Если модуль IOC используется в стативе MDC, то на задней панели имеется 16 портов, с 0 по 15.

Вспомогательное оборудование MIS

Состав оборудования:

Статив MIS NT0X02AB

Шельф FSP NT0X89AB

Шельф (панель реле) NT5X86AA

Преобразователь напряжения (инвертор) NT8D0BA

Шельф для модемов NT3X2BA

Функции вспомогательного оборудования (MIS):

а) Выдает гарантированное напряжение питания для терминалов, модемов.

б) Имеет полку для установки модемов и телефонов.

в) Подключает к станции терминалы, проверочные телефоны (handset), модемы, пульты аварийной сигнализации.

Преобразователь напряжения (инвертор) преобразует постоянное напряжение 48 В переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц для обеспечения бесперебойного питания терминалов, модемов. Для резервирования питания используют два инвертора (INV-0, INV-1).

Коммутационные панели TS1,TS2,TS…(гребенки) используют для соединения терминалов, модемов со станцией и коммутации аварийных сигналов на пульты аварийной сигнализации.

Панель сигнализации (FSP) формирует аварийные сигналы MIS.

Панель реле подключает выносные пульты аварийной световой и звуковой сигнализации к станции.

Распределитель питания PDC.Функции распределителя питания относятся:

Статив PDC (распределитель питания) предназначен для распределения напряжения питания минус 48 В на оборудовании станции DMS [].

Количество стативов PDC зависит от мощности станции.

Постоянное напряжение минус 48 В от системы электропитания станции DMS поступает в статив PDC. Напряжение минус 48 В по шинам поступает на предохранители (Fuse). Напряжение минус 48 В с предохранителей по кабелю передается на все устройства станции.

Предохранители расположены на фронтальной стороне статива. В стативе установлены десять шельфов с предохранителями.

Постоянное напряжение плюс 48 В через панель распределения (Ground Panel) поступает на оборудование станции.

Панель сигнализации (FSP) формирует аварийные сигналы PDC.

В стативе PDC имеется конденсаторный фильтр питания.

3.2.3 Коммутационное поле

Рисунок 3.10 - Структурная схема модуля коммутационного поля

Коммутационное поле (NETWORK - NET) предназначено для коммутации разговорных трактов периферийных модулей (PM). NETWORK DMS - это дублированное коммутационное поле, состоящее из двух полей [4]:

коммутационное поле - plane 0 (план 0)

коммутационное поле - plane 1 (план 1)

Коммутационное поле работает под управлением центрального процессора (CPU) компьютерного модуля (CM). В станциях DMS-100 может быть до 32 NM в зависимости от номерной емкости телефонной станции.

Одно коммутационное поле обслуживает: 64х30=1920 разговорных каналов.

Коммутационное поле (модуля NM) соединяется с центральным процессором (CPU) компьютерного модуля (CM) и периферийными модулями (PM) двухсторонними линиями передачи формата DS30, передающих информацию в форме последовательного двухфазного сигнала со скоростью 2,56 Мб/сек.

Два плана (0 и 1) коммутационного поля одновременно находятся в рабочем режиме. Необходимая служебная информация и разговорные данные поступают одновременно на оба плана коммутационного поля, а коммутация осуществляется в активном модуле (NET). Создаются одновременно 4 разговорных тракта (W, X, Y, Z). Каждый периферийный модуль (РМ) отправляет одновременно сообщение на каждый план (0 и1) модуля (NM), а получает сообщение только с одного. Данный пример является действительным для режима, в котором оба плана (0 и 1) коммутационного поля находятся в исправном состоянии

При появлении неисправности в активном модуле (NM) коммутация разговорного тракта осуществляется другим исправным модулем (NM), без прерывания начатого разговора.

Каждый модуль коммутационного поля (NET0-31) имеет две стороны: А и В. Сообщения, поступающие из периферийного модуля РМ-1 на сторону А модуля (NET0) обрабатываются и передаются через сторону В периферийному модулю РМ-2.

Для соединения каналов стороны А каждого NET(0-31) со стороной B того же или другого NM используют сетевые соединители (Junctor). Применяются два вида сетевых соединителей: параллельные и последовательные. Если DMS имеет один NET, то применяют параллельные сетевые соединители. При двух NET применяют параллельные и последовательные сетевые соединители. Если станция DMS имеет три и более коммутационных полей (NET), то используют только последовательные сетевые соединители.

Коммутация коммутационных полей сетевыми соединителями осуществляется в стативе соединений цифровой коммутационной сети (DNI). Статив соединений цифровой коммутационной сети (DNI) применяется на станции DMS при наличии трех и более пар NET. Одна панель DNI имеет 8 разъемов (коннекторов) - 4 для стороны А и 4 для стороны В.

Для связи двух коммутационных полей необходимо как минимум два сетевых соединителя.

С фасадной стороны статива DNI установлены панели для коммутации сетевых соединителей.

С тыльной стороны статива установлены панели с разъемами для кабелей, идущих от модулей NET(0-31).

Соединитель сетевых и периферийных модулей (SLC) необходим для связи NET с РМ (IDTC, ILGC,MTM). Связь каждого NET с PM осуществляется кабелями (PATCHCORD) при помощи двух панелей NSL и PSL, расположенных на фасадной стороне (FRONT VIEW) статива SLC.

NSL панель имеет 8 разъемов для связи с NET(0-31).

Разъемы (04-07) - для связи со стороной А модуля NET.

Разъемы (08-11) - для связи со стороной B модуля NET.

На фасадной стороне панели NSL имеются разъемы для 64 портов (0-63) одного NET. На панели PSL расположены 16 разъемов (С00-С15) для связи с оборудованием РМ (ILGC, IDTC). В каждом разъеме имеются четыре линии связи формата DS-30.

Рисунок 3.11 - Блок-схема взаимодействия коммутационного поля (NET) с оборудованием станции DMS

3.3.3 Расчет оборудования

Стандартный абонентский модуль, позволяет включать 64 абонентские линии. Количество абонентских модулей определяется по формуле []:

N_AM = N_DMS/64 (3.1)

где N_DMS -- количество абонентов АТС;

64 -- количество абонентских комплектов в модуле.

N_AM = 1000/64 = 16,

причем в последнем АМ будет включено, всего 40 АЛ.

Общее количество АК будет:

N_АК = 15х64+40 = 1000.

Определим количество блоков LCM. В один блок LCM, могут устанавливаться 10 абонентских модулей, т.е. 640 абонентов

N_LCM = N/640 (3.2)

где N -- абонентская емкость;

640 -- количество абонентов обслуживаемых одним блоком.

N_LCM = 1000/640 = 1,56 ? 2 блоков.

LCM -- модуль концентрации линий, подключает аналоговых абонентов, группирует, преобразует аналоговый сигнал в цифровой и отправляет к блоку LGC -- контролер групп линий.

Два блока LCM -- устанавливаются на одном стативе, т.е. общее количество стативов LCM на проектируемой АТС будет:

Ncт_LCM = 2/2 = 13 ст

К каждому блоку LGC подключаются 2 статива LCM или 2560 абонентов, т.е. в данном варианте будет необходимо 1 блока LGC, которые располагаются на одном стативе LGE

Определяем количество каналов, включаемых в проектируемую станцию по формуле:

V = V1 + V2 + V3 + V4, (3.3)

где V1 -- количество магистральных(междугородных) входящих каналов;V2 -- количество магистральных (междугородных) исходящих каналов;V3 -- количество цифровых каналов от АТС сети, входящих; V4 -- количество цифровых каналов от АТС сети, исходящих; V -- количество каналов включаемых в оборудование АТС.

Тогда по формуле (3.3) определяем:

V = 5+ 5 +67 +70 = 147

Тогда необходимое количество включаемых СЛ -- 147. Определяем количество модулей коммутационного поля для включения каналов междугородной и межстанционной сети.

Nкан.м. = V/1920, (3.4)

где N -- количество модулей коммутационного поля;

V -- количество каналов, включаемое в оборудование АТС;

Nкан.м. = 147/1920 ?1 модуля.

Определяем количество периферийных модулей DTC -- контролеры цифровых транков

ID = V/480, (3.5)

где ID -- количество блоков DTC; V -- количество каналов включаемых в АТС; 480 -- количество каналов ТЧ, которое может обслужить один блок DTC.

ID = 147/480 = 0,30 ? 1 модуля.

Количество периферийных модулей МТМ зависит от количества сервисных цепей и комплектуется производителем, в количестве 4-х модулей.

3.3.4 Вопросы решения абонентского доступа и транспортной сети

Решение проблем в абонентском доступе. В последние годы во всем мире, в том числе и в нашей стране, произошла либерализация и демонополизация рынка связи. Новые операторы вступили в конкуренцию с государственными или частными телекоммуникационными "монстрами", традиционно владеющими как разветвленными проводными сетями, так и широкой клиентской базой. Конкуренция вызвала появление широкого предложения технологий и средств связи, позволяющих новым операторам завоевать позиции, а существующим -- удерживать их.

ТОО «Байнур и П» для организации абонентского доступа в основном применяет обычный доступ на основе электрических кабелей ( в зоне прямого питания), а также в настоящее время применяют радиодоступ. Ниже даны сравнительная характеристика основных способов организации абонентского доступа (таблица ).

Таблица 1.1-Качественный анализ технологий

Основные параметры	Уплотнение АЛ	Применение ВОЛС	Радиодоступ	Медный кабель
Цена	низкая (150)	средняя (200…600)	высокая ($500..$1000)	средняя (100…300)
скорость развертывания	высокая (1 день)	низкая (3..12 мес.)	средняя (2..4 мес.)	низкая (3…12 мес.)
Затраты на обслуживания	низкие	низкие	низкие	высокие
гибкость (полоса пр)	средняя (до 2 Мбит/с)	высокая (до 155 Мбит/с и выше)	низкая (обычно до 32 кбит/с)	низкая (аналоговая передача)
Мобильность	высокая	низкая	высокая	низкая

Для организации абонентского доступа АТС-8 п. Хозретовка намечается применять радиодоступ. Ниже даны особенности данного способа , а также краткая характеристика конкретного оборудования Airspan-60
фирмы DSC Communications.

Концепция абонентского радио доступа. Концепция абонентского радио доступа (Wireless Local Loop, WLL) появилась около 15 лет назад на волне роста популярности систем сотовой связи [2]. Стоимость их инфраструктуры неуклонно падала, в то время как стоимость традиционных телефонных сетей с использованием медных многожильных кабелей возрастала. С некоторых пор операторы стали проявлять повышенный интерес к WLL - этому экономичному способу предоставления доступа в телефонную сеть.

При использовании беспроводной технологии основные затраты приходятся на оборудование, цены на которое неуклонно падают. Уже сегодня в целом ряде случаев радиодоступ является выгодной альтернативой проводному решению.

Уменьшение капитальных затрат -- не единственный аргумент в пользу построения абонентской сети на базе радиосредств. Радиодоступ дает возможность сократить сроки строительства абонентской сети, быстрее вводить ее в эксплуатацию, а значит, уменьшить сроки окупаемости. Технология абонентского радиодоступа позволяет минимизировать начальные инвестиции и наращивать емкость сети постепенно -- за счет доходов, полученных от эксплуатации первоначально введенной емкости.

Система абонентского радиодоступа является гибким средством, благодаря которому оператор способен получать дополнительный доход. Такая система может использоваться для организации связи в течение определенного промежутка времени; ряд систем позволяет создавать сети с ограниченной мобильностью абонентов в рамках той же инфраструктуры и многое другое.

Существуют несколько типов систем абонентского радиодоступа, которые используют различные технологии и, соответственно, по-разному удовлетворяют потребности оператора в организации связи. Часть из них основывается на стандартах сотовой связи (AMPS, NMT, GSM, CDMA), другие построены на базе радиорелейных технологий. Указанные системы оптимизированы для покрытия больших территорий, и следовательно, являются наилучшим решением в случае невысокой плотности потенциальных абонентов.

Радиодоступ. Большой интерес вызывает развитие сетей беспроводного доступа, имеющих бесспорное преимущество при отсутствии кабельной инфраструктуры, в труднодоступных и малонаселенных районах. Другим достоинством систем радиодоступа является быстрота их развертывания и возможность поэтапного наращивания по мере необходимости. Главными недостатками являются ограниченная пропускная способность (во всех системах применяется принцип концентрации для экономии частотных ресурсов) и относительно высокая стоимость в расчете на абонента. Все системы WLL ориентированы прежде всего на предоставление услуг аналоговой телефонии, что нельзя назвать недостатком для условий Казахстана. Среди наиболее распространенных технологий, используемых в системах радиодоступа, можно назвать стандарты сотовой телефонии DAMPS, GSM, стандарты беспроводной телефонии CT-2 и DECT, а также технологии CDMA и некоторые частные протоколы, как например FH TDMA и другие.

Стоимость решения на основе радиодоступа складывается, во-первых, из стоимости проектирования, подготовительных инжиниринговых работ, частотных присвоении, а также инфраструктуры оборудования радиодоступа. Все эти расходы (назовем их стартовыми) мало зависят от числа абонентов и практически не зависят от длины беспроводной абонентской линии (в пределах зоны действия системы). Второй составляющей расходов в системе радиодоступа является абонентский терминал. Эта составляющая растет линейно с ростом количества абонентов, но также не зависит от длины линии.

Ниже дана упрощенная схема организации абонентского радиодоступа (рисунок).

Рисунок 1.4 - Беспроводный доступ

Таблица -Техническая характеристика Airspan-60

Показатель	Airspan-60 фирмы DSC Communications
Системы и центральный контроллер
Интерфейсы с ТфОП	Двухпров. с доп. MUX, CAS, V5.1, V5.2
Максимальное число абонентов на1распр-ый блок (на АТС) BSC без концентрации	60
Интерфейсы между BSC и BS	Е1(2 Мбит/с)
Энергопотре-ние BSС, Вт	225
Наличие BS- в исполнении для наружного монтажа	Есть
Эффективность использования радиоканалов базовой станции в зависимости от телеф. плотности (аб./км2)	2 - 10 аб./км2; 10 - 500 аб./км2 Свыше 500 аб./км2- высокая
Энергопотр-ние BS, Вт	120
Наличие дистанционного (фантомного) питания BS	есть
Наличие автономного питания BS	внешний источник автономного питания
Поддерживаемые RNT абонентские интерфейсы (типы оконечных устройств)	Двухпроводный аналоговый (работает с факсом, модемом)
Энергопотр-ие RNT, Вт	2.8 при ожидании ;3,5 при разговоре Встроенный аккумулятор (8ч ожидания 1ч разговора)
Емкость RNT, каналов	1
Наличие мобильных абонентских терминалов	нет

Организация транспортной среды. В качестве транспортной среды на участке АТС-8 (п. Хозретовка) и ОП (п. Каргалинское) намечается прокладка ВОЛС с применением оптического мультиплексора ОМ-100 (рисунок). Ниже даны особенности ОМ-100 (таблица), схема организации связи на базе данного оборудования ( рисунок) и краткая характеристика ОМ-100 (таблица).



Рисунок -Внешний вид модема ОМ-100

Таблица -Основные особенности ОМ-100

?	Передача 4 потоков Е1 по 1 оптоволокну - экономия волокон в кабеле		?	Недорогой оптомультиплексор базового уровня
?	Простые в использовании и настройке “прозрачные” порты		?	1+1 защита по оптике
?	VT100 менеджмент и диагностика		?	Возможность организации избыточного электропитания

Рисунок -Пример применения: объединение АТС и организация выносов АТС

Таблица-Технические данные

Кол-во портов	4 х Е1		Интерфейсы	G.703, 120 Ом
Передача	SM - по двойному оптоволкну, 1310 нм SM - по одинарному оптоволкну, 1310/1550 нм MM - по двойному оптоволкну, 880 нм		Дальность	SM - по двойному оптоволкну -25Дб -до 60 км SM - по одинарному оптоволкну -24Дб - до 50 км MM - по двойному оптоволкну -18Дб - до 7 км
Конфигурирование	VT100 через локальный порт		Синхронизация	Прозрачная Мастер-конфигурация для SDH приложений
Питание	-48 В (-36….-60В) 110/220В		Окр. среда	-10С …. +50С ; Влажнось -до95%

4 Интерфейсы цифровых АТС и рекомендации по защите

Общие понятие. Работа цифровых АТС происходит в окружении разнообразного телекоммуникационного оборудования: других АТС (цифровых и аналоговых), различных абонентских устройств, систем передачи. Совместное функционирование всего оборудования осуществляется благодаря выполнению определенных правил. В частности, ЦСК должна обеспечивать интерфейс (стык) с аналоговыми и цифровыми абонентскими линиями (АЛ) и системами передачи.

Стыком называется граница между двумя функциональными блоками, которая задается функциональными характеристиками, общими характеристиками физического соединения, характеристиками сигналов и другими характеристиками в зависимости от специфики.

Стык обеспечивает одноразовое определение параметров соединения между двумя устройствами. Эти параметры относятся к типу, количеству и функциям соединительных цепей, а также к типу, форме и последовательности сигналов, которые передаются по этим цепям.

Точное определение типов, количества, формы и последовательности соединений и взаимосвязи между двумя функциональными блоками на стыке между ними задается спецификацией стыка.

Стыки цифровой АТС можно разделить на следующие (рисунок 4.1):

- аналоговый абонентский стык;

- цифровой абонентский стык;

- абонентский стык ISDN;

- сетевые (цифровые и аналоговые) стыки.



Рисунок 4.1- Стыки цифровых АТС

Иногда в технической литературе можно встретить классификацию стыков, определенных МККТТ (МСЭ-Т) в рекомендациях Q.501-Q.517. Согласно этим рекомендациям аналоговые и цифровые соединительные линии включаются в АТС через сетевые стыки типов А, В ч С.

Через стык А подключаются цифровые тракты, уплотненные аппаратурой ИКМ-30 (2048 Кбит/с) или ИКМ-24 (1544 Кбит/с).

Стык В предназначен для подключения цифровых трактов, уплотненных аппаратурой ИКМ-120 (8448 Кбит/с).

Аналоговые двух- и четырехпроводные линии включаются в станционное окончание цифровой АТС через стык С. Аналого-цифровые преобразователи для этих линий входят в состав оборудования цифровой АТС.

Для включения аналоговых линий (абонентских или от учрежденческих производственных АТС (УПАТС) в устройства, обеспечивающие доступ к цифровой станции) используются стыки типа Z (Z₁, Z₂, Z₃). Характеристики стыков Z в значительной степени зависят от национальных особенностей сетей.

Для включения цифровых линий были определены интерфейсы U и V. Стыки U и V₁ используются для включения АЛ при основном доступе к сетям ISDN (русскоязычная аббревиатура ЦСИО - цифровые сети интегрального обслуживания). Основная структура доступа через стык - два канала типа В (информационные каналы, 2x64 Кбит/с) и один канал типа D (канал сигнализации, 16 Кбит/с). Стык V₂ предназначен для включения цифровых подстанций на скорости 2048 Кбит/с. Через стык У₃ включается цифровое оборудование при первичном доступе к интегральным сетям, например цифровые УПАТС. Структура стыка: 30В + D. Мультиплексорное оборудование в цифровые АТС включается через стык V₄. Для мультиплексоров ИКМ, используемых при подключении аналоговых выносных подстанций и аналоговых учрежденческих АТС, был предназначен стык V₅.

В настоящее время данная классификация в некоторой степени пересмотрена и дополнена. Особенно большие изменения коснулись стыка V₅ [19]

Аналоговый абонентский стык.При создании и внедрении цифровых АТС возникла проблема включения в цифровую АТС аналоговой абонентской линии с аналоговым телефонным аппаратом (ТА). Изобретенный свыше 100 лет назад телефонный аппарат оптимизирован для использования в аналоговых телефонных сетях. Во-первых, в его состав входил угольный микрофон - усилитель мощности. Практически почти для всех возможных применений (кроме телефонных аппаратов для тугоухих) не требуется включать в разговорный тракт при внутренней связи дополнительные усилители. Во-вторых, все необходимые зуммерные и вызывные сигналы подаются по разговорным цепям непосредственно из телефонных станций без преобразования, дополнительных цепей при этом не требуется. В-третьих, аналоговые электрические колебания при разговоре тоже передаются без преобразований (при отсутствии аппаратуры уплотнения) от микрофона одного абонента к телефону другого абонента, благодаря чему отпадает необходимость в дополнительных схемах на АТС. В-четвертых, сам телефонный аппарат чрезвычайно прост как по электрической схеме, так и конструктивно. Благодаря этому аналоговый телефонный аппарат обладает высокой надежностью. И, наконец, в-пятых, стоимость аналоговых телефонных аппаратов невелика, так как их производство налажено давно и они выпускаются крупными сериями различного исполнения [19].

Безусловно, аналоговый телефонный аппарат не является идеальным устройством: угольный микрофон гигроскопичен и служит источником шумов, дисковый номеронабиратель чаще других элементов ТА выходит из строя и не отвечает эргономическим требованиям. Поэтому многие годы ведутся работы по созданию микрофонов других систем вместо угольных, вводятся кнопочные номеронабиратели вместо дисковых и др.

Точного количества телефонных аппаратов в мире никто не знает, но с уверенностью можно сказать, что их сотни и сотни миллионов штук. При этом абоненты не торопятся заменять эти работоспособные и простые в эксплуатации аппараты на более дорогие цифровые телефонные аппараты.

Сложные проблемы, возникавшие при включении аналоговой абонентской линии в цифровую АТС, описываются аббревиатурой BORSCHT (русская транскрипция - БОРЩ, иногда используемая в русскоязычной литературе, некорректна) (см.п.3.2.1) [16].

Цифровой абонентский стык. Создание различными фирмами цифровых телефонных аппаратов можно рассматривать как альтернативу дорогим, но имеющим множество сервисных функций и дополнительных возможностей аппаратам технологии ISDN. Однако, с точки зрения стандартизации, цифровой абонентский стык является «чистым листом», на котором каждая фирма может писать свои правила. Это означает, что цифровой ТА, например, фирмы Siemens, реализуя практически весь спектр функций ISDN телефона, может работать только при подключении к телефонным станциям фирмы Siemens (EWSD, Hicom). To же самое относится к цифровым ТА Ericsson, Alcatel и др. Каждая фирма создает для своих станций определенный интерфейс, который поддерживает «родной» протокол для «своего» цифрового ТА. Поэтому для описания цифрового абонентского стыка можно говорить только об общих принципах организации цифрового обмена по абонентской линии [19].

Для двухсторонней передачи цифровой информации по абонентским линиям возможно использование четырех типов систем: четырехпроводная систем;двухпроводная система с частотным разделением направлений передачи;двухпроводная система с временным разделением направлений передачи; двухпроводная система с адаптивными эхокомпенсаторами.

Четырехпроводная система. Эта система первоначально внедрялась на цифровых абонентских сетях для предоставления абонентам нетелефонных услуг при двусторонней независимой передаче цифровой информации.

Достоинства цифровой передачи по четырем проводам заключаются в довольно свободном подключении абонентских терминалов, находящихся на значительном удалении друг от друга и от опорной станции, а также в простоте схемных решений. Система достаточно устойчива к переходным помехам, позволяет перекрыть большой диапазон изменения затухания линии без регенерации сигнала.

Однако она характеризуется низким использованием передаточных возможностей кабеля. Учитывая, что высокоскоростная передача по абонентской сети цифровых АТС, как правило, не требуется, это делает систему экономически невыгодной. В связи с этим данная система имеет ограниченное применение, в частности для пользователей в учреждениях.

Двухпроводная система с частотным разделением направлений. По сути дела это дзупроводная двухполосная система связи, в которой необходимо иметь полосу в два раза шире полосы передаваемой информации для одного канала. Упрощенная структурная схема такой системы показана на рисунке 4.2.

Реально реализованные системы этого класса имели несколько иную структуру, основным отличием которой было использование дифсистем, что позволяло уменьшить взаимное влияние направлений передачи (рисунок 4.3). Передача информации ведется бифазным кодом. В одном направлении X₁ передача ведется кодом один период/символ (BiPhl), а в другом направлении Х₃ - кодом три периода/символ (BiPh3).

Однако, из-за сложности реализации фильтров на БИС и СБИС такие системы не получили широкого применения.

Рисунок 4.2 - Упрощенная схема системы передачи с частотным разделением направлений

Двухпроводная система с временным разделением направлений. В системе с временным разделением направлений интервалы для передачи и приема разделены во времени. При передаче от станции к абоненту цифровой сигнал накапливается в буферном запоминающем устройстве и затем считывается со скоростью в два раза большей. При этом сигналы передаются в виде пакетов. На абонентской стороне сигналы, передаваемые со станции, накапливаются в буферном ЗУ и затем считываются в виде непрерывной последовательности цифрового сигнала.

Рисунок 4.3 - Система передачи с частотным разделением направлений и дифсистемами

Передача сигналов от абонента на станцию происходит аналогичным образом в виде пакетов с использованием незанятого временного интервала. Этот метод получил название «пинг-понг» (или метод с поочередным переключением направлений).

Благодаря тому, что скорость передачи по кабелю в два раза больше скорости передачи сигналов источника (сигналы пакетов станции передаются в кабель полностью синхронизированными по фазе), устраняется переходное влияние на ближнем конце, что было затруднительно при 4-проводной передаче.

Однако, реализация метода «пинг-понг» с наименьшими затратами имеет один недостаток - небольшую зону действия (около 2 км). Поэтому, для организации системы с большой емкостью и большой протяженностью используют различные методы компрессии во времени. Более того, если осуществить синфазную передачу по одному и тому же кабелю, то даже при наличии нескольких трактов типа «пинг-понг» с разными скоростями передачи, можно значительно увеличить протяженность линии.

На рисунке 4.4 представлена структурная схема двухпроводного тракта с временным разделением направлений, обеспечивающего полный дуплексный режим работы. Передача осуществляется в виде пачек импульсов между абонентским полукомплектом АПК и станционным полукомплектом СПК, которым заканчивается цифровая абонентская линия.

Переключение станционного и абонентского оборудования на режимы передачи или приема осуществляется коммутаторами К по сигналам, получаемым от устройства синхронизации (СИНХР). Стыки информационных потоков на обоих концах осуществляются по 4-проводной схеме. Входящая цифровая информация записывается в ЗУ и преобразуется передатчиком в короткие пачки цифровых сигналов, которые с более высокой скоростью передаются по линии. Скорость передачи пачек должна быть такой, чтобы эффективная скорость передачи была равна или превышала скорость цифрового потока на входе, иначе часть информации будет потеряна.

Важной задачей для системы с временным разделением направлений является выбор скорости передачи и длины пачки. Скорость передачи с одной стороны ограничивается пропускной способностью среды передачи, а с другой - определяется требованиями орга-ннзуемых услуг связи. Цифровые ТА в первую очередь должны обеспечивать услуги телефонной связи, для которых требуется скорость 64 Кбит/с, принимаемая за основу при проектировании цифровых телефонных сетей. Однако эта скорость может быть значительно снижена при использовании методов дифференциального и адаптивного кодирования речи, что также позволяет увеличить длину линии связи.

Рисунок 4.4 - Принцип временного разделения направлений передачи

Двухпроводная система с адаптивными эхокомпенсаторами. Как уже упоминалось ранее, для разделения направлений передачи цифровых сигналов могут использоваться дифсистемы. При этом используется тот факт, что при согласовании выходного сопротивления передатчика с комплексным сопротивлением линии, амплитуда сигнала в линии будет равна половине амплитуды передаваемого сигнала. Поэтому принимаемый сигнал может быть получен путем вычитания половины выходного сигнала передатчика из суммарного сигнала в линии (рисунок 4.5).

Однако стандартные дифсистемы не могут обеспечить полного разделения трактов передачи и приема. Чтобы сохранить требуемые характеристики по переходному затуханию на ближнем конце в широкой полосе частот, вводятся эхокомпенсаторы ЭХК (рисунок 4.5), которые препятствуют проникновению импульсов из тракта передачи в тракт приема.

Кроме этого, поскольку определяющее значение на качество передачи оказывает переходное влияние на ближнем конце, то при балансировке дифсистем большое значение имеет протяженность линии передачи. Положение осложняется также наличием проводов различного диаметра и кабелей различных марок, имеющих различные характеристики, в составе одной абонентской линии. Для компенсации разброса величины входного сопротивления абонентской линии в цифровых абонентских линиях предусматривается автоматическая подстройка балансного контура дифсистемы. Однако в этом случае технически очень трудно устранить межсимвольную интерференцию, обусловленную несовершенством АРУ, автоматического корректора отраженного сигнала и системы регулирования собственно эхокомпенсатора.

ПРД - передатчик, ПРМ - приемник, ДС - дифсистема, ЭХК - эхокомпенсатор.

Рисунок 4.5 - Структурная схема системы с адаптивными эхокомпенсаторами

Для преодоления трудностей, связанных с передачей цифровых сигналов по абонентским линиям, были предложены цифровые дифсистемы, объединенные с цифровыми эхо-компенсаторами. Последние обеспечивают подавление эхосигналов не менее чем на 45 дБ. Поэтому применение их на абонентских линиях особенно целесообразно [19].

Абонентский стык ISDN. Использование цифровых абонентских линий, в первую очередь, позволяет обеспечивать пользователей качественной связью, значительно расширить спектр предоставляемых услуг, увеличить скорость передачи. Развитие цифровых телефонных сетей прежде всего связано с технологией ISDN (Integrated Services Digital Network). Кроме телефонии сети ISDN позволяют: передавать данные, объединять удаленные локальные вычислительные сети (ЛВС), обеспечить доступ к Интернет, передавить трафик видеоконференцсвязи.

Технология ISDN включает базовый доступ (BRI или ВА) и первичный доступ (PRI или РА). Базовый доступ предусматривает предоставление абоненту двух каналов по 64 Кбит/с для передачи трафика (типа В) и одного канала сигнализации 16 Кбит/с (канал типа D). Первичный доступ предусматривает предоставление абоненту 30 В-каналов по 64 Кбит/с для передачи трафика и одного D-канала сигнализации (также 64 Кбит/с).

Подключение абонентов к цифровой АТС осуществляется обычно по электрическому двухпроводному кабелю:для базового доступа через интерфейс типа U₀; для первичного доступа через интерфейс U_k2.

При этом необходимо отметить, что МСЭ-Т не проводил стандартизацию этих интерфейсов. Для интерфейса U₀ официальной причиной считается то, что физические характеристики линий, которые применяются для ISDN, в разных странах отличаются друг от друга, а форма сигнала на стыке должна быть согласована с этими характеристиками. Однако реальной причиной, по мнению многих специалистов, является совпадение интересов компаний, выпускающих телекоммуникационное оборудование, и операторов связи. Первые не хотят вносить изменения в уже разработанные ими различные стандарты для U-интерфейса, а вторые имеют возможность зарабатывать на аренде терминального оборудования.

Несмотря на это в абонентском доступе ISDN нет такого многообразия, как при цифровом абонентском доступе. В настоящее время в мире используется в основном три типа U-интерфейса, которые различаются протоколами линейного кодирования: 2В1Q, 4ВЗР и U_po. Из них в Европе наибольшее распространение получило использование кода 2В1Q с обеспечением дистанционного питания терминального оборудования через интерфейс U номинальным напряжением 90-120 В. Такое решение поддерживается практически всеми европейскими компаниями (Siemens, Ericsson, Alcatel, Italtel и др.). Поэтому существует большая степень вероятности, что терминальное оборудование абонента будет взаимодействовать с используемой цифровой АТС.

На стороне цифровой АТС абонентские линии включаются в линейные комплекты (LT) и станционные окончания (ЕТ), которые для каждой станции являются частью оборудования абонентских комплектов.

Структура интерфейса U_k2 также не стандартизирована, поскольку обычно данный интерфейс соответствует физическим и канальным характеристикам, а также цикловой структуре стандартного канала Е1 (рекомендации G.703, G.704 МСЭ-Т).

Основные различия между возможностями интерфейсов U₀ и U_k2 состоят в следующем:

- соединение для PRJ возможно только для режима «точка-точка». BR1 может поддерживать режим соединения «точка-многоточка»;

- питание интерфейса PRJ должно обеспечиваться либо отдельным каналом питания, либо отдельным блоком питания;

- физический уровень PRJ постоянно активен (что обусловлено применением этого интерфейса в основном для оборудования, работающего постоянно). В связи с этим процедуры активации и дезактивации интерфейса PRJ отсутствуют;

- для организации обмена сигнальной информацией в PRJ и в BRI используется выделенный канал (D-канал), который обычно соответствует 16-му канальному интервалу ИКМ.

В интерфейсах типа U могут использоваться протоколы, основные из которых приведены в таблице 4.1. В Европе наибольшее распространение из них получил протокол E-DSS1 (другие названия евро-ISDN, ETSI). В России и Беларуси E-DSS1 одобрен в качестве национального стандарта для ISDN сетей.

Таблица 4.1 - Протоколы для сети ISDN

Протокол	Взаимодействие с АТС	Область распространения
E-DSS1	со всеми	Европа
CorNet-T	Siemens	Европа
CorNet-N	Siemens	Европа
1TR-6	Bosch/Telenorma	Германия
TN1R6-T	Bosch/Telenorma	Германия
TN1R6-N	Bosch/Telenorma	Германия
N1-1, N1-2	Lucent, NORTEL, Harris	Северная Америка

Как показано на рисунок 4.6, к цифровой АТС подключаются сетевые окончания NT: NTBA или NTPA. (В некоторых случаях при первичном доступе функции NTPA могут включаться в УПАТС.) Назначение сетевого окончания - преобразование интерфейса U в интерфейс S_o (интерфейс «пользователь-сеть») для подключения ISDN оборудования. Интерфейс S₀ использует 4-проводную линию связи и стандартизирован в рекомендациях МСЭ-Т 1.430, Q.921, Q.931. Ряд цифровых АТС имеют встроенные стыки типа S₀ для непосредственного включения ISDN оборудования - в случае, когда расстояние между оборудованием и АТС не превышают нескольких сотен метров.

В заключение отметим, что интерфейсы BRI и PRI широко используются для подключения учрежденческих АТС к телефонной сети общего пользования (интерфейс BRI обеспечивает 2 соединительные линии, a PRI - 30 соединительных линий) благодаря удобству использования в них протокола E-DSS1. Хотя такие стыки, в принципе, должны считаться уже на абонентскими, а сетевыми [19].

Рисунок 4.6 - Примеры подключений в сети ISDN

Сетевые стыки цифровых АТС. Под сетевым стыком будем понимать точку подключения к цифровой АТС оборудования, отличного от абонентского. Это могут быть другие АТС, устройства сопряжения с сетями доступа, передачи данных, управления и др. Практически невозможно в одной главе рассмотреть все многообразие сетевых стыков и их подробные характеристики. Поэтому мы остановимся на наиболее, с точки зрения авторов, важных из них.

Стык с ЦСП. При соединении цифровой АТС с другой цифровой АТС, или при установлении между цифровой АТС и подключаемой аналоговой АТС цифровой системы передачи, на первой организуется цифровой стык. В этом случае реализуется одно из самых важных преимуществ ЦСК, которое состоит в создании единого цифрового представления информации в тракте «передача-коммутация».

Так, представление речевого сигнала в виде ИКМ сигнала (скорость - 64 Кбит/с, 8 бит в кодовом слове) аналогично как для цифровых коммутационных систем, так и для аппаратуры ЦСП. Казалось бы, никаких проблем в отношении стыковки ЦСП и цифровых коммутационных систем быть не должно. Однако в действительности положение обстоит несколько иначе. Во-первых, в телефонной сети могут использоваться (и реально используются) ЦСП, не входящие в иерархию систем передачи МККТТ (например, ИКМ-15, специальные ЦСП АЛ). Во-вторых, в силу особенностей построения цифровых КП структура циклов внутри них отличается от структуры циклов ЦСП. МККТТ определил, что не будет выдвинуто никаких требований относительно структуры циклов ИКМ трактов внутри ЦСК. Разработчики цифровых АТС имеют возможность осуществлять по своему усмотрению временное уплотнение ИКМ потоков (вторичное мультиплексирование) в АТС, изменять длину кодового слова. В-третьих, кодирование слов в линии ИКМ и внутри АТС различается.

К цифровому стыку ЦСП и цифровой АТС предъявляются две группы требований: электрические и логические.

Необходимость согласования структур циклов означает, что на входе ЦСП должны быть сформированы циклы, соответствующие требованиям данной ЦСП. Такое согласование осуществляется обычно при вторичном демультиплексировании внутри АТС.

Например, в ЭАТС 200 сопряжение ИКМ линий (ИКМ-30) со станцией осуществляет блок ЕТ, в котором предусмотрены специальные схемы для электрического согласования ИКМ линии с АТС.

Логическое согласование включает преобразование линейного сигнала кода HDB3 в двоичный код и наоборот, синхронизацию входных сигналов в соответствии с тактовыми сигналами станции.

Структуры циклов ИКМ-30 и циклов внутри ЭАТС 200 одинаковы, поэтому необходимость их согласования отпадает. Кроме того, на блок ЕТ возложена обязанность контроля качества передачи сигналов по ИКМ линии.

Содержимое временных канальных интервалов Т1, ..., Т15, Т17, ...,Т31, а также канала сигнализации TI6 проходит через блок ЕТ без изменений (не считая перекодировки) в обоих направлениях.

Преобразованию подвергаются биты канального интервала ТО. ЭВМ техобслуживания ОМС управляет блоком ЕТ по канальному интервалу ТО и может осуществлять следующее: установку блока ЕТ в состояние нормальной работы; переключение блока ЕТ в режим диагностики; передачу сигнала аварии в коммутационную систему ЭАТС 200 и на дальний конец ЦСП.

Блок ЕТ состоит из двух плат: блока цикловой синхронизации (FRAL) и регенератора (согласующего регенератора IR или станционного регенератора TR) (рисунок 4.7).

Рисунки 4.7 - Структура блока ЕТ

Стык с аналоговыми соединительными линиями и системами передачи. Довольно часто на начальных этапах внедрения цифровой телефонной сети для связи аналоговой и цифровой АТС используются существующие или вновь создаваемые аналоговые физические соединительные линии (СЛ). В этом случае для каждой системы сигнализации аналоговых соединительных линий организуется отдельный стык.

Согласующее устройство (рисунок 4.8) условно можно разделить на две части: канальную и сигнально-синхронизационную. Схемы, размещенные в каналах согласующего устройства, преобразуют сигнальные посылки постоянного тока физических соединительных линий в сигналы, подаваемые в блок управления. Канальная часть не производит никакой логической обработки сигналов, поступающих из линий.

Блок управления стробирует сигнальную информацию каждой соединительной линии через 2 мс. Осуществив отсчет, он обрабатывает его и посылает соответствующие кодовые посылки (согласно кодам 16-го канального интервала ИКМ-30) в сопрягающий блок, который осуществляет согласование блока управления с ИКМ аппаратурой по принципу противонаправленного стыка.

Все необходимые для работы согласующего устройства синхронизирующие сигналы вырабатывает блок тактового синхронизма.

Аналоговые системы передачи с объединением частотно-разделенных каналов (по-старому, системы с ЧРК) достаточно долго сохранятся на сети в переходный период от аналоговой телефонной сети к цифровой. Поэтому необходимо согласование этих систем с цифровыми АТС.

Сопряжение аналоговых и цифровых систем передачи и коммутации может быть обеспечено с помощью специальной аппаратуры трех видов: кодеров групповых сигналов с частотным разделением; трансмультиплексоров; модемов.

Кодеры групповых сигналов с частотным разделением предназначены для преобразования аналоговых групповых сигналов в цифровую форму с целью передачи их по цифровым трактам. Они применяются при организации связи между аналоговыми зонами сети связи с помощью цифровых систем передачи.

Если требуется соединение цифровых зон связи с помощью аналоговых систем передачи, могут быть использованы либо трансмультиплексоры, предназначенные для поканального преобразования групповых сигналов ЦСП в аналоговые сигналы и обратно, либо модемы, функцией которых является преобразование цифровых потоков к виду, необходимому для их передачи в линейных трактах аналоговых систем передачи.

Трансмультиплексоры позволяют более эффективно использовать пропускную способность аналоговых трактов при передаче в них сигналов отдельных каналов, однако с помощью модемов можно передавать цифровые сигналы с более высокой скоростью. Кроме того, модемы отличаются от трансмультиплексоров более низкой стоимостью.

Выбор того или иного типа устройства производится с учетом конкретных условий организации связи и экономических показателей.

Рисунок 4.8 - Схема согласующего устройства

Стык с сетью доступа. Практически до сегодняшнего дня МСЭ-Т не проводил стандартизацию интерфейсов для подключения цифровых линий коммутационных систем. Почти для всех цифровых АТС сегодня для этих интерфейсов используются тракты 2048 Кбит/с и собственные протоколы различных разработчиков. Это фактически означает ограничение для операторов связи на свободу выбора дополнительного оборудования при расширении станции, с целью оказания новых услуг или обслуживания новых абонентов.

В общем смысле под сетью доступа понимают номенклатуру категорий абонентов (передача речи, данных, видео) и сред передачи (металлический и волоконно-оптический кабель, беспроводной доступ). Универсальный интерфейс, позволяющий совмещать все технологии абонентского доступа в единую сеть - сеть доступа, получил название V5 - интерфейс сети доступа.

Интерфейс V5 имеет две разновидности - V5.1 и V5.2. Интерфейс V5.1 позволяет подключить к АТС по цифровому тракту 2048 Кбит/с до 30 аналоговых АЛ без концентрации. При этом сигнализация осуществляется по общему каналу. Интерфейс V5.2 содержит несколько (до 16) трактов 2048 Кбит/с и поддерживает концентрацию с коэффициентом не более 8 и динамическое назначение канальных интервалов. В этом состоит принципиальное различие интерфейсов V5.1 и V5.2. Канальные интервалы (в спецификации интерфейса -несущие каналы) интерфейса V5.1 жестко закреплены за цифровыми каналами абонентских трактов, т.е. между этими каналами существует постоянное соединение. В интерфейсе V5.2 жесткое закрепление несущих каналов за каналами абонентских портов отсутствует. При этом, благодаря возможности концентрации, количество используемых несущих каналов в интерфейсе всегда меньше количества обслуживаемых каналов абонентских портов. Несущий канал интерфейса V5.2 предоставляется только тому каналу абонентского порта, для которого запрашивается услуга связи и только на время пользования этой услугой. При этом в каждом тракте 2048 Кбит/с может быть предусмотрено несколько каналов сигнализации. Сравнительные характеристики интерфейсов V5.1 и V5.2 приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Сравнительные характеристики интерфейсов V5.1 и V5.2

Интерфейс V5.1	Интерфейс V5.2
Позволяет подключать к АТС один тракт Е1 (30 В-каналов)	Позволяет подключать к АТС группу трактов (до 16) 2048 Кбит/с
Не обеспечивает функцию концентрации абонентских линий. Прямое соответствие между канальными интервалами тракта Е1 и системой передачи абонента	Обеспечивает концентрацию нагрузки абонентских линий. Динамическое назначение канальных интервалов
Не поддерживает первичный доступ ISDN	Поддерживает первичный доступ ISDN
Сигнализация осуществляется по общему каналу в тракте интерфейса	Для каждого тракта 2048 Кбит/с предусмотрено несколько каналов сигнализации
Не обеспечивает функции резервирования при отказе тракта интерфейса	Обеспечивает резервирование при отказе тракта путем переключения на другой тракт интерфейса

Рекомендации по выбору оптимальной защиты для АТС (СП). Резко возросшее в последнее время количество пожаров и повреждений АТС, вызванных воздействием посторонних токов и напряжений, которые возникают на линиях связи, заставляет операторов связи более ответственно относиться к защите оборудования связи при проектировании, строительстве и эксплуатации АТС.

Как показывает практика, при эксплуатации устройств связи наиболее опасными по степени влияния и частоте воздействия являются так называемые перенапряжения и избыточные токи, которые наводятся в проводных линиях. В Рекомендации МСЭ-Т К.20 они характеризуются как: импульсные высоковольтные напряжения, возникающие при грозовых разрядах (без прямого попадания молнии в линейно-кабельные сооружения); кратковременные переменные напряжения (при коротких замыканиях в ЛЭП или контактных сетях электрифицированных железных дорог); длительное воздействие переменного напряжения (при непосредственном электрическом контакте проводной линии связи с сетью электропитания 220В).

Воздействие данных помех может привести к выходу из строя незащищенного оборудования.

Высокий уровень грозоактивности, высокое удельное сопротивление земли, наличие воздушных линий (переход с кабельной на воздушную линию)увеличивают вероятность появления перенапряжений высокой амплитуды (свыше 1000В) в линиях связи. Такие районы эксплуатации средств связи классифицируются как «подверженные влияниям». К районам «неподверженным влияниям» относятся городские центры (амплитуда импульсных перенапряжений не более 1000В.

Перенапряжения и избыточные токи, распространяясь по проводным линиям связи, воздействуют на линейно-кабельное хозяйство, кроссовое оборудование, абонентские комплекты и соединительные линии АТС, оконечные абонентские устройства. Воздействие грозовых импульсов на оборудование, не имеющее защиты по напряжению на кроссе, ведет, как правило, к выходу из строя плат абонентского комплекта. Ремонт и восстановление оборудования обходится операторам в «круглую сумму». Однако особо опасным является длительное воздействие напряжения сети 220В, так как оно способно не только вывести из строя аппаратуру, но и вызвать (при не оптимально построенной защите) возгорание кабелей, кроссового или станционного оборудования. Наиболее частые причины появления аварийного напряжения на линиях связи - использование абонентами оконечных устройств, имеющих питание от сети, и совместная прокладка телефонных и силовых кабелей.

Электрическая защита, устанавливаемая в кроссах должна отвечать общим требованиям: обеспечивать требуемые для защищаемого оборудования уровни ограничения помех; вносить минимальные искажения при передаче рабочих сигналов; обеспечивать надежность, безопасность и удобство пользования; защита и кросс в целом должны изготавливаться из материалов, не поддерживающих горение.

Для выполнения этих требований в модулях защиты фирмы «Интеркросс» используются следующие материалы и комплектующие: газонаполненные разрядники - для защиты высоковольтных импульсных помех; плавкие вставки и самовосстанавливающиеся терморезисторы с положительным температурным коэффициентом - для защиты от токовых воздействий; самозатухающая пластмасса, из которой выполнены корпуса всех модулей защиты.

В основе действия защиты по напряжению лежит ппринцип отвода тока помехи на «землю». При общих равных условиях защита на трехэлектродном разряднике считается предпочтительней, чем на двух двухэлектродных, так как при наличии перенапряжения на двухпроводной линии пробой в одном промежутке разрядника инициирует пробой во втором промежутке, тем самым уменьшая время срабатывания защиты, и снимает аварийный потенциал практически одновременно с обоих проводов. Рассмотрим и сравним несколько вариантов исполнения этой защиты.

>Защита на разрядниках с напряжением срабатывания 230,250В, не оснащенная дополнительными элементами термозащиты, установленная на линейной стороне кросса ( поставляется некоторыми иностранными фирмами и применяется операторами из-за дешевизны). При воздействии грозовых импульсов надежно защитит абонентское оборудование. Однако, несмотря на то, что при попадании переменного напряжения 220В разрядники отведут аварийное напряжение на «землю», они создадут через себя цепь протекания аварийного тока, который при значениях свыше 1А приведет к их разогреву, возможному расплавлению корпусов модулей, изоляции кабелей и возгоранию на кроссе. Применение такой защиты недопустимо.

>Защита на разрядниках на 350-400В, установленная на линейной стороне кросса, не оснащенная дополнительными элементами термозащиты. Обеспечивает защиту от грозовых импульсов, однако уровень ее срабатывания несколько выше, чем у защиты с разрядниками 230,250В,так как динамическое напряжение пробоя разрядников на 350-400В на крутизне нарастания 1кВ/мкс-900В против 650В - для 250В (данные фирмы «EPCOS» на разрядники серии Т80). Напряжение 220В данная защита полностью «игнорирует», тем самым не защищая от перенапряжения абонентские комплекты АТС, но и не вызывая разогрева разрядника или линейных кабелей. Защиту с такими параметрами можно рекомендовать для АТС, гарантированно выдерживающих воздействие 220В 50Гц без повреждения абонентских комплектов. Однако не многие операторы могут похвастаться, что установленное у них оборудование продолжительно выдерживает это воздействие.

>Защита на разрядниках 230,250В с термозащитой в виде термозамыкателя или термозамыкателя линии с отводом перенапряжения на «землю». Эти два вида защиты приблизительно равнозначны и различаются только тем, что в первом случае абонентский комплект станции остается подключенным к линии при срабатывании защиты, а во втором случае линия размыкается. Модули осуществляют защиту от грозовых импульсов и попадания переменного напряжения 220 В. использование термозащиты исключает возможность возгорания на кроссе, вызванное разогревом разрядников, а отвод опасного напряжения на «землю» снижает вероятность поражения им персонала станции. Недостатком данных вариантов защиты является возможность выхода из строя кабелей при протекании через аварийных токов.