Классификация сетей электросвязи (стр. 65 )

9.2.2.2. Применение систем уплотнения (системы передачи) на всех участках сети позволяет увеличить дальность передачи и число каналов в линии связи.

В общем виде системы уплотнения имеют общую структурную схему, приведенную на рис. 9.5. Сигналы от N источников (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).

Рис. 9.5. 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.

9.2.2.2.1. 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. 9.3). 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 превосходит мощ­ность боковых полос. При таком способе большая часть мощности линейного сигнала расхо­дуется бесполезно, однако, построение системы максимально упрощается и удешевляется.

Рис. 9.3. Спектр передаваемых АВУ сигналов

Рис. 9.4. Схема построения АВУ

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. 9.4). Сис­тема АВУ имеет невысокую надежность и низкое качество связи (особенно высокочастотный канал), что обуславливает необходимость ее замены на цифровые системы.

9.2.2.2.2. 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. 9.5. Функцио­нирование этих систем передачи связано с разбиением времени передачи на циклы длитель­ностью Т, при этом частота следования (частота дискретизации) будет f=1/T. 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.

Рис. 9.5. Структурная схема ЦСП

9.2.2.2.3. Применение мультиплексоров MUX (рис. 9.6) позволяет строить гибкие распредели­тельные телефонные сети различной топологии и объединять потоки сообщений разного вида (телефонные сигналы и передачу данных, текста и видеоизображений).

Современные мультиплексоры разделения времени, предназначенные для использования в телефонных сетях, являются каналообразующим оборудованием, их основное отличие от традиционных систем уплотнения с импульсно-кодовой модуляцией состоит в том, что:

Рис. 9.6. Пример построения сети с использованием мультиплексоров

1. мультиплексоры позволяют, кроме традиционной передачи телефонных сигналов, пере­давать данные с разной скоростью, для этого мультиплексоры снабжены портами (точ­ками подключения), поддерживающими разные скорости;

2. мультиплексоры, обладающие свойством "drop & insert" (add/drop), позволяют выделять часть каналов из общего линейного потока, а также объединять каналы в общий линей­ный поток, это дает возможность строить сети сложной топологии.

       Широко применяются мультиплексоры для децентрализации оборудования АТС путем выноса его части в места концентрации абонентов (городской микрорайон, многоэтажный и многоквартирный дом, офис крупной фирмы и т. д.).

9.2.2.3.При внедрении электронных цифровых АТС построение сети с помощью цифровых вы­носных подстанций ПС, иногда называемых концентраторами, является весьма эффективным уже при расстоянии 500-700 метров до оконечных абонентских устройств. Основное отли­чие цифровых подстанций от мультиплексоров разделения времени заключается в возможно­сти замыкания внутренней нагрузки через коммутационные поля (КП) подстанций. Для управ­ления этими коммутационными полями предусматриваются управляющие устройства (УУ), более сложные, чем у мультиплексоров. Это приводит к более высокой стоимости подстанций по сравнению с мультиплексорами.

Цифровые подстанции (концентраторы) как и мультиплексоры осуществляют аналого-цифровое преобразование сигналов, концентрацию нагрузки и коммутацию абонентских ли­ний, при этом концентратор может представлять собой управляемую с основной (опорной) АТС подстанцию. Таким образом, вместо абонентских линий, имеющих сравнительно небольшое использование, от подстанции до опорной АТС идет пучок уплотненных соединительных линий (рис. 9.7). Потребность в магистральных кабелях для абонентской сети при этом рез­ко уменьшается. Цифровой поток доходит до подстанции, затухание соединительного цифро­вого тракта будет равно 0 дБ. Тогда затухание, отведенное по нормам на абонентскую линию и равное 4,5 дБ, теперь будет считаться от подстанции, допустимая длина линии от подстан­ции до оконечного абонентского устройства как бы увеличится, тем самым увеличится зона действия АТС.

Рис. 9.7. Пример построения сети с использованием подстанции (концентраторов)

Для установки подстанций требуются специально приспособленные помещения. Целе­сообразность построения телефонной сети по тому или иному варианту обычно определяется специальным расчетом, учитывающим конкретные условия.

9.3. Построение абонентской распределительной сети

В настоящее время, в основном, предусматривается включение в АТС двухпроводных аналоговых и цифровых АЛ.

На рис. 9.8 приведена схема организации абонентского доступа на городской теле­фонной сети (ГТС), которая используется в настоящее время. Для организации доступа к АТС применяются многопарные кабели связи, которые, как правило, прокладываются в специаль­ной кабельной канализации.

Рис. 9.8. Схема организации абонентского доступа на ГТС (МУ - магистральный кабельный участок абонентской распределительной сети, выполняемый на многопарном кабеле (200-1200 пар), РУ - распределительный участок (выполняется на 10-50 парном кабеле), АП - абонентская проводка, ВП - внутренняя проводка в помещении абонента, РШ - распределительный шкаф, РК - распределительная коробка, ОУ - оконечное устройство первичной сети или блок абонентского оборудования системы передачи АБ (абонентский полукомплект).

Очевидно, что уже в ближайшем будущем структура абонентской сети будет меняться - оптимальным будет доведение ВОЛС все ближе и ближе до оконечного абонентского устрой­ства, а также построение абонентской сети по принципу "кольца" (рис. 9.9). На рисунке по­казано образование "кольца" с помощью ВОЛС и оборудования системы передачи синхрон­ной иерархии со скоростью потока 155 Мбит/с FОТ 155 (фирмы SAT, Франция), а также обо­рудование мультиплексоров RMX и ВМХ (той же фирмы) и высокоскоростной цифровой або­нентской линии HDSL

Рис. 9.9. Пример абонентской распределительной кольцевой сети

9.4. Средства доступа к сетям передачи данных

9.4.1. Общие характеристики. Одной из главных задач при подключении к сети передачи данных является организация вы­сокоскоростного канала связи от абонента до узла сети. Эта же задача стоит при построении корпоративных или региональных сетей связи. Наиболее широко для решения этой задачи используются модемы для телефонных каналов. Такой модем преобразует цифровой сигнал, получаемый от оконечного оборудования данных (персональный компьютер, маршрутизатор или другое устройство), в аналоговый сигнал, пригодный для передачи в частотном диапазо­не телефонного канала. Передача осуществляется по тому или иному протоколу, стандарти­зованному ITU-T. Этим достигается совместимость модемов различных производителей на уровне сопряжения с каналом связи. Модемы для телефонных каналов стандартизованы и с точки зрения системы команд управления. Стандарт на систему команд принят всеми произ­водителями "де-факто", хотя и не утвержден "де-юре". Чаще всего система команд называ­ется "АТ-команды" или Hayes-команды (по имени создателя первого интеллектуального мо­дема).

Современные сети передачи данных обеспечивают скорости подключения, существенно превышающие предельно-допустимые для телефонных модемов. Например, для многих Internet-приложений клиенту необходим доступ на скорости 64-2048 кбит/с. В случаях, когда точки подключения (к узлу сети и пользовательскому оконечному устройству) расположены в пределах одного города и пригородов, одним из наиболее эффективных путей решения зада­чи является использование модемов для физических линий (также называемых модемами на ограниченную дистанцию - short-range), позволяющих организовать высокоскоростные кана­лы связи на медных линиях городской телефонной сети. Модемы для физических линий, в отличие от телефонных модемов, стандартизованы в меньшей степени. Как правило, модемы каждой фирмы-производителя имеют свой уникальный линейный протокол, и поэтому должны использоваться в паре на обоих концах линии. Это не вызывает серьезных неудобств, так как модемы для физических линий не работают через коммутируемую сеть, следовательно, каж­дое соединение, организуется на длительное время и может быть оборудовано одинаковыми модемами. С точки зрения стыковки с оконечным оборудованием, модемы для физических линий стандартизованы по типам пользовательских интерфейсов. Как правило, это синхрон­ные интерфейсы V.24, V.35 или G.703. Большинство модемов для физических линий основаны на технологиях xDSL.