Перед вами пустая тетрадь, с ней еще предстоит натерпеться. (Булат Окуджава) сети абонентского доступа. Принципы построения 1999 год

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• Тарифы для населения, 304.59kb.
• Г. Кургана цгб им. В. Маяковского, 278.44kb.
• Oss, автоматизация сети абонентского доступа, технический учёт, паспортизация, картография,, 84.06kb.
• -, 190.28kb.
• Булат Окуджава. Прелестные приключения, 1598.96kb.
• Лекция 12/09/06 Тема: «Топология вс. Обобщенная модель вс. Основные принципы построения, 47.24kb.
• Литература Введение, 158.58kb.
• Img src= 90302 html m74583d54, 2120.54kb.
• Литература, 379.25kb.
• 30. 06. 2010 14. 02. 2012, 557.83kb.

Раздел 2.1, в целом, содержит важные системные положения, на которых основаны результаты, изложенные в других разделах второй главы. Мне сложно оценить, насколько удалось решить поставленную задачу, но зато я хорошо понял фразу замечательного философа Мераба Мамардашвили: “Нет дела труднее и важнее, чем держать мысль”.


Внутри каждой большой задачи сидит

маленькая, пытающаяся пробиться наружу

(Закон Хоара для больших задач)


2.2. Варианты организации сети доступа в узкополосной ЦСИО


2.2.1. Общие принципы интегрального обслуживания


Прилагательное «узкополосная», применительно к ЦСИО, указывает на то, что скорость передачи информации ограничена величиной 2,048 Мбит/с. Как правило, для узкополосной ЦСИО [25] рассматриваются два интерфейса пользователь-сеть: 2B+D и 30B+D. Канал типа «B» обеспечивает передачу информации со скоростью 64 кбит/с. В отечественной технической литературе его иногда называют основным цифровым каналом (ОЦК). Канал типа «D» является служебным, используемым, в основном, для сигнализации. Для интерфейса 2B+D скорость передачи по D-каналу составляет 16 кбит/с. Интерфейс 30B+D предусматривает скорость обмена служебной информацией 64 кбит/с.

Концепция ЦСИО, с момента своего возникновения и до наших дней, претерпела значительные изменения. Мне кажется, что наиболее интересные изменения можно было наблюдать в трансформации тех суждений, которые высказывали специалисты на перспективы создания ЦСИО в России. Этот процесс начинался с явной переоценки возможности ЦСИО (к чему и я, без злого умысла, приложил определенные усилия), сменился невероятным пессимизмом, но, в результате, определил нишу, которую интегральное обслуживание может занять на рынке телекоммуникационных услуг. Рассмотрим рисунок 2.18, основанный на материалах монографии [26], который поможет определить наиболее вероятные приложения узкополосной ЦСИО с точки зрения скоростей обмена информацией, принятых для поддержки ряда телекоммуникационных услуг.


Возможности узкополосной ЦСИО по поддержке

некоторых телекоммуникационных услуг





Рисунок 2.18


Рисунок 2.18 позволяет сделать некоторые общие выводы относительно потенциальных возможностей ЦСИО:

- видеоинформация представлена, в основном, факсимильными сообщениями, передаваемыми терминалами 4-ой группы в классификации МСЭ [27];

- практически все услуги по обмену речевой и звуковой информацией могут быть предложены пользователям ЦСИО;

- услуги по обмену данными, как правило, удовлетворяют требованиям, которые характерны для небольших предприятий;

- интерфейсы 2B+D и 30B+D могут обеспечить эффективный доступ в Internet большой группе пользователей.

Итак, потенциальный рынок услуг, которые могут поддерживаться узкополосной ЦСИО, достаточно обширен. С другой стороны, те же самые услуги могут быть предоставлены вне рамок ЦСИО. Но эта проблема, несомненно важная, не входит в круг вопросов, рассматриваемых в настоящей монографии.

Вернемся к аспектам сети абонентского доступа. И постараемся не употреблять в данном параграфе это словосочетание, так как слово доступ (access) в контексте понятий, принятых в ЦСИО, имеет иное смысловое значение. Рекомендации МСЭ по узкополосной ЦСИО предусматривают возможность частичного использования существующих абонентских кабелей. Для того, чтобы определить область возможного применения существующих АЛ, рассмотрим рисунок 2.19 - пример подключения пользовательских терминалов к коммутационной станции ЦСИО.


Модель абонентского участка в узкополосной ЦСИО





Рисунок 2.19


До комментариев к рисунку 2.19 необходимо сделать одно существенное замечание относительно связи между ТФОП и ЦСИО. Введение услуг ЦСИО не значит, что Оператор должен создавать новую сеть связи. Задача Оператора заключается во введении ряда новых аппаратно-программных модулей в состав цифровой коммутационной станции и в оборудование пользователя. ЦСИО, в этот смысле, может рассматриваться как существенная модернизация некоторого фрагмента ТФОП.

В помещении пользователя устанавливается оборудование, назначение которого лучше всего представляют функциональные блоки, показанные в верхней части рисунка 2.19. В рекомендациях МСЭ серии I принято выделять пять основных функциональных блоков и, соответственно, четыре интерфейса. Если читатель интересуется принципами работы ЦСИО, то лучше всего обратиться к рекомендациям МСЭ серии I или к монографиям и статьям, которые посвящены главным аспектам интегрального обслуживания. Смысл этой ремарки состоит в том, что далее будут введены только самые общие понятия, необходимые нам для изложения вопросов, рассматриваемых в монографии.

В ЦСИО могут использоваться две основные группы оконечных устройств. Терминальное оборудование первого типа TE1 (Terminal Equipment) отвечает всем требованиям ЦСИО по электрическим параметрам, протоколам сигнализации и иным характеристикам. Терминалы TE1 подключаются к четырехпроводному S-интерфейсу, характеристики которого стандартизованы в рекомендациях МСЭ серии I.

Все остальные виды терминалов, разработанных на основе других стандартов (или каких-либо специфических требований) образуют группу TE2. Их подключение к S-интерфейсу осуществляется через терминальный адаптер TA (Terminal Adapter). Интерфейс между TE2 и TA обозначается буквой R. Если в качестве TE2 используется стандартное оконечное оборудование данных, то параметры R-интерфейса будут определяться рекомендациями МСЭ серий V и X. При подключении факсимильного аппарата, отвечающего международным стандартам, параметры R-интерфейса будут определяться рекомендациям МСЭ серии T и так далее.

В ЦСИО границей между сетью и пользователем считается T-интерфейс. Между точками S и T размещается функциональный блок сетевого окончания NT2 (Network Termination), выполняющий, при необходимости, операции мультиплексирования и концентрации. Процедуры передачи цифрового сигнала по линии обеспечивает сетевое окончание NT1. Часто функциональные блоки NT1 и NT2 реализуются в составе одного модуля. В этом случае они могут именоваться как NT12, а иногда - просто NT.

Через U-интерфейс сетевое окончание NT1 взаимодействует с линейным окончанием LT (Line Termination). Для интерфейса пользователь-сеть 2B+D (именно этот вариант показан на рисунке 2.19) обычно используется двухпроводная физическая цепь, то есть через U-интерфейс осуществляется двухсторонняя (дуплексная) передача цифровых сигналов. Для интерфейса пользователь-сеть 30B+D обычно используют тракт первичной ЦСП. Четырехпроводный V-интерфейс служит для сопряжения LT со станционным окончанием ET (Exchange Termination).

Приведенное выше описание функциональных блоков и интерфейсов не совсем удобно с практической точки зрения. Обратимся к нижней части рисунка 2.19, где показан один из возможных вариантов реализации функциональных блоков и интерфейсов в конкретном оборудовании. Цифровой телефонный аппарат (ЦТА) может, в частности, содержать:

- терминал TE1, обеспечивающий качественную передачу речи в цифровой форме;

- терминальный адаптер TA, поддерживающий R-интерфейс типа RS232 для подключения персонального компьютера (ПК);

- сетевое окончание NT12 для реализации U-интерфейса с целью обмена цифровыми сигналами с линейным окончанием LT.

В предложенной модели не используются четырехпроводные линии. Это не означает, что абонентская проводка, служившая ранее для подключения обычного телефона к ТФОП, может применяться в ЦСИО. Между розеткой и коробкой обычно используется однопарные телефонные распределительные провода типа ТРВ или ТРП [28], именуемые на связистском сленге “лапшой”. Электрические характеристики этих проводов не гарантируют приемлемое качество при передаче цифровых сигналов, то есть необходимо заменить линейно-кабельные сооружения между розеткой и коробкой.

Этот факт, в общем случае, - верхушка айсберга, именуемого сетью в помещении пользователя. Для ЦСИО, но в еще большей степени для других целей, целесообразно строить структурированные кабельные системы (СКС). Принципы создания СКС не входят в перечень вопросов, рассматриваемых в данной монографии. Если читатель захочет получить подробную информацию по СКС, он без особого труда найдет ряд публикаций в журналах по электросвязи. Мне показалось, что достаточно подробно основные проблемы создания СКС отражены в цикле из трех статей, написанных Джеффи Ньюманом [29 - 31].

Итак, между коробкой и кроссом коммутационной станции (для интерфейса пользователь-сеть со структурой доступа 2B+D) может быть использована существующая двухпроводная АЛ. В кабелях связи широко применяется скрутка отдельных пар и их групп [28]. По этой причине - чаще всего в литературе, переведенной с английского языка, - АЛ называют витой парой (twisted pair). Между коробкой и кроссом АЛ может проходить через один или более ШР. Вводно-коммутационные устройства, входящие в состав ШР, могут ухудшать параметры АЛ с точки зрения ее использования в ЦСИО. Этот вопрос должен внимательно изучаться в каждом конкретном случае организации U-интерфейса.

Рассмотрим рисунок 2.20, на котором показаны три варианта включения терминалов ЦСИО. Эти варианты, с некоторыми несущественными упрощениями, заимствованы из [26].


Примеры подключения терминалов ЦСИО





Рисунок 2.20


Вариант (а) иллюстрирует включение нескольких терминалов к объединенному блоку NT2 + NT1 по схеме “звезда”. Типичный пример подобного решения - подключение терминалов к УПАТС, поддерживающей функции ЦСИО. В приведенной схеме отсутствует T-интерфейс [26]. В некоторых публикациях, для подобных структур, вводят обозначение интерфейса в таком виде: S/T.

Вариант (б) служит примером подключения к NT1 одного терминала по схеме “точка-точка”. На практике такое решение может применяться, в частности, для включения в ЦСИО терминала Multimedia [32]. Вариант (в) показывает возможность подключения к S-интерфейсу до восьми терминалов за счет использования короткой пассивной шины (Short Passive Bus).

Для всех вариантов подключения терминалов ЦСИО существует ряд проблем, которые не рассматриваются международными или национальными организациями в области телекоммуникационных стандартов. К таким проблемам относятся следующие три вопроса:

- как организовать U-интерфейс, если характеристики существующей абонентской сети не позволяют передавать по физической цепи цифровые сигналы?

- куда и как включить терминалы ЦСИО, расположенные в зоне обслуживания аналоговой АТС или цифровой коммутационной станции, которая не поддерживает услуги интегрального обслуживания?

- как оптимально ввести услуги ЦСИО с учетом процесса цифровизации ТФОП?

Разработка рекомендаций, способствующих решению этих трех проблем составляет главную задачу раздела 2.2. Это второе объяснение эпиграфа “Внутри каждой большой задачи сидит маленькая, пытающаяся пробиться наружу” - три вопроса, весьма важных для Оператора, которые не сразу удается разглядеть за общими принципами ЦСИО, существенно отличающимися от классической телефонной сети. А первое объяснение выбранного эпиграфа состоит в том, что ЦСИО - в определенном смысле - “сидела” в чреве ТФОП, но постепенно отвоевывает свое место на рынке телекоммуникационных технологий.


2.2.2. Рекомендации по созданию сети доступа в ЦСИО


2.2.2.1. Проблемы организации U-интерфейса


Все возможные варианты реализация U-интерфейса целесообразно разделить на две группы. В первую группу входят решения, ориентированные на интерфейс пользователь-сеть со структурой доступа 2B+D. Вторую группу образуют те варианты, которые могут использоваться для структуры доступа 30B+D. Начнем анализ вероятных проблем и изложение путей их решения с интерфейса пользователь-сеть со структурой доступа 2B+D. Прежде всего, рассмотрим показанную на рисунке 2.21 модель, которая иллюстрирует два варианта построения АЛ.


Два варианта построения АЛ





Рисунок 2.21


Вариант (а) подразумевает использование жил кабеля одного диаметра (d₁). В период строительства сети доступа обычно прокладываются абонентские кабели, имеющие жилы одного диаметра. При проведении ремонтных работ - в памятный, специалистам со стажем, период дефицита кабельной продукции - использовались те средства, которые можно было получить. В результате достаточно часто АЛ образовывались за счет сочленения жил кабеля разного диаметра (d₁ и d₂), что и показано на рисунке 2.1 как вариант (б).

Из общих законов электродинамики направляющих систем [33] известно, что в линии, неоднородной по длине, возникает явление, именуемое отражением. Это, естественно, препятствует работе приемных и передающих устройств, формирующих U-интерфейс. Неоднородность, до определенного предела, может компенсироваться оборудованием NT1 и LT.

В рекомендации МСЭ G.961 [34] приведены конфигурации неоднородных АЛ, которые - в принципе - могут быть использованы в ЦСИО. Тем не менее, следует, по возможности, избегать использования неоднородных АЛ для U-интерфейса. Передаче информации между NT1 и LT могут также препятствовать взаимные влияния [33] между электрическими цепями.

Для организации доступа в ЦСИО со структурой 2B+D практически всегда не могут быть использованы следующие типы АЛ:

- построенные, полностью или частично, на воздушных линиях связи вне зависимости от диаметра проводников и типа используемого сплава;

- включенные в комплекты спаренных АЛ или же образованные аналоговой аппаратурой высокочастотного уплотнения;

- созданные любыми типами ЦСП, используемыми для уплотнения абонентского кабеля.

Естественно, что для реализации U-интерфейса не должны использоваться пупинизированные АЛ, но они, насколько мне известно, практически не применяются ни в ГТС, ни в СТС. На рисунке 2.22 показаны примеры АЛ, которые не должны использоваться в ЦСИО. Примеры на рисунке 2.22 расположены в том же порядке, в каком они перечислены в предыдущем абзаце.


Примеры абонентских линий, которые

не должны использоваться в ЦСИО





Рисунок 2.22


Доступ 30B+D чаще всего используется в цифровых УПАТС, которые поддерживают услуги ЦСИО. На рисунке 2.23 показано включение в ТФОП шести таких УПАТС. Причем, УПАТС с номерами “1” и “3” включены в УПАТС2, образуя, например, сеть производственной связи. УПАТС с номерами “2” и “4” включены в МС1, а УПАТС с номерами “5” и “6” - в МС2. Полноценное взаимодействие терминалов ЦСИО включенных, в разные МС, обеспечивается только в том случае, если между этими станциями реализована система общеканальной сигнализации, содержащая необходимые для интегрального обслуживания программные средства.


Включение УПАТС, поддерживающих услуги ЦСИО





Рисунок 2.23


На первый взгляд, задачи, возникающие при организации U-интерфейса для доступа 30B+D, должны быть более сложными. Однако проблемы, касающиеся этой ситуации, уже были тщательно проработаны при внедрении первичных ЦСП. Задача эксплуатационного персонала состоит в отборе пар абонентского кабеля, пригодных для работы первичной ЦСП [33]. Для создания тракта передачи цифровой информации для доступа 30B+D может быть также использовано оборудование, реализующее технологию HDSL [35].

Отбор пар в абонентском кабеле может потребоваться и для организации доступа в ЦСИО со структурой 2B+D. Необходимость такой процедуры определяется в процессе проведения измерений. Мне довелось участвовать в разработке методики таких измерений, выполненной для открытого акционерного общества (ОАО) “Уралсвязьинформ” (Оператор ТФОП Пермской области) и апробированной в Пермской ГТС. Прежде всего должны быть измерены низкочастотные электрические параметры АЛ, которая предназначена для организации U-интерфейса, на постоянном и переменном токе.

Если полученные результаты не соответствуют установленным нормам, то эксплуатационный персонал должен попытаться восстановить низкочастотные электрические параметры АЛ по постоянному и переменному току. АЛ, низкочастотные электрические параметры которых по постоянному и переменному току не подлежат восстановлению, бракуются с точки зрения возможности их использования в ЦСИО и других телекоммуникационных технологий, подразумевающих передачу цифровой информации.

Для АЛ, низкочастотные электрические параметры которых по постоянному и переменному току - изначально или после проведения восстановительных работ - соответствуют установленным требованиям, должны быть проведены измерения высокочастотных электрических параметров по переменному току. Если полученные результаты не соответствуют заданным заранее нормам, то эксплуатационный персонал должен попытаться восстановить высокочастотные параметры АЛ по переменному току. АЛ, высокочастотные параметры которых по переменному току не подлежат восстановлению, бракуются с точки зрения возможности их использования для ЦСИО.

К сожалению, ряд параметров АЛ может, со временем, меняться; как правило, эти изменения приводят к ухудшению эксплуатационных характеристик линейных сооружений. Целесообразно, по этой причине, отслеживать динамику изменения характеристик жил абонентского кабеля. Это удобно делать, внося отметки в паспорта АЛ, используемых для ЦСИО. Пример такого паспорта, предложенного в составе упомянутой выше методики, приведен в таблице 2.2.


Таблица 2.2


Паспорт АЛ, используемой в ЦСИО

Дата изме- рения	Номер кабеля и его тип	Номер АЛ	Длина АЛ	Параметры по постоян-ному току	Параметры по перемен-ному току	Примечание

Профилактические измерения параметров АЛ целесообразно производить один раз в год. Номер кабеля должен соответствовать маркировке, принятой в проектных и эксплуатационных документах. Тип кабеля должен содержать все данные, позволяющие определить число жил в кабеле, их диаметр, вид скрутки и т.п. В графе “Примечание” целесообразно указывать основные особенности данной АЛ, если они существенны для эксплуатационного персонала.

Итак, ответ на поставленный вопрос (как организовать U-интерфейс, если характеристики существующей абонентской сети не позволяют передавать по физической цепи цифровые сигналы?) можно свести к совокупности следующих тезисов:

- если потенциальный пользователь ЦСИО располагает АЛ, которая не представляет собой индивидуальную двухпроводную физическую цепь, то необходимо произвести замену этой линии на другую (при условии, что абонентские кабели позволяют провести такую операцию);

- если характеристики АЛ, которую предполагается использовать в ЦСИО, не отвечают заданным нормам на низкочастотные электрические параметры АЛ по постоянному и переменному току, необходимо провести работы по восстановлению соответствующих характеристик, а в случае неудачи линия должна быть заменена.

- если и высокочастотные электрические параметры АЛ по переменному току не отвечают заданным нормам, то необходимо провести работы по восстановлению соответствующих характеристик, а в случае неудачи линия должна быть заменена.

Самая неприятная ситуация заключается в том, что возможен и такой вариант: характеристики АЛ, в принципе, не подлежат восстановлению, а возможность использования другой физической цепи отсутствует. Положение усугубляется тем, что прокладка нового абонентского кабеля может, в силу ряда причин, оказаться невозможной. В такой ситуации единственный выход - использование каких-либо беспроводных технологий, обеспечивающих подключение пользователей ЦСИО. Аспекты использования беспроводных технологий кратко изложены в последнем разделе второй главы монографии.


2.2.2.2. Концепция “наложенной” сети для ЦСИО


Потенциальные пользователи ЦСИО будут находиться в зонах обслуживания декадно-шаговых, координатных и цифровых МС. Более того, только часть цифровых МС (те, которые имеют необходимые аппаратно-программные средства) может обеспечить подключение пользователей ЦСИО. Понятно, что Оператор не будет заменять все электромеханические МС на цифровые коммутационные станции только для введения услуг ЦСИО. Конечно, такое решение представляется единственно возможным для нерайонированной ГТС, которая - по определению - состоит из одной МС. В некоторых случаях модернизация всех эксплуатируемых цифровых МС, которые не содержат необходимые для ЦСИО аппаратно-программные средства, также может оказаться не целесообразной.

В общем случае перед Оператором возникает задача: как предоставить услуги ЦСИО группе пользователей, подключенных, в пределах одной местной сети, к разным (по типу коммутационного оборудования) МС? Поиск оптимального решения этого вопроса приводит к концепции “наложенной” сети интегрального обслуживания. Рассмотрим, в качестве примера, структуру, подобную приведенной на рисунке 2.23, но будем считать, что МС2 не способна поддерживать услуги ЦСИО.

В предложенном варианте необходимо обеспечить включение в ЦСИО двух УПАТС с номерами “5” и “6”, а также группы пользователей с интерфейсами доступа 2B+D. Эти интерфейсы обычно объединяются в устройстве, названном на рисунке 2.24 Мульдексом 2B+D (мультиплексор/демультиплексор для одноименного интерфейса). Задача Мульдекса состоит в том, чтобы “упаковать” информационные потоки от десяти-двенадцати интерфейсов 2B+D в первичный цифровой тракт 2,048 Мбит/с. В помещении МС1 может быть установлен такой же Мульдекс 2B+D, либо эта коммутационная станция должна обрабатывать информацию, содержащуюся в соответствующем цифровом тракте. Обработка должна осуществляться с учетом правил размещения B- и D-каналов в потоке 2,048 Мбит/с. На рисунке 2.24 показан второй вариант.


Пример формирования ЦСИО как “наложенной сети”