Средства связи для "последней мили" (стр. 3 )

Однако, состояние российской телефонной сети не вполне удовлетворяет требованиям, предъявляемым к ней как к транспортной среде телекоммуникационной системы. Половина АТС на ТфОП уже отработали свои амортизационные сроки и требуют обновления. Телефон­ная сеть в общем-то не предназначена для передачи дискретных сообщений. Такие характе­ристики сети, как неравномерность амплитудно-частотной характеристики затухания и груп­пового времени запаздывания, кратковременные перерывы связи, импульсные помехи, дро­жание фазы, существенно влияют на верность передачи дискретных сообщений. Коэффици­ент ошибок при трансляции сообщений через АТС электромеханических систем в отдельных случаях может достичь сотых долей , что часто является недопустимым [7].

Резкое снижение скорости передачи может быть вызвано применением на городской телефонной сети (ГТС) аналоговых систем передачи (уплотнения), например, типа КРР и КА­МА [10].

1.2. Способы построения сетей абонентского доступа

Развитие телекоммуникационных сетей и служб связано с переоборудованием АТС, за­меной аналоговых систем передачи на цифровые. Трудности переоснащения сетей связаны в настоящее время с тем, что государственная телефонная сеть общего пользования как еди­ное целое прекратила свое существование. Местные телефонные сети перешли в ведение самостоятельных предприятий связи, что замедляет инвестирование средств в информаци­онную инфраструктуру.

По планам развития ТфОП в ближайшее время предполагается ввод в эксплуатацию значительной номерной емкости за счет установки новых электронных (цифровых) коммута­ционных станций и замены устаревших АТС декадно-шаговой и координатной систем. На те­лефонных сетях при этом сохраняется также аналоговое коммутационное и каналообразующее оборудование. Поэтому новые технические средства, применяемые на так называемой "последней миле", должны быть пригодны для работы как с аналоговым, так и с цифровым оборудованием. Именно этот факт характеризует специфику российских телефонных сетей, так как в большинстве западных стран вся сеть связи оснащена цифровой техникой.

В мировой практике сфера информационного бизнеса является весьма привлекатель­ной с точки зрения вложения капитала, так как дает возможность инвесторам получать гаран­тированные доходы в течении примерно 15 лет после возврата первоначально вложенного капитала. Средний срок эксплуатации оборудования связи, как правило, значительно превос­ходит этот срок. В наших условиях срок окупаемости оборудования больше при меньшей норме прибыли (около 11% к вложенному капиталу) [8].

Значительную часть общих затрат на сооружение ГТС составляют затраты на абонент- • скую распределительную сеть (до 30%) [З]. Наиболее распространены следующие способы, позволяющие повысить эффективность использования АЛ. а также получить абонентам до­полнительный доступ к телефонной и другим сетям (через ресурсы ТфОП):

1. спаренное включение телефонных аппаратов;

2. применение всевозможного каналообразующего оборудования (систем уплотнения и мультиплексоров);

3. организация выноса станционного оборудования в места концентрации абонентов (под­станции и концентраторы);

4. бесшнуровое подключение (радио доступ).

При спаренном включении двух близко расположенных телефонных аппаратов (ТА), ка­ждому из которых присвоен свой абонентский номер, оба подключаются к одной АЛ. На рис. 1.4 показано такое подключение к АТС через комплекты спаренных аппаратов (КСА), при этом в корпусах спаренных ТА вмонтированы разделительные диодные цепи, позволяющие переключать ТА при поступлении соответствующего вызова. При разговоре по одному ТА,

второй отключается от общей линии запертыми диодами. Как показывают расчеты, примене­ние спаренного включения оказывается выгодным по затратам, начиная с расстояния 0,3-0.5 км от АТС [2]. Данный способ снижает расход кабеля, но является крайне неудобным и нежелательным для абонентов.

Рис, 1.4. Спаренное включение ТА

Применение систем уплотнения (системы передачи) на всех участках сети позволяет увеличить дальность передачи и число каналов в линии связи. При этом под каналом обычно понимают совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающую пе­редачу сигналов в определенной полосе частот (при аналоговой передаче) или с определен­ной скоростью (при цифровой передаче) [9].

В общем виде системы уплотнения имеют общую структурную схему, приведенную на .рис. 1.5. Сигналы от N источников информации (абонентов) поступают на входы N каналов оборудования системы уплотнения. В каждом канале с помощью соответствующего модуля­тора М происходит преобразование исходного сигнала в канальный и на выходе сумматора уже действует групповой сигнал S(t). Необходимость преобразования исходных сигналов в канальные обусловлена тем, что совокупность исходных каналов не обладает свойством раз­делимости.

Рис. 1.5. Структурная схема системы уплотнения

Передающая часть оборудования преобразует групповой сигнал в линейный, который поступает в линию связи. Это преобразование обусловлено большим разнообразием линий связи на сети: воздушные, кабельные, радиорелейные, спутниковые, волоконно-оптические и др. При формировании линейного сигнала из группового должны учитываться рабочий диапа­зон передаваемых частот, уровни передаваемых и принимаемых сигналов, а также помех в линии.

Приемная часть восстанавливает форму передаваемых сигналов и преобразует линей­ный сигнал в групповой. С выхода линейного тракта сигнал S(t) поступает на вход совокупно­сти разделителей канальных сигналов (Р), затем с помощью демодуляторов (ДМ) канальные сигналы преобразуются в исходные.

При передаче по линиям происходит искажение формы сигнала и наложение помех. Уменьшить влияние этого фактора позволяют усилительные или регенерационные пункты на линии, восстанавливающие форму сигналов и обеспечивающие их помехозащищенность.

Система абонентского высокочастотного уплотнения (АВУ) позволяет получить на одной АЛ, кроме немодулированного исходного сигнала с частотами 0,3-3,4 кГц (эффективный спектр речи), еще один дополнительный высокочастотный канал. Этот канал получается с по­мощью модуляторов и несущих частот однократным преобразованием исходного сигнала. Для передачи по высокочастотному каналу от ТА к АТС используется частота 28 кГц, а от АТС к ТА - частота 64 кГц. С помощью этих несущих формируются сигналы, спектры которых занимают взаимно непересекающиеся диапазоны частот (рис. 1.6). В линию передаются несущая часто­та и две боковые частоты, получившиеся при преобразовании исходного сигнала. Такой спо­соб передачи является нерациональным, так как ширина спектра передаваемого по линии сигнала более чем в 2 раза больше, чем ширина спектра исходного сигнала. Обе боковые полосы несут одинаковую информацию об исходном сигнале, а несущая не содержит полез­ной информации, при этом ее мощность значительно (примерно в 100 раз) превосходит мощ­ность боковых полос. При таком способе большая часть мощности линейного сигнала расхо­дуется бесполезно, однако, построение системы максимально упрощается и удешевляется.

Рис. 1.6. Спектр передаваемых АВУ сигналов

Система АВУ состоит из двух фильтров для выделения частот низкочастотного канала (Д-3,5), двух фильтров для выделения частот высокочастотного канала (К-20) и двух блоков высокочастотных преобразователей: станционного - ВЧС и линейного - ВЧЛ (рис. 1.7). Сис­тема АВУ имеет невысокую надежность и низкое качество связи (особенно высокочастотный канал), что обуславливает необходимость ее замены на цифровые системы.

Рис. 1.7. Схема построения АВУ

 

В настоящее время все шире внедряются цифровые системы уплотнения (передачи) АЛ, для которых характерны следующие преимущества: высокая помехозащищенность; стабиль­ность параметров каналов; эффективность использования пропускной способности каналов при передаче дискретных сигналов; слабая зависимость качества передачи от длины линии связи; возможность построения цифровой сети связи; высокие технико-экономические пока­затели.

Структурная схема цифровой системы передачи (ЦСП) приведена на рис. 1.8. Функцио­нирование этих систем передачи связано с разбиением времени передачи на циклы длитель­ностью Т, при этом частота следования (частота дискретизации) будет f = 1/Т. Каждый цикл N-канальной системы передачи разбивается на N канальных интервалов (КИ) длительностью t=T/N. При этом в течение каждого канального интервала передается информация соответст­вующего канала, которая содержит информацию о мгновенных значениях отсчетов в исход­ном сигнале. Отсчеты производятся с частотой дискретизации f. Временное расположение канальных сигналов в групповом сигнале (рис. 1.9) определяется распределителем канальных импульсов (РИК).

Рис. 1.8. Структурная схема ЦСП

Рис. 1.9. Упрощенная схема циклов

С помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) каждому импульсу группового сигнала будет соответствовать кодовая комбинация и на выходе АЦП сформируется группо­вой сигнал импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). На приемном конце под воздействием им­пульсов РИК приема замкнется соответствующий канальный ключ (КЛ), в результате чего бу­дет выделен канальный сигнал.

Обычно Т=125 мкс (f=8 кГц), число элементов в кодовой комбинации m=8. структура циклов для одной из самых распространных цифровых систем ИКМ-30 показана на рис. 10. Выбор частоты дискретизации 8 кГц обоснован теоремой . в соответствии с которой исходный сигнал, представленный с помощью дискретных отсчетов, может быть восстановлен, если значение частоты Т не менее удвоенной максимальной частоты спектра ис­ходного сигнала.