- •Глава 3
- •3.1. Принципы построения сетей с коммутацией каналов
- •3.3. Системы меж станционной сигнализации на аналоговых и цифро-аналоговых сетях связи
- •3.4. Принципы построения узкополосных цифровых сетей связи с интеграцией услуг (isdn)
- •4.1. Основные понятия ip-телефонии и технологии пакетной коммутации 36
- •3.5. Системы межстанционной сигнализации на цифровых сетях isdn
- •Глава 4 построение мультисервисных сетей с коммутацией пакетов
- •4.1. Основные понятия ip-телефонии и технологии пакетной коммутации
- •4.2. Основы технологии tcp/ip и ip-сети
- •4.3. Протокол ip
- •4.4. Протоколы tcp и udp
- •4.5. Основы построения сетей ip-телефонии
- •4.6. Принципы передачи речи в сети ip-телефонии
- •4.7. Ввды систем сигнализации в сетях ip-телефонии и сеть ip-телефонии с протоколами н.323
- •4.9. Сети ip-телефоиии с протоколами mgcp и м есасо/н.248
- •7.1. Общие принципы построения сети ОбТс
- •7.2. Местные сети ОбТс и взаимодействие с телефонной сетью общего пользования
- •7.3. Способы установления соединений, системы обслуживания заявок и рмтс
- •7.4. Аналоговая сеть автоматической междугородной ОбТс
- •7.5. Магистральная и зоновые цифровые сети ОбТс
- •Единая нумерация на цифровой сети ОбТс (еснц)
- •7.6. Сеть ОбТс с пакетной коммутацией
Глава 3
ПОСТРОЕНИЕ СЕТЕЙ ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ С КОММУТАЦИЕЙ КАНАЛОВ
3.1. Принципы построения сетей с коммутацией каналов
Сети телефонной связи предназначены для предоставления абонентам услуг по передаче речи, а также других услуг: факсимильной связи, доступа к сети Интернет или другой сети передачи данных. Абоненты выступают в роли пользователей этих услуг.
Сеть с коммутацией каналов строится на основе АТС, в которые включаются телефонные аппараты (ТА) абонентов (рис. 3.1). Телефонный аппарат связан с АТС абонентской линией (АЛ). Между разными АТС образуются соединительные линии (СП). Одна СП предназначена для организации одного разговора между абонентами. Соединения на сети устанавливаются через одну или несколько АТС. В процессе установления соединения вызывающий абонент набирает номер вызываемого абонента. Номер состоит из десятичных цифр, число которых зависит от вида соединения: местное или междугороднее, от размеров сети. Совокупность используемых номеров и правила их набора определяют систему нумерации на сети. Цифры номера последовательно во времени передаются от телефонного аппарата к АТС, а при необходимости, и междуАТС. Кроме цифр номера между АТС передаются сигналы, несущие информацию о прохождении соединения, к основным из которых относятся: занятие CJ1, ответ абонента, отбой от абонента, разъединение. Могут передаваться и другие сигналы: абонент занят, абонент недоступен, блокировка CJI, запрос АОН (автоматического определения номера и категории вызывающего номера) и другие. Набор сигналов, способ их передачи и кодирования определяют систему сигнализации.
Совокупность устройств на участке сети между оконечным оборудованием пользователя и оборудованием АТС получило название: абонентский доступ. В простейшем случае это может быть абонентская линия, образованная двухпроводной физической цепью (см. рис. 3.1). На абонентском доступе также могут использоваться каналы аналоговых и цифровых систем передачи первичной сети, аппаратура цифровых абонентских линий xDSL, цифровые абонентские линии ISDN, устройства радиодоступа.
Соединительные линии между АТС могут иметь разные способы организации. Наиболее простой способ состоит в применении физических цепей. Для экономии кабеля, а также в случае длинных CJI, используются каналы аналоговых и цифровых систем передачи первичной сети.
АТС называется оконечной, если в нее включаются абонентские линии и она на сети устанавливает соединения от своих абонентов к абонентам других АТС (исходящие от АТС соединения) и соединения от абонентов других АТС к своим абонентам (входящие в АТС соединения). В АТС могут включаться только соединительные линии и тогда она осуществляет транзитные соединения — соединения между CJI разных пучков. Такая АТС называется транзитной. На сети АТС может быть оконечна-транзитной, если выполняет оконечные и транзитные соединения.
Сети телефонной связи строятся с применением разных структур. На рис. 3.2 показаны наиболее часто встречаемые структуры: полносвязная (рис. 3.2, а), звездообразная (рис. 3.2, б), узловая (ра- диально-узловая) (рис. 3.2, в), линейная (рис. 3.2, г) и линейно-коль- цевая (рис. 3.2, д). Сравним эти структуры с точки зрения живучести и экономичности сети. Под живучестью будем понимать возможность устанавливать соединения между любой парой АТС при отказе соединительных линий на одном звене сети (пучка соединительных линий). При этом может произойти снижение качества предоставления услуг абонентам.
В сети с полносвязной структурой каждая АТС связана со всеми АТС сети отдельными пучками соединительных линий. Это дает возможность осуществить соединения между двумя парами АТС по разным маршрутам. Например, при соединениях между АТС1 и АТС4 будет использоваться наикратчайший прямой маршрут: АТС1— АТС4, а также можно воспользоваться маршрутами с обходами: АТС1—АТС2—АТС4, АТС1—АТСЗ—АТС4. При отказе пучка СЛ прямого маршрута всегда можно использовать обходной маршрут. Такая структура позволяет получить высокую живучесть сети. Однако вследствие большого числа соединительных линий капитальные и эксплуатационные расходы в этой структуре наиболее высоки. Полносвязная структура чаще всего применяется на сетях, имеющих относительно невысокую протяженность, например, внутри города или железнодорожной станции.
В сети со звездообразной структурой все соединения межцу оконечными АТС проходят через одну транзитную АТС. Отказ пучка CJ1 приведет к тому, что прекратятся входящие и исходящие соединения с абонентами одной оконечной станции. Такая структура не обеспечивает живучесть сети. Транзитная АТС должна иметь высокую надежность, так как при ее неработоспособности будет нарушена связь между всеми АТС. В экономическом плане эта сеть приводит к низким затратам. Звездообразная структура может применяться на сетях разной протяженности.
Узловая структура характеризуется наличием на сети множества транзитных АТС, связанных между собой по полносвязной схеме. В каждую транзитную АТС включаются оконечные АТС по звездообразной схеме. На уровне транзитных АТС живучесть обеспечивается обходными соединениями. По экономическим показателям сеть с узловой структурой находится между полносвязной и звездообразной сетями. Такая структура обычно свойственна протяженным сетям, например, сетям междугородной связи.
В сети с линейной структурой АТС соединяются между собой в цепочку. Крайние в цепочке АТС являются оконечными, а остальные — оконечно-транзитными. Нетрудно заметить, что при отказе одного пучка CJ1, без связи может остаться одна или несколько АТС (см. рис. 3.2, г— одна или две АТС). Следовательно, на такой сети живучесть не поддерживается.
Сеть с линейно-кольцевой структурой не имеет недостатка сети с линейной структурой. Живучесть сети достигается образованием соединительных линий между крайними в цепочке АТС. В результате АТС объединяются в кольцо и между любой парой АТС существуют два маршрута соединений.
Сети с линейной и линейно-кольцевой структурами наиболее экономичны, когда пункты сети вытянуты в одну линию, например, вдоль железной или автомобильной дороги.
В зависимости от вида применяемых АТС, способов организации соединительных линий сети телефонной связи бывают: аналоговые, цифровые и цифро-аналоговые. На аналоговых сетях применяются аналоговые АТС: электромеханические и квазиэлектронные. Соединительные линии также аналоговые — используются физические цепи или каналы ТЧ. Каналы ТЧ могут быть образованы аналоговыми или цифровыми системами передачи. На цифровых сетях все АТС должны быть цифровыми и соединительные линии между АТС должны быть организованы цифровыми системами передачи. Одним из видов цифровых сетей телефонной связи являются цифровые сети с интеграцией обслуживания (ISDN). Особенность сети ISDN состоит в том, что в ней применяются цифровые телефонные аппараты, обеспечивающие передачу речевой информации от одного пользователя к другому в цифровом виде. В цифро-аналоговых сетях установлены как цифровые, так и аналоговые АТС. Соединительные линии также могут быть цифровыми и аналоговыми. Цифро-аналоговые сети надо рассматривать как сети, существующие в период перехода от аналоговых к цифровым сетям.
Системы нумерации бывают открытые, закрытые и смешанные.
В открытой системе нумерации абонент, набирая цифры номера, сам выбирает маршрут соединения с вызываемым абонентом. В этом случае абоненту должны быть известны структура сети связи и коды АТС, через которые проходит соединение. В зависимости от мест нахождения абонентов, число набираемых цифр для вызова одного и того же абонента может меняться. В настоящее время открытая нумерация не находит практического применения на сетях связи. Некоторое подобие открытой нумерации можно найти при доступе к сервисам пут ем донабора номера. Таким примером может быть обслуживание вызовов в Центре обработки вызовов (Call Center). Абонент, набрав общий номер выхода на Центр, набирает в режиме DTMF одну цифру, определяющую соответствующую службу. Например, «1» — выход на пульт оператора междугородной связи, «2» — установление междугородного соединения в автоматическом режиме, «3» — получение справки по междугородным кодам, «4» — получение справки о состоянии счета абонента. Чтобы абонент мог ориентироваться в выборе требуемой службы, от Центра абоненту передается речевое меню.
В закрытой системе нумерации каждому абоненту сети присваивается номер с одинаковым числом цифр (одинаковой длины). Из пункта сети абонент вызывается набором одного и того же номера. Маршрут соединения в сети выбирают коммутационные станции, а не абонент. Закрытая нумерация нашла применение в пределах одной сети или одной зоны нумерации сети. Например, закрытая нумерация применяется внутри городской и сельской сетей, внутри железнодорожного узла или станции, внутри зоны дорожной сети ОбТС.
При установлении соединений между сетями или между зонами одной сети используется смешанная нумерация. Примером может служить сеть междугородной связи, состоящая из множества зон. При междугороднем соединении абонент вначале набирает индекс выхода на сеть междугородной связи, затем код зоны, а потом местный (внутризоновый) номер вызываемого абонента.
Виды систем сигнализации. В сетях связи действуют абонентская и межстанционная системы сигнализации. Абонентская сигнализация обеспечивает взаимодействие оконечных устройств пользователей и АТС. Межстанционная сигнализация служит для обмена информацией между АТС сети. На аналоговых и цифровых сетях используются разные системы сигнализации. На аналоговых сетях находят применение системы сигнализации с передачей сигналов по разговорным трактам и по выделенным каналам.
Передача сигналов по разговорным трактам. По разговорным трактам сигналы могут передаваться постоянным или переменным током.
При использовании постоянного тока сигналы передаются по разговорным проводам, а также по специально выделенным для сигнализации проводам. Примерами таких систем сигнализации являются: сигнализация по двухпроводным аналоговым абонентским линиям и трехпроводная сигнализация по СЛ. В первом случае используются только разговорные провода, во втором — разговорные провода и сигнальный провод с. Кодирование сигналов состоит в подаче или снятии положительного или отрицательного напряжения с соответствующего провода СЛ, а в АЛ — замыкание или размыкание шлейфа АЛ в телефонном аппарате. Например, в случае трехпроводной сигнализации по СЛ сигнал занятия СЛ передается подачей «+60 В» на провод с, а сигнал разъединения — снятием «+60 В» с этого провода. Серьезным недостатком передачи сигналов постоянным током является невозможность использовать в качестве СЛ или АЛ каналы ТЧ.
Способ передачи сигналов переменным током по разговорным трактам может применяться как на физических цепях, так и на каналах ТЧ. В основном находят применение одночастотные и многочастотные системы сигнализации. В одночастотной сигнализации сигналы кодируются по длительности, а в многочастотной — каждый сигнал передается комбинацией из двух разных частот.
Передача сигналов по выделенным каналам. Выделенные сигнальные каналы (ВСК) образуются вне разговорных трактов. Один или несколько сигнальных каналов закрепляются за каждой СЛ. Если для организации СЛ используется система передачи с частотным разделением каналов, в ней для каждого канала ТЧ организуется один двусторонний выделенный сигнальный канал вне полосы передачи речи на частоте 3880 (3800) Гц. Если аналоговые СЛ организуются с помощью цифровых систем передачи, то за каждой СЛ закрепляются по два сигнальных канала. Например, на цифровом канале Е1 можно организовать 30 СЦ1 (канальные интервалы 1...15 и 17...31), для кртрорых в 16-м канальном интервале методом вторичного мультиплексирования образованы 30 пар выделенных сигнальных каналов.
На цифровых сетях применяются системы сигнализации по общему каналу. Общий канал сигнализации (ОКС) является средой передачи сигнальных сообщений между АТС сети. При использовании канала Е1 для ОКС выделяется 16-й канальный интервал (КИ-16) или любой другой КИ, кроме КИ-0. Понятие общий канал означает, что по нему передаются сигнальные сообщения, служащие для установления соединений по всем СЛ соответствующего пучка. В пучке может быть до тысячи СЛ. Сигнализация по ОКС организуется между АТС, а также на абонентском доступе. Среди межстанционных систем сигнализации наибольшее применение находят: ОКС№ 7 и QSIG, а на абонентском доступе: DSS1, EDSS1, V5.1 и V5.2.
3.2. Виды сетей по назначению и территории действия
Все сети телефонной связи на территории РФ входят в состав Единой сети электросвязи Российской Федерации, которая состоит из сети общего пользования, выделенных и технологических сетей и сетей связи специального назначения. С другой стороны сети телефонной связи можно разделить на сети фиксированной и мобильной связи.
В сетях фиксированной связи местоположение оконечных абонентских устройств жестко закреплено и определяется местом установки телефонного или факсимильного аппарата, базы бесшнурового телефонного аппарата. При использовании бесшнурового телефонного аппарата абонент может перемещаться с переносимой трубкой в радиусе 50—200 м от базы.
В сетях мобильной связи у абонента есть только переносимая трубка и он может перемещаться в пределах одной сети (системы) мобильной связи, размер которой может составлять десятки и сотни квадратных километров. Если абонент мобильной связи пользуется услугой роуминга, то он может получить услугу телефонной связи во многих сетях мобильной связи как внутри своего государства, так и за рубежом.
Сеть связи общего пользования предназначена для возмездного оказания услуг электросвязи любому пользователю услугами связи на территории Российской Федерации и включает в себя сети фиксированной и мобильной связи. Таким образом, сеть связи общего пользования объединяет в себе множество отдельных сетей, относящихся к разным операторам связи (оператор связи — юридическое лицо или индивидуальный предприниматель, оказывающий услуги связи на основании соответствующей лицензии). Отдельная сеть может охватывать территорию, имеющую единую границу, или может быть распределена по нескольким территориям, каждая со своей границей. В первом случае говорят, что сеть географически определена, а во втором — географически не определена. Обычно к географически определенным относятся фиксированные сети, а сети мобильной связи могут быть географически не определены. К географически неопределенной может относиться технологическая сеть, если она расположена на нескольких территориях и имеет единственную точку присоединения к сети общего пользования.
Сеть связи общего пользования имеет присоединение к сетям связи общего пользования иностранных государств.
Выделенными сетями связи являются сети электросвязи, предназначенные для возмездного оказания услуг электросвязи ограниченному кругу пользователей или группам таких пользователей.
Выделенные сети связи могут взаимодействовать между собой. Выделенные сети связи не имеют присоединения к сети связи общего пользования, а также к сетям связи общего пользования иностранных государств. Технологии и средства связи, применяемые для организации выделенных сетей связи, а также принципы их построения устанавливаются администрацией таких сетей.
Технологические сети связи предназначены для обеспечения производственной деятельности организаций, управления технологическими процессами в производстве. Технологии и средства связи, применяемые для создания технологических сетей связи, а также принципы их построения устанавливаются администрацией этих сетей. Технологическая сеть может быть присоединена к сети общего пользования, и тогда часть абонентов или все абоненты технологической сети становятся пользователями сети общего пользования. Средства связи технологической сети, предназначенные для оказания услуг сети общего пользования, должны быть физически или программно отделены от средств связи, обеспечивающих технологию соответствующего производства (средства технологической связи). В частности на технологической сети применяется раздельная нумерация для абонентов технологической связи и сети общего пользования. Технологические сети связи Российской Федерации могут быть присоединены к технологическим сетям связи иностранных государств.
Технологическая сеть связи может охватывать разные территории: от территории одного предприятия (учреждения, организации) до значительной части территории России. Одной из самых крупных технологических сетей связи является сеть связи ОАО «РЖД».
Сети связи специального назначения предназначены для нужд государственного управления, обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка. Эти сети не могут использоваться для возмездного оказания услуг связи, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.
В зависимости от территории предоставления услуг телефонной связи сети подразделяются на местные, внутризоновые и междугородные сети связи. Такие сети образуются на сета общего пользования, а также — в крупных технологических сетях связи. Местная телефонная сеть, как часть сети общего пользования, представляет собой совокупность коммутационных станций, линий и оконечных абонентских устройств, предназначенных для пред оставления услуг телефонной связи внутри населенного пункта: города, села, муниципального образования. На технологической сети ОАО «РЖД» местная телефонная сеть организуется внутри железнодорожной станции или узла. Внутризоновая сеть обеспечивает взаимосвязь местных сетей внутри одной зоны нумерации и их выход на междугородную и международную сети связи.
Междугородная телефонная сеть, как часть телефонной сети общего пользования, представляет собой совокупность междугород ных телефонных станций, расположенных в различных зонах нумерации, телефонных узлов автоматической коммутации и каналов электросвязи, соединяющих их между собой. На междугородной сети устанавливаются соединения между абонентами разных внутризоновых (Зоновых) сетей. Каждая зона нумерации, упомянутая для внутризоновой и междугородной сетей общего пользования, имеет код нумерации ABC (географически определенная сеть) или DEF (географически неопределенная сеть). Внутризоновые и междугородная сети строятся также на сетях ОбТС железных дорог (см. главу 8).