Организация сетей России

Основные понятия и определения

СЕТИ электросвязи

ЛЕКЦИЯ 4

Сеть — это множество линий связи и промежуточного оборудования

Международная конвенция по электросвязи определила «электросвязь» как «…передачу, получение и прием знаков, сигналов, письменного текста, изображения и звуков или сообщений любого рода по проводной, радио и оптической или другим электромагнитным системам…». Приведенное определение содержит уже известные вам понятия.

С ообщение – это форма выражения (представления) информации, удобная для передачи на расстояние. Любое сообщение имеет переменный параметр, в который «заложена» информация. Этот параметр называют информационным. По характеру изменения информационных параметров различают непрерывные и дискретные сообщения. Если информационный параметр сообщения в процессе изменения может принимать любые значения из некоторого множества возможных сообщений, то сообщение называется непрерывным, или аналоговым. Любые текстовые и цифровые сообщения составляются из определенного конечного и известного набора знаков. Такие сообщения называются дискретными.

Отображение передаваемого сообщения обеспечивается изменением какой-либо физической величины, характеризующей процесс передачи. Физический процесс, отображающий передаваемые сообщения, называют сигналом.

Принцип электросвязи основан на преобразовании сигналов сообщения (звук, текст, оптическая информация) в первичные электрические сигналы.

В свою очередь, первичные электрические сигналы при помощи

передатчика преобразуются во вторичные электрические сигналы, характеристики которых хорошо согласуются с характеристиками линии связи. Далее посредством линии связи вторичные сигналы поступают на вход приемника. В приемном устройстве вторичные сигналы обратно преобразуются в сигналы сообщения в виде звука, оптической или текстовой информации.

Система электросвязи - совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающая передачу сообщений.

Канал связи - совокупность технических устройств (преобразователей) и среды распространения, обеспечивающих передачу сигналов на расстояние.

Неоднородность передаваемых сообщений привела к необходимости создания нескольких видов электросвязи. Все эти виды вы уже знаете.

Каналы и системы связи, использующие искусственную среду распространения (металлические провода, оптическое волокно), называются проводными, а каналы и системы связи, в которых сигналы передаются через открытое пространство - радио каналами и радио системами.

Классификация видов электросвязи представлена на рис. 4.1.

Телефонная связь – вид электросвязи, предназначенный для обмена информацией преимущественно путем разговора с использованием телефонных аппаратов.

Телеграфная связь обеспечивает передачу дискретных сообщений в виде телеграмм.

Рисунок 4.1 - Классификация видов электросвязи по видам передаваемых сообщений

Факсимильная [1] связь и её разновидность – фототелеграфная связь обеспечивают передачу оптических сообщений в виде неподвижных изображений (в том числе и цветных). Факсимильная связь включает в себя основные операции:

· деление всей площади предназначенного для передачи оригинала на большое количество элементов малого размера, отличающихся друг от друга по какому-либо определенному физическому параметру. Типично для изображений — по оптической плотности;

· последовательное измерение для каждого такого элемента этого физического параметра, преобразование в величину электрического тока или в набор электрических импульсов, в соответствии с предусмотренным протоколом связи;

· трансляция сигнала по линии связи;

· преобразование полученного сигнала, как правило, синхронное и синфазное процессу передачи, запись в приемном устройстве полученной информации.

В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на:

• проводные (воздушные);
• кабельные (медные и волоконно-оптические);
• радиоканалы наземной и спутниковой связи.

Рисунок 4. 2 - Линии связи:
1, 2- Подземные кабельные (симметричная[2] - 1, коаксиальная - 2);
3- Подводная кабельная (волоконно-оптическая);
4 - Радиорелейная; 5- Спутниковые;
6 - Космическая (различный цвет радиолучей означает различные частоты)

Для реализации задач, стоящих перед связью, необходима определенная система. Применительно к связи понятие «система» рассматривается как совокупность сетей связи с единым управлением и обеспечением.

Сети связи, построенные на основе средств электросвязи, называются телекоммуникационными сетями.

В сети электросвязи обеспечивается на определенной территории передача и распределение сообщений с помощью совокупности линий связи, коммутационных станций, оконечных устройств. Оконечные устройства соединяются с коммутационной станцией абонентскими линиями. Коммутационные станции между собой связаны соединительными линиями. Коммутационные станции осуществляют соединение входящих линий с исходящими линиями по соответствующему адресу.

В общем виде, сообщение, передаваемое от источника к получателю состоит из двух частей: адресной и информационной. По содержимому адресной части коммутационная станция определяет направление связи и осуществляет выбор конкретного получателя сообщения. Информационная часть содержит само сообщение.

Линии связи могут быть стационарными и полевыми. По используемым средствам связи они делятся на радио-, радиорелейные, тропосферные, спутниковые, кабельные, а по предназначению в системе связи – на линии осей, рокад[3] связи, линии прямой связи, линии привязки[4].

Принципы классификации сетей телекоммуникаций. Сети телекоммуникаций можно классифицировать по нескольким параметрам:

1) по размеру сети:

–– локальные сети (Local Area Network, LAN) — сети здания или органи-

зации;

–– региональные сети (Metropolitan Area Network, MAN) — сети уровня

города или региона;

–– глобальные сети (Wide Area Network, WAN) — сети, охватывающие

большие территории и включающие в себя десятки и сотни тысяч

компьютеров;

2) по типу коммутации:

–– сети с коммутацией пакетов (например, TCP/IP, IPX/SPX, ATM, сети

сотовой связи 3G);

–– сети с коммутацией каналов (например, ТфОП, сети сотовой связи 1G

и 2G);

–– смешанные (например, сети сотовой связи 2,5G);

3) по установлению виртуального канала:

–– с установлением виртуального канала (например, сети X.25, Frame Relay, ATM, ТфОП);

–– без установления виртуального канала (например, TCP/IP, IPX/SPX);

4) по используемому стеку[5] протоколов;

5) по количеству используемых стеков протоколов:

–– монопротокольные сети;

–– мультипротокольные сети (например, IP over ATM, IP over SDH/SONET);

6) по спектру оказываемых услуг:

–– моносервисные сети (передача данных, передача голоса);

–– мультисервисные сети;

7) по типу передаваемой информации:

–– сети передачи данных;

–– сети передачи голоса;

–– сети передачи видео;

8) по наличию сигнализации:

–– сети с выделенной сигнализацией (SS7)[6];

–– сети без выделенной сигнализации (TCP/IP);

9) по топологии сети:

–– сети с топологией шина;

–– сети с топологией кольцо;

–– сети с топологией звезда;

–– сети со смешанной топологией;

10) по среде передачи:

–– проводные сети:

– связь осуществляется по медному кабелю;

– связь осуществляется по оптоволокну;

–– беспроводные сети.

В начале 1960-х годов стало ясно, что перспективным направлением развития сетей страны должно было стать объединение сетей. Было принято решение о создании ЕАСС (Единая автоматизированная сеть связи).

ЕАСС базировалась на объединении разрозненных и многочисленных мелких сетей в общегосударственные сети каждого вида электросвязи, а затем в единую сеть с целью совместного использования определенных технических средств, и, в первую очередь, систем передачи и систем коммутации. Сеть строится на основе территориально-сетевых (ТСУ) и сетевых (СУ) узлов.
При создании ЕАСС было учтено, что определенные технические средства участвуют в процессе передачи независимо от вида сообщений, т. е. являются общими. В связи с этим вся сеть страны стала подразделяться на две взаимосвязанные составляющие:

1) первичную сеть – совокупность сетевых станций, сетевых узлов и соединяющих их линий передачи, которая позволяет организовывать сеть каналов передачи и групповых трактов;

2) вторичную сеть – совокупность технических средств,

обеспечивающих передачу сообщений определенного вида, в состав которой входят: оконечные устройства, абонентские и соединительные линии, коммутационные станции, а также каналы, выделенные из первичной сети для образования вторичной.

В конце ХХ века ход развития технического прогресса, а также исторические изменения политической и экономической структуры России, предопределили формирование новой концепции построения сети связи (1992 г) – ВСС РФ (Взаимоувязанная сеть связи РФ).

Взаимоувязанная сеть связи (ВСС) – это совокупность технически сопряженных сетей электросвязи общего пользования, ведомственных и других сетей электросвязи на территории России независимо от ведомственной принадлежности и форм собственности, обеспеченная общим централизованным управлением. Основными требованиями к ВСС являются надежность и экономичность.

ВСС РФ – это комплекс технологически сопряженных сетей электросвязи на территории РФ, объединенных общим централизованным управлением. При формировании концепции учитывалось, что ВСС РФ является составной частью Всемирной сети связи WCN (Worldwide communication network), а также общемировая практика построения национальных сетей с использованием современных телекоммуникационных технологий, цифровая сеть связи страны стала подразделяться на две взаимоувязанных составляющих:

- транспортная сеть – часть сети связи, охватывающая магистральные узлы (МУ), междугородные станции (МС), а также соединяющие их каналы и узлы (междугородные, международные);

- сеть доступа – совокупность абонентских линий и станций местной сети (СМС), обеспечивающая доступ абонентских терминалов к транспортной сети, а также местную связь без выхода на транспортную сеть.

18 июня 2003 года принят новый Федеральный закон «О связи», в соответствии с которым с 1 января 2004 года начался новый этап развития телекоммуникаций в России. Новый этап в развитии российских телекоммуникаций – это этап превращения российского общества на базе конвергентного объединения информатизации и телекоммуникации в электронно-информационное общество.
Сетевой основой российских телекоммуникаций определена Единая сеть электросвязи (ЕСЭ). ЕСЭ является составляющей частью Федеральной связи РФ и объединяет все сети электросвязи, расположенные на территории России. ЕСЭ обеспечивает предоставление услуг электросвязи на территории РФ подавляющему числу абонентов.

ЕСЭ РФ состоит из сетей следующих категорий:
1. Сеть общего пользования (СОП) – предназначена для предоставления услуг электросвязи любому пользователю на территории Российской Федерации, которая представляет собой комплекс взаимодействующих сетей

Рисунок 4.3 – Федеральная связь РФ и состав ЕСЭ РФ

связи, включая сети связи для распространения программ телевизионного и радиовещания. СОП имеет присоединение к сетям общего пользования

иностранных государств:

• телефонные;
• телеграфные;
• сети передачи данных;
• сети звукового вещания;
• сети телевизионного вещания.

Сети связи общего пользования отличаются широкой разветвленностью, охватывают всю территорию страны и обслуживают основной контингент населения. К ним относятся телефонная и телеграфная сети общего пользования, сети передачи данных, газет и т.д. Эти сети имеют статус национальных сетей. Для взаимосвязи сетей общего пользования с международными сетями мирового сообщества, Международный Союз Электросвязи (МСЭ) выделяет этим сетям международные коды страны.

2. Сеть ограниченного пользования (СОгП) – сеть, контингент которой ограничен корпоративными клиентами. СОгП делится на три вида:

• технологические сети связи предназначены для обеспечения производственной деятельности организаций и управления технологическими процессами (при наличии свободных ресурсов могут быть присоединены к СОП с переводом в категорию сетей общего пользования и использованы для предоставления возмездных услуг пользователям);
• выделенные сети связи предназначены для предоставления услуг ограниченному числу пользователей (такие сети могут взаимодействовать между собой, могут быть присоединены к СОП с переводом в категорию сети общего пользования, если она соответствует ее требованиям);
• сети связи специального назначения предназначены для обеспечения государственного управления, обороны, безопасности и охраны правопорядка).

То есть доступ к таким сетям возможен только для определенного контингента абонентов. Сетями ограниченного пользования являются ведомственные сети, а также сети связи в интересах обороны, безопасности и охраны правопорядка. Ведомственные сети связи принадлежат министерствам и ведомствам для обеспечения производственных и специальных нужд и имеют выход на сеть общего пользования.

В целях упорядочения управления сетями, мониторинга их состояния и обеспечения их взаимодействия необходима классификация сетей по разным существенным признакам, которая позволит определить место каждой сети в системе электросвязи, выявить свойства сетей с разных точек зрения на основе системного подхода. В таблице 4.1 приведена одна из классификаций сетей ЕСЭ РФ.

Таблица 4.1 – Классификация сетей ЕСЭ РФ

Классификационный признак	Название сети
Категория	сети общего пользования выделенные сети технологические сети сети специального назначения
Функциональное назначение	сети доступа транспортные сети
Тип присоединяемых абонентских терминалов	сети фиксированной связи сети подвижной связи
Способ организации каналов	первичные сети вторичные сети
Территориальное деление	международные междугородные зоновые местные
Коды нумерации	сети кода АВС (географическая система нумерации) сети кода DEF (негеографическая система нумерации)
Устойчивость и безопасность	· магистральные сети I класса · магистральные сети II класса
Количество служб электросвязи	моносервисные мультисервисные
Вид коммутации	коммутируемые некоммутируемые
Метод коммутации	с коммутацией каналов с коммутацией пакетов с коммутацией сообщений

Архитектура ВСС РФ включает три уровня (рис.4.4):

1. Системы (службы) электросвязи, т.е. комплекс средств, обеспечивающий предоставление пользователям услуг электросвязи.

2. Вторичные сети связи, обеспечивающие транспортировку, коммутацию, распределение сигналов в службах электросвязи.

3. Первичные сети, обеспечивающие вторичные сети каналами передачи и физическими цепями.

Рисунок 4.4 – Архитектура ЕСЭ России

Строится ЕСЭ РФ на оборудовании связи: коммутационном, систем передачи и терминальном оборудовании пользователя.

Вторичные сети подразделяются в соответствии с видами связи:

- телефонные;

- телеграфные;

- передачи данных;

- факсимильные;

- телевизионного вещания;

- звукового вещания.

Первичная сеть — это совокупность всех каналов без подразделения их по назначению и видам связи. В ее состав входят линии и каналообразующая аппаратура. Первичная сеть является единой для всех потребителей каналов и представляет собой базу для вторичных сетей. Определенные технические средства ВСС участвуют в процессе передачи независимо от вида передаваемых сообщений.

Первичные, или опорные, сети предназначены для создания коммутируемой инфраструктуры, с помощью которой можно достаточно быстро и гибко организовать постоянный канал с топологией "точка-точка" между двумя пользовательскими устройствами, подключенными к такой сети. Принцип построения первичной сети ВСС показан на рис. 4.5, 4.6. В состав ПС входят сетевые узлы, сетевые станции и линии передачи. Сетевые узлы организуются на пересечении нескольких линий передачи, в них устанавливается каналообразуюшая аппаратура систем передачи, и осуществляется переключение каналов или их групп, принадлежащих разным системам. Сетевые станции являются оконечными устройствами первичной сети и предназначены для подключения потребителей к этой сети.

Структура первичной сети учитывает административное разделение территории страны. Вся территория Росси поделена на зоны, совпадающие, как правило, с территорией областей, краев.

Сетевой узел Сетевая станция

Рисунок 4.5 - Первичная сеть ВСС

В соответствии с этим первичная сеть также состоит из следующих частей:
- местные первичные сети – часть сети, ограниченная территорией города или сельского района;

- зоновые первичные сети – часть сети, охватывающая территорию зоны (область, край, республика), обеспечивающая соединение между собой каналов разных местных внутри одной зоны;

-магистральная первичная сеть – часть сети, соединяющая между собой каналы разных зоновых сетей на всей территории страны.

Магистральная первичная сеть располагается на территории всей страны и соединяет между собой типовые каналы и групповые тракты разных внутризоновых первичных сетей в единую сеть.

Рисунок 4.6 – Структура первичной сети ЕСЭ России:

МУВ - магистральный узел выделения групп каналов; ВзУВ –

внутризоновый узел выделения групп каналов; МСУП - магистральный

сетевой узел переключения; ВзСС- внутризоновая сетевая станция;

МСС – магистральная сетевая станция

Магистральная первичная сеть соединяет каналами различных типов все областные и республиканские центры. Она образуется радиорелейными и кабельными линиями передачи протяженностью 12 500 км, а при связи между континентами — 25 000 км. Магистральная сеть соединяет Москву с центрами зон (областей, республик, краев), а также зоны между собой.

Внутризоновая первичная сеть, в основном, соединяет различными каналами районные сети данной области друг с другом и с областным центром. Внутризоновая первичная сеть располагается в пределах одной зоны, территория которой, как правило, совпадает с административными границами области, края или республики. Каждая внутризоновая первичная сеть обеспечивает соединение между собой типовых каналов и трактов местных сетей этой зоны. Она базируется на радиорелейных и кабельных линиях передачи, максимальная протяженность которых составляет 600 км.

Местные первичные сети ограничены территорией города или сельского района. Они обеспечивают возможность организации каналов (или физических пар проводов) между станциями иузлами этих сетей, а также между абонентами. Местная первичная сеть создается на территории города или сельского района при развертывании воздушных и кабельных линий передачи протяженностью до 100 км.

Совокупность внутризоновой и местных первичных сетей на территории, совпадающей с зоной нумерации, образует зоновую первичную сеть.

Внутризоновая связь соединяет областной (республиканский, краевой) центр с районами. Местная связь включает сельскую связь (райцентр с колхозами, совхозами и рабочими поселками) и городскую связь. Абоненты зоны охватываются единой семизначной нумерацией, и, следовательно, в зоне может быть до 10 миллионов телефонов (рис.4.7).

Рисунок 4.7 - Построение магистральной сети и построение

зоновой сети

Внутриобластная (внутризоновая) сеть является сетью областного, краевого или республиканского (в республиках без областного деления) значения.

Эта сеть обеспечивает связью областной, краевой или республиканский центр со своими городами и районными центрами и последние между собой, а также выход их на магистральную сеть (рис.4.5, 4.6). Вторичные междугородные сети подключаются к первичной сети с помощью соединительных линий между оконечными станциями первичной и вторичных сетей (рис.4.8).

Рисунок 4.8 - Вторичные междугородные сети связи: 1- системы передачи первичной сети; 2 - узлы коммутации вторичных сетей;

3 - оконечные пункты вторичных сетей; 4 - абонентские каналы или линии; 5 - точки, обозначающие границы первичной cети

Развитием зоновых систем явились многозоновые структуры, где несколько базовых станций (БС) обеспечивают связь с абонентскими станциями (АС) в нескольких отдельных зонах, а коммутаторы, объединенные в единую сеть, обеспечивают связь абонентов, находящихся в различных зонах, друг с другом.

Среди отечественных систем зоновой связи можно назвать системы "Алтай" и "ВОЛЕМОТ".

Рисунок 4.9 - Принцип зоновой связи

Дата добавления: 2013-12-13