1 Система электросвязи

Сообщение – это форма выражения информации.

Система электросвязи (СЭ) – это совокупность технических средств и среды распространения, предназначенные для передачи сообщений из одной точки в другую.

1 – источник сообщения.

2 – преобразователь сообщения в электрический сигнал.

3 – передатчик ( служит для преобразования электрического сигнала в форму удобную для передачи через среду распространения).

4 – среда распространения. Может быть двух видов:

- искусственно- созданная ( кабель). Может быть двух типов: проводная металлическая токоведущая жила или оптическое волокно.

- свободное пространство в котором электрический сигнал распространяется с помощью радио- волн.

5 - приемник ( выполняет функцию обратную передатчику).

6 – преобразователь электрического сигнала в сообщение

7 – получатель сообщения

8 – источник помех

Совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающих передачу сообщения из одной точки в другую при подключении его к оконечным абонентским устройствам – канал электросвязи.

В зависимости от вида передаваемого сообщения канал электросвязи носит название:

- Телефонный

- телевизионный

- факсимильный

- передачи данных и т.д.

Канал электросвязи, параметры которого известны заранее, называется типовым.

Одной из основных характеристик типового канала является спектр сигнала, который передается по каналу. Спектр зависит от количества гармоник, передаваемых по каналу.

В системе электросвязи спектр сигнала обычно ограничивается без заметного ущерба.

Типовой канал, обеспечивающий передачу сигнала с шириной спектра 0,3 – 3,4 кГц, называется каналом тональной частоты (КТЧ).

2 Виды каналов электросвязи

+

Сигналы электросвязи, передаваемые по КС делятся на:

- дискретные

- непрерывные (аналоговые).

Телефонный сигнал является непрерывным. Для его передачи используется КТЧ с полосой частот 0,3 – 3,4 кГц. Человеческая речь занимает полосу частот 80 Гц – 12,5 кГц.

Ухо среднего человека воспринимает звуковые колебания от 20 Гц до 16 кГц.

Ухо человека с музыкальным слухом до 20 кГц.

Для передачи звуковых сигналов используют специальный канал, т.к для передачи музыкальных программ необходима большая полоса частот, поэтому каналы звукового вещания делятся на 3 класса:

- Высший (30 Гц – 15 кГц)

- Первый (50 Гц – 10 кГц)

- Второй (100 Гц – 6,3 кГц)

Для передачи телевизионных программ необходимо 2 канала:

- канал звукового сопровождения (аналогичен качеству звукового вещания)

- канал изображения (зависит от стандарта телевидения).

Сигналы звукового сопровождения аналогичны классам качества звуковых сигналов.

Для видеосигнала необходима большая полоса частот, которая зависит от стандарта телевидения.

В Мире существует 3 основных аналоговых стандарта телевидения:

- PAL (Европа)

- NTSC (Северная Америка)

- SECAM (Франция, СССР) от 50 Гц до6 МГц.

Канал, по которому передаются цифровые сигналы – цифровой.

Основной его характеристикой является скорость передачи. Обозначается “B”. Единицы измерения Бит/с. Стандартный цифровой канал передачи имеет скорость 64 кбит/с.

Телеграфные сигналы передаются по телеграфным каналам, которые формируются путем вторичного уплотнения КТЧ (занимают еще меньшую полосу частот).

Основной характеристикой телеграфного канала является скорость передачи “B”. Единица измерения – Бод.

1 Бод примерно равен 1 кбит/с.

Стандартные телеграфные каналы имеют скорости передачи: 50, 100, 200 Бод.

Скорость передачи связаны с полосой пропускания: П=(1,5..2)В (Гц), где В – скорость передачи, 1,5..2 – поправочный коэффициент.

3 Принцип построения телефонных сетей: «каждый с каждым», радиальный, радиально-узловой.

1. Каждый с кадым 2)радиальный (звёздный)

Достоинства (1и2): простота схемы, постоянная связь с абонентами.

Недостатки(1и2): при увеличении количества абонентов сеть становиться громоздкой. При увеличении числа абонентских линий снижается эффективность.

По отдельности эти 2 принципа практически не используются.

3. Радиально-узловой

При построении телефонных сетей по радиально узловому принципу территория населённого пункта разбивается на районы; в каждом узловом районе есть узел входящих сообщений (УВС) и узел исходящих сообщений (УИС). В узловом районе может быть до 10ти АТС, которые соединены между собой по принципу каждый с каждым. Для выхода из одного района в другой используются узлы УВС и УИС. В каждую АТС абоненты включены по радиальному принципу.

4 Сети передачи телеграфных сообщений.

ТЛГ сети делятся на два вида:

1) Сеть общего пользования, оконечными устройствами которого являются отделения почтовой связи.

2) Абонентская ТЛГ сеть, абонентами которой являются крупные предприятия, которые имеют ТЛГ абонентское устройство.

На ТЛГ сетях используется два принципа коммутации:

- коммутация каналов (кк)

- коммутация сообщений (кс). Комбинированный

КК организуется в 2 этапа:

1) Устанавливается канал электросвязи между абонентами.

2) Включается ТЛГ абонентское устройство и передаётся сообщение. (данный способ аналогичен установлению соединения в ТЛФ сети).

КС (в этом случае сообщение передаётся от узла к узлу). В каждом узле принимается сообщение, определяется направление и передаётся на следующий узел и далее на абонентское устройство.

В настоящее время ТЛГ каналы организуются двумя способами:

1) С помощью ТЛГ систем передачи, путём вторичного уплотнения КТЧ.

2) Использование машин (ЭВМ), шлюзов для выхода в сеть придачи данных и сообщений по сети IP (по существу по Интернет).

В качестве ТЛГ оконечных устройств используются 2 вида:

- ТЛГ аппарат

- ПВМ с ТЛГ адаптером, который служит для сопряжения ЭВМ (ПВМ) с ТЛГ сетью, т.е. для преобразования сигнала ЭВМ в ТЛГ сигнал и наоборот.

Схема организации ТЛГ сетей

УП1 – коммутационная ТЛГ станция района (узловой пункт)

УП2 – коммутационная ТЛГ станция региона

УП3 – коммутационная ТЛГ станция центра региона

Т – ТЛГ аппарат

АЛ – абонентская линия

КТ – канал яТЛГ

УП3 между собой соеденины по принцыпу каждый с каждым.

5 ВЗАИМОУВЯЗАННАЯ СЕТЬ СВЯЗИ (ВуСС)

1. Принцип построения ВуСс

Первоначально в СССР сети развивались независимо друг от друга. Каждый вид имел свои каналы, свои коммутационные станции и свои узлы. В результате, с развитием экономики и увеличением количества передаваемой информации отдельные виды сети стали неэффективными,а отдельные линии были перегруженными. Поэтому было предложено объединить разные виды сетей в единую сеть, которая получила название Единая Автоматизированная Сеть Связи (ЕАСС), которая в настоящее время получила название ВуСС.

ВуСС в техническом плане предполагает административно-техническое единство и автоматизацию. Это значительно повышает надежность и эффективность сетей связи.

Совокупность технических средств, предназначенных для передачи сообщений независимо от их вида от одной сетевой станции или узла к другой сетевой станции или узлу, носит название первичной ВуСС.

В состав ее входят сетевые станции и узлы, а также каналы для их передачи. Первичная сеть построена по территориальному принципу. В Республике сеть разбита на зоны, которые соответствуют территории области. В РБ семь зон (6 зон – 6 областей + г. Минск).

Часть сети, заключенная в пределы сельского или городского района называется местной первичной ВуСС.

Часть сети, ограниченная территорией области носит название внутризоновая первичная ВуСС или зоновая.

Часть сети, соединяющая между собой зоны, носит название магистральная первичная ВуСС.

2. Вторичные ВуСс

Технические средства связи, предназначенные для передачи сообщений определенного вида называются вторичной ВуСС.

В зависимости от вида передаваемых сообщений вторичные сети носят название: телефонные, телеграфные, передачи данных и т.д.

В состав вторичных сетей входит следующее оборудование:

1. Оконечные абонентские устройства

2. Абонентские линии

3. Коммутационные станции местных сетей

4. Каналы передачи первичной сети, выделенные для организации вторичной сети.

Вторичные сети делятся на коммутируемые и некоммутируемые.

Коммутируемая сеть – это если по запросу абонента устанавливается канал электросвязи между двумя или более абонентами только на время передачи сообщения (телефон, телеграф, факсимильная связь и низкоскоростная передача данных).

Некоммутируемая сеть – если соединение между абонентами устанавливается на долговременной, постоянной основе (ТВ, ЗВ, высокоскоростная передача данных).

На современном этапе происходит слияние вторичных сетей в единую сеть с центральным обслуживание.

3. Структурная схема ВуСс

РТПС – радиопередающая телефонная станция

ТЦ – телецентр

РД – радиодом

РВС – радиовещательная станция

УПВ – узлы проводного вещания

СТС – сельская телефонная сеть

ТС – телеграфная сеть

УПВ – узел проводного вещания

РП – радиоприёмник

Часть оборудование сетевых станций, сетевых узлов и линий передач 1, образуют местную первичную ВуСС.

Часть оборудования сетевых станций, сетевых узлов и линий передачи 2, образуют внутризоновую первичную сеть.

Часть оборудования сетевых станций, сетевых узлов и линий передачи 3, образуют магистральную первичную сеть.

6 Классификация проводных линий связи.

В сетях связи в качестве направляющей среды используется искусственно созданная среда – кабель и свободное пространство, в котором сигнал передается с помощью радиоволн.

Проводные ЛС классифицируются по частотно-волновому признаку.

Наименование ЛС	Длина волны (λ)	Частота (f) Гц	N – количество КТЧ
Воздушная	Километры	105	≈10
Симметричная	Сотни метров	106	≈100
Коаксиальная	Метры	108	До 1000
Волноводная	Миллиметры	1011	До 100000
Световодная	Мкм	От 1013 до 1015	Более 100000

Воздушная ЛС представляет собой n – пар стальных проводников или биметалла с помощью изолятора закрепленных на специальных опорах.

Симметричная ЛС – пара или более изолированных токопроводящих жил сформированных в сердечник и помещенных во влагозащитные оболочки и покровы. Материал токоведущей жилы обожженная медь реже алюминий, но бОльшего диаметра.

Коаксиальная ЛС – пара или n – пар проводников, первый цилиндрической формы, помещенный во второй полый цилиндр с помощью изоляции. Токопроводящая жила – медь, полый цилиндр – алюминий.

Волноводная ЛС – стальная труба, гальваническим способом внутри покрытая медью, диаметр 40 - 60 мм, широкого распространения не получила из-за большой металлоемкости и сложности стыковки, т.к. состоят из секций по 4 – 5 метров. Основное использование волновода – в качестве фидера на очень высоких частотах.

Фидер – это ЛС, соединяющая антенну м приемником и передатчиком на СВЧ (более 4 ГГц).

Световодная ЛС – волокно из кварца, помещенное в защитную полиэтиленовую оболочку заполненную гидрофобным веществом. Диаметр волокна 1 мкм.

Оптический кабель – n-ное количество волокон, которые помещены в оболочку и защитные покровы d=20мкм.

7 Организация радиолиний связи.

Радио линии связи организуются с помощью радиоволн.

Радиоволны – свободные электромагнитные колебания, которые распростроняются в свободном пространстве.

Для организации радиосвязи используется диапазон частот от 3*10^{4 до} 3*10¹² Гц.

Данный диапазон разбит на ряд диапазонов, которые имеют специфические особенности распространения радиоволн.

Радиосвязь может организовываться по 2м схемам:

- схема односторонней радиосвязи (циркулярная)

S – Низкочастотный Эл. Сигнал.

- направление излучения.

S подаётся на радиопередающее устройство, где осуществляется перенос его на ВЧ колебание, усиление и передача колебаний в фидер, где связанные элюмагнитные колебания доставляются в антенну A1, которая преобразует связанные Элюмагнитные колебания в свободные, т.е. в радиоволны. Радиоприёмник осуществляет обратное преобразование передатчика. (Зв, ТВ, пейджинговая связь)

- схема двухсторонней радиосвязи

S’ – сообщение обратного направления.

При организации двухсторонней РС, РПр и РПер могут иметь общую антенну. Общая антенна используется в диапазоне УКВ. Такой вид организации связи имеет 2 режима работы:

- симплекс

- дуплекс

Симплекс – передача сообщений в оба направления поочерёдно. (рация)

Дуплекс – передача сообщения в оба направления одновременно. (ТВ, Интернет, телефон)

8 Структурная схема проводной линии связи.

КА – каналообразующая аппаратура, предназначенная для образования групповых трактов и каналов передачи.

АС – аппаратура сопряжения, согласует КА с оконечной аппаратурой линейного тракта (ОАЛТ).

АП – аппаратура промежуточных пунктов необходима для обеспечения дальности связи (промежуточные пункты: НУП, ОУП, питающие усилительные пункты).

Длинные линии могут иметь десятки и сотни промежуточных пунктов, расположенных на определённом расстоянии друг от друга.

Например, расстояние между НУП находится в пределах от 1,5 до 50км, а ОУП – 200 – 250км.

Дальность действия передачи данных для магистральных связи – 12,5тыс. км, для Зоновой – 600км.

9 пояснить построение КТСОП

КТСОП является самой большой из сетей эл. связи. Она строиться по территориальному принципу. Местные (сельские и городские) сети образуют зоновую (внутризоновую) сеть. Зоновые сети между собой соединяются междугородними (магистральными) сетями. Междугородние сети гос-в имеют выход на телефонные сети других государств. Основной структурой КТСОП является зоновая сеть. Центром коммутации зоны является АМТС (автоматическая междугородняя станция). В зоне АМТС может быть несколько, но одна из них главная. Через её обеспечивается выход из зоновой сети в другие сети и вход в домашнюю зону. Критерием образования зоны кроме территории является номерная ёмкость. В зоне 7-значная нумерация. АМТС в зоне напрямую соединена со всеми ТАС города, где она находиться и с центральными станциями (ЦСАТС) сельской телефонной сети. Для соединения зон между собой используются узлы автоматической коммутации (УАК)

УАК могут быть:

1 УАК1 (первой категории) – коммутационный узел центра региона.

2 УАК2 (второй категории) – транзитный узел между УАК1 и АМТС или между 2мя и более АМТС.

Если между двумя соседними АМТС необходимо передавать большое количество информации, то данные АМТС соединяются напрямую, минуя УАК1 и УАК2. УАК1 соединяются с соседними УАК1 по принципу каждый с каждым. Даже при наличии УАК2 АМТС могут включаться в УАК напрямую. В Беларуси УАК2 отсутствует.

10 Построение сельских телефонных сетей

Сельские ТС строятся по радиально-узловому принципу. Применяются станции трёх типов:

1)центральная станция (ЦС)

2)опорная станция (ОС)

3)узловая станция (УС)

ЦС как правило размещается в райцентрах. Имеет выход на АМТС по ЗСЛ и по СЛ на УСС. ЦАТС может иметь своих абонентов, а может и не иметь, если ЦАТС используется в качестве СПУ, то станция не имеет своих абонентов, т.к. является транзитной станцией. В ЦС включается второй тип станций (ОС). ОС как правило располагается населённых пунктах и городах малой ёмкости. Если размеры района большие и большая номерная ёмкость используется 3й тип станций (УС). Он является промежуточным звеном между ЦС и ОС в большинстве случаев ОС имеют своих абонентов. На сельских сетях используется две схемы построения сети

1)однозвенная (одноступенчатая)

2)двухзвенная (двухступенчатая)

1

Абоненты включаются по принципу в каждую АТС

2

11 Структурная схема АТС и типы АТС, используемые на телефонных сетях.

Упрощенная структурная схема коммутационной станции:

ЛК – линейные комплекты входящих и исходящих линий связи. ЛК соединяются с абонентскими линиями и соединительными линиями от других АТС и узлов.

КРОСС – это устройство, в которое приходят все соединительные линии.

КП – коммутационное поле, соединяет вход с выходом по команде, поступившей с управляющего устройства (УУ).

УУ – управляющее устройство в электронных, цифровых и квазиэлектронных АТС.

УУ – это ЭВМ технической эксплуатации.

На телефонных сетях Беларуси работают следующие типы АТС:

1. АТСК (АТС координатные). Номерная емкость около 40%. Используются следующие типы: АТСКУ(усовершенствованная), АТСК типа «пентаконта».

2. КЭАТС (квазиэлектронные). Номерная емкость менее 1%. Используются типы: ARE-10 (югославская); на сельских сетях – АТС типа «исток» и АТС типа «квант».

3. ЭАТС (электронные). Номерная емкость около 10%. Используются типы: DX-200, DX-220 (Nokia); AXE-10 (Ericsson); на сетях – F50/1000.

4. ЦАТС (цифровые). Номерная емкость – оставшаяся. Используются типы: EWSD (Siemens); AXE-10 (Ericsson); станции типа F.

12 Построение ГТС емкостью до 450 тыс. номеров.

Основным критерием для построения ГТС (городская телефонная станция) является номерная емкость. Если в населенном пункте до 10.000 абонентов, сеть использует нерайонированный принцип построения. В этом случае в населенном пункте 1 АТС. Абоненты в данную АТС включены по радиальному принципу. АТС имеет выход на АМТС по заказано-соединительным линиям (ЗСЛ). По соединительной линии (СЛ) АТС соединена с узлом спецслужб (УСС). В данную АТС также могут включаться по СЛ учрежденческие АТС (УАТС). Такое соединение сети используют в небольших городах.

Если число абонентов превышает 10.000, в этом случае населенный пункт делится на районы. В каждом районе своя АТС – районная АТС (РАТС). Абоненты включены по радиальному принципу РАТС. РАТС соединены между собой по принципу каждая с каждой. Каждая РАТС имеет выход по ЗСЛ на АМТС. По СЛ на УСС и по СЛ на СПУ (сельский пригородный узел или центральная станция сельской пригородной сети).

Таким образом организуется сеть во всех областных центрах РБ. Пр этом число РАТС может быть до 10.

13 Системы нумерации на телефонных сетях. Нумерация на местных, междугородних и международных сетях.

Телефонному номеру абонента предъявляются следующие требования:

- постоянство состава цифр в номере.

- как можно меньшее количество цифр в номере.

На телефонных сетях используются 2 способа нумерации:

- открытые

- закрытые

При закрытой нумерации номер абонента всегда остается постоянным по составу цифр и по назначению цифр. Данная нумерация удобна для абонентов но не выгодна для сети. Она требует одинакового регистрового оборудования т.е. одинаковую номерную емкость станции.

При открытии нумерации номер абонента меняется в зависимости от принадлежности к сети. Данный способ не удобен для абонентов, но выгоден для сети. Позволяет использовать на сети АТС разной емкости. В номере абонента может использоваться код, который может быть постоянным и переменным.

Переменный код меняется в зависимости от пути соединения абонентов. Он удобен для построения сети но не выгоден для абонентов, поэтому используют смешанный способ нумерации и постоянный код.

На телефонных сетях номер абонента по составу цифр зависит от числа абонентов на сети и принадлежности сети. Если на сети число абонентов до 100,000 в состав номера могут входить от 2 до 5 знаков Х-ХХ-ХХ (УО).

Первая цифра в номере не может быть 1 и 8:

1 – выход на узел спец. служб

8 – выход на междугороднюю сеть (в перспективе 0)

Если число абонентов > 100,000 в номере может быть 6-7 цифр.

АвХ-ХХ-ХХ

а— зоновый код не может быть 1 или 8

ав—номер 100,000 группы в Зоновой телефонной сети или номер ЦС сельской телефонной сети (СТС) в зоне.

авХ—номер АТС для ГТС

ХХ-ХХ – номер абонентской линии

На зоновых и междугородних сетях используют десяти значный номер:

8-АВС-авХ-ХХ-ХХ

гудок после 8 – зумбер

В перспективе 0-АВ-авХ-ХХ-ХХ

8-017-248-48-48

0-17-248-48-48

Международный номер

8-10-ed-АВС-авХ-ХХ-ХХ

10 – выход на международную сеть (префикс, индекс)

е – номер телефонного континента от 0 до 9

d – номер страны на телефоном континенте

8-10-375-017-248-48-48

В перспективе: 0-0-ed-АВ-авХ-ХХ-ХХ

0-0-375-17-248-48-48

14 Построение ГТС емкостью более 450,000 номеров.

Если количество абонентов больше 450.000.Телефоная сеть строится по радиальному принципу с УВС или УИС. В г. Минске используется УВС.

Узел исходящих сообщений

Узел входящих сообщений

Если число абонентов 2.000.000 или больше, сеть строится по радиально-узловому принципу с УИС и УВС.

15 Классификация методов коммутации на сетях ПД.

Под системой передачи данных понимают совокупность технических средств, обеспечивающих передачу данных от источника сообщения к получению с заданной достоверностью, надежностью и временем доставки.

Сети передачи данных классифицируются по методам коммутации:

• Сети с коммутацией каналов;

• Сети с коммутацией с запоминанием.

На сетях с коммутацией каналов должны выполняться следующие требования:

• Время установки соединения значительно меньше времени передачи сообщения;

• Задержка времени при передаче сообщения минимальна;

• Используется диалоговый режим работы.

Сеть с КК может организовываться следующими способами:

• ЧРК (в АСП);

• ВРК (в СП ИКМ-30, 120, 480; SDH, сотовой связи GSM);

• КРК (в сотовой связи CDMA);

• Разделение каналов по волне с использованием ВОЛС.

Коммутация с запоминанием делится на:

• Коммутацию сообщений;

• Коммутацию пакетов.

Она основана на передаче информации, заранее записанной в память узла коммутации, при этом данные могут быть преобразованы. Например, изменена скорость, изменен код, добавлена или изменена служебная информация. Данные передаются от узла к узлу с запоминанием в каждом узле.

Коммутация с запоминанием имеет следующие преимущества над КК:

1. Более эффективное использование ЛС, т.к. сообщения накапливаются в буферной памяти, а затем поочередно передаются по ЛС. При КК очередность в передаче сообщений может не соблюдаться;

2. при коммутации с запоминанием может изменяться скорость передачи;

3. при перезагруженности сети с КК последующим абонентам будет отказано в соединении, а при коммутации с запоминанием отказа не будет – всего лишь изменится скорость передачи информации по сети;

4. при коммутации с запоминанием используется система с приоритетом, т.е узел коммутации отправляет в сеть сообщения по очередности, в зависимости от приоритета сообщения;

5. при коммутации с запоминанием маршрут передачи сообщения может меняться в течение одного сеанса связи, что позволяет обходить неисправные участки сети, и это увеличивает надежность передачи сообщений.

При коммутации пакетов сообщения разбивается на части определенной длинны, т.е. само сообщение может состоять из n-пакетов. При коммутации пакетов скорость передачи информации выше, чем при коммутации сообщений, т.к. в большинстве случаев пакет гораздо меньше по объему сообщения, и узел коммутации быстрее обрабатывает пакеты и отсылает по нужному направлению. Пакет состоит из трех основных частей:

1. служебная информация (содержит адрес отправителя и получателя, объем пакета, порядковый номер пакета, способ обработки пакета);

2. сама информация;

3. избыточная информация (служит для оперативного выявления ошибок и их устранения).

Коммутация пакетов является одним из методов цифровой коммутации.

16 Дейтограммный метод коммутации на сетях с пакетной коммутацией.

Дейтограмма – это тот же пакет, но он, передаётся по сети с использованием адаптивного метода маршрутизации, т.е. пакет в данный момент времени направляется по тому маршруту, который в данный момент времени наиболее эффективен. Следовательно, пакеты могут прибыть к получателю в порядке, отличающемся от первоначального. Поэтому перед выдачей пакетов необходимо восстановить их первоначальный порядок следования. Это происходит или в терминале получателя, или в узле перед выдачей начала терминала. Все зависит от сети передачи данных.