Построение сети электросвязи и ее составные части

Сеть связи состоит из трех основных частей:

1) систем передачи информации (линий и аппаратуры);

2) устройств (систем) коммутации;

3) оконечных устройств.

Последние включают абонентские пункты (АП), содержащие аппаратуру ввода и вывода информации в сеть электросвязи. Они находятся в постоянном пользовании определённых абонентов.

Каналы связи, объединяются в линии связи, которые обеспечивают передачу сообщений между отдельными пунктами сети.

Коммутационные узлы (КУ) предназначены для распределения каналов, пакетов или сообщений.

Основными элементами любой первичной сети являются сетевые узлы, сетевые станции, линии передачи, системы управления, резервирования, электропитания, тактовой синхронизации (для цифровых сетей) и восстановления элементов сети.

Совокупность пучков, узлов и соединяющих их линий (каналов) образует структуру (конфигурацию) сети, определяющую возможность осуществления связи между отдельными пунктами и возможные пути передачи сообщений. Для увеличения надёжности сети она строится так, чтобы между отдельными узлами было несколько (как правило, 2–3) независимых путей.

Система управления сетью обеспечивает поддержание в рабочем состоянии технических средств, доставку сообщений, планирование и развитие сети, строительство, материально-техническое обеспечение, подготовку кадров, регулирование отношений с пользователями.

При построении сети связи исходят из стремления сделать ее экономичной и надежной. Надежность обеспечивается созданием разветвленной сети, применением различных типов линий связи и прокладкой их на различных направлениях. На этих линиях организуется требуемое число каналов с обходными, резервными путями. Необходимо, чтобы каждый узел связи имел два-три обходных независимых пути к другим узлам.

Возможно несколько вариантов построения сети (рис.4.10):
- полносвязное (каждый с каждым), при котором любой узел имеет прямые связи со всеми остальными узлами (рис.4.10, а);
- узловое, при котором несколько пунктов группируются в узлы и последние соединяются между собой (рис.4.10, 6);
- радиальное (звездообразное), при котором имеется лишь один узел с расходящимися линиями по радиусам к другим пунктам (рис.4.10, в).

Рисунок 4.10 - Варианты построения сетей связи:
а — непосредственное соединение; б — узловое; в — радиальное

Непосредственное соединение каждого пункта с каждым наиболее надежно, но в технико-экономическом отношении невыгодно. На практике применяется при небольшом числе абонентов.

Неэкономична и узловая система. Радиальная система наиболее дешевая, но она не имеет никаких путей резервирования и не обеспечивает непрерывности связи. Используется при ограниченном числе абонентских пунктов, расположенных на небольшой территории.

Наилучшие результаты дает сочетание радиальной и узловой систем. Такая система позволяет создавать разветвленную, устойчивую и в то же время довольно экономичную сеть связи. Используется при построении телефонных сетей крупных городов.

Принципиальная схема радиально-узловой системы построения сети показана на рис.4.11, а. Она характеризуется тем, что одноименные узлы связи соединяются линиями не только с нижестоящими узлами, но и между собой. По такой системе организуются прямые связи в обход главных узлов между взаимотяготеющими крупными промышленно-экономическими

районами страны, внутри экономических районов и т. д.

Рисунок 4.11 – Структура сети связи: а) радиально-узловая; б) сетевидная; в) решетчатая

Во всех случаях стремятся создать сетку связи (рис.4.11, 6), при которой каждый узел связи связан со смежными ближайшими узлами или узлами, имеющими наибольшее тяготение. При этом создаются обходные, резервные пути и обеспечивается два-три независимых выхода к любому узлу связи. Разновидностью сети являются решетчатые (ячеистые) структуры. Они очень надежны, но на их сооружение требуются большие капитальные затраты.

Сетевые узлы и станции наряду с выполнением общих функций по организации типовых групповых трактов и каналов и их предоставлению соответствующим вторичным сетям имеют некоторые отличительные особенности.

Сетевой узел представляет собой комплекс технических средств, обеспечивающий образование, перераспределение и техническую эксплуатацию сетевых трактов, типовых каналов передачи и типовых физических цепей первичной сети, а также предоставление их вторичным сетям и другим потребителям. Эти узлы обычно размещаются на пересечении нескольких линий передачи. В зависимости от типа первичной сети, к которой принадлежит сетевой узел, ему присваивается название «магистральный», «внутризоновый», или «местный». Кроме того, внутри каждого класса сетевых узлов существует их разделение по назначению. На магистральной первичной сети чаще встречаются сетевые узлы трех типов (рис. 4.12):

1. Сетевой узел (СУ) на пересечении магистральных линий, обеспечивающий соответствующие переключения трактов и каналов, который может выполнять функции оконечной станции первичной магистральной сети (ОМС) по предоставлению каналов передачи во вторичные сети.

2. Сетевой узел выделения групп каналов передачи (СУВ), представляющий собой обслуживаемый усилительный пункт на магистральной линии, на котором установлена аппаратура выделения групповых трактов.

3. Сетевой узел переключения (СУП), представляющий собой обслуживаемый усилительный пункт на пересечении магистральных линий, на котором установлена аппаратура выделения и коммутации типовых каналов и трактов.

Сетевые узлы переключения и выделения также могут выполнять функции сетевых станций по отношению к низшей по уровню иерархии первичной сети. Например, магистральный сетевой узел переключения (МСУП) в выделенном на рис. 4.12 субъекте РФ выполняет функции внутризоновой сетевой станции первичной сети.

Рисунок 4.12 – Фрагменты первичной сети ЕСЭ России

На внутризоновых сетях совместно с СУ, СУП и СУВ создаются межрайонные сетевые узлы (МРСУ), которые функционируют на разветвлении внутриобластных линий между районными узлами электросвязи (РУЭС) и обеспечивают переключения трактов, каналов на сетевые станции местные (ССМ) райцентров. Наиболее крупные СУ называют территориальными сетевыми узлами (ТСУ), так как они располагаются на пересечении нескольких достаточно мощных кабельных и радиорелейных магистралей и имеют свою зону ответственности в пределах установленной территории. В ТСУ все линии передачи, как правило, заканчиваются оконечной аппаратурой системы передачи (СП). СУП в отличие от ТСУ располагается на пересечении линий передачи меньшей мощности. В СУП отдельные линии передачи могут заканчиваться оконечной аппаратурой СП, а для других линий могут быть организованы обслуживаемые усилительные пункты. Через СУВ обычно проходит одна линия передачи и организуется выделение сетевых трактов или каналов с целью предоставления их вторичным сетям и потребителям.

Сетевая станция представляет собой комплекс технических средств, обеспечивающий образование и предоставление вторичным сетям типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов, а также их транзит. Сетевые станции в отличие от сетевых узлов являются оконечными точками соответствующих частей первичных сетей (магистральных, внутризоновых и местных). Их основное предназначение - предоставление каналов передачи и групповых трактов потребителям (вторичным сетям). Они могут размещаться либо совместно с сетевыми узлами, либо на удалении от них. Следует заметить, что соединительные линии между оконечными магистральными станциями (ОМС) первичной сети и оконечными станциями вторичных сетей связи в состав линий первичной сети не входят.

УИВС — телефонный узел ГТС, предназначенный для объединения и распределения входящих и исходящих потоков.

УС — узловая телефонная станция сельской сети, обеспечивающая телефонной связью абонентов сельского населенного пункта между собой и с абонентами оконечных телефонных станций, включенных в эту станцию, их транзитные соединения, а также выход этих абонентов на центральную станцию данного административного района.

ОС — оконечная станция сельской телефонной сети, обеспечивающая телефонной связью абонентов сельского населенного пункта, а также их выход на ЦС или УС.

Рисунок 4.13 – Фрагмент вторичной сети ЕСЭ России

ЦС — центральная станция сельской телефонной сети, обеспечивающая телефонной связью абонентов данного райцентра между собой и с абонентами различных сельских телефонных станций района, транзитные соединения абонентов оконечных и узловых станций, а также выход абонентов района на внутризоновую и междугородную телефонные сети.

ТУ — транзитный узел, обеспечивающий установление транзитных соединений между телефонными станциями.

Узлы и станции вторичных сетей размещаются, как правило, совместно (в одном населенном пункте или в здании) с соответствующими узлами и станциями первичных сетей, которые предоставляют необходимое число сетевых трактов и каналов передачи. Таким

УИВС — телефонный узел ГТС, предназначенный для объединения и распределения входящих и исходящих потоков.

УС — узловая телефонная станция сельской сети, обеспечивающая телефонной связью абонентов сельского населенного пункта между собой и с абонентами оконечных телефонных станций, включенных в эту станцию, их транзитные соединения, а также выход этих абонентов на центральную станцию данного административного района.

ЦС — центральная станция сельской телефонной сети, обеспечивающая телефонной связью абонентов данного райцентра между собой и с абонентами различных сельских телефонных станций района, транзитные соединения абонентов оконечных и узловых станций, а также выход абонентов района на внутризоновую и междугородную телефонные сети.

ОС — оконечная станция сельской телефонной сети, обеспечивающая телефонной связью абонентов сельского населенного пункта, а также их выход на ЦС или УС.

ТУ — транзитный узел, обеспечивающий установление транзитных соединений между телефонными станциями.

ПИО -пункты информационного обслуживания. Пункты информационного обслуживания подразделяются по их назначению. В зависимости от объёмов передаваемой информации ПИО может иметь один или несколько каналов, соединяющих его с сетью электросвязи. У него могут быть абоненты или выносные ОП, соединённые с ним прямыми каналами.

Узлы и станции вторичных сетей размещаются, как правило, совместно (в одном населенном пункте или в здании) с соответствующими узлами и станциями первичных сетей, которые предоставляют необходимое число сетевых трактов и каналов передачи. Так образуются различные предприятия связи: территориальные автоматизированные узлы управления и коммутации (ТАУК), эксплуатационно-технические узлы связи (ЭТУС), междугородные телефонные станции (МТС), районные узлы электросвязи и др.

На базе вторичных сетей организуются общегосударственные системы электросвязи, включающие соответствующую вторичную сеть, подсистемы нумерации, сигнализации, тарификации, технического обслуживания и управления и являющиеся третьим уровнем ЕСЭ России, например системы электросвязи общего пользования: телефонной связи, телеграфной связи, передачи данных, распределения программ телевизионного вещания, распределения программ звукового вещания, передачи газет, факсимильной связи и другие.

Система электросвязи может включать в себя одну или несколько служб электросвязи. Служба электросвязи представляет собой организационно-техническую структуру на базе сети связи (или совокупности сетей связи), обеспечивающую обслуживание связью пользователей с целью удовлетворения их потребностей в определенном наборе услуг электросвязи. Различают два вида служб электросвязи: службы передачи и теле службы (службы предоставления связи).

Служба передачи — это служба электросвязи, обеспечивающая только возможность передачи сигналов по сети связи между стыками сети с абонентскими оконечными устройствами (например служба передачи данных). Такие службы регламентируются МСЭ тремя нижними уровнями ЭМВОС. Оконечные устройства в службу передачи не входят.

Телеслужба — служба электросвязи, которая организуется с целью непосредственного обмена сообщениями между оконечными устройствами пользователей через сети электросвязи (1-7 уровни ЭМВОС). Телеслужба организуется на базе систем передачи и оконечных устройств. Примерами являются службы телефонной связи, телекса, бюрофакса и др.

В добавление к таблице 4.1 классификации сетей следует рассматривать также следующие признаки служб электросвязи.

Службы электросвязи классифицируются по следующим признакам: виду передаваемых сообщений, наличию оконечных устройств пользователей, степени доступности для пользователей, характеру обмена сообщениями, методу обслуживания пользователей, используемой среде распространения сигналов электросвязи. Классификация служб электросвязи представлена на рис. 4.14.

Рисунок 4.14 – Классификация служб электросвязи

Вид электросвязи является классификационным признаком, определяющим характер услуг, предоставляемых пользователю,

например, телефонная связь — передача речевых сообщений между пара- ми пользователей; факсимильная связь — передача неподвижных сообщений; видеоконференцсвязь — передача речевых, документальных сообщений, неподвижных и подвижных изображений между двумя и большим числом пользователей и т. д.

По характеру обмена сообщениями службы подразделяются на двусторонние (диалоговые или не диалоговые) и односторонние.

Двусторонние диалоговые службы ориентированы на взаимодействие потребителей и представлены службами телефонной связи, абонентского телеграфа, телекса, передачи данных, видеотекса и др.

Двусторонние не диалоговые — это службы, не требующие взаимодействия потребителей; они представлены службами передачи телеграмм, бюрофакса, обработки сообщений и др.

Односторонние службы обеспечивают одностороннюю передачу и представлены службами распределения программ звукового вещания (ЗВ) и телевидения (ТВ), передачи газетных полос, персонального радиовызова.

По методу обслуживания пользователей службы электросвязи классифицируются на абонентские и клиентские.

Абонентские службы предоставляют услуги пользователям в помещениях абонентов с помощью оконечных устройств, находящихся в распоряжении пользователей.

Клиентские службы предоставляют услуги пользователям с помощью оконечных устройств, устанавливаемых в пунктах коллективного пользования (приема телеграмм, телефонных переговорных, расположения таксофонов, службы бюрофакса и т. д.).

Следует заметить, что родственные (по виду передаваемых сообщений) абонентские и клиентские службы должны быть взаимосвязаны. Например, телеграмма, поданная в отделении связи (от клиента), должна быть доставлена на учрежденческий телексный аппарат(абонентский).

По используемой среде распространения сигналов электросвязи службы электросвязи можно подразделить на работающие по проводным каналам и радиоканалам. Так, выделяют службы проводного ЗВ и кабельного ТВ, отделяя их от соответствующих служб эфирного вещания, не входящих в состав ЕСЭ России.

Для обеспечения обслуживания пользователей службы электросвязи могут задействовать каналы связи, организуемые во вторичной сети (сетях), и на их основе предоставлять каналы электросвязи пользователям.

Таким образом, формирование канала электросвязи ЕСЭ России осуществляется на базе каналов передачи, организуемых в первичной сети, коммутируемых с помощью станций и узлов коммутации вторичной сети, на которых выполняются операции, обеспечивающие вызов и соединение, а также обслуживание пользователей согласно перечню востребованных услуг.

Для понимания работы сети ее можно представить тремя уровнями.

Первый уровень – это уровень, включающий абонентов АП и ПИО, в пределах которого проходит формирование сообщений для передачи в сети электросвязи.

Второй уровень – собственно сеть электросвязи, включающая линии связи (ЛС), каналы связи (КС), станции связи (СтС) и узлы связи (УзС), обеспечивающие передачу, распределение и коммутацию сообщений между АП (ПИО) абонентов и корреспондентов.

Третий уровень включает в себя элементы управления сетью: устройства управления (УУ) узлов, центры управления (ЦУ) и всю администрацию.

Связи между пользователями определяют потребность в передаче сообщений между оконечными или абонентскими пунктами, обслуживающими соответствующих пользователей, а также между узлами, объединяющими АП какого-либо населённого пункта. Потребность в передаче сообщений оценивается потоками сообщений в единицу времени. На практике определяют потребность в передаче сообщения временем передачи, временем занятия типового канала (в часозанятиях) или необходимым числом каналов связи.

Исходя из местоположения пользователей и создаваемых ими нагрузок, определяется местоположение конечных пользователей, которые могут содержать аппаратуру ввода и вывода информации. Эти пункты могут включать в себя различные устройства для хранения и обработки информации, коммутационные устройства, а если к оконечному пункту (станции) подключено несколько каналов – также каналообразующую аппаратуру. Оконечный пункт характеризуется типом аппаратуры ввода и вывода, наличием обслуживающего персонала, пропускной способностью, временем действия и областью обслуживания.

Распределение информации осуществляется двумя способами: на сетевых узлах – кроссированием (долговременным соединением) отдельных каналов или линейных трактов для образования прямых каналов между несмежными пунктами, а на коммутационных узлах – в соответствии с адресом каждого сообщения.

Линии связи (кабельные, радиорелейные, радио, спутниковые и т. д.), по которым передаются сообщения, характеризуются ёмкостью V (числом каналов тональной частоты), или суммарной пропускной способностью всех каналов. Разделение каналов в линии может осуществляться по пространству, частоте или времени. Основной особенностью линий связи является то, что увеличение их пропускной способности (ёмкости) приводит к снижению затрат на один канал связи обратно пропорционально корню квадратному от ёмкости. При укрупнении пучков каналов выигрыш получается не только за счёт снижения затрат на каналы, но и вследствие того что при объединении нагрузок повышается степень использования каналов и станционного оборудования.

Заканчивая подраздел опостроении сети электросвязи, рассмотрим режимы связи в зоновых системах электросвязи.В соответствии с Архитектурой Единой сети электросвязи Российской Федерации вся территория Росси поделена на зоны, совпадающие, как правило, с территорией областей, краев. Забегая вперед в изложении материала, отметим, что сейчас зоновые системы относят к транкинговым системам (от английского слова trunk, означающего "пучок", поскольку речь идет о пучке выделенных каналов). Транкинговые системы получили широкое распространение для организации профессиональной связи на транспорте, в добывающей промышленности, энергетических комплексах, силовых структурах и т.д.

Транкинговые системы в значительной мере вытеснили системы с выделенными каналами, которые продолжают применять в ограниченной мере для диспетчерской связи на транспорте (такси, общественный транспорт), частично в милиции, пожарной службе, в низовой связи в армии.

При этом, как правило, радиосвязь идет в симплексном режиме, когда передачу и прием сообщений ведут поочередно в одной и той же полосе частот. И в обиходе, и в литературе часто вместо термина "полоса частот" используют термин "частота" f_i, подразумевая под этим полосу радиочастот f_i ±Δ F/2 с центральной частотой f_i (рис. 4.15,а).

Рисунок 4.15 - Полосы частот для симплексного (а) и

дуплексного (б) каналов

Ширина полосы радиоканала Δ F зависит от спектра модулирующего сигнала (при передаче телефонных сообщений: 300 - 3400 Гц), вида и параметров модуляции. В аналоговых системах с частотной модуляцией (ЧМ) значение Δ F обычно составляет 10 - 30 кГц. При симплексной связи пользователь может либо принимать сигнал (слушать), либо передавать (говорить). Для перехода в режим передачи абонент нажимает на радиостанции специальную кнопку - тангенту.

В транкинговой связи обычно используют дуплексный режим или полудуплекс. При дуплексной связи с частотным разделением каналов передача идет одновременно в двух направлениях в разных частотных полосах, разнесенных друг от друга на Δ f _ДУП (рис. 4.15,б).

Обычно для канала АС- БС выделяют частоту на Δ f _ДУП ниже, чем в направлении БС- АС. В дальнейшем, говоря о радиоканале, будем иметь в виду дуплексный режим работы, т.е. фактически две полосы частот, выделяемые для организации одного канала радиосвязи.

Кроме дуплекса, в транкинговых системах часто используют режим полудуплекса, когда для каждого канала радиосвязи выделяют две полосы частот, однако АС работает на передачу и прием попеременно. Перевод АС в режим передачи осуществляют нажатием тангенты. Использование полудуплекса упрощает АС, позволяет экономить энергию батареи АС (передатчик включают только во время передачи информации), улучшает помеховую обстановку в зоне, но требует манипуляций пользователя. Поэтому режим полудуплекса используют только в служебной связи.

Дата добавления: 2013-12-13