Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

В сфере телекоммуникационных услуг пока еще большая часть доходов приходится на кабельную телефонную связь, хотя сети сотовой связи и интернет развиваются очень динамично. В начале текущего года в мире количество абонентов традиционной телефонной сети превысило 1400 млн. До 2003 г. прибавились еще 70 млн. пользователей Интернет, 580 млн. абонентов стационарной телефонной связи и столько же абонентов телефонной сотовой связи.

Сейчас на телефонную связь переключаются сети кабельного телевидения. В Великобритании, которая в области телекоммуникационной либерализации находится на первом месте в Европе, доходы кабельного телевидения от услуг телефонной связи превышают доходы, получаемые от передачи телевизионных программ [1].

В настоящее время известны и широко используются в городских условиях следующие средства для организации "последней мили":

телефонные медные провода;

волоконно-оптические кабели;

телевизионные кабельные сети;

радио эфир (технология "радио-Ethernet");

каналы спутникового телевидения.

Традиционные технологии, которые были до настоящего времени разработаны для высокоскоростной передачи данных или доступа в сеть Интернет, достаточно дороги, причем не только на этапе внедрения, но и при эксплуатации, в то время как эффективные с экономической точки зрения технологии не обеспечивали необходимой пользователям скорости передачи данных. Большинство пользователей все еще вынуждены применять для получения доступа в сеть Интернет аналоговые модемы, предназначенные для использования на телефонных линиях.

Возможности высокоскоростной передачи данных долгие годы не распространялись на миллионы представителей мелкого бизнеса и частных абонентов, которые по понятным экономическим соображениям не могут себе позволить содержать выделенную оптико-волоконную линию. И хотя потребность этих групп абонентов в технологиях цифровой передачи постоянно росла и растет, до последнего времени им оставалось полагаться только на те средства передачи данных, которые используют линии телефонной сети общего пользования. Технологии DSL(Цифровая абонентская линия) являются одним из главных средств решения проблем такого рода[2]. сеть абонентский телефонный коммуникация

Переход к рыночной экономике позволил за последние годы Республике Таджикистан обеспечить заметный экономический рост. Уровень развития связи является одним из важнейших показателей, характеризующих степень развития экономики страны и процесс ее интенсификации. В данный момент цифровая сеть существует только в города Душанбе. Построение высокоскоростной сети передачи данных во всех городах и райцентрах республики будет являться, безусловно, большим шагом вперед в вопросах улучшения всех аспектов человеческой жизни. Проектируемая сеть в сочетании с действующими и разрабатываемыми в настоящее время ведомственными и межведомственными территориально- распределенными системами сбора, обработки и накопления информации могут базой внедрения новых информационных технологий [3].

1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА

1.1 Современный принцип организации САД

Абонентская сеть, соединяющая терминальное оборудование с

коммутационной станцией, считалась самым консервативным элементом телекоммуникационной системы. В конце 20-го века ситуация кардинально изминалась: к абонентской сети предъявляются новые требования. Выполнение этих требований ведет к существенным изменения принципов построения и дальнейшего развития абонентской сети. В своем новом качестве она стала называться сетью абонентского доступ.

Принципы построения перспективных сетей абонентского доступа, обеспечивающих эффективное развитие телекоммуникационной системы. Основное внимание уделяется тем аспектам абонентского доступа, которые связаны с использованием в местных телефонных сетях цифровой техники передачи и коммутации, а также с практическим применением новых телекоммуникационных технологий. В современной телекоммуникационной системе меняется не только роль сеть доступа. В большинстве случаев расширяется и территория, в границах которого создается сеть доступа.

Для цифровой коммутационной станции может быть предложена модель, которая позволить, точнее отразить специфику сети абонентского доступа. Процесс внедрения цифровой коммутационной станции приводит к изменению структуры местной телефонной сети. В ряде случаев это отражается на структуре абонентской сети. Кроме того, при внедрении цифровой коммутационной станции могут возникать специфические (постоянные или временные) решения, когда некоторые группы удаленных абонентов подключается за счет использования концентраторов.

Подобные решения должны обязательно приниматься во внимание на этапе разработки общей концепции модернизации местной телефонной сети.

Для гипотетической цифровой коммутационной станции варианты представлены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - модель сети абонентского доступа для цифровой коммутационной станции

Сеть доступа для цифровой коммутационной станции должно отвечать как требованиям цифровой телефонии, так и задачам реализации перспективных телекоммуникационных технологий. Если существующие абонентские сети стоились для обеспечения телефонной связи в полосе пропускания канала тональной частоты, то перспективные сети должны разрабатываться с учетом предоставления пользователям широкого спектра услуг, ориентированных на использование широкополосных каналов. Для того чтобы проиллюстрировать отличия в принципах построения существующей(а) перспективной (б) САД, рассмотрим модель сети абонентского0доступа0(рисунок01.2)
Как видно из рисунка 1.2, при построении перспективных САД, может применяться кольцевая структура на основе мультиплексоров выделения каналов (МВК) или цифровых кроссовых узлов (ЦКУ) и оптического кабеля ОК (КР и ШР - соответственно коробка и шкаф распределительные). ОК обычно доводится до оптимальной, с точки зрения оператора и пользователя,

точки. Существует несколько стратегий использования ОК на сетях доступа: до здания - FTTB (Fiber To The Building); до офиса FTTO (O - Office); до границы некой территории, названной зоной, - FTTZ (Z - Zone). При этом меняются и принципы проектирования современных САД.

Рисунка 1.2 - Модель сети абонентского доступа

По мере введения цифровых коммутационных станций с выносными модулями (концентраторами и мультиплексорами) эта величина будет, по всей вероятности, сокращаться, но стоимость САД останется все же достаточно большой. По этой причине особую актуальность приобретает разработка таких принципов проектирования САД, которые позволили бы в дальнейшем значительно минимизировать затраты на этот элемент телекоммуникационной сети.

1.2 Современные технологии в САД

Телефонные компании начали «аналого-цифровое преобразование» своих магистральных сетей еще в 1960-е годы. Начав с использования относительно простых трактов передачи Т1/Е1 (обеспечивалась скорость передачи до 1,5 Мбит/с) на медных соединительных линиях между телефонными станциями, телефонные компании в наши дни пришли к организации оптико-волоконных систем передачи, объединяющих, например, телефонные сети разных городов и обеспечивающих передачу со скоростью до нескольких гигабит в секунду. Те же технологии, которые раньше использовались только для соединения телефонных станций между собой, теперь используются для соединения этих станций с абонентами, которым необходима высокая скорость передачи данных.

Эти возможности, однако, долгие годы не распространялись на миллионы представителей мелкого бизнеса и частных абонентов, которые по понятным экономическим соображениям не могут себе позволить содержать выделенную оптико-волоконную линию. И хотя потребность этих групп абонентов в технологиях цифровой передачи постоянно росла и растет, до последнего времени им оставалось полагаться только на те средства передачи данных, которые используют линии телефонной сети общего пользования. Технологии DSL являются одним из главных средств решения проблем такого рода.

Медная абонентская телефонная линия находится в стадии эволюционного перехода от аналоговой сети, предназначенной только для обеспечения телефонной связи, к широкополосной цифровой сети, способной обеспечить передачу голоса, высокоскоростную передачу данных, а также работу других не менее важных коммуникационных служб. Поддержание работы такой сети требует не только наличия соответствующего современного оборудования, но и совершенно нового подхода к управлению работой кабельной абонентской телефонной сети. Сеть, состоящая из пар витых проводов, которая изначально предназначалась только для обеспечения телефонной связи между различными абонентами, постепенно превращается в сеть широкополосных каналов, способных поддержать высокоскоростную передачу данных и другие широкополосные телекоммуникационные службы. Разработанная для аналоговых телефонных линий технология (аналоговые модемы, предназначенные для передачи по телефонным линиям) имеет очень ограниченную скорость передачи данных - до 56 Кбит/с. Но, благодаря использованию на абонентской кабельной сети современных технологий, разработанных специально для витых пар проводов, те же самые линии, которые ранее использовались для традиционной телефонной связи и передачи данных могут поддерживать экономически эффективную высокоскоростную передачу данных, при этом сохраняя возможности одновременного использования абонентских линии и для традиционной телефонной связи[5].

Традиционная аналоговая сеть абонентских линий позволяет передавать аналоговые сигналы между абонентами и коммутационным оборудованием телефонных станций (входящих в состав коммутационной телефонной сети общего пользования). Данная сеть оптимизирована для передачи сигналов голоса и имеет ограниченную полосу пропускания (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 - АЛ с использованные модемы

Со стороны абонента сигналы голоса передаются в линию как стандартные аналоговые сигналы традиционной телефонной связи. Данные подаются в ту же самую линию через модем DSL, позволяющий передавать их в виде высокочастотных цифровых сигналов. Эти сигналы передаются от абонента к оборудованию, установленному на телефонной станции.

На телефонной станции сигналы проходят через сплиттер и оборудование, позволяющее обеспечить контроль и управление использованием абонентской линии, и затем попадают на мультиплексор доступа цифровой абонентской линии (DSLAM). Сплиттер представляет собой фильтр, выделяющий сигналы обычной телефонной связи и направляющий их на коммутационное оборудование телефонной станции. Высокочастотные цифровые сигналы направляются на мультиплексор доступа, который объединяет трафик большого количества абонентских телефонных линий. Оборудование управления и контроля абонентской линии может находиться как до сплиттера, так и после него. Оно обеспечивает защиту коммутационного оборудования, физический доступ, тестирование телефонного оборудования и тестирование широкополосного цифрового оборудования, что необходимо для организации данной системы, ее обслуживания, поиска и устранения неисправностей. С мультиплексора доступа трафик подается на маршрутизатор, направляющий его в сеть Интернет.

Специально для витых пар проводов, те же самые линии, которые ранее использовались для традиционной телефонной связи и передачи данных со скоростью до 56 Кбит/с (в лучшем случае, причем с доступом по коммутируемой линии, т.е. с обязательным набором номера для установки соединения) могут поддерживать экономически эффективную высокоскоростную передачу данных, при этом сохраняя возможность одновременного использования абонентской линии и для традиционной телефонной связи. Новую ступень развития удалось преодолеть благодаря использованию технологий DSL (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 - АЛ с использованием технологии DSL

Для конечных пользователей технологии DSL обеспечивают высокоскоростное и надежное соединение между сетями или с сетью Интернет, а телефонные компании получают возможность исключить потоки данных из своего коммутационного оборудования, оставляя его исключительно для традиционной телефонной связи.

Обеспечение высокоскоростной передачи данных по медной двухпроводной абонентской телефонной линии достигается установкой оборудования DSL на абонентском конце линии и на «конечной остановке» магистральной сети высокоскоростной передачи данных, которая должна находится на телефонной станции, к которой подключена данная абонентская линия. Если на абонентской линии с использованием технологии DSL организована высокоскоростная передача данных, информация передается в виде цифровых сигналов в полосе гораздо более высоких частот, чем та, которая обычно используется для традиционной аналоговой телефонной связи. Это позволяет значительно расширить коммуникационные возможности существующих витых пар телефонных проводов.

Использование технологий DSL на абонентской телефонной линии позволило превратить абонентскую кабельную сеть в часть сети высокоскоростной передачи данных. Телефонные компании получили возможность увеличить свои прибыли, используя существующую кабельную телефонную сеть для предоставления своим абонентам возможности высокоскоростной передачи данных по доступной цене.

Кроме обеспечения высокоскоростной передачи данных, технологии DSL являются эффективных средством организации многоканальных служб телефонной связи. С помощью технологии VoDSL (голос по DSL) можно объединить большое количество каналов телефонной (голосовой) связи и передать их по одной абонентской линии, на которой установлено оборудование DSL [6]. Скорость разных технологии приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1- Модемы, использующие выделенные пары симметричного кабеля

Технология	Описание	Расстояние/Диаметр жилы
U-IC	Дуплексная передача на скорости 160 Кбит/с по одной неэкранированной паре	8-10 км максимально. 4 км/0.4 мм
HDSL	Дуплексная передача на скорости 2 Мбит/с по 2 или 3 неэкранированным парам	2 UTP: 2.4 км/0,4 мм 2 UTP: 2.6 км/0,6 мм 3 UTP: 3.9 км/0,4 мм 3 UTP: 4.9 км/0,6 мм
ADSL	1.5-8 Мбит/с (и более) нисходящий поток 640 - 1000 Кбит/с восходящий поток	1-5.4 км максимально
VHDSL	20-50 Мбит/с	200-500 м

В последнее время наибольшее распространение получили синхронные сети (Synchronous Digital Hierarhy - SDH) кольцевой структуры. Как известно, синхронные системы передачи пришли на смену плезиохронным системам с импульсно - кодовой модуляцией. Появление волокно в качестве среды передачи сигналов вызвало необходимость разработки синхронных мультиплексоров для передачи сигналов по оптическим линиям связи. При такой иерархии систем передачи электромагнитные сигналы на пути следования от пользователя к пользователю проходят многократное преобразование.

Синхронные системы SDH позволяют создавать мощные цифровые тракты, гибко вводить цифровые потоки фиксированной полосы, имеют простой интерфейс и протокол обмена для ввода и вывода плезихронных потоков. Слабым местом синхронизации систем является фиксированной полоса, что не всегда выгодно для пользователя: в отдельных случаях полоса плохо используется, в других - недостаточно для передачи некоторых видов услуг[7].

1.3 Существующей сети телекоммуникации города Душанбе

Краткое описание города. Душанбе город - столица. Население по переписи 2002г свыше 600 тысяч человек.

Расположен город в Гиссарской долине, хотя с трёх сторон окружён горами. Город разделён по центральной части рекой Душанбинской.

Телефонная связь общего пользования города Душанбе обеспечивается районными автоматическими телефонными станциями (РАТС) и частично-ведомственными станциями малой ёмкости, абоненты которых имеют право выхода на общегородскую телефонную сеть.

Городская телефонная сеть города является районированной с узлами входящих сообщений (УВС). Общая ёмкость городской ГТС составляет 69262 номеров. На сети организовано два узловых района АТС-33 и АТС-27. В городе имеется АМТС, выход на которой осуществляется через «8» со всех районных АТС (РАТС) организованы также выходы РАТС на узел специальной службы (УСС).

В настоящее время телефонная сеть г. Душанбе оснащена цифровым оборудованием компания ZTE. Сейчас на сети действует оптоволоконное кольцо SDH.

Рисунок 1.6 - Схема оптико-волоконного кольца города Душанбе

Параметры существующих Автоматических Телефонных Станций

Таблица 1.2 - Характеристика существующих РАТС

Номер №	Год выпуска	Ёмкость станция	Задействованная ёмкость
АМТС - EWSD	1999	10000	-
АТС-27	2003	10000	9516
АТСЭ-23	2001	6000	4400
АТСЭ-24	1995	10000	6676
АТС-21	2003	10000	7830
АТС-31	2003	10000	5616
АТС-39	2003	2000	2000
АТС-33	2003	10000	6239
АТС-34	2003	10000	5034
АТС-35	2003	10000	7408
АТС-36	2003	10000	8418
АТС-32	2003	10000	4051
АТС-37	2003	10000	6349
RSU-253	2003	3000	208
RSU-252	2003	2000	104
RSU-251	2003	3000	413

В городе небронированные кабели прокладывают в специальной кабельной канализации, состоящей из трубопровода и смотровых кабельных колодцев. Существующая схеме САЛ для АТС-21 показано на рисунке 1.7.



Рисунок 1.7 - Существующая схема САЛ АТС-21

1.4 Необходимость модернизации САЛ на участке АТС-21

Абонентские сети АТС-21 построены по шкафной системе с применением элементов прямого питания. Данные кабели и относящиеся к ним линейное оборудование составляют распределительную сеть. От распределительных коробок к телефонным аппаратам абонентов прокладываются однопарные кабели, составляющие абонентскую проводку (рисунок 1.8).

Рисунок 1.8 - Сеть абонентской линии

Использование АЛ для телефонной связи или передачи иной информации в полосе канала ТЧ имеют некоторые недостатки:

а) ограниченная пропускная способность АЛ, что свойственно кабелям

с медными жилами. Ухудшение некоторые характеристик передачи

при сращивании жил, имеющих разный диаметр проводников;

б) сложности, вызванные теми случаями, когда АЛ пригодно для

телефонной связи, но ее электрические характеристики не отвечают

требованиям, которые существенны при передаче иной

информации;

в) необходимость отбора пар для организации линейных трактов

между выносными модулями и АТС по одно-кабельному варианту;

г) усложнение процесса технического обслуживания при

использовании нестандартных систем передачи. Необходимость,

в ряде случаев, отбора уплотняемых цепей.

При использованных новых оборудование, можно исправить этих недостатков:

а) Достаточная пропускная способность для основных и

дополнительных услуг, предоставляемых ТфОП;

б) Возможность введения дополнительных услуг на значительной

части АЛ, что позволяет оператору получить дополнительные

доходы;

в) Участок сети доступа от выносного модуля до терминала может быт,

использован без всяких ограничений;

г) Возможность в сжатые срок ввести новые АЛ без прокладки кабеля.

Современный этап развития электросвязи характерен рядом качественных преобразований, наиболее серьезные из которых происходят на абонентской сети. Использование цифровых систем передачи, выносных модулей современных АТС, а также новых сред распространения сигналов существенно меняет принципы подключения к ТфОП. Изменилась даже терминология. Вместо термина “абонентские сети ” в настоящее время применяют понятия “сеть абонентского доступа” (САД). Методы реализации абонентских линий, принятых для электромеханических АТС и первых поколений цифровых коммутационных станций. Сеть доступа для цифровой коммутационной станции должна отвечать, как требованиям цифровой телефонии, так и задачам реализации перспективных телекоммуникационных технологий.

Для организации на одной абонентской линии нескольких каналов телефонной связи и канала высокоскоростной передачи данных, в сеть должно быть интегрировано дополнительное оборудование (рисунок 1.9).

Рисунок 1.9 - Возможное использование на сети г. Душанбе САД с мультиплексорами

На абонентской стороне линии, идущие от телефонных аппаратов и, например, компьютеров, подключаются к устройству интегрированного доступа, позволяющего преобразовать аналоговый сигнал телефонной связи в цифровую форму, объединить его с данными, поступающими от компьютеров, и все это передать в виде цифрового высокочастотного сигнала на телефонную станцию.

На телефонной станции сигнал проходит через оборудование, позволяющее обеспечить контроль и управление использованием абонентской линии, и попадает на мультиплексор доступа цифровой абонентской линии. Мультиплексор доступа цифровой абонентской линии объединяет трафик большого количества абонентских телефонных линий. С мультиплексора доступа данные в виде пакетов передаются в сеть Интернет и поступают по назначению[8].

Являясь идеальным выбором для операторов связи, нуждающихся в гибких и мощных системах абонентского доступа, Broad Access позволяет максимально использовать инфраструктуру существующей сети связи. Broad Access обеспечивает широкий спектр расширенных телефонных услуг и услуг высокоскоростной передачи данных, которые требуются наиболее широкополосным приложениям. Все услуги могут быть доставлены по волокну, меди или радиорелейным линиям. Уникальная архитектура системы Broad Access позволяет быстро и эффективно развернуть сеть, используя стандартные технологии передачи: E1 или HDSL на меди, оптоволокно или СВЧ радиостанции. Broad Access может быть быстро развернут , используя любую топологию сети: точка-точка, звезда, кольцо или смешанную топологию.

Одной из важнейших проблем телекоммуникационных сетей города Душанбе продолжает оставаться проблема абонентского доступа к сетевым услугам. Актуальность этой проблемы определяется в первую очередь бурным развитием сети Интернет, доступ к которой требует резкого увлечения пропускной способности сетей абонентского доступа.

1.5 Постановка задачи на проектирование САД

Необходимо модернизовать сеть абонентского доступа АТС-21 ГТС Душанбе. Тип коммутационной станции - цифровая. Согласно принципам проектирования сетей абонентского доступа может использоваться инфраструктура существующей абонентской сети. Эксплуатируемые кабели ТПП. Предпочтителен уход от наложенной сети и применение СЦИ на транспортной сети абонентского доступа. План пристанционного участка приведен.

Поэтому необходимо рассмотреть вопросы:

а) Оптимизацию места расположения концентраторов и границ

пристанционного участка;

б) Оптимальное прохождение магистральной трассы;

в) Оптимизацию структуры первичной сети (в частности, с кольцевой

структуры);

г) Рассчитать нагрузку и количество потоков от каждого

распределительного шкафа;

д) Выбор типа оборудования, удовлетворяющего полученной

пропускной способности;

е) Расчет параметры оптического кабеля;

ж) Расчёт технико-экономической части проекта - бизнес-план

проекта;

з) Рассмотрение и разрешение вопросов безопасности

жизнедеятельности.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА В Г. ДУШАНБЕ

2.1 Процесс проектирование САД

Процесс проектирования целесообразно разделить на несколько этапов:

а) Постановка задачи, в результате которой выбираются критерии

планирования сети и формируются исходные данные,

формализованные по заранее заданным правилам;

б) Краткосрочное и долгосрочное прогнозирование необходимых для

процесса проектирования величин;

в) Декомпозиция задачи, состоящая в постановке вопросов по

первичной (транспортной) и вторичной (информационной) сетям;

г) Разработка возможных сценариев по созданию или развитию

фрагмента телекоммуникационной системы;

д) Анализ возможных сценариев с учетом финансовых, технических

и иных ограничений: выбор тех сценариев, которые могут быть

реализованы;

е) Решение поставленной задачи путем использования

соответствующих математических методов;

ж) Интерпретация результатов решения с учетом различных

ограничений и составление необходимой проектной документации.

Все этапы взаимосвязаны между собой более сложным образом, чем простая последовательность операций (рисунок 2.1). Сплошные линии отображают переходы между смежными этапами. Пунктирные введены для изображения условных переходов, которые определяются в зависимости от результатов, полученных на каком либо этапе[9].



Рисунок 2.1 - Взаимоотношения этапов проектирование

Задачи расчета САД, решаемые на этапе ее проектирования, могут быть классифицированы по различным признакам. В качестве основного представляется разумным выбрать этапность процесса проектирования САД. Постановка задачи проектирования САД в значительной мере определяется типом коммутационной станции, для которой оптимизируется затраты на реализацию пристанционного участка. Эта задача может быть сведена к модернизация существующей САД при замене аналоговой АТС на цифровую. Если же цифровая станция заменяет существующую РАТС, то структура абонентской сети будет в значительной степени определяться топологией кабельной канализации и проложенными ранее кабелями связи. Использование существующей абонентской сети, созданной в свое время для аналоговой АТС, может теоретически осуществляться без всяких ее изменений. На практике обычно требуется подключить ряд новых абонентов, находящихся как в зоне обслуживания демонтируемой аналоговой РАТС, так и за ее пределами.

В качестве критерия оптимизации используется стоимостной показатель (капитальный вложения или приведенные затраты), выражаемый либо непосредственно в денежных единицах, либо в виде физической величины (протяжность линейных сооружений, число концентраторов).

Исходные данные, подготовительные для проектирования САД, должны включать следующие компоненты:

- план пристанционного участка, содержащий графическую

информацию обо всех существующих элементах САД;

- дополнительную информацию к графическому плану, которая

существенна с точки зрения планирования САД (районы новой

застройки, естественные препятствия для прокладки кабельной

канализации);

- характеристику кабельной канализации, типы и состояние

эксплуатируемых кабелей связи;

- требования к размещению новых терминалов и пропускной

способности САД;

- перечень предпочтительных типов оборудования для развития САД;

- финансовые и иные ограничения, которые не могут быть

формализованы.

Характеристика кабельной канализации, типы и состояния эксплуатируемых кабелей связи - обычные сведения, используемые в практике проектирования САД. Применительно к современным требованиям, необходимо оценить целесообразность (с точки зрения перспективы развития данного фрагмента местной телекоммуникационной системы) дальнейшей эксплуатации всех кабелей связи. Требование к размещению новых терминалов определяются на основе очереди на установки телефонов, норм на число таксофонов, заявок на подключение других типов оконечного оборудования. Эти данные (с учетом эксплуатационного запаса) определяют пропускную способность САД.

По исходным данным может быть разработка несколько возможных сценариев по созданию или развитию САД. Целесообразно выделить, по крайне мере, два сценария, подлежащих детальному анализу.

Первый должен быть ориентирован на оптимизацию стоимости САД на ближайшее время ее функционирования. Этот сценария практически всегда будет определять минимальные затраты на реализацию сети доступа.

Второй сценарий должен быть основан на разумных компромиссах между вариантами, изложенными выше. В качестве примера такого компромисса на рисунок 2.2 показан вариант использования ОК, проложенного на этапе модернизации САД. При реализации услуг телефонной связи обычной ЦСИО используется N₁ пар оптических волокон (ОВ) из доступных N пар (N= N₁+N₂+N₃)[9].

Рисунок 2.2- Система спектрального уплотнения

2.2 Описание оборудование Broad Access и его сравнение

Местные телефонные сети во всем мире растут в геометрической прогрессии - новые линии, расширенные цифровые услуги, новые абоненты в новых домах. Система Broad Access это современная система уплотнения абонентских линий, готовая выполнить все эти требования в полном объеме.

Там, где требуется взрывной рост сети, Broad Access предлагает решение, готовое к быстрому развертыванию услуг телефонии и передачи данных, и подходящее для связи с любой аналоговой или цифровой АТС.

Являясь идеальным выбором для операторов связи, нуждающихся в гибких и мощных системах абонентского доступа, Broad Access позволяет максимально использовать инфраструктуру существующей сети связи. Broad Access обеспечивает широкий спектр расширенных телефонных услуг и услуг высокоскоростной передачи данных, которые требуются наиболее широкополосным приложениям. Все услуги могут быть доставлены по волокну, меди или радиорелейным линиям. Уникальная архитектура системы Broad Access позволяет быстро и эффективно развернуть сеть, используя стандартные технологии передачи: E1 или HDSL на меди, оптоволокно или СВЧ радиостанции. Broad Access может быть быстро развернут , используя любую топологию сети: точка-точка, звезда, кольцо или смешанную топологию.

Broad Access легко интегрируется с коммутационной станцией. Модульная структура cсистемы позволяет работать с использованием стандартов ETSI V5. X,CAS протоколов , и 2-х проводных соединений. Broad Access также работает с сетями передачи данных на скоростях до 2 Мбит/с. Модульная конструкция и встроенный механизм коммутации тайм-слотов позволяет эффективно организовать передачу голоса и данных на одной платформе.

Принцип построения сети Broad Access имеет следующие варианты объединения в сеть для двух проводного интерфейса и V5:

- «точка - точка»;

- «звезда»;

- многоточечное соединение «добавление/выделение»;

- «самовосстанавливающееся кольцо».

Конфигурации «точка - точка» и «звезда»

На рисунке 2.3 показана система Broad Access в двухточечной и звездообразной конфигурациях. Центральный терминал (CU) расположен рядом с LE. В двухпроводном режиме CU может быть большим, например 1520 каналов, и использовать звездообразную топологию для обслуживания пяти 240-канальных и одного 320-канального RU. Кроме того, в конфигурации «звезда» интерфейс может быть либо V5.1, либо V5.2, при этом CU обеспечивает функцию мультиплексирования V5.x.



Рисунок 2.3 - Конфигурации «точка - точка» и «звезда»

Различные абонентские услуги обеспечиваются с удаленного терминала (RU), который расположен на удаленном узле. Broad Access может использовать интегрированную среду передачи SDH или HDSL между LE и RU или внешним передающим оборудованием, стыкующимся с Broad Access по электрическому интерфейсу E1.

Конфигурации «добавление/выделение»

«Многочисленные сетевые элементы можно соединить в длинную гирляндную цепочку, используя оптические возможности интегрированного STM-4. Внешние передающие устройства, включая радиоволновые, также поддерживаются в этой топологии (рисунок 2.4). Эта архитектура используется в тех приложениях, где защита промежуточных каналов вторична по отношению к снижению стоимости службы[6].

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.4 - Конфигурация «добавления/выделения»

FastLink - является платформой доступа, упрощающей доступ к различным узкополосным и широкополосным услугам (голос, передача данных, изображений, выделенные линии и т.д.). Это позволяет операторам гибко конфигурировать доступ абонентов к этим услугам в любое время. Предоставление доступа новым абонентам и предложение услуг никогда не было таким быстрым и легким, как с системой FastLink. FastLink это комплект оборудования, который позволяет провайдрам услуг успешно разворачивать сети предоставления услуг, являющиеся экономичными, практичными и гибкими. FastLink достигает этих целей множеством способов. Система FastLink построена на новой платформе, поддерживающей несколько конфигураций доступа, включая доступ через удаленные модули и фиксированную беспроводную связь.

FastLink представляет собой модульную систему доступа; это гибридное сетевое решение для экономичного внедрения оптоволокна с предоставлением услуг на скоростях до 2 Мбит/с. FastLink может соединяться с местными АТС, имеющими интерфейсы CAS, V5.1, V5.2, а также с сетями передачи данных, имеющими интерфейсы 2 Мбит/с, VF и/или 64 кбит/с. Он обеспечивает узкополосный абонентский интерфейс для передачи речи и данных и дополнительно широкополосный интерфейс до 2Мбит/с, позволяя реализацию применений, требующих высокой скорости передачи и поддержку будущих приложений мультимедиа.

FastLink обеспечивает архитектуры FTTB (Fiber To The Building) - оптика до здания, FTTO (Fiber To The Office) - оптика до офиса, FTTZ (Fiber To The Zone) - оптика до некоторой зоны, где группируются абоненты. Поэтому его можно экономично развернуть как в жилых районах, так и в деловых и промышленных районах (для фирм различного размера).

FastLink поддерживает следующие услуги:

- POTS;

- Услуги N-ISDN (BRA и PRA);

- Услуги частной линии DDN (2Мбит/с, Nх64кбит/с и ниже 64кбит/с);

- Услуги передачи данных с пакетной коммутацией;

- Услуги передачи данных с ретрансляцией кадров;

- 2/4 - линейные аналоговые частные линии;

- Услуга аналоговых соединительных линий Е/М;

- Горячая линия/услуга блокировки телефона;

- Услуги IP;

- Широкополосные мультимедийные услуги;

- Услуги CATV.

FastLink представляет собой универсальную систему для подключения абонентских оконечных устройств к телефонным коммутируемым сетям общего пользования и сетям передачи данных. Она состоит из оптического линейного окончания (OLT), волоконных и/или медных фидеров, оптического удаленного окончания (ODT), удаленных оптических блоков (ONU), аппаратуры отвода и, дополнительно, сетевых окончаний (NT). OLT подключается к местной АТС и (или) к сети передачи данных.

Сегодняшний рынок связи динамично растет и развивается, в связи с чем требуются новые, рентабельные решения для удовлетворения всех запросов абонента. Эти решения должны обладать достаточной модульностью для экономного расширения услуг связи при увеличении требований системе.

Эти решения линии должны обеспечивать:

- дешевую альтернативу традиционным медным сетям;

- эффективное использование существующей инфрастуктуры медных

линий связи с последующим переходом на оптику;

- широкий спектр услуг передачи данных и телефонных услуг;

- быстрое получение прибыли оператором;

- совместимость с различными приложениями.

Broad Access - это продвинутая система, разработанная для совместного предоставления услуг передачи голоса и данных. Система способна к предоставлению полного cпектра услуг абоненту, используя различную топологию сети по волоконно-оптическим, E1 или HDSL каналам. Эти услуги можно предоставлять в сети с любой топологией, включая точка-точка, звезда, кольцо или смешанную топологию. BroadAccess позволяет обеспечить одновременную передачу услуг связи абоненту в любой комбинации, включая POTS (простая телефонная служба), телефоны - автоматы, специальные услуги, U-ISDN и данные.

Существующая система Broad Access может быть расширена , не изменяя и не добавляя нового кабеля. Broad Access может быть сконфигурирован одним из следующих способов:

- как ЦСП, соединенная с коммутационной станцией через 2-пр. порты

для POTS, телефонов - автоматов, и U-ISDN;

- как ЦСП, соединенная с коммутационной станцией через ETSI V5. x

или CAS протокол сигнализации;

- как смешанная , универсальная и интегрированная ЦСП.

Кроме того, Broad Access может функционировать с сетью передачи данных с широким диапазоном скоростей, таких как 2 Мбит/с.

Возможности концентрации абонентских каналов позволяют оператору уменьшить стоимость услуги значительно увеличить емкость трафика.

2.3 Выбор оборудования

Сеть абонентского доступа Broad Access использующая протокол V5 предоставляет законченное решение служб передачи голоса и данных. Как сеть, система абонентского доступа разработана согласно подходу открытых систем, основанному на стандартах ITU интерфейса сети доступа V5.1 и V5.2, что позволяет интегрировать систему с локальными устройствами обмена (Local Exchange - LE), оборудованными интерфейсом V5. Модульная архитектура системы дает возможность постепенно достраивать сеть доступа по мере возрастания запросов, избегая, таким образом, больших начальной инвестиций. Система может обслуживать первоначально 16 абонентских линий и неограниченно наращивать их число по мере увеличения запросов. Система может быть встроена в оборудование или реализована в отдельном погодоустойчивом корпусе (может располагаться на улице) обеспечивая множество услуг, включая передачу по общей телефонной сети (PSTN), цифровой сети интегрального обслуживания (ISDN), арендованным аналоговым каналам, а также передачу высокоскоростных цифровых данных - все в одном базовом средстве.

В областях, где коммутаторы с протоколом V5 еще недоступны, система изначально может быть развернута в конфигурации для двухпроводного режима, чтобы работать со всеми существующими коммутаторами по двухпроводному интерфейсу PSTN или ISDN. Так как в сетях доступа происходит переход от двухпроводной к более совершенной архитектуре V5, систему можно переконфигурировать для присоединения непосредственно к LE по цифровому интерфейсу. Это делает систему абонентского доступа идеальным решением для расширения существующих сетей, избавляющим от риска дорогостоящих обновлений в будущем.

Благодаря способности передавать огромный поток обмена оптическое волокно стало в сети доступа альтернативным передаточным носителем. Система абонентского доступа дает возможность протянуть оптоволоконные кабели к административным зданиям, промышленным территориям и густо населенным жилым районам. Все услуги могут быть доставлены потребителям через распределенную локальную сеть. Это обеспечивает высокое качество услуг, подготавливая почву для будущего расширения сети и широкополосной передачи.

Применение технологии HDSL делает Broad Access превосходным решением в случаях, когда сервис - провайдер желает увеличить емкость существующей медно-проводной сети. Используя динамичную концентрацию, Broad Access может увеличить пропускную способность медно-проводной сети в 15 - 120 раз на прямых аналоговых парах. Broad Access также увеличивает область охвата LE, обеспечивает немедленное обслуживание новых потребителей и существенно улучшает качество услуг .

К основным свойствам системы можно отнести:

- Открытый интерфейс: V5.1, V5.2, или двухпроводной аналоговый

интерфейс, позволяющий без стыка подключаться к любому

оборудованию LE;

- Высокая плотность: до 240 абонентских линий в одной «кассете»;

– Модульная архитектура: масштабирование от 16 до 960 абонентских линий на один шкаф и неограниченное количество линий в любой конкретной сети позволяет сервис-провайдерам построить сеть доступа экономно и с учетом требований заказчика. Мультисервисная платформа: поддержка множества служб, включая PSTN, таксофон, офисную мини - АТС (PABX), аналоговые арендованные каналы, доступ цифровой сети интегрального обслуживания (ISDN) и передачу высокоскоростных цифровых данных (ADSL);

- Возможность различного размещения: система поставляется в погодоустойчивых корпусах или без них для установки в городски и пригородных условиях;

- Гибкость в отношении носителей: система предназначена для работы с любым передаточным носителем, включая оптоволокно, медь и радиоволны;

- Гибкая топология: поддержка различных вариантов архитектуры сети, таких как «точка-точка», «звезда», «добавление/выделение и каналов» «самовосстанавливающееся кольцо»;

- Динамическая концентрация: возможность легко увеличивать сетевую емкость и надежность;

- Мультиплексирование согласно V5.x: возможность распределения группового тракта V5.2 по нескольким удаленным терминалам различных емкостей, что увеличивает коэффициент использования ресурса V5.2 в LE;

- Повышенные возможности тестирования методом обратной передачи: система позволяет тестировать петлю на стороне абонента;

- Централизованное управление сетью: обеспечивается возможность управления всей сетью из одного или нескольких центральных узлов.

- Высокий коэффициент готовности: встроенная защита общих модулей от отключения источников питания и отказов оборудования канала.

Система Broad Access позволяет организовать следующие виды интерфейсных приложений (рисунок 2.5). Система поддерживает следующие виды интерфейсов:

- E1, G.703, поддерживающий арендованный канал и ISDN PRI;

- двухпроводной PSTN/таксофон;

- двухпроводной/4-проводной E&M;

- ISDN-BRI (2B+D);

- Арендованный канал IDSL, поддерживающий синхронные данные

(64 кбит/с, 128 кбит/с) V.35 и/или V.24, низкоскоростные порты с

X.50, мультиплексируемые с устройствами сетевого окончания

(NTU) в учреждении заказчика;

- HDSL, поддерживающий E1 и синхронные данные V.35/V.11 (от

Nx64 кбит/с до двух Мбит/с) до NTU в учреждении заказчика;

- ADSL для быстрого доступа в Интернет и видео по запросу;

- Сонаправленный стык G.703, 64 кбит/с.

Рисунок 2.5 - Интерфейсы приложений

2.3.1 Принципы построение сети

Существенное снижение цен, уменьшение массогабаритных характеристик, сокращение энергопотребления, появление новых видов пользовательских интерфейсов - все это способствовало проникновению систем SDH на участок доступа.

Broad Access имеет следующие варианты объединения в сеть для двух проводного интерфейса и V5 [9]:

- «точка - точка»;

- «звезда»;

- многоточечное соединение «добавление/выделение»;

- «самовосстанавливающееся кольцо».

В нашем проекте выберем схему самовосстанавливающееся кольцо. Самовосстанавливающейся кольцо с технологией STM-4, сохраняет работоспособность при разрыве оптической линии в любом месте. Многочисленные сетевые элементы можно соединить в длинную гирляндную цепочку, используя оптические возможности интегрированного STM-4. Конфигурации «самовосстанавливающееся кольцо» приведены на рисунке 2.6.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.6 - Конфигурации «самовосстанавливающееся кольцо»

Если LE предлагает интерфейс V5.x, это означает, что соединение с RU целиком цифровое - аналого-цифровое преобразование не требуется на узлах CU или LE. Это дает лучшее качество передачи голоса, меньшие искажения и помехи, а также увеличение скорости передачи данных голосовых частот до 56 кбит/с с модемами V.90. Кроме того, требуется меньший объем оборудования сети доступа, чем с двухпроводным LE, так как нет необходимости установки плат аналоговых каналов в LE или CU.

Протокол V5.2 в системе Broad Access

Управление коммутируемой полосой частот системы Broad Access базируется на протоколе V5.2. структурная схема соединения АТС с Broad Access показана на рисунке 2.7. Это имеет несколько преимуществ, описанных ниже.



Рисунок 2.7 Broad Access базируется на V5.2

Большинство производителей LE поддерживает появление международного стандарта V5.2. Это означает, что сети доступа могут сопрягаться с устройствами LE любого производителя: NEAX 61 Sigma, Fujitsu Fetex-150, Siemens EWSD (V5.1), Alcatel S12, Lucent 5ESS, Hua Wei C&C08, Zhongxing ZXA10, Datang SP30, Ju Long.

V5.x - это ориентированный на сообщение протокол, который обеспечивает быстрое выполнение сложных функций, невозможное в более ранних поразрядных и частотно-ориентированных схемах, подобных CAS, MFC - R1,5 или MFC - R2. V5.x поддерживает свойства CLASS, такие как измерение импульсов, концентрация, отбой, удержание линии, конференция, передача и т.д. Он также предоставляет способ передачи D - канальных сообщений ISDN и большие возможности сопровождения и модификации. Система Broad Access поддерживает как V5.1, так и V5.2.

Концентрация обозначает, что количество каналов меньше общего количества обслуживаемых абонентов. Суть в том, что только активным или подключенным абонентам действительно нужно выделять тайм - слоты (timeslot). Для приложений сети доступа концентрация трафика используется с целью достижения большего уплотнения полосы передачи к устройству RU, таким образом, уменьшается общая стоимость сети в пересчете на одного абонента. Ожидаемый пиковый уровень трафика и приемлемая вероятность блокировки определяют допустимые коэффициенты концентрации. Для сетей PSTN обычно используются соотношения концентрации до 6 : 1. Устройство RU, использующее интерфейс V5.2, может концентрировать множество абонентов в доступных тайм - слотах передачи. Новые абоненты могут добавляться без расширения передающей емкости, пока вероятность блокировки приемлема. Broad Access может достигать любого коэффициента концентрации, определяющегося фактическим соотношением числа абонентов и доступных тайм слотов.

Устройство RU, используя резервный C - канал V5.2 и обходной поток вокруг поврежденного E1, может восстановиться при любом одиночном отказе E1. Так как каналы назначаются динамически, то каждый канал E1 подстраховывает все другие каналы E1. Отказ в одном из каналов E1 не приводит к отключению каких - либо абонентов от службы. Система просто обнаруживает отказавший канал E1 и перераспределяет остальные работающие каналы E1 с учетом активных пользователей.

Устройство RU поддерживает все услуги PSTN, подобные V5.1 или V5.2, независимо от того, оборудован LE двухпроводным интерфейсом или поддерживает обмен по V5.2. В случае двухпроводного LE, устройство CU Broad Access обеспечивает оконечную обработку для двухпроводного интерфейса, аналого-цифровое преобразование и моделирование протокола V5.2 со стороны LE. RU Broad Access представляет собой одно и то же устройство с теми же аппаратными средствами и программным обеспечением, как для двухпроводного LE, так и для V5.2 LE. Это обеспечивает сервис-провайдерам защиту при переходе сети от двухпроводного протокола к V5.x, так как приобретенные ими RU будут обслуживать оба типа LE.

2.3.2 Краткий обзор архитектуры системы

В Broad Access используется принцип модульности: она представляет собой несколько «кассет», вставляемых в шкафы, из которых состоит узел доступа. «Кассета» содержит сменные схемные платы, называемые модулями и может быть укомплектована дополнительными модулями и превращена в полку. Полки могут быть полками управления или полками расширения и формироваться как для центрального терминала (CU), так и для удаленного (RU).

Каждая полка Broad Access содержит два разъема (слота) общего управления и шестнадцать универсальных разъемов. Любой интерфейсный модуль может быть подключен к любому универсальному разъему для обеспечения любой комбинации абонентских услуг, как, например PSTN, таксофон, ISDN, E&M, неполный E1 и линии передачи данных. Одна полка управления обеспечивает общее управление и распределение услуг в блоке, скомпонованном из нескольких полок. Расширение легко выполняется путем добавления дополнительных полок расширения (без управляющих процессоров) и соединения их друг с другом кабелем адаптера шины расширения.

2.3.3 Описание аппаратных модулей системы

Все модули разработаны таким образом, что могут вставляться и выниматься при включенном питании. Опишем некоторые основные из них.

Модуль удаленного обмена абонента (FXS)

Модуль FXS обеспечивает двухпроводной интерфейс телефонной (PSTN) абонентской линии. Содержит 16 интерфейсных схем и занимает одну универсальную позицию полки. Использоваться в RU, чтобы поддержать стандартный двухпроводной циклический запуск DTMF или абонентский терминал дискового набора. Преобразует аналоговый голосовой сигнал к цифровому формату PCM. Обеспечивает питание от батареи и звонок. Восстанавливает полярность батареи. Обеспечивает доступ к канальным схемам и абонентским петлям для тестирования. Предельная нагрузка приблизительно 2000 Ом.

Модуль со направленного арендованного канала G.703 (OCU)

Со направленный канал G.703 обеспечивает скорость работы канального устройства офиса 64 кбит/с. Содержит восемь интерфейсных схем занимая одну универсальную позицию полки. Поддерживает работу выделенного арендованного канала.

Модуль ISDN-BRI/IDSL (BRI)

Модуль основного доступа ISDN (BRI) может применяться для интерфейса обмена Uk0 или абонентского интерфейса. Он может использоваться для услуг коммутации как BRI (2B+D) и для услуг выделенного арендованного канала как IDSL. В режиме V5 модуль BRI используется только в RU. При использовании в качестве арендованного канала только B-каналы передаются и соединяются кросс-коннектом через интерфейс E1 Broad Access с удаленной цифровой сетью данных (DDN). В V5-приложениях ISDN D-каналы мультиплексируются с коммутацией кадров через C-канал V5 в направлении к LE, а B-каналы назначаются динамически (V5.2) или статически (V5.1). Содержит 8 интерфейсных схем, занимает одну универсальную позицию полки. Поддерживает конфигурации протокола V5.2. Проводит D-каналы на шину TDM, используя мультиплексирование четвертичных тайм слотов для TDM-передачи (2-проводной режим). Поддерживает интерфейс ISDN 2B1Q согласно стандарту ANSI T1.601 - 1992 или ITU - T G.961. Удовлетворительно выполняет свыше 15 циклов, определенных в ANSI T1.601 1992 (до 5,5 км по проводам диаметра 0,5 мм). Поддерживает удаленное подключение питания для NT-1.

Модуль синхронных данных V.35 (SDM)

Модуль синхронных данных (SDM) поддерживает применение синхронных данных Nx64к. Содержит две интерфейсные схемы. Поддерживает каналы Nx64 Кбит/с (0 < N < 32) и программируемый пользователем коэффициент Nx64 Кбит/с, а также выбор режима синхронизации интерфейса внутренний или внешний, а также конфигурируемые пользователем сигналы RTS, CTS, DCD, DTR и DSR.

Модуль E1 (E1M)

E1M используется для связи Broad Access с внешним оборудованием передачи учреждения заказчика или базовой сети. Содержит восемь интерфейсных схем и устанавливается в любое из универсальных платомест. Обеспечивает оконечную обработку физического уровня E1 со скоростью 2,048 Мбит/с стандарта G.703/G.704. Имеет небалансный (75 Ом) или балансный (120 Ом) интерфейс. Контролирует работу каждого канала E1. Обнаруживает ошибки и аварийные сигналы на каналах E1.

Модуль STM-1 SDH (STM4)

Модуль синхронных данных STM-1 поддерживает стандартную передачу SDH между узлами Broad Access и транспортными кольцам высшего уровня (STM-4). Модуль содержит одну интерфейсную схему, занимая две универсальные позиции полки. Использует отдельные одномодовые оптоволоконные кабели для передачи и приема. Предлагает «восточную» и «западную» приемопередающие пары. Поддерживает мультиплексирование с «добавлением/выделением» на уровне DS0 или DS1. Поддерживает оконечное мультиплексирование с мощностью 63 E1. Обеспечивает автоматическую защитную коммутацию (поддерживает возможности самовосстановления кольца). Соединяется непосредственно с шиной TDM Broad Access для обеспечения связности с любым интерфейсным модулем системы.