Размещено на http://www.allbest.ru/

введение

В настоящее время провайдеры услуг связи отмечают огромный рост потребности в количестве телефонных соединений , но подчас испытывают ограничения в связи с недостаточным количеством выносного оборудования , существующие сети связи начинают тормозить дальнейшее развитие всей телекоммуникационной системы. В последние годы меняется не только роль сети доступа. В большинстве случаев расширяется и территория, в границах которой создается сеть доступа. Ключевым моментом деятельности современных операторов является приближение оптических сетей вплотную к клиентам. Рост потребностей в широкополосных услугах вызывает необходимость введения оптических технологий в сеть доступа. Основной концепцией становится не только передача технологий базовой сети к сети доступа для использования гибкости и эффективности оптических устройств.

Высокоскоростная система доступа могла бы обеспечить полный диапазон всех известных в настоящее время и ожидаемых в будущем услуг для существующих абонентов и бизнес потребителей. Разнообразные услуги предъявляют различные требования к сетям доступа по битовым скоростям, симметрии/ассимметрии потоков информации в прямом и обратном направлении, допустимой задержке, взаимосоединении сетей доступа и.т.д.

В настоящее время лучшим вариантом представляется решение строить сети доступа частично или полностью на волоконно-оптическом кабеле, они соответствуют предъявляемым требованиям и ожидаемому направлению развития в Казахстане. Построенные на волоконно-оптической технологии сети доступа смогут обеспечить широкополосные услуги на протяженности до 40 км.

Исторически сложилось так, что современные сети электросвязи и их транспортные подсистемы характеризуются очень узкой специализацией. Для каждого вида услуг потребитель должен обращаться к различным сетям. Важным следствием этого явления является наличие большого количества выделенных сетей, каждая из которых требует отдельных этапов разработки, производства и технического обслуживания.

Интенсивное развитие технологий цифровой передачи и коммуникаций, компьютерных технологий привели к изменению характера нагрузки и запросов абонентов к качеству и количеству предоставляемых услуг.

Достижения в области волоконно-оптических систем, ежегодное увеличение произведения расстояние -трасса в два раза наряду со стабильным уменьшением стоимости являются важными факторами, определяющими возможности их широкого применения в сетях доступа.

Целью данного дипломного проекта является анализ проектирования абонентского доступа на абонентском участке АТС-50/51 г.Уральска. Необходимо будет провести оценку качества существующей медной сети т.к. некоторые изношенные медные кабели не годятся даже для телефонного трафика. Полностью занятая система канализации на некоторых участках требует значительных затрат на расширение для нового спроса.

В проекте предусмотрена замена медного кабеля и размещение 15 удаленных модулей соединенных между собой при помощи волоконно-оптического кабеля.

1. СОВРЕМЕННЫЕ СОСТОЯНИЯ САД

1.1 Современные состояния сети абонентского доступа

Систему абонентского доступа часто называют технологией «последней мили». Термин «последняя миля» стал часто употребляться в отечественной технической литературе сравнительно недавно, значительно позже, чем в западной. Проблемы, стоящие перед отечественной сетью связи сегодня, в период ее бурного развития, совсем недавно беспокоили операторов всего мира. Для решения этих проблем был разработан ряд современных технологий, позволивших снять остроту проблемы абонентских подключений, как в развитых, так и в развивающихся странах. Таким образом, сегодня мы имеем ряд опробованных мировой практикой решений, использование которых в скором будущем может решить проблему «последней мили» и в Казахстане.

Традиционная телефонная сеть общего пользования (ТфОП) позволяет передавать голос и данные в пределах узкой полосы частот (300 - 3400) Гц. Быстрый рост сети Интернет и самый распространённый доступ к ней с помощью стандартных аналоговых модемов вызывают перегрузку ТФОП, поскольку последняя не рассчитана на нагрузку Интернет, которая характеризуется большим средним временем сеанса связи и большей неравномерностью по сравнению с телефонной нагрузкой. Скорости передачи, которые могут обеспечить аналоговые модемы, уже недостаточны. Это относится не только к частным пользователям, но и ко всё более увеличивающейся категории пользователей из сферы бизнеса, которые работают в своих домашних офисах и которым необходимо соединяться с корпоративными сетями со значительно более высокой скоростью передачи данных, чем могут обеспечить традиционные аналоговые модемы.

Под САД понимается совокупность линий и устройств, включенных в одну АТС напрямую или через выносной модуль (концентратор, мультиплексор). Ее структура состоит из абонентских и магистральных линий, зоны прямого питания, распределительного участка, как показано на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Схема организации абонентского доступа на ГТС

Телефонные линии в том виде, в котором они используются в настоящий момент для телефонной связи, имеют низкую скорость передачи данных. Доступ с необходимой высокой скоростью могут обеспечить только широкополосные технологии, которые являются будущим телекоммуникационной индустрии. Телекоммуникации будущего базируются на предоставлении каждому пользователю возможности высокоскоростной передачи данных.

1.2 Проблемы традиционных аналоговых технологий на медно-проводных сетях

Телефонная сеть в Казахстане, как и других республиках бывшего Советского Союза, до 90-х годов строилась исключительно на аналоговом оборудовании АТС и медно-проводных линиях связи. Средняя нагрузка на линию, создаваемая одним квартирным абонентом сети, принята у нас равной 100 мЭрл, что означает 6 минут занятости линии в течение 1 часа. Для корпоративных клиентов этот показатель существенно выше - 250 мЭрл, т.е. 15 минут занятости линии в течение одного часа. Для пользователя Интернета такая норма неприемлема. Многочасовое занятие телефонной линии типично для Интернета. Это происходит из-за низкой скорости передачи информации по коммутируемым телефонным линиям вызванное плохим состояние кабельных сооружений. Даже с использованием самых современных модемов стандарта V.90, рассчитанных по максимуму на 56 Кбит/с, пользователи перегружают и без того низкоскоростные телефонные каналы приводя к еще большей перегрузке сети.

Неплохим решением разгрузки общедоступных каналов связи может являться переход операторов связи и крупных корпоративных пользователей на современные цифровые технологии проводного доступа, обозначаемые международным термином xDSL (Digital Subscriber Line) и позволяющие на обычной медной витой паре обеспечивать скорость передачи данных до нескольких Мбит/с. Ведущие фирмы такие как: Starcom, Lucent, ADCTeledata, Fujitsu, Siemens, Alcatel, HuaWei, Zhongxing и др. разработали специализированное оборудование позволяющее выделять из трафика передачи сигналы Интернет не занимая оборудование АТС, направляя весь пучок информационных сигналов непосредственно к провайдеру, значительно снижая нагрузку на приборы АТС

1.3 Традиционное построение САД

В традиционном случае телефонные аппараты подключаются к аналоговым портам телефонной станции (АТС) медной парой по так называемому Z - интерфейсу (интерфейс ab). Для каждого абонента телефонной сети необходима своя абонентская линия рисунок 1.2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.2 - Подключение ТА к аналоговому порту АТС

При спаренном включении двух близко расположенных телефонных аппарата (ТА), каждому из которых присвоен свой абонентский номер, оба подключены к одной АЛ. Такое подключение к АТС через комплекты спаренных аппаратов (КСА), при этом в корпусах спаренных абонентов вмонтированы разделительные диодные цепи, позволяющие переключать ТА при поступлении соответствующего вызова. При разговоре по одному ТА, второй отключается от общей линии запертыми диодами рисунок 1.4. Как показывают расчеты, применение спаренного включения оказывается выгодным, начиная с расстояния 0,3-0,5 км от АТС. Данный способ снижает расход кабеля, но является крайне неудобным и нежелательным для абонентов.

Система высокочастотного уплотнения (АВУ) позволяет получить на одной АЛ, кроме немодулированного сигнала с частотами 0,3 - 3,4 кГц (эффективный спектр речи), еще один дополнительный высокочастотный канал. Этот канал получается с помощью модуляторов и несущих частот однократным преобразованием исходного сигнала. Для передачи по высокочастотному каналу от ТА к АТС используется частота 28 кГц, а от АТС к ТА частота 64 кГц.

1.4 Уплотнение существующих абонентских линий (АЛ)

Системы ЦСПАЛ построены по принципу временного мультиплексирования цифровых потоков, кодирующих речь (телефонный разговор). Аналоговый сигнал от абонентских комплектов станции преобразуется в цифровой поток в модуле станционного полукомплекта ЦСПАЛ с помощью ИКМ или АДИКМ модуляции. Далее индивидуальные цифровые потоки объединяются в один групповой поток и передаются по абонентской линии с использованием технологий xDSL ( IDSL, HDSL, SDSL ). В абонентском полукомплекте происходит обратное преобразование и к его выходам подключаются обычные телефонные аппараты. На рынке известны системы уплотнения, передающие 2, 8, 10, 11, 15, 30 каналов по одной АЛ. При использовании динамической концентрации ЦСПАЛ могут обеспечивать работу 90..120 каналов по одной линии. Принцип действия ЦСПАЛ пояснен на рисунке 1.1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.3 - Принцип работы четырехканальной аппаратуры уплотнения абонентских линий

Допустимая длина уплотняемых линий, как правило, не более 6 км (для диаметра жилы кабеля 0.4..0.5мм), однако имеются несколько систем, в состав которых входят регенераторы, что обеспечивает существенное увеличение, допустимой длины АЛ.

1.5 Задача построения сети абонентского доступа для операторов Казахстана

Поставим задачу по построению сети абонентского доступа, характерную с нашей точки зрения для оператора связи в Казахстане. Условия применения оборудования.

Коммутационные станции:

- цифровые, различных производителей;

Распределительная сеть:

? разветвленная сеть медно-кабельных линий невысокого качества в городских районах (для базовых операторов);

? отсутствующая или недостаточно-развитая собственная сеть кабельных линий (альтернативный оператор);

Потребность в услугах:

- более 95%: аналоговый телефон, таксофон, передача данных с помощью модема/факса;

- до 5%: высокоскоростное подключение к сетям передачи данных или сети ISDN;

Приоритеты выбора оборудования для них несколько иные:

- скорость развертывания;

- гибкость с точки зрения предоставления интегрированных услуг;

- мобильность (возможность быстрого перемещения из одного места в другое);

Таблица 1.1 - Качественное сравнение технологий абонентского доступа

Параметр	УАЛ	Применение ВОЛС	Радиодоступ	Медный кабель
цена	низкая	средняя	высокая	средняя
скорость развертывания	высокая (1 день)	низкая (2..12 мес.)	средняя (2..4 мес.)	низкая (2..12 мес.)
затраты на обслужив.	низкие	низкие	низкие	высокие
гибкость (полоса пропускания)	средняя (до 2 Мбит/с)	высокая (до 155 Мбит/с и выше)	низкая (обычно до 32 кбит/с)	низкая (аналоговая передача)
гибкость (полоса пропускания)	средняя (до 2 Мбит/с)	высокая (до 155 Мбит/с и выше)	низкая (обычно до 32 кбит/с)	низкая (аналоговая передача)

Практический опыт показывает, что в Казахстане в подавляющем большинстве случаев, операторы предпочитают традиционное меднокабельное решение. Тогда как за рубежом ситуация прямо противоположная предпочтение всегда отдается ВОЛС. Поэтому представляется возможным постепенный переход к ВОЛС и в Казахстане.

Многих этих недостатков лишены системы абонентского доступа использующие волоконно-оптический кабель как транспортную среду для соединения удаленных единиц с АТС. Переконфигурация сети сберегает сделанные вложения, снижая эксплуатационные расходы.

Для правильного выбора системы абонентского доступа требуется подбор конкретного оборудования. При этом следует исходить из следующих принципов:

- гибкость архитектуры. Предполагает легкую адаптацию к различным климатическим и географическим условиям, а также возможность расширения системы в будущем для увеличения ее емкости и введения дополнительных услуг;

- надежность и конфиденциальность связи. Цифровые технологии и специальные меры защиты исключают возможность обрывов и несанкционированного доступа, а также гарантируют помехоустойчивость прохождения сигнала;

- качество передачи голоса и данных. Использование оптического кабеля предполагает улучшение качества передачи по сравнению с использованием медного кабеля.

1.6 Существующая сеть телекоммуникации города Уральска

абонентский доступ оператор сеть

Система абонентского доступа проектируется на АТС - 50/51 г.Уральска.

АТС-50/51 расположена в центре города и обслуживает абонентов учреждений, банков, офисов, компаний. Включение абонентов в телефонную станцию осуществляется через распределительные коробки (РК) и распределительные шкафы (РШ). От распределительных шкафов отходят малые по емкости кабели (100-50 пар), которые, разветвляясь, подходят к распределительным коробкам емкостью 10х2. Данные кабели и относящиеся к ним линейное оборудование составляют распределительную сеть. От распределительных коробок к телефонным аппаратам абонентов прокладываются однопарные кабели, составляющие абонентскую проводку. Структурный состав абонентов и нумерация задействованная на АТС приведены ниже:

АТС 50 500000-500999

503000-509999

АТС 51 510000-519699

REM 1 517000-518280

REM 2 501000-502920

Служебная сеть J-RAN 593800-593899

3-х значная нумерация 591200-591299

В АТС 50/51 включены следующие учрежденческие АТС

УВД 984000-984999

NURSAT 981000-981099

АЛТАЙ 519300-519399

ТРАНСТЕЛЕКОМ (ж/д) 982200-983150

Задействованная ёмкость 13373 абонентов.

Тип оборудования DMS - 100/200

Размещено на http://www.allbest.ru/

Схема проектируемой сети абонентского доступа на АТС - 50/51 представлена на рисунке 1.4

1.7 Целесообразность создания сети абонентского доступа

Маркетинговый анализ рынка

S - Сильные стороны, монополия в предоставлении услуг ГТС, репутация на рынке услуг телекоммуникаций.

W - Слабые стороны, низкие расходы на рекламу и продвижение услуг, более высокие тарифы на услугу Интернет, интеллектуальные сети, переход на систему повременного учета стоимости разговора.

O - Возможности, улучшение экономического положения в области, появление новых пользователей услугой интернет, ДВО.

T - Угрозы, общий экономический спад, появление конкурентов по ГТС, активность конкурентов (Интернет, IP-телефония).

Маркетинговая стратегия

Продукция: Услуги местной сети телекоммуникаций, предоставление международных междугородных переговоров, телеграфная связь, услуги сети передачи данных, услуги интеллектуальной сети, универсальные таксофоны.

Продвижение: Продвижение услуг телекоммуникаций, будет реализована с помощью рекламы в средствах массовой информации, радио, телевидение.

Цена: Тариф на подключение абонента к местной сети составит (без НДС):

для физических лиц 10345 тенге;

для юридических лиц 21500 тенге;

для физических лиц занимающихся предпринимательской деятельностью, без образования юридического лица 586 тенге.

1.8 Необходимость модернизации сетей доступа

Актуальность проблем, связанных с модернизацией эксплуатируемых сетей доступа, объясняется тремя основными факторами. Во-первых, те технические характеристики, которые присущи большинству АЛ, не могут обеспечить современные требования к надежности связи и к качеству передачи телефонной и другой (в частности, - дискретной) информации. Во-вторых, растут эксплуатационные расходы Операторов, необходимые для поддержания работоспособности сетей доступа. В-третьих, существующие ныне сети доступа (и это особенно важно) становятся «узким горлом» для процесса введения тех новых видов инфокоммуникационных услуг, которые ориентированы на существенное расширение пропускной способности АЛ и/или на более высокие показатели качества передачи информации. Обоснованием тех утверждений, которые касаются надежности связи и качества передачи информации, служат статистические данные, приведенные на рисунке 1.3. Численные оценки основаны на результатах анализа причин отказов в обслуживании в ТФОП, который был выполнен отечественными и зарубежными специалистами.

Рисунок 1.5 - Причины отказов в обслуживании для ТФОП

Заштрихованная область на рисунке 1.3, прямо или косвенно, связана с отказами в сети доступа. Доля обрывов АЛ составляет 24% (почти четверть) всех причин, которые приводят к отказам в обслуживании. Из 48% сильных помех, приводящих к невозможности обмена информацией, на долю сети доступа - по оценкам экспертов - приходится около половины всех отказов. Таким образом, по вине сети доступа происходит не менее 50% всех отказов в обслуживании. Это означает, что проблемы повышения надежности связи и качества передачи информации необходимо, в первую очередь, решать на уровне сетей доступа. Второй из перечисленных выше факторов - рост тех расходов Операторов, которые связаны с техническим обслуживанием сетей доступа. Как правило, в аналоговой ТФОП доля этих расходов, была доминирующей. Использование цифровых коммутационных станций снижает те эксплуатационные расходы, которые связаны с техническим обслуживанием станционного оборудования. Более того, величина этих расходов практически не зависит от емкости цифровой коммутационной станции (в существующих сетях доступа величина эксплуатационных расходов пропорциональна числу обслуживаемых АЛ). В результате, доля эксплуатационных расходов, приходящихся на сеть доступа, возрастает при цифровизации ТФОП. Следовательно, для снижения издержек на техническое обслуживание всех технических средств электросвязи необходимо модернизировать сети доступа. Причем модернизация должна осуществляться именно так, чтобы снижалась трудоемкость обслуживания всех технических и гражданских средств, используемых для построения сетей доступа. Третий (важнейший) фактор, стимулирующий модернизацию сетей доступа, - формирование спроса на некоторые новые инфокоммуникационные услуги. В первую очередь, речь идет о тех видах услуг, которые ориентированы на существенное расширение пропускной способности сети доступа. Кроме того, в некоторых случаях не столь важна высокая пропускная способность; существенны высокие показатели качества передачи информации. Если не модернизировать сеть доступа, то Оператор ограничивает перспективы своего рынка только услугами ТФОП и ПД с помощью модема (при условии, что качество обмена сообщениями находится на приемлемом для абонентов уровне). В этом случае потенциальные доходы Оператора на отрезке времени [T1, T2] сократятся практически вдвое. Величина интервала [T1, T2] для разных Операторов может варьироваться в достаточно широких пределах. В среднем, величина этого интервала в России составит около десяти лет, но снижение потенциальных доходов до уровня 80% следует ожидать в течение двух-трех лет (начиная отсчет с 2003 года). Можно утверждать, что стабильное экономическое положение Операторов связи в значительной мере будет определяться их способностью поддерживать инфокоммуникационные u1091 услуги, требующие расширения полосы пропускания в сети доступа. Это означает, что только модернизация сети доступа гарантирует возможность активной игры Операторов на рынке новых услуг электросвязи. Все три фактора свидетельствуют об актуальности задачи качественной модернизации сетей доступа. При этом, должны учитываться как долгосрочные перспективы развития сетей доступа, так и текущие проблемы - необходимость снижения капитальных затрат и эксплуатационных расходов на этот фрагмент телекоммуникационной системы.

1.9 Принципы модернизации сетей доступа

На рисунке 1.3 показана модель инфокоммуникационной системы, предложенная международным союзом электросвязи (МСЭ) в рекомендациях серии Y. Эта модель позволяет однозначно определить место сети доступа в инфокоммуникационной системе.



Рисунок 1.6 - Модель инфокоммуникационной системы, предложенная МСЭ.

В первом случае функции элемента "Сеть доступа" может выполнять абонентская линия, представляющая собой двухпроводную физическую цепь.

Во втором случае в состав сети доступа (для существующей системы электросвязи) должны входить: цифровой тракт E1 (или несколько таких трактов) для подключения УАТС в местную телефонную сеть; цифровой тракт, поддерживающий стек протоколов CP/IP, для включения локальной сети в Internet; арендуемые линии, если они необходимы для включения того оборудования, которое не использует сеть телефонной связи или Internet.

Элемент "Транзитная сеть" также может состоять из различных технических средств. В первом случае речь идет о ТФОП. Во втором случае этот элемент состоит, по крайней мере, из двух коммутируемых (вторичных) сетей: ТФОП и Internet. "Размеры" транзитной сети зависят от типа соединения. Для внутристанционного соединения международного соединения в состав транзитной сети, кроме РАТС, входят автоматические междугородные телефонные станции (АМТС) и международные центры коммутации (МЦК).

Словосочетание "средства поддержки услуг" относятся к устройствам, которые могут значительно различаться по своим функциональным возможностям. Простейшим примером может считаться автоинформатор, а одним из самых сложных - современный Контакт центр. Основное назначение сети доступа - обеспечение надежной и качественной связи между всеми видами оборудования, установленного в помещении потенциальных клиентов Оператора, и соответствующими транзитными сетями.

Ряд подобных соображений позволяет сделать два важных, с практической точки зрения, вывода:

- новый технологический цикл модернизации сети доступа будет длительным. По всей видимости, в течение этого цикла несколько раз сменятся технологии передачи и коммутации;

- для экономии суммарных инвестиций для развития всей инфокоммуникационной системы необходимо строить сети доступа, которые соответствуют требованиям "послезавтрашнего" дня.

Это означает, что если для инфокоммуникационной системы перспективным направлением развития считается концепция NGN (сеть связи следующего поколения), то сеть доступа должна соответствовать требованиям эры пост- NGN. Основной метод решения поставленной задачи - поэтапная реализация оптимальной, для каждого конкретного проекта, сети доступа.

1.9.1 Используемые технологии

Длительный период использования многопарных кабелей (в ГТС) и воздушных цепей (в СТС) для построения сетей доступа закончился. В настоящее время Оператору доступны различные технологии для модернизации сетей доступа. Их классификация представлена на рисунке 1.4.



Рисунок 1.7 - Классификация технологий, используемых в сетях доступа

Все виды технологий можно разделить на три группы: проводные wireline), беспроводные (wireless) и комбинированные (mixed). Технологии, азирующиеся на использовании проводных средств электросвязи, можно азделить на три класса. Первый класс образуют те варианты применения кабелей с оптическими волокнами (ОВ), которые образуют семейство FTTx. Эта запись означает, что кабель с ОВ доводится до некой точки "x", которая для рассматриваемого проекта обеспечивает оптимальное решение. В качестве символа "x" используются обозначения "C" (распределительный шкаф), "R" (удаленный модуль, функции которого обычно выполняет концентратор), "H" (жилой дом), "B" (административное или производственное здание) и другие. Кроме того, к проводным средствам относятся сети доступа, построенные Операторами кабельного телевидения (КТВ), а также новая технология, основанная на линиях электропередачи. Все основные технологии, базирующиеся на использовании беспроводных (радиотехнических) средств электросвязи, можно также разделить на три класса. Классические беспроводные технологии представлены средствами радиосвязи

1.10 Постановка задачи

Существует необходимость замены значительной части медного кабеля прилегающего к этой АТС т.к. они имеют заниженные параметры сопротивления изоляции и многочисленные повреждения жил кабеля, требуют капитального ремонта, не поддерживают высокоскростной передачи данных.

Также многочасовое занятие телефонной линии типичное для Интернета происходящее из-за низкой скорости передачи информации по коммутируемым телефонным линиям, вызванное плохим состояние кабельных сооружений даже с использованием самых современных модемов стандарта V.90, рассчитанных по максимуму на 56 Кбит/с происходит перегрузка и без того низкоскоростных телефонных каналов, а низкие скорости передачи увеличивают и без того длительное занятие канала, приводя к еще большей перегрузке сети.

Для решения проблемы загруженности абонентских линий, уменьшения затрат на замену старых медных кабелей, уменьшения затрат на текущий и капитальный ремонт медного кабеля проложенного между АТС и абонентским шкафом (будет применяться оптический кабель имеющий срок эксплуатации примерно в три раза превышающий срок эксплуатации медного кабеля), и применении оборудования фирмы ADC Teledata BroadAccess позволяющее выделять из трафика передачи сигналы Интернет не занимая оборудование АТС, направляя весь пучок информационных сигналов непосредственно к провайдеру Интернет, значительно снижая нагрузку на приборы АТС.

Проект рассматривает размещение нового оборудования исходя из необходимой емкости предусмотренной шкафным районом и прокладку оптического кабеля в существующей канализации с наименьшими затратами.

В дипломном проекте необходимо рассмотреть вопросы:

- наилучший вариант построения сети;

- описание оборудования;

- расчет топологии сети с учетом надежности работы системы;

- расчет нагрузки;

- расчет ИКМ линий внутри оптического кольца;

- расчет задержек многоканального сигнала на узле коммутации;

- расчет качества обслуживания на мультисервисной сети;

- расчет сигнальной нагрузки и буферной памяти канала сигнализации;

- провести анализ условий труда;

- произвести расчет вентиляции и освещения;

- произвести расчет зануления;

оценить экономическую эффективность проекта.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ САД

2.1 Принципы модернизации сетей доступа

Модель инфокоммуникационной системы, предложенная международным союзом электросвязи (МСЭ) в рекомендациях серии Y. Эта модель позволяет однозначно определить место сети доступа в инфокоммуникационной системе.

Рисунок 2.1 - Модель инфокоммуникационной системы, предложенная МСЭ.

В первом случае функции элемента "Сеть доступа" может выполнять абонентская линия, представляющая собой двухпроводную физическую цепь.

Во втором случае в состав сети доступа (для существующей системы электросвязи) должны входить: цифровой тракт E1 (или несколько таких трактов) для подключения УАТС в местную телефонную сеть; цифровой тракт, поддерживающий стек протоколов CP/IP, для включения локальной сети в Internet; арендуемые линии, если они необходимы для включения того оборудования, которое не использует сеть телефонной связи или Internet.

Элемент "Транзитная сеть" также может состоять из различных технических средств. В первом случае речь идет о ТФОП. Во втором случае этот элемент состоит, по крайней мере, из двух коммутируемых (вторичных) сетей: ТФОП и Internet. "Размеры" транзитной сети зависят от типа соединения. Для внутристанционного соединения международного соединения в состав транзитной сети, кроме РАТС, входят автоматические междугородные телефонные станции (АМТС) и международные центры коммутации (МЦК).

Словосочетание "средства поддержки услуг" относятся к устройствам, которые могут значительно различаться по своим функциональным возможностям. Простейшим примером может считаться автоинформатор, а одним из самых сложных - современный Контакт центр. Основное назначение сети доступа - обеспечение надежной и качественной связи между всеми видами оборудования, установленного в помещении потенциальных клиентов Оператора, и соответствующими транзитными сетями.

Ряд подобных соображений позволяет сделать два важных, с практической точки зрения, вывода:

- новый технологический цикл модернизации сети доступа будет длительным. По всей видимости, в течение этого цикла несколько раз сменятся технологии передачи и коммутации;

- для экономии суммарных инвестиций для развития всей инфокоммуникационной системы необходимо строить сети доступа, которые соответствуют требованиям "послезавтрашнего" дня.

Это означает, что если для инфокоммуникационной системы перспективным направлением развития считается концепция NGN (сеть связи следующего поколения), то сеть доступа должна соответствовать требованиям эры пост- NGN. Основной метод решения поставленной задачи - поэтапная реализация оптимальной, для каждого конкретного проекта, сети доступа.

2.1.1 Используемые технологии

Длительный период использования многопарных кабелей (в ГТС) и воздушных цепей (в СТС) для построения сетей доступа закончился. В настоящее время Оператору доступны различные технологии для модернизации сетей доступа. Их классификация представлена на рисунке 1.4.

Рисунок 2.2 - Классификация технологий, используемых в сетях доступа

Все виды технологий можно разделить на три группы: проводные wireline), беспроводные (wireless) и комбинированные (mixed). Технологии, базирующиеся на использовании проводных средств электросвязи, можно разделить на три класса. Первый класс образуют те варианты применения кабелей с оптическими волокнами (ОВ), которые образуют семейство FTTx. Эта запись означает, что кабель с ОВ доводится до некой точки "x", которая для рассматриваемого проекта обеспечивает оптимальное решение. В качестве символа "x" используются обозначения "C" (распределительный шкаф), "R" (удаленный модуль, функции которого обычно выполняет концентратор), "H" (жилой дом), "B" (административное или производственное здание) и другие. Кроме того, к проводным средствам относятся сети доступа, построенные Операторами кабельного телевидения (КТВ), а также новая технология, основанная на линиях электропередачи. Все основные технологии, базирующиеся на использовании беспроводных (радиотехнических) средств электросвязи, можно также разделить на три класса. Классические беспроводные технологии представлены средствами радиосвязи

2.2 Структура транспортной сети доступа

В зависимости от характеристик территории, в границах которой создана сеть доступа, и мест расположения потенциальных клиентов могут создаваться одно или несколько колец, объединяющих все МВК. На рисунке 1.8 показана структура транспортной сети типа "ромашка", в которой создаются четыре кольца.

Рисунок 2.3- Транспортная сеть со структурой типа "ромашка"

В нижней части рисунка показано еще не сформированное кольцо. Все МВК соединены с центральным узлом сети (МВКО) напрямую, то есть пока построена звездообразная структура сети доступа. После соединения МВКЗЗ с МВК32 и МВК31 с МВК32 будет создано третье кольцо. Таким образом, транспортная сеть доступа будет состоять из четырех колец. Эта структура может формироваться постепенно из эксплуатируемой ныне сети звездообразной или древовидной топологии. В некоторых случаях часть МВК невозможно включить в состав какого-либо кольца транспортной сети доступа. Тогда необходимо обеспечить специальные меры повышения надежности связи с подобными МВК. В частности, целесообразно организовывать две кабельные трассы для связи с МВКО. На рисунке 3.3 показан другой вариант объединения МВК. Он основан на создании двух концентрических колец. Подобные структуры транспортных сетей доступа стали применяться в мировой практике в последние годы. Размещение МВК и их нумерация соответствуют модели, изображенной на предыдущем рисунке.

Рисунок 2.4 - Транспортная сеть с двумя концентрическими кольцами

Первое (внутренне) кольцо состоит из восьми МВК, а второе (внешнее) - из четырех. МВК каждого кольца соединен с центром сети (МВКО) двумя независимыми (в смысле надежности) трассами. Выбор оптимальной структуры транспортной ulO89 сети доступа может быть сделан на основании простого алгоритма, подразумевающего перебор всех возможных решений. Это объясняется тем, что в задачу перебора вариантов можно внести ряд очевидных ограничений, а число МВК в реальной сети доступа не превышает 20 узлов. Ограничения на возможные варианты связи МВК, как правило, определяются существующей кабельной канализацией. Возможность существенного повышения пропускной способности транспортной сети доступа будет определяться той средой передачи, которая используется для организации каналов. Применение кабеля с ОВ гарантирует возможность роста пропускной способности за счет следующих решений: - замена эксплуатируемых систем передачи SDH аналогичными, но более мощными

- (например, STM-4 вместо STM-1);

- установка оборудования спектрального уплотнения для создания большего числа

- трактов SDH;

- использование резервных (так называемых "темных") ОВ в кабеле, который находится в эксплуатации.

Общий подход к проектированию 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 вторичным (информационным) 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.

Задача этапа а):

- Постановка задачи проектирования САД в значительной мере определяется типом коммутационной станции, для которой оптимизируются затраты на реализацию пристанционного участка. Эта задача может быть сведена к анализу двух вариантов:

- организация САД для цифровой коммутационной станции, которая устанавливается в качестве новой АТС на городской (ГТС) или сельской (СТС) телефонной сети (например, при расширении какого-либо района города);

- модернизация существующей САД при замене аналоговой АТС на цифровую.

Процесс построения перспективной САД связан с местом установки цифровой коммутационной станции. Если она монтируется как новая районная АТС (РАТС), то структура абонентской сети может быть спроектирована самым оптимальным способом. Если же цифровая станция заменяет существующую РАТС, то структура абонентской сети будет в значительной степени определяться топологией кабельной канализации и проложенными ранее кабелями связи.

При проектировании новой станции целесообразно выбрать такую структуру абонентской транспортной (первичной) сети и, соответственно технические средства ее реализации, которые способны поддержать дальнейшую эволюцию электросвязи.

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

- план пристанционного участка, содержащий графическую информацию о 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 и т. п.);

- 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 состояние эксплуатируемых кабелей связи - обычные сведения, используемые в практике проектирования САД.

Задачи этапа б):

- на начальном этапе прогнозирования основных характеристик САД необходимо сформулировать перечень задач, стоящих перед проектировщиком. В качестве основных можно выделить следующие;

- когда и каким способом (интегрированное с сетью доступа или отдельной системой) будет внедряться кабельное телевидение;

- когда сформируется спрос на услуги обычной (узкополосной) ЦСИО. в какое время пользователи заинтересуются возможностями, предоставляемыми широкополосной сетью (Ш-ЦСИО);

- как будут развиваться системы передачи данных (ПД), локальных вычислительных сетей (ЛВС) и когда наступит этап их интеграции с ЦСИО;

- как и когда могут повыситься требования к качеству передачи информации, обслуживания вызовов и надежности САД;

- какие новые тенденции в развитии электросвязи будут оказывать существенное влияние на эволюцию САД.

Задачи этапа в):

- декомпозиция задачи должна состоять в постановке вопросов по первичной и вторичным сетям. Формирование таких требований, как пропускная способность первичной сети, наличие двух или более независимых путей передачи информации, допустимое время восстановление отказов и т. п., осуществляется в рамках вторичных сетей. В этом смысле, первичная сеть лишь поддерживает заданные требования по переносу информации между коммутационными станциями вторичных сетей.

Задачи этапа г):

- по исходным данным может быть разработано несколько возможных сценариев по созданию или развитию САД. Целесообразно выделить, по крайней мере, три сценария, подлежащих детальному анализу. Первый должен быть ориентирован на оптимизацию стоимости САД на ближайшее время ее функционирования. Второй сценарий должен предусматривать оптимизацию стоимости сети доступа на этапе введения услуг Ш-ЦСИО. Третий сценарий должен быть основан на разумных компромиссах между вариантами изложенными выше.

Задачи этапа д):

- анализ возможных сценариев с учетом финансовых, технических и иных ограничений служит тем этапом планирования САД, на котором могут быть в полной мере учтены все объективно существующие ограничения. Здесь проектировщик упрощает дальнейшие процедуры за счет отказа от сценариев, которые не могут быть реализованы.

Задачи этапа е):

- на данном этапе должны быть решены задачи, позволяющие значительно снизить затраты на реализацию сценария САД, выбранного по результатам предыдущих пяти этапов. К таким задачам следует отнести:

- оптимизацию мест расположения коммутационного оборудования (станций и концентраторов) и границ пристанционного участка;

- оптимальное прохождение трасс магистрального и распределительного кабеля;

- нахождение оптимальных вариантов подключения выносных элементов;

- определение оптимальных границ районов подключения (шкафных районов);

- синтез структуры сети заданной связности с минимальной стоимостью;

- оптимизацию структуры первичной сети (в частности, с кольцевой структурой).

Задачи этапа ж):

- После решения математических задач необходима соответствующая интерпретация полученных результатов. Использование ручных и особенно автоматизированных методов проектирования сети доступа может привести к неприемлемым для практики результатам.

Рисунок 2.5 - Схема проектируемой САД

2.3 Краткая характеристика системы Honet

а) система доступа Honet соединяется с коммутационным оборудованием через стандартный интерфейс V 5.2,CAS, и с сетью передачи данных с помощью интерфейсов ATM - STM1/OC-3, E1, 10/100 BASL - T, CATV;

б) работает по оптическому кабелю;

в) услуги:

– POTS/ BRI;

– PRI;

– интерфейсов субскорости;

– заказно-соединительные линии 64 кбит/с;

– з/с линии Nх64 кбит/с (31- N<1);

– з/с линии Е1;

– 2/4 проводные ЗСЛ полосовой частотой;

– порта ADSL;

– порт CATV RF.

г) топология;

- кольцо.

д) Абонентская емкость OLT - до 16 Е1 ONV - от 160 - 1000 АЛ, для наружной установки и 2000 АЛ, для внутренней установки;

е) Одна полка для услуг передачи данных позволяет вставить до 12 различных плат.

- ADSL;

- E1;

- 2/4 W. Аналоговых СЛ;

- LAN 10 BASL - T;

- n·64 Кбит/c;

– возможна установка полки CTV.

2.4 Краткая характеристика Broad Access

а) легко интегрируется с коммутационной станцией. Использует стандарты ETSI V5, X, протоколы, и 2-х проводные аналоговые АЛ; АТМ-STM-1/OC3, E1; 2- х проводные линии ISDN;

б) работает по оптическому кабелю;

в) модульная конструкция и встроенный механизм коммутации тайм

слотов позволяет эффективно организовать передачу голоса и данных на одной платформе, используя интегральные системы передачи PDH - 34M; STM - 4; HDSL; E1.

Услуги:

– обычная телефонная сеть;

– ADSL (Full/G.lite): высокоскоростной Интернет подключение к удаленным LAN;

– Таксофоны;

– V - ISDN, 2B1Q/4B3t;

– N64 кбит/с;

– спец. службы (горячая линия).

Топология;

- точка - точка;

- звезда;

- кольцо.

Абонентская емкость:

CU - 2 полки по 15 слотов, до 4 слотов для V5.2, остальные для

передачи данных;

RU - шкафы емкостью от 60 до 1000 АЛ и передач данных.

2.5 Краткая характеристика системы FastLin

а) с коммутируемой станцией соединяется через стандартный

интерфейс V5.x, cas;

б) работает по оптическому кабелю;

в) услуги:

- обычная телефонная сеть POTS;

- ADSL;

- арендованная линия;

- ISDN услуги;

- N64 кбит/с;

г) топология:

- точка - точка;

- звезда (дерева);

- кольцо.

д) абонентская емкость наружных шкафов до 1000 абонентских линий.

е) используется две полки для передачи голоса и данных.

Для сравнения характеристики систем абонентского доступа сведены в таблице 2.1.

абонентский доступ оператор сеть

Таблица 2.1 - Характеристики систем абонентского доступа

№		HONET, Huawei	Broad Access, Teledata	FastLink, Siemens
1	Абонентская емкость	До 16 Е1	Нар. ШК до 1000 АЛ	Нар. ШК до 1000 АЛ
2	Сетевые интерфейсы	V5.x Е1 STM1/O-C3 100 BASL	V5.x Е1 2-х пр. анал. STM1/OC-3	V5.x Е1 STM1/OC-3
3	Услуги	POTS ADSL ISDN Nx64 Кбит/с 3СЛ 2/4 проводные 3СЛ 64 Кбит/c HDSL	POTS ADSL VI-SDN Nx64 Кбит/с Таксофоны Спец.службы HDSL	POTS ADSL ISDN Nx64 Кбит/с Арендованная линия HDSL
4	Топология	Кольцо	Точка-точка Звезда Кольцо	Точка-точка Дерево кольцо
5	Корпус	Наружной и внутренней установки	Наружной и внутренней установки	Наружной и внутренней установки
6	Типы полок	для голоса для передачи данных для систем передачи	1-для голоса и передачи данных для систем передачи	для голоса для передачи данных для систем передачи

2.6 Выбор оборудования

Система BroadAccess позволяет операторам связи увеличить число абонентов и повысить качество услуг, используя потенциал существующих сетей (медных, коаксиальных, оптических, беспроводных), а также наращивать и создавать новые сети. Оно имеет модульную структуру, совместимо с телефонными сетями различных топологий и надежно работает в любых условиях.

Периферийные блоки на стороне абонентов подключаются к центральному блоку, установленному в здании местной АТС, волоконно-оптическими линиями или витыми парами. Комбинированная системная плата (ATM/TDM) центрального блока обеспечивает подключение абонентов к коммутируемым телефонным сетям общего пользования, поставщикам услуг Internet (сетям IP) и базовым узлам ATM. Возможность SDH-передачи (STM-1/STM-4) обеспечивает пропускную способность для широкополосных приложений (соединение локальных и глобальных сетей, соединение учрежденческих АТС, мультимедийная передача, видеоконференции, высокоскоростной доступ в Интернет).

Система сетевого управления ClearAccess на базе Windows NT позволяет автоматически управлять сотнями систем BroadAccess через любую сеть передачи данных (TCP/IP, X.25, SNMP и др.). Возможен дистанционный контроль каждой витой пары между периферийным блоком и абонентом. Системы BroadAccess обслуживают свыше миллиона линий в более чем 50 странах мира. Следует отметить, что система абонентского доступа "BroadAccess" отвечает по своим техническим характеристикам всем необходимым параметрам.

В таблице 2.2 приведены технические параметры системы «BroadAccess» .

Таблица 2.2 - Технические параметры системы «BroadAccess» .

Технические характеристики
Абонентская ёмкость	64-1920
Услуги	Обычная телефонная сеть ADSL (высокоскоростной Интернет, подключение к удаленным LAN) Таксофоны U-ISDN, 2B1Q/4B3tN x 64 кбит/с Специальные службы (резервная линия)
Стандарты передачи	SDH (STM1/STM-4) 34 Мбит/с, оптический/электрический E1(G.703) ,HDSL (2 Мбит/с)
Сетевые интерфейсы	V5.1/V5.2-проводной (аналоговый) Е1 (коммутируемые и некоммутируемые) STM-1/E1 UNI (ATM)
Топологии	«точка-точка», «звезда», «кольцо»
Резервирование и защита	Передача Коммутация Управление Питание
Размеры универсальнго шасси	высота х ширина х глубина = 27 см (6U) x 48 см (19”) х 30 см Требования к внешним условиям соответствуют ETS 300-019-1-3
Корпус	Широкий набор автономных шкафов для установки вне помещения емкостью до 960 линий, разнообразные шкафы для установки внутри помещения

2.7 Проектирование доступа основных параметров системы

Сеть абонентского доступа BroadAccess 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 BroadAccess превосходным решением в случаях, когда сервис - провайдер желает увеличить емкость существующей медно-проводной сети. Используя динамичную концентрацию, BroadAccess может увеличить пропускную способность меднопроводной сети в 15 - 120 раз на прямых аналоговых парах. BroadAccess также увеличивает область охвата LE, обеспечивает немедленное обслуживание новых потребителей и существенно улучшает качество услуг [4].

2.8 Основные свойства системы BroadAccess

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 городских 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 каналов» и «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.

2.8.1 Современные семейства xDSL

Технология xDSL является следующим поколением ISDN.

К современным семействам относятся следующие достаточно широко применяющиеся технологии:

- HDSL (High data rate Digital Subscriber Line) - высокоскоростная цифровая абонентская линия Симетртчная передача 160кбит/с по одной паре;

- SDSL (Single line Digital Subscriber Line) - высокоскоростная цифровая линия по одной физической паре. Иногда под буквой S подразумевают термин «симметричная»;

– ADSL (Asymmetric data rate Digital Subscriber Line) - асимметричная высокоскоростная абонентская линия.

Таблица 2.3 - Схема развития САД

Аналоговый модем	34 кбит/с максимальная 56 кбит/с
HDSL	248 кбит/с 2 мбит/с
SDSL	144 кбит/с 1.5 мбит/с
ADSL	640 кбит/с 8 мбит/с

Оборудование, базирующееся на технологии HDSL, на телекоммуникационном рынке появилось прежде других устройств xDSL. Оно обеспечивает одинаковую скорость в обоих направлениях, которая обычно не превышает 2 Мбит/с. Чаще всего для организации линии HDSL используются две пары медных жил. Дальность связи составляет до 7 км. Наиболее широко данная технология применяется в корпоративных сетях (для объединения локальных сетей или подключения УАТС к городским телефонным сетям), а также для организации связи между базовыми станциями сотовых сетей.

Технология SDSL сродни HDSL как по скорости, так и по назначению. Единственное, но очень значимое отличие заключается в числе используемых пар: в SDSL скорость два Мбит/с обеспечивается по одной медной паре. Сейчас оборудование HDSL постепенно заменяется устройствами SDSL.