Мережа абонентського (місцевого) доступу

Мережа місцевого доступу забезпечує зв'язок між користувачем телефону та місцевої АТС. Абоненти звичайного телефону і ISDN використовують два дроти або звичайну абонентську лінію, але для ділових клієнтів може знадобитися оптичне волокно або мікрохвильова радиолиния, які мають більш високу ємність. Багато різних технологій використовується в мережі місцевого доступу, щоб приєднати абонентів до громадської телекомунікаційної мережі. Малюнок 9.2.іллюстрірует структуру мережі місцевого доступу і показує найважливіші технології у використанні. У більшості з'єднань абонента з АТС використовуються пари з двох мідних проводів. Абонентські кабелі містять багато таких пар, які захищені зовні загальним екраном з алюмінієвої фольги та пластмасовою оболонкою. У міських умовах кабелі укладаються в грунт і можуть бути дуже великими за ємності, включаючи в себе сотні пар. Розподільні щити, які встановлюються зовні або всередині будівель, необхідні для поділу великих кабелів на менші по ємності і розподілу абонентських пар в будівлях, як показано на рис. 9.2. У передмістях або сільській місцевості, підвішені на опорах кабелі – часто більш економічне рішення, ніж підземні кабелі.

 

Рис. 9.2. Приклад мережі місцевого доступу.

 

Оптична зв'язок використовується тоді, коли потрібна висока (понад 2 Мбіт / c) швидкість передачі, або дуже хорошу якість передачі. Мікрохвильова радиолиния – часто більш економічне рішення, ніж оптичне волокно, особливо тоді, коли з'являється потреба замінити існуючий кабель іншим кабелем, з більшою ємністю.

Установка оптичних або мідних кабелів займає більше часу тому, що вимагає дозволу від міської влади. Прокладка кабелів обходиться дуже дорого, особливо в тих випадках, коли вони повинні бути занурені в грунт.

Одна з технологій здійснення абонентських ліній відома як бездротовий радіодоступ (WLL). Ця технологія використовує радіохвилі і не вимагає установки абонентського кабелю; це – швидкий і дешевий спосіб підключення нового абонента до громадської телефонної мережі. За допомогою цієї технології нові оператори можуть забезпечити послуги в місцевості, де колишній оператор має кабелі. Бездротовий радіодоступ можна використовувати і для заміни старих, підвішених на опорах абонентських ліній в сільських районах.

Коли ємність кабелів мережі (через підключення нових абонентів) повинна бути збільшена, може виявитися економічніше встановити концентратори для віддалених абонентів, або абонентські мультиплексори, щоб використовувати існуючі кабелі більш ефективно. Ми використовуємо кожен з цих термінів, щоб описати тільки одну з можливостей підключення віддалених одиниць комутації.

Концентратор може перемикати місцеві дзвінки серед декількох абонентів, підключених до нього. Концентратор за своєю суттю – частина телефонної станції, яка переміщена ближче до далеко розташованим абонентам. Цифрова передача між телефонною станцією і концентратором істотно покращує використання з'єднувальних кабелів, так що деколи всього двопровідний кабель у вигляді пари служить десяткам абонентів.

Абонентські мультиплексори можуть приєднати кожного абонента до індивідуального коридору (каналу) в часі в системі ІКМ. Детальні функціональні можливості системи залежать від виробника, але можна сказати, що лише ті абоненти, які часто піднімають слухавку, економно використовують (зберігають) канал до місцевої телефонної станції.

Ми пояснили альтернативи абонентського доступу, показані на мал. 9.2, головним чином з точки зору служби нерухомих телефонів, але вони можуть також використовуватися і для того, щоб забезпечити доступ до Інтернету.

Місцева телефонна станція. Абонентські лінії з'єднують абонентів з місцевими телефонними станціями, які займають найнижчий рівень в ієрархії комутаційних вузлів. Основні завдання цифровий місцевої телефонної станції:

• Виявляти факт підняття абонентом трубки, аналізувати набраний номер і визначати чи є маршрут доступним.

• Підключати абонента до сполучної лінії, що веде від АТС до МТС, для міжміських телефонних розмов.

• Підключати абонента до іншого абоненту тієї ж самої місцевої телефонної станції.

• Визначати, чи вільний абонент за набраним номером і посилати сигнал виклику до нього.

• Забезпечувати вимір трафіку і збирати статистичні дані про своїх абонентів.

• Забезпечувати перехід від двопровідної абонентської лінії до чьотирьох лінії в міжміського мережі.

• Перетворювати аналоговий мовний сигнал в цифровий сигнал (у системі передачі з ІКМ).

Розмір місцевої телефонної станції змінюється від сотень абонентів до десятків тисяч абонентів або навіть більше. Маленька місцева телефонна станція, іноді звана як віддалена одиниця комутації (RSU), виконує комутацію і функції концентрації так само, як і всі місцеві АТС. Місцева телефонна станція зменшує необхідну для зовнішніх зв'язків ємність ліній передачі (число мовних каналів) зазвичай з фактором стиснення 10 або більше; тобто, число місцевих абонентів приблизно в 10 разів вище, ніж число з'єднувальних ліній (каналів) від місцевої телефонної станції до зовнішніх станціям. Малюнок 9.2 показує тільки деякі різні підключення абонента місцевої телефонної станції та шляхи для їх фізичного встановлення.

Головний щит перемикань (ГЩП) – конструкція, яка містить силове та випробувальне обладнання для обробки кінців входять кабелів і проведення дротяного монтажу, що з'єднує зовнішні і внутрішні ланцюга станції.

Всі абонентські лінії підключаються до головного щита – кросу, який розташований близько до місцевої телефонної станції, як показано на рис 9.3. Це – велика конструкція з величезним числом дротяних з'єднань. Абонентські пари підключаються до комутаційного поля з одного боку, а пари від місцевої телефонної станції з іншого. Усередині комутаційного поля залишається достатньо місця для перехресних з'єднань. Кабелі та з'єднувачі зазвичай розміщують логічним шляхом так, щоб бачити структуру мережі абонентських пар і мережі з'єднань. Це фіксований зв'язок кабелів залишається тим же самим тривалі періоди часу, але з'єднання між сторонами комутаційного поля змінюються щодня, наприклад, тому, що абонент переїхав в інший будинок в радіусі дії тієї ж самої АТС.

Перехресні з'єднання в ГЩП зазвичай роблять крученими парами, які допускають швидкості передачі даних до 2 Мбіт / с. Звичайні абонентські пари використовуються тільки для з'єднань аналогових телефонів, аналогових і цифрових офісних АТС, терміналів ЦСИО і ADSL. Телефон, забезпечений ADSL, і звичайний аналоговий телефон використовують для підключення до головного щита перемикань звичайну двухпроводную абонентську лінію. Дані та мовний сигнал можуть в ній використовуватися одночасно, вони розділяються в телефонній станції, де мовний сигнал надходить до звичайного аналоговому обмінним інтерфейсу, а дані надходять до Інтернету, як показано на рис. 9.3.

Цифрова телефонна станція може включати в себе і аналоговий і цифровий абонентські інтерфейси. Для цифрової АТС (автоматичної системи комутації, яка обслуговує установа) доступні цифрові інтерфейси з пропускною спроможністю до 2 Мбіт / с.

Якщо місцевий комутатор має здатність працювати з ЦСИО, то і йому доступні інтерфейси для первинним та основним швидкостей передачі даних.

Звичайні абонентські пари використовуються для підключення ЦСИО з основною швидкістю передачі (160-кбіт / c в двох напрямках) до мережевого терміналу (СТ), розміщеного в приміщенні клієнта.

Інтерфейс ЦСИО для первинної швидкості даних (2 Мбіт / с) використовується для підключення цифрової засновницької (приватної) АТС. Він вимагає двох пар проводів, по одній на кожен напрямок передачі і підтримує багато одночасних зовнішніх викликів.

На додаток до головного щита перемикань оператори мережі можуть використовувати і інші щити перемикань для управління мережами передачі і їх обслуговування. Оптичний щит перемикань (ОЩП) містить два поля оптоволоконних з'єднувачів. Оптичні кабелі мережі пов'язані з одним полем з'єднувачів, з іншим полем пов'язані з оптичні лінії кінцевих пристроїв. Перехресні з'єднання між двома полями з'єднувачів створюються оптичними волокнами. Це дозволяє обслуговуючому персоналу, наприклад, замінювати дефектне оптичне кабельне з'єднання запасним.

Цифровий щит перемикань (ЦЩП) – система перехресних з'єднань, до якої підключаються цифрові інтерфейси від системи ліній і телефонної станції (або іншого обладнання мережі). За допомогою ЦЩП для первинної швидкості передачі даних (2 Мбіт / с), оператор може легко змінити з'єднання між вхідними та вихідними ділянками обладнання.

 

Рис. 9.3. Мережа абонентського доступу і входи місцевої цифрової телефонної станції.

 

Цифровий щит перемикань може бути виконаний у вигляді цифрового обладнання поперечних з'єднань (ЦОПС), до якого підключаються багато високошвидкісних систем передачі даних. ЦОПС управляється дистанційно через інтерфейс управління мережі і оператор може змінити конфігурацію перехресних з'єднань за допомогою системи управління мережі. Використовуючи систему управління мережі він може, наприклад, визначити до якого з інтерфейсів на 2-Мбит / с підключений певний 64-кбіт / с тимчасової канал іншого інтерфейсу на 2-Мбит / с.

 

Транспортна мережа

Як ми бачили раніше в лекції 8, національна ієрархія комутацій включає багато рівнів комутацій вище рівня опорних станцій. Рис. 9.4 показує спрощену структуру мережі, де більш високі рівні комутацій, ніж опорні станції, показані як єдиний рівень транзитних станцій. Транзитні станції пов'язані з опорними станціями, щоб забезпечити мережу з'єднань від будь-якого клієнта до іншого абоненту в країні.

Високошвидкісні лінії передачі, які зазвичай використовують оптичні лінії, з продуктивністю до 10 Гбіт / с, пов'язують станції цього рівня. Відзначимо, що транспортна мережа має альтернативні маршрути. Якщо одна з цих систем передачі зазнає невдачі, то комутатори в змозі направити нові виклики через інші системи передачі та транзитні станції щоб обійти пошкоджену систему (рис. 7.10). З'єднання між місцевими і транзитними станціями зазвичай не захищаються від помилок, тому що їх помилки торкнуться мале число абонентів.

 

Рис. 9.4. Мережа двох рівнів комутації та зв'язку між транзитними і опорними станціями.

 

Системи передачі, які пов'язують транзитні станції, складають мережу передачі або транспортну мережу. Її основна мета полягає в тому, щоб просто забезпечити необхідну кількість каналів (або швидкість передачі даних) від одного однієї опорної станції до іншої. Канали транспортної мережі використовуються для маршрутизації дзвінків від однієї опорної станції до іншої на вимогу абонентів, для забезпечення гнучкості маршрутизації транзитні станції зазвичай розташовуються в головних містах. Вони є цифровими і використовують міжнародний загальний канал сигналізації стандарту ОКС-7 для маршрутизації дзвінків та передачі іншій сигнальної інформації між станціями. Лінії передачі між станціями традиційно використовують тимчасовий поділ каналів, як пояснено в Лекції 7. В даний час збільшується використання IP-мереж для з'єднань між станціями, і це вимагає установки медіапосредніка (узгоджувального пристрою) між станціями і IP-мережею, щоб подбати про сигналізації та передачі дзвінків в реальному часі через IP-мережу.

 

Міжнародна Мережа

Кожна країна має принаймні один міжнародний центр комутації, до якого приєднані транзитні станції, як показано на рис. 9.5. Через цей найвищий рівень ієрархії комутації міжнародні дзвінки передаються від однієї країни до іншої і будь-який абонент в змозі отримати доступ до будь-якого з інших абонентів, що становлять більше 2 мільярдів у всьому світі. Високошвидкісні оптичні системи передачі пов'язують міжнародні станції або центри комутації національних мереж. Підводні кабелі (коаксіальні кабелі або системи оптичних кабелів), мікрохвильові системи радіозв'язку та супутники з'єднують континентальної мережі, щоб скласти міжнародну телекомунікаційну мережу.

Перший підводний кабель телефонної системи поперек Атлантичного океану був встановлений в 1956 році. Його ємність становила мовних 36 каналов.Современние оптичні підводні системи мають ємність в кілька сотень тисяч мовних каналів, і нові системи підводних кабелів високої ємності з'являються щороку. На додаток до мовним повідомленням, підводні системи несуть міжконтинентальний Інтернет-трафік, який, як оцінюють, складе більшу частину ємності встановлюваних нових систем. Підводні системи – головні шляхи руху міжконтинентальних телефонних дзвінків та Інтернет-інформації. Супутникові системи іноді використовуються як дублюючі системи у разі перевантаження.

Ми описали тут загальну структуру глобальних телекомунікаційних мереж, не виділяючи різні мережеві технології. Проте завжди є потреба в різних мережевих технологіях, щоб забезпечити різні типи послуг, і телекомунікаційна мережа – фактично ряд мереж, кожен з яких має особливості, які підходять для забезпечуваних послуг.

 

Рис. 9.5. Інтернаціональні мережі

 

Контрольні питання

1. Вкажіть елементи основної телекомунікаційної мережі

2. За яким принципом організована мережа абонентського (місцевого) доступу?

3. Вкажіть основне призначення транспортної мережі.

4. Які функції міжнародної комутаційної станції?

5.Які системи передачі використовують в міжнародній мережі?