредством стандартизованных ЦСП плезиохронной или синхронной иерархий. Поскольку понятие "линейный тракт" обычно распространяется на ЦСП с емкостью не менее 30 каналов ТЧ, то целесообразно подчеркнуть возможность стыка на более низкой скорости. Эта возможность относится, по крайней мере, к основному доступу ЦСИО с конфигурацией 2B+D.
II. Взаимодействие систем сигнализации - одна из самых сложных проблем сопряжения ВСС РФ с ведомственными сетями электросвязи. Перспективное решение этой проблемы заключается в применении системы общеканальной сигнализации, реализованной с соблюдением соответствующих стандартов МСЭ и ETSI.
III. Согласование систем нумерации целесообразно осуществлять на этапе разработки нового плана нумерации на ВСС РФ. Этот план должен, естественно, учитывать требования, предъявляемые всеми ведомственными сетями. В настоящее время наиболее перспективным решением представляется выделение ведомственным сетям нескольких кодов ABC, каждый из которых может использоваться либо одной (крупной) ведомственной сетью, либо несколькими ведомственными сетями. Такое решение обеспечивает, по крайней мере, один способ сопряжения - через междугородную сеть. В тех случаях, где целесообразно осуществлять взаимодействие сетей на местном участке, должна быть реализована и такая возможность.
IV. Эталонные точки доступа к различным сервисным услугам (справочные службы, банки данных и т.п.) общегосударственного и ведомственного назначения будут унифицироваться за счет применения стандартизованных аппаратно-программных средств. Этот процесс для справочных служб с телефонным доступом кратко анализируется в следующем разделе. Относительно информационных систем подобная унификация будет осуществляться за счет применения протоколов, определенных моделью взаимодействия открытых систем.
V. Система технической эксплуатации на ВСС РФ, эволюция которой связана с построением специализированной сети, называемой в англоязычной технической литературе Telecommunications Management Network [13], будет максимально интегрирована с аналогичными ведомственными системами.
По мере практической реализации перечисленных выше направлений взаимодействие ВСС РФ с ведомственными сетями будет существенно упрощаться.