- •Содержание
- •1. Общие представления о телекоммуникационных сетях 4
- •2. Цифровая система технологической радиосвязи tetra s-300 29
- •2.2. Отдельные узлы оборудования s-300 36
- •Введение
- •1. Общие сведения по организации телекоммуникационных сетей
- •1.1. Общие принципы организации сетей сотовой связи
- •1.2. Обзор цифровых каналов передачи информации
- •1.2.1. Основные характеристики цифровых сетей с интеграцией обслуживания
- •1.2.2. Организация каналов связи в соответствии с рекомендациями g.703
- •1.2.3. Переход от сетей pdh к сетям sdh
- •1.2.4. Сети Ethernet
- •1.3. Сети с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов
- •1.4. Модель взаимодействия открытых систем
- •Информационная защита каналов связи
- •1.5. Протоколы сетей связи
- •1.5.1. Протоколы ip
- •1.5.2 Протокол х.25
- •1.6. Адресация в ip-сетях
- •1.7. Аппаратура сетей связи
- •1.7.1. Маршрутизаторы
- •1.7.2. Сетевые коммутаторы
- •1.7.3. Сетевые шлюзы
- •2. Цифровая система технологической радиосвязи tetra s-300
- •2.1. Общее описание системы
- •На участке Санкт-Петербург–Москва организация сети tetra s-300 производится по средствам первичной цифровой сети связи Санкт-Петербургского отделения Октябрьской железной дороги.
- •2. Отдельные узлы оборудования s-300
- •2.1. Интерфейсные модули sni (Site Node Interface)
- •2.1.3. Sni g. 703, «Сонаправленный» (Радиолиния)
- •2.2. Узел управления коммутацией
- •2.3. Базовые станции сайта
- •2.3. Особенности работы сетей tetra s-300
- •2.4. Проблемы и перспективы развития сетей tetra s-300
- •Список литературы
Содержание
Содержание 3
Введение 3
1. Общие представления о телекоммуникационных сетях 4
1.1. Общие принципы организации сетей сотовой связи 4
1.2. Обзор цифровых каналов передачи информации 7
1.2.1. Основные характеристики цифровых сетей с интеграцией обслуживания 7
1.2.2. Организация каналов связи в соответствии с рекомендациями G.703 8
1.2.3. Переход от сетей PDH к сетям SDH 9
1.2.4. Сети Ethernet 11
1.3. Сети с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов 13
1.4. Модель взаимодействия открытых систем 14
1.5. Протоколы сетей связи 17
1.5.1. Протоколы IP 17
1.5.2. Протокол Х.25 19
1.6. Адресация в IP-сетях 22
1.7. Аппаратура сетей связи 24
1.7.1. Маршрутизаторы 24
1.7.2. Сетевые коммутаторы 26
1.7.3. Сетевые шлюзы 28
2. Цифровая система технологической радиосвязи tetra s-300 29
2.1. Общее описание системы 29
2.2. Отдельные узлы оборудования s-300 36
2.2.1. Интерфейсные модули SNI (Site Node Interface) 36
2.2.1.1. Интерфейсный модуль SNI V.35 36
2.2.1.2. Интерфейсный модуль SNI G.703/G.704 37
2.2.1.3. Интерфейсный модуль SNI G.703, «Сонаправленный» (Радиолиния) 37
2.2.1.4. Интерфейсный модуль SNI S/T (ISDN BRI) 37
2.2.2. Узел управления коммутацией SCN
(Switching Control Node) 38
2.2.3. Базовые станции сайта SBS (Site Base Station) 39
2.3. Особенности работы сетей TETRA S-300 41
2.4. Проблемы и перспективы развития сетей TETRA S-300 45
Список литературы 47
Введение
Учебное пособие «Телекоммуникационные системы и сети железнодорожного транспорта» посвящено описанию оборудования цифровой системы технологической радиосвязи TETRA, которое применяется на участке Октябрьской железной дороги Санкт-Петербург – Москва.
Авторы пытались отразить в учебном пособии те теоретические и практические вопросы, которые востребованы специалистами региональных центров связи (РЦС), в частности, специалистами Октябрьской дирекции связи центральной станции связи (ЦСС) филиала ОАО «РЖД». Учебное пособие разделено на две логических части. Первая часть посвящена рассмотрению телекоммуникационных систем и сетей; вторая часть посвящена рассмотрению цифровой системы технологической радиосвязи TETRA. Фактически первая часть учебного пособия предназначена для раскрытия ключевых понятий и определений, которые используются во второй части, и является «введением» для второй части.
Авторы надеются, что данное учебное пособие поможет выпускникам специализации «Радиотехнические системы на железнодорожном транспорте» повышать свои знания не только в области железнодорожной радиосвязи, но и в целом, в области телекоммуникационных сетей и систем.
1. Общие сведения по организации телекоммуникационных сетей
1.1. Общие принципы организации сетей сотовой связи
Сотовая связь – один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть. Ключевая особенность заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых станций (БС). Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. На ровной поверхности без застройки зона покрытия одной БС представляет собой круг, поэтому составленная из них сеть имеет вид сот с шестиугольными ячейками
(рис. 1).
Рис. 1. Формирование соты
Рис. 2. Формирование территории обслуживания сети сотовой связи
Несколько сот, в пределах которых частоты не повторяются, называются кластером. На рисунке 2 кластер организуют соты с диапазонами частот F1-F7. Расстояние между сотами с одинаковым подбором частот называется защитным интервалом (D). Кроме этого на рисунке отмечен радиус соты R, и радиус территории обслуживания R0 для двух кластеров.
Основными элементами сотовой системы являются: абонентское оборудование (мобильные станции МС), сеть базовых станций (БС), размещенных на обслуживаемой территории, и центр коммутации (ЦК). На рисунке 3 приведен пример структуры сотовой сети на основе стандарта GSM.
Рис. 3. Структура сети сотовой связи на основе стандарта GSM
1 – оборудование базовой станции, 2 – оборудование центра коммутации,
МС (MS) – мобильная станция (mobile station), БС (BTS) – базовая станция (base transceiver station), КБС (BSC) – контроллер базовой станции (base station controller), ГР (VLR) – гостевой регистр (visitors location register), ДР (HLR) – домашний регистр (home location register), ЦК (MSC) – центр коммутации (mobile switching centre), ЦУО (OMC) – центр управления оборудованием (operation and maintenance centre), ЦА (AuC) – центр аутентификации (authentification centre), РИО (EIR) – регистр идентификации оборудования (equipment identification register), ТФОП (PSTN) – телефонная сеть общего пользования (public switched telephone network), ЦСИО (ISDN) – цифровая сеть с интеграцией обслуживания (integrated services digital network)
Каждая базовая станция – это многоканальное приемно-передающее устройство, которое обслуживает абонентов в пределах своей соты. По специальным линиям связи (проводным или радиорелейным) все базовые станции соединяются с центром коммутации.
Центр коммутации обеспечивает управление сетью и, по сути, является специализированной автоматической телефонной станцией. Он хранит в своей памяти данные всех абонентов сотовой сети, отвечает за проверку прав доступа абонентов и их аутентификацию (подтверждение подлинности), обрабатывает и хранит информацию. Также в его обязанности входит: слежение за сигналами мобильных телефонов, их эстафетная передача при перемещении телефона из соты в соту, коммутация каналов в сотах при появлении помех или неисправностей, а главное – установление соединения абонента сотовой сети в соответствии с набранным номером с другим абонентом или выход в городскую, междугородную и международную телефонную сеть. В некоторых вариантах построения систем все эти функции разделяются между центром коммутации и еще одним элементом оборудования – контроллерами базовых станций.
Упрощенно порядок работы элементов сотовой сети выглядит так. В каждой базовой станции есть специальный канал, называемый управляющим, и все сотовые телефоны прослушивают сигналы на этом канале в ожидании вызова. В том случае, если абонент желает позвонить, сразу после набора номера радиотелефон начинает автоматический поиск свободного канала. При его обнаружении он передает свои параметры и набранный номер через базовую станцию на коммутатор сотовой сети. После проверки параметров абонента центр коммутации осуществляет соединение. В обратном направлении – при вызове абонента сотовой сети – коммутатор проверяет в своей базе данных наличие такого номера и начинает поиск радиотелефона в каждой из сот. Радиотелефон абонента, приняв этот вызов по управляющему каналу, передает подтверждение вызова, определяя, таким образом, свое местонахождение в сотовой сети. После этого, коммутатор находит свободный разговорный канал в данной соте и переключает соединение на него.
Кроме организации соединений, коммутатор непрерывно следит за сигналами радиотелефонов и в процессе связи. Если возникает неисправность в оборудовании или появляются помехи, коммутатор находит другой свободный канал и переводит разговор на него. Перемещения абонента в процессе соединения (связь-то – мобильная!) могут привести к предельному снижению уровня сигналов. Тогда коммутатор переключается на другую базовую станцию, более близкую к абоненту. Эстафетная передача производится полностью автоматически и настолько быстро, что связь не прерывается, а абонент ничего не замечает.