 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Иерархические уровни в ТФОП 12
В любой крупной сети принято выделять иерархические уровни. Такое выделение можно рассматривать как классификацию по определенному признаку (таксону). На фронтальной грани куба, изображенного на рисунке 3.2, перечислены основные уровни иерархии, которые свойственны ТФОП. На боковой грани куба выделены два компонента (коммутируемая и транспортная сети), которые можно выделить для всех иерархических уровней ТФОП с точки зрения решаемых функциональных задач. Верхняя грань, при необходимости, может быть использована для введения дополнительной классификации по каким-либо другим признакам.
Рис. 3.2. Иерархические уровни в ТФОП
В качестве нижнего уровня иерархии показана сеть в помещении пользователя. Строго говоря, ее создание и поддержка не входят в компетенцию Оператора ТФОП. Такой подход можно считать оправданным в тех случаях, когда то, что названо "сетью в помещении пользователя", представляет собой телефонный аппарат или терминал любой сложности в совокупности с абонентской проводкой. Многие современные предприятия используют УАТС, локальную вычислительную сеть (ЛВС) и телекоммуникационные системы поддержки бизнес-процессов. В подобных случаях компонент "сеть в помещении пользователя" целесообразно включать в состав уровней иерархии ТФОП. Следующий иерархический уровень – сеть доступа. Ее анализ не входит в перечень вопросов, рассматриваемых в этой лекции. Поэтому достаточно упомянуть, что сеть доступа служит "связующим звеном" между двумя иерархическими уровнями. Ее задача состоит в организации связи между оборудованием пользователя и базовой сетью. Базовая сеть на рисунке 3.2 разделена на четыре иерархических уровня. Нижний из этих уровней соответствует местной (городской или сельской) телефонной сети. ГТС создается в границах города, а СТС – на территории сельского административного района. В ряде ГТС и СТС, в свою очередь, можно выделить два уровня иерархии. На рисунке 3.2 они обозначены как сети межстанционной и межузловой связи. Зоновая телефонная сеть обычно создается в границах крупного административного района. Отличительный признак зоновой телефонной сети – присвоение ей уникального кода для междугородной связи, обозначаемого буквами Типичная зоновая сеть состоит из нескольких местных сетей – ГТС и СТС. Между собой местные сети связаны каналами внутризоновой связи. Эти каналы коммутируются в АМТС или в зоновом телефонном узле (ЗТУ). На следующем уровне иерархии ТФОП расположена междугородная телефонная сеть. Она обеспечивает связь между зоновыми телефонными сетями. Кроме того, в задачи междугородной телефонной сети входит обеспечение доступа к международным центрам коммутации (МЦК). Эти центры представляют собой элементы верхнего уровня иерархии ТФОП – международной телефонной сети.
Городские телефонные сети
В конце XIX и в начале XX века все ГТС создавались за счет установки всего одной телефонной станции. Рост ряда сетей привел к необходимости установки второй, третьей и последующих телефонных станций. Тем не менее, в небольших городах часто функционирует одна АТС – рисунок 3.3. Такие сети называют нерайонированными. При использовании декадно-шаговых и координатных АТС такой способ построения ГТС считался рациональным, если максимальное количество обслуживаемых абонентов не превышало 8000. Применение цифровых коммутационных станций позволяет экономично строить нерайонированные ГТС емкостью в несколько десятков тысяч номеров. В этом случае в составе АТС используются выносные модули – концентраторы.
Рис. 3.3. Существующая нерайонированная городская телефонная сеть
Нерайонированная ГТС состоит из коммутационной станции и сети доступа. На рисунке 3.3 показаны четыре распределительных шкафа (ШР). Между каждым шкафом и АТС проложены магистральные кабели. Обычно применяются многопарные абонентские кабели. Этот фрагмент сети доступа называется магистральным участком. Обычно на магистральном участке сети доступа формируется звездообразная топология. В некоторых случаях используются линии межшкафной связи. На рисунке 3.3 такая линия показана между третьим и четвертым шкафами. Наличие линий межшкафной связи позволяет в перспективе перейти к кольцевой структуре сети доступа. Такая топология обеспечивает высокую надежность связи концентраторов с АТС. На рисунке 3.4 изображены две структуры перспективной нерайонированной ГТС, в которой установлена цифровая АТС. Здесь и далее кружки, соответствующие цифровым АТС, окрашены темным цветом. Фрагмент (а) иллюстрирует принципы построения транспортной сети, которая представлена в виде совокупности трех колец. Нулевой СУ располагается в здании АТС. Номера всех остальных СУ совпадают с номерами тех концентраторов, для которых они формируют транспортные ресурсы в виде стандартных цифровых трактов. Выбор числа СУ и мест их размещения – одна из классических задач проектирования телекоммуникационных сетей.
Рис. 3.4. Перспективная нерайонированная городская телефонная сеть
Структура коммутируемой сети показана в правой части рисунка 3.4 – фрагмент (б). Она представляет собой топологию типа "звезда". Очевидно, что между АТС и каждым концентратором благодаря кольцевой структуре транспортной сети существуют два независимых (с точки зрения надежности) пути обмена информацией. Построение ГТС с применением выносных концентраторов имеет ряд преимуществ, среди которых следует выделить сокращение средней длины АЛ (что уменьшает затраты на построение сети доступа и упрощает введение ряда новых услуг) и снижение затрат на обновление версий программного обеспечения цифровой АТС. Использование одной коммутационной станции в городах со средней и большой площадью
Очевидно, что для крупных городов, территория которых измеряется сотнями квадратных километров, длина АЛ становится такой, что по затуханию и сопротивлению шлейфа ее использование становится принципиально невозможным. Разумный выход из такого положения – установка нескольких АТС. Деление территории на фрагменты, в каждом из которых устанавливается АТС, называется районированием. Эти АТС стали именоваться районными. Отсюда и сокращение – РАТС. На рисунке 3.5 показан пример районированной сети, в которой установлены пять РАТС. Все пять коммутационных станций связаны между собой по принципу "каждая с каждой". В период развития ГТС на базе декадно-шаговых и координатных АТС такой способ построения сети использовался, если максимальное количество обслуживаемых абонентов не превышало 80000. При цифровизации ГТС такая структура межстанционной связи может применяться для создания значительной части местных телефонных сетей. Исключением могут стать ГТС в мегаполисах. Естественно, что в составе каждой АТС используются выносные концентраторы.
Рис. 3.5. Районированная городская телефонная сеть
ГТС одной и той же емкости может быть построена за счет установки различного числа РАТС. При этом средняя емкость РАТС меняется. На рисунке 3.6 приведены типичные кривые, иллюстрирующие изменение стоимости сети, приведенной к одному номеру в зависимости от емкости РАТС. Все кривые носят качественный характер. Их расположение друг относительно друга не отражает уровень затрат на каждый из трех основных компонентов телефонной сети. Верхняя кривая на рисунке 3.6 соответствует суммарным затратам за один номер местной телефонной сети. Очевидно, что существует минимум этих затрат, который достигается при величине емкости РАТС, которую следует считать оптимальной. Количество пучков СЛ в сетях, построенных по принципу связи коммутационных станций "каждая с каждой",
Рис. 3.6. Изменение затрат на один номер РАТС
При значительном числе РАТС количество пучков СЛ становится чрезмерно большим. Их емкость невелика, что приводит к низкому использованию каждой СЛ. Транспортной сетью с большим количеством пучков СЛ сложнее управлять. При построении ГТС на базе декадно-шаговых и координатных станций при емкости сети свыше 80000 номеров самой экономичной была признана структура связи РАТС через УВС. Пример сети с УВС показан на рисунке 3.7. Предполагается, что в составе ГТС выделено два узловых района. В первом узловом районе расположены три РАТС. Для станции под пятнадцатым номером показаны три типичных варианта включения телефонных аппаратов. Во втором узловом районе установлены две РАТС. Все РАТС одного узлового района связаны между собой по принципу "каждая с каждой".
Рис. 3.7. Городская телефонная сеть с узлами входящего сообщения
При большом взаимном тяготении и технической возможности между некоторыми РАТС разных узловых районов могут использоваться прямые (не проходящие через УВС) пучки СЛ. Такой вариант показан штрихпунктирной линией для РАТС17 и РАТС29. Для обеспечения высокой надежности сети оборудование УВС устанавливается, как минимум, на двух площадках. Эти площадки расположены в зданиях, где размещается оборудование РАТС. В крупных городах применение УВС не обеспечивало экономичное построение телефонных сетей. В результате проведенных исследований было установлено, что при емкости ГТС свыше 800000 номеров целесообразно использовать узлы двух типов: УИС и УВС. Оборудование УИС и УВС в каждом узловом районе для повышения надежности связи разносилось, как минимум, на две площадки. Типичная структура сети с УИС и УВС приведена на рисунке 3.8. Показаны два узловых района. В первом узловом районе изображена только одна РАТС. Для нее, как и на предыдущем рисунке, проиллюстрированы три основных варианта включения терминалов. Во втором узловом районе насчитывается три РАТС. Они связаны между собой по принципу "каждая с каждой". Пучок СЛ между УИС2 и УВС обеспечивает также еще один маршрут установления соединения между РАТС второго узлового района. Этот маршрут проходит через УИС2 и УВС2.
Рис. 3.8. Городская телефонная сеть с узлами исходящего и входящего сообщения
Выбор оптимального количества узловых районов и определение их границ для территории города – сложная задача, для решения которой используются современные экономико-математические методы.
Сельские телефонные сети
Назначение каждой СТС состоит в том, чтобы обеспечить обслуживание абонентов, которые располагаются в границах одного сельского административного района. На начальном этапе развития СТС одной из главных задач считалась организация внутрипроизводственной телефонной связи, что предопределило применение коммутационных станций малой емкости. Примерно 88% емкости российской ТФОП установлено в городах. По количеству эксплуатируемых АТС статистика иная. Свыше 60% всех коммутационных станций установлено в сельской местности. Еще одна важная особенность СТС заключается в том, что ее ресурсы (в основном, речь идет о транспортной сети) активно использовались для телеграфной связи, подачи программ звукового вещания и обмена данными. Типичная структура СТС приведена на рисунке 3.9. Она иллюстрирует два используемых в СТС способа связи между ОС и ЦС: радиальный и радиально узловой. ОС902 и ОС903 соединены с ЦС непосредственно. Этот способ связи называется радиальным. ОС911 и ОС912 включены в УС, что соответствует радиально узловой схеме.
Рис. 3.9. Структура типичной сельской телефонной сети
Штрихпунктирной линией на рисунке 3.9 показан прямой пучок СЛ между двумя ОС. Такая возможность предусмотрена принципами построения системы сельской связи, но на практике используется очень редко. В ряде руководящих документов встречался термин "комбинированная сеть". Он использовался для того, чтобы отметить возможность создания в районном центре ГТС. Тогда на территории сельского административного района формально сосуществуют и СТС, и ГТС. В официальных документах, опубликованных в последние годы, термин "комбинированная сеть" не используется.
Сети дальней связи
Термин "зоновая телефонная сеть" появился как следствие разработки системы и плана нумерации ТФОП. Термин "зоновая сеть" не встречается в зарубежной технической литературе. Тем не менее, его использование в руководящих документах Администрации связи России можно считать логичным. На рисунке 3.10 изображены основные компоненты зоновой телефонной сети, подтверждающие целесообразность выделения одноименного уровня иерархии в ТФОП. Важнейшим компонентом зоновой телефонной сети считается ГТС, расположенная в центре крупного административного района. Для России таким районом является субъект Федерации. Пучками ЗСЛ и СЛМ эта сеть связана с ГТС всех крупных городов, которые – административно – обычно подчиняются центру субъекта Федерации. На рисунке 3.10 предполагается, что в составе субъекта Федерации создано
Рис. 3.10. Основные компоненты зоновой телефонной сети
На рисунке 3.11 показаны основные виды соединений, устанавливаемые в сети внутризоновой телефонной связи. Эти соединения можно проиллюстрировать для трех терминалов, включенных в РАТС, ЦС и одну из ОС.
Рис. 3.11. Виды соединений при внутризоновой телефонной связи
При установлении соединения между ТА1 и ТА2 тракт обмена информацией будет установлен через РАТС, АМТС (либо ЗТУ) и ЦС. В данном случае в ГТС райцентра подразумевается установка ЦС. Если в СТС используется УСП, то ТА2 включается в одну из РАТС, входящих в состав ГТС районного центра. При установлении соединения между ТА1 и ТА3 разговорный тракт проходит через пять коммутационных станций: РАТС, АМТС (либо ЗТУ), ЦС (либо УСП), УС и ОС. Соединение между ТА2 и ТА3 осуществляется в пределах СТС. В течение XX века междугородная и международная телефонная связь в России предоставлялась одним Оператором. В начале XXI века началась демонополизация рынка междугородной и международной телефонной связи. Связь абонентов, включенных в разные ГТС ("
Рис. 3.12. Современные принципы организации междугородной телефонной связи
Целесообразно выделить два важных аспекта междугородной телефонной связи. Во-первых, Россия расположена в десяти часовых поясах. Поэтому для некоторых субъектов Федерации комфортный период времени для телефонных разговоров существенно меньше, чем аналогичная величина в местных сетях. Во-вторых, соотношение капитальных затрат на коммутационные станции и соединяющие их каналы (вместе с системами передачи), как правило, существенно различается для сетей междугородной и местной связи. В частности, при построении ГТС основная доля инвестиций Оператора направляется на приобретение и установку коммутационного оборудования. При построении междугородной телефонной сети (особенно между городами, существенно удаленными друг от друга) основная доля затрат Оператора приходится на каналы между коммутационными станциями. Поэтому оптимизационные задачи, решаемые при построении междугородной и местных сетей, имеют определенные различия. Каждая из
Рис. 3.13. Структура эксплуатируемой междугородной телефонной связи
Все УАК соединяются между собой по принципу "каждый с каждым". Любая АМТС должна быть связана, как минимум, с двумя УАК. При значительном трафике между АМТС может организовываться прямой пучок междугородных каналов. Обычно емкость таких пучков рассчитывается при высокой вероятности потерь. Тогда прямые пучки используются весьма продуктивно, а избыточная нагрузка обслуживается за счет обходных путей. Среди возможных маршрутов выделяют путь последнего выбора (ППВ). Он выбирается в том случае, когда соединение не может быть установлено по иному, более "короткому", пути. Обычно ППВ проходит через два УАК. Модель, показанная на рисунке 3.13, позволяет выделить возможные варианты установления соединения между абонентами, включенными в ГТС городов " · АМТС1 – АМТС2 (если существует прямой пучок каналов); · АМТС1 – УАК4 – АМТС2 (если существует обходной пучок каналов); · АМТС1 – УАК3 – АМТС2 (если существует обходной пучок каналов); · АМТС1 – УАК4 – УАК3 – АМТС2. Последним маршрутом следует считать ППВ. Это означает, что транзитные соединения через три УАК (например, АМТС1 – УАК4 – УАК1 – УАК3 – АМТС2) не предусматриваются. В настоящее время практически все АМТС и УАК в российской ТФОП построены на базе современного цифрового коммутационного оборудования. Цифровизация трактов между коммутационными станциями и узлами междугородной телефонной сети осуществляется медленнее. Трафик дальней связи постоянно растет, что стимулирует организацию множества прямых пучков междугородных каналов. Иерархические принципы, использованные при формировании структуры междугородной сети, могут оказаться малоэффективными. В частности, некоторые Операторы дальней связи, работающие в странах с небольшой территорией, стали использовать неиерархические сети. В них используются АМТС двух видов: оконечные и оконечно-транзитные. Фрагмент такой сети, состоящей из пяти оконечно-транзитных и одной оконечной АМТС, показан на рисунке 3.14. Изменение структуры междугородной телефонной сети в России будет определяться множеством различных факторов. Из этих факторов следует выделить технико-экономическую целесообразность создания прямых пучков каналов междугородной связи и влияние технической политики Операторов межрегиональных компаний (МРК), создающих и эксплуатирующих фрагменты ТФОП в границах, которые, в основном, определяют территории Федеральных округов.
Рис. 3.14. Структура перспективной междугородной телефонной связи
Целесообразность создания прямого пучка каналов между каждой парой АМТС определяется в результате анализа количества телефонных разговоров и их длительности в течение определенного времени. Как правило, чем больше субъекты Федерации удалены друг от друга, тем меньше целесообразность организации прямого пучка каналов между соответствующими АМТС. Общие принципы организации международной телефонной связи показаны на рисунке 3.15. Рассматриваемая модель содержит три МЦК. Эти центры размещаются в трех разных странах. Связь между МЦК, расположенными в странах
Рис. 3.15. Связь международных центров коммутации
Прямой пучок каналов создается при значительном числе соединений, которые устанавливаются между терминалами абонентов двух стран. Если результаты технико-экономического анализа не подтверждают целесообразность организации пучка каналов, который напрямую связывает МЦК двух стран, то используется возможность создания транзитных связей. Эти связи могут устанавливаться и в тех случаях, когда прямой пучок международных каналов недоступен. Рекомендация МСЭ E.171 ограничивает количество транзитных международных каналов между МЦК двух стран. Их должно быть не более четырех. Это означает, что в соединении не должно участвовать более трех транзитных МЦК. Структуры телефонных сетей всех уровней иерархии постепенно меняются, что обусловлено рядом причин. В первую очередь, следует выделить причины внутреннего характера, связанные с развитием ТФОП. Важнейшей из соответствующих причин можно считать цифровизацию телефонной сети. Внешние причины изменения структуры ТФОП обусловлены переходом к сети следующего поколения, известной по аббревиатуре NGN – Next Generation Network. Их анализ содержится в лекции, посвященной сети следующего поколения.
Дополнительная литература к лекции 3
[1] Основы телефонии изложены в Приложении I 12 |
.
привело к заметному росту длины АЛ – 
. Например, для города, форма которого представима квадратом, справедливо следующее соотношение:
. (3.1)
определяется числом установленных РАТС – 
:
. (3.2)
сельских сетей. В их состав входят и ГТС районных центров. При большом взаимном тяготении между ГТС крупных городов и ЦС некоторых сетей сельской связи могут создаваться прямые пучки ЗСЛ/СЛМ. На рисунке 3.10 такой пучок ЗСЛ/СЛМ показан для 
ГТС и первой СТС.
" и " 
" на рисунке 3.12), может осуществляться через несколько сетей междугородной связи, которые эксплуатируются разными Операторами. Для рассматриваемой модели изображено 
сетей междугородной связи.
и 
, может осуществляться по прямому пучку международных каналов или через транзитный центр, который находится в стране 
.