|
| |
|
Слаботочка Книги Абонентские системы эффективной организации связи по кабельной паре. Вслед за успешным введением систем типа Т1 для межстанционных соединительных линий большинство основных изготовителей телефонного оборудования разработало цифровые системы с временным группообразованием для распределительной местной сети. Наибольшее применение эти системы находят на сельских сетях с большими длинами абонентских линий, где затраты на электронику компенсируются экономией пар. В общем случае экономически оправданная дальность связи для систем передачи зависит в первую очередь от экономии пар [30]. Иногда, однако, обстоятельства, связанные с развитием сети, могут фактически заставить использовать абонентские системы эффективной организации связи по кабельной паре. Например, к потере кабельных сооружений в результате стихийных бедствий или неожиданному развитию можно приспособиться наиболее экономичным способом, если добавлять не провода, а электронику в виде абонентских систем эффективной организации связи по кабельной паре. Перспектива прокладывать трассу через парк или многоквартирные жилые дома, возникающая практически неожиданно, вызывает ужас у проектировщиков кабельной сети. Многоканальные абонентские системы дают, однако, альтернативу для кабельной сети, позволяющую рассеять эти страхи. Абонентские системы эффективной организации связи по кабельной паре (многоканальные абонентские системы) полезны также в качестве альтернативы коммутационным станциям в небольших населенных пунктах. Небольшие населенные пункты часто имеют системы коммутации малой емкости, обычно необслуживаемые и управляемые со стороны ближайшей автоматической коммутационной станции большей емкости. Эти системы ко\;мутации называют внутрирайонными станциями (ВРС). Обычно ВРС предоставляют ограниченные услуги и часто требуют значительных затрат на обслуживание. Абонентские цифровые системы передачи, позволяющие снизить расходы на организацию связи для абонентских фупп средней емкости, являются жизнеспособной альтернативой ВРС: оконечные устройства небольшого населенного пункта обслуживаются центральной станцией с помощью абонентских систем передачи. Задача выбора между абонентскими системами передачи и дистанционной коммутацией включает определение величины и характера нагрузки в пределах небольшого населенного пункта. Основные методы определения нагрузки и емкости пучков соединительных линий представлены в гл. 9. Двумя первыми абонентскими системами эффективной организации связи по кабельной паре, используемыми фирмой Bell System, являются абонентская система передачи типа SLM [31, 32] и последовавшая за ней абонентская система передачи типа SLC-40 [31, 33]. Хотя в этих системах применяется способ преобразования речи в цифровую форму (дельта-модуляция), отличный от применяемого в системах передачи типа Т (импульсно-кодовая модуляция), в них обеих используются стандартные регенераторы системы типа Т1 До 80 абонентов Ч>-f>- 24 канала Линия типа Т1  Координатная ступень коммутации Рис. 1.28. Структурная схема многоканальной абонентской 40 абонентов системы типа SLM  40 каналов Линия типа Т1 38 кбит/с на канал
Рис. 1.29. Структурная схема абонентской системы передачи типа SLC-40 для цифровой передачи со скоростью 1,544 Мбит/с. Для обеспечения прозрачности в обеих системах на оконечной АТС осуществляется также обратное преобразование цифровых сигналов речи в индивидуальные аналоговые сигналы. Структурные схемы этих систем представлены на рис. 1.28 и 1.29. Отметим, что система типа SLM обеспечивает и концентрацию и группообразование (80 абонентов на 24 канала), в то время как в системе SLC-40 имеется только устройство группообразования (40 абонентов поканально закреплены за 40 каналами). Функции коммутации на оконечной станции системы типа SLM реализуются коммутационной схемой координатного типа с параметрами 24X80. Обе системы рассчитаны на работу по двум парам кабелей сортамента 22. Возможна дальность связи вплоть до 80 км при дистанционном питании. Отметим также, что системы типа SLM допускают доступ к цифровой линии более, чем в одной точке. В системе типа SLC-40, наоборот, требуется, чтобы все абонентские линии подключались в одной точке. Более поздняя многоканальная абонентская система типа SLC-96, предназначенная для использования фирмой Bell System, начала обслуживать абонентов в 1979 г. {34]. В отличие от систем типов SLM и SLC-40 в ней применяется тот же способ преобразования речи в цифровую форму (импульсно-кодовая модуляция), что и в системах передачи типа Т. Поэтому система типа SLC-96 совместима с другим оборудованием цифровой передачи и коммутации на сети. Эту систему можно применять не только на сельской сети; она также экономична и для (ориентировочно) 10% трасс в новых пригородных районах [34]. Если рассматривать сопряжение с ожидаемыми в будущем оконечными цифровыми АТС, число подходящих для этого пригородных трасс увеличится до 35%. 1.3.3. Передача цифрового сигнала в диапазоне частот ниже спектра каналов ТЧ После того как системы передачи типа Т заняли прочное место на сети, фирма AT&T начала предлагать услуги вида арендованного цифрового канала для передачи данных. Соответствующая служба, известная как Dataphone Digital Services (DDS) [35], использует линии передачи типа Т1 со специальными оконечными устройствами (каналообразующими блоками), которые предоставляют прямой доступ к цифровой линии. Основной недостаток службы DDS вытекает из того, что системы передачи типа Т используются только в качестве соединительных линий на местной и внутризоновой сетях. Без применения какого-либо вида цифровой передачи на междугородных линиях невозможно обеспечить взаимное соединение хдафровых каналов удаленных телефонных районов. Реакция фирмы AT&T на необходимость организации цифровых трактов магистральной линии вылилась в разработку специального оконечного устройства радиотрактов, которое называется цифровым оконечным устройством радиотракта типа 1А * [36,37]. Это оконечное устройство специально разработано для такого преобразования сигнала типа DS-1 (скорость передачи 1,544 Мбит/с), чтобы его полоса стала меньше 500 кГц. Как показано на рис. 1.30, сигнал, имеющий такую полосу, может быть введен в диапазоне ниже самой низкой из частот сигнала 600-канальной основной группы (см. табл. 1.4). Поскольку эта полоса частот в радиорелейных системах типа TD и ТН обычно не используется, сигнал типа DS-1 может быть добавлен в существующих аналоговых стволах, не вызывая перемещения каналов ТЧ. Важно отметить, что передача цифрового сигнала в диапазоне ниже частот каналов ТЧ разработана специально для передачи дан- ных, а не для организации каналов ТЧ. Фактически такой способ используется только для получения средств цифровой передачи на большие расстояния для службы DDS. Хотя сеть службы DDS использует обычную технику (такую, как линии типа Т1) и обычные средства (такие, как радиорелейные системы типа TD) телефонной сети, служба DDS функционирует отдельно от телефонной сети, т. е. телефонная сеть не использует каналов службы DOS, а сеть службы DDS не использует цифровых каналов телефонной сети. 1.3.4. Цифровые СВЧ радиолинии В отличие от систем передачи данных в диапазоне ниже спектра частот каналов ТЧ, которые для услуг по передаче данных вводят цифровой поток в аналоговый радиоствол, цифровые радиорелейные системы с общей несущей используют цифровую модуляцию исключительно для передачи и приема цифровых сигналов речи более высоких уровней иерархии с целью удовлетворения требований телефонного обмена. Цифровые радиосистемы используют те же самые диапазоны частот, которые предназначены для аналоговых радиорелейных систем, как показано в табл. 1.6. В соответствии с этим первое требование при расчете цифровых радиорелейных систем состоит в том, что излучаемая ими мощность должна быть ограничена, чтобы предотвратить появление чрезвычайно больших помех в соседних, возможно аналоговых стволах. Более того, федеральная комиссия по связи поставила условие, чтобы цифровые радиорелейные системы давали возможность обеспечить примерно такое же число каналов ТЧ, что и существующие аналоговые радиосистемы. В табл. 1.11 указаны минимально допустимое число каналов ТЧ и результирующие скорости передачи, которые должны быть обеспечены при помощи цифровых радиосистем в каждом из СВЧ диапазонов общего пользования [38]. Несмотря на ограничения при проектировании, накладываемые требованиями совместимости с аналоговыми радиорелейными систе- 1,544 Мбит/с  600-канальная группа с частотным группообразованием 600-канальная группа с частотным группообразованием 564 3084 Частота. кГц Рис. 1.30. Передача цифровых сигналов в спектре частот ниже спектра каналов ТЧ Обозначение оборудования 1A-RDT происходит от английских слов Radio Digital Terminal 1А , означающих цифровое оконечное устройство радиотракта типа 1А .- Прим. перев. Таблица 1.11. Требования к минималыюму числу каналов ТЧ в цифровых радиорелейных системах, предъявляемые в США Диапазон частот, МГц 2 110 2 160 3 700 5 925 10 700 ... 2 130 2 180 4 200 6 425 11 700 Миинма.пьное число каналов ТЧ 96 1152 1152 1152 Эквивалентное число сигналов типа DS-I Результирующая скорость передачи цифрового сигнала *, Мбит/; 4 4 48 48 48 6,144 6,144 73,7 73,7 73,7 Шнр] ,ина полосы ствола, МГц 3,5 3,5 20 30 40 с ------ -..р,. ., ..,м ц-пфрово!О си1нала ооычно несколько выше из-за дополнительных Ьитов цикловой и тактовой синхронизации. Кроме того, в большинстве радиорелейных систем обеспечивается большее число каналов ТЧ, чем минимальное. мами, цифровые радиорелейные системы доказали, что для некоторых применений они являются более экономичными, чем аналоговые. Вследствие пониженной стоимости оконечного оборудования (устройств группообразования на передающей и приемной сторонах) цифровые радиорелейные системы в настоящее время более дешевы, чем аналоговые, на расстояниях вплоть до примерно 500 км и на трассах с большими расстояниями, где в промежуточных точках трассы требуется доступ к стволу (выделение и ввод каналов). В зависимости от конкретных условий и общего числа каналов ТЧ, требуемых на конкретной трассе, цифровые радиосистемы могут даже быть более экономичными, чем системы передачи типа Т для таких небольших расстояний, как 1 3 ... 16 км [39]. Основным стимулом к внедрению цифровых радиорелейных систем в Соединенных Штатах было появление цифровых междугородных коммутационных станций, подобных № 4ESS. Подключение каналов цифровых радиорелейных систем к цифровым коммутационным станциям позволяет исключить оборудование группообразования самого нижнего уровня имеющее значительную стоимость. 1.3.5. Цифровая коммутация В 1959 г. Э. Воган сообщил о первом исследовании в области цифровой коммутации, выполненном фирмой Bell System [40]. Была построена первая лабораторная модель, на которой была продемонстрирована идея интеграции цифровой системы передачи с временным разделением каналов с системой коммутации с временным разделением каналов. К сожалению, в то время микроэлектроника еще не была развита в достаточной степени. Поэтому за лабораторной моделью не последовала разработка цифровой системы коммутации, а разработка системы № 1ESS пошла в направлении использования электромеханической техники и пространственного разделения каналов. Однако спустя почти 10 лет фирма Bell Labs приступила к разработке цифровой системы коммутации для междугородной связи № 4ESS. Система № 4ESS, введенная в эксплуатацию в январе 1976 г., открыла ряд новых возможностей на междугородной сети. Прежде всего, это была первая междугородная система коммутации, которая с самого начала была построена как цифровая система с управлением по записанной программе . Во-вторых, емкость этой системы превышала втрое емкость господствующей в то время координатной системы № 4А. Большая емкость системы № 4ESS означала возможность обслуживания междугородного обмена многих районов одной станцией вместо нескольких, как было ранее. В-третьих, цифровой характер системы коммутации и использование принципа временного разделения каналов позволили непосредственно подключать к ней линии передачи типа Т1. Именно это последнее обсто- Управление по записанной программе впервые было введено на междугородной сети в 1969 г. при переоборудовании координатных станций [41]. ятельство иллюстрирует предпочтительность использования цифровых систем коммутации для междугородных и транзитных станций сети связи фирмы Bell System. Уже с момента ввода в действие системы № 4ESS в 1976 г. стало ясно, что цифровая передача преобладает, в основном, в районах, обслуживаемых одной телефонной станцией, и на относительно коротких междугородных линиях. Таким образом, за счет того, что на стыке цифровых трактов передачи и цифровой системы коммутации не требовалось устанавливать оборудование объединения или разделения (каналообразующие блоки), достигалась существенная экономия средств и одновременно повышалось качество передачи. Начальные разработки цифровой системы коммутации для оконечной станции были выполнены компаниями-разработчиками коммутационного оборудования, которые в 1977 г. ввели первую систему в эксплуатацию. Эта система проектировалась с учетом использования ее на коммутационных станциях частного пользования небольшой емкости. Цифровые коммутационные станции особенно привлекательны для телефонных компаний, обслуживающих сельские районы, поскольку они могут получить значительную экономию меди njM непосредственном соединении цифровых станций с цифровыми абонентскими многоканальными системами передачи. Первая система коммутации, которая была введена в эксплуатацию на североамериканской сети связи, была подготовлена фирмой Northern Telecom в США и Канаде. Для применения в крупных городах были разработаны системы большой емкости № 5ЕАХ (фирма GTE) и № 5ESS (фирма AT&T). Эти системы предложены для использования в 1981 г. В табл. 1.12 перечислены коммутационные системы, применяемые в настоящее время на североамериканской сети. Аналогичное оборудование имеется также за рубежом и производится в Японии и в Европе. Системы коммутации, указанные в табл. 1.12, относятся только к коммутационному оборудованию, используемому на сети связи общего пользования. Значительное количество оборудования цифровой коммутации сосредоточено на телефонных станциях частного пользования. Первой коммерческой цифровой системой коммутации, которая получила распространение в Соединенных Штатах, является Автоматический распределитель вызовов (АРВ) , созданный фирмой Collins-Rockwell в 1974 г. Начиная с этого времени, многочисленные фирмы, в том числе впервые подключившиеся к производству телефонного оборудования, уже выпустили оборудование цифровых Автоматический распределитель вызовов - это коммутационная станция, предназначенная для направления входящего вызова к любому из группы дежурных операторов. Если все операторы заняты, то вызовы ставятся на ожидание и автоматически направляются к операторам по мере того, как они освобождаются. Автоматический распределитель обычно используется как средство помощи операторам при организации резервирования мест на авиалиниях, при организации различных видов обслуживания или в любом другом случае, когда вызов может быть обслужен любым оператором из группы дежурных. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [12] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 |
||||||||||||||||||||||||||||