Основой для создания сети передачи данных является первичная сеть, которая представляет собой совокупность сетевых узлов, сетевых станций и линий передачи, образующую сеть типовых каналов передачи и типовых групповых трактов.
Каналом передачи называется совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающая передачу сигналов электросвязи или в определенной полосе частот, или с определенной
скоростью между двумя станциями или узлами. Канал с нормированными параметрами называется типовым.
Групповой тракт - это совокупность технических средств, обеспечивающая передачу сигналов электросвязи или в полосе частот, или со скоростью передачи нормированной группы каналов. Если параметры группового тракта нормированы, то тракт называется типовым. Групповые тракты строятся на основе линий передачи.
Линия передачи первичной сети - это совокупность физических цепей, линейных трактов однотипных и разнотипных систем передачи, имеющих общие среду распространения, линейные сооружения и устройства их обслуживания. Линии передачи различаются в зависимости от первичной сети, к которым они принадлежат, и от среды распространения. В настоящее время наибольшее распространение получили радиорелейные, тропосферные, проводные и спутниковые линии передачи.
Сетевым узлом (СУ) первичной сети называется комплекс технических средств, обеспечивающий:
организацию и транзит типовых групповых трактов и типовых каналов передачи первичной сети;
переключение указанных трактов и каналов, принадлежащих различным линиям передачи;
предоставление необходимого числа каналов и групповых трактов для образования вторичных сетей.
Сетевые станции первичной сети обеспечивают организацию типовых каналов и трактов, предоставление их для образования вторичных сетей и соединения каналов и групповых трактов различных вторичных сетей между собой.
Фрагмент первичной сети с различными линиями передачи изображен на рис. 1.6.
Первичные сети подразделяются на местные, внутренние, зоновые и магистральные.
Часть первичной сети, ограниченная территорией города или сельского района, называется местной первичной сетью.
Внутризоновая первичная сеть - это часть первичной сети, ограниченная территорией, совпадающей с зоной нумерации, и обеспечивающая соединение между собой типовых групповых трактов и типовых каналов передачи разных местных первичных сетей этой зоны. Зона нумерации, как правило, совпадает с административными границами области.
Совокупность внутризоновой первичной и местных первичных сетей на территории, совпадающей с зоной нумерации, образует зоновую первичную сеть.
Часть первичной сети, соединяющая между собой типовые групповые тракты, а также типовые каналы передачи внутризоновых первичных сетей на всей территории страны, образует магистральную первичную сеть.
Сетевым узлам и линиям передачи присваиваются наименования в соответствии с тем, какой первичной сети они принадлежат.
Важным понятием, относящимся к первичным сетям, является система передачи, под которой понимается совокупность линейного тракта, типовых групповых трактов и каналов передачи первичной сети. Система передачи включает станции системы передачи и среду распространения.
АГО - аппаратура группообразования; АУ - аппаратура уплотнения; УДК - устройство долговременной коммутации; СУ - сетевой узел; ТКП - типовой канал передачи
В системах передачи с частотным разделением каналов (ЧРК) для передачи сигналов по каждому из каналов выделяется определенная полоса частот. Системы передачи, в которых для передачи сигналов по каждому из каналов в линейном тракте отводятся определенные интервалы времени, называются системами с временным разделением каналов (ВРК).
На современном этапе в магистральных первичных сетях большее распространение имеют системы с частотным разделением каналов. Системы с временным делением внедряются преимущественно в местных первичных сетях.
Основными характеристиками первичных сетей независимо от используемых систем передачи являются:
структура, определяющая взаимное расположение сетевых узлов станций и линий передачи без учета их положения на местности;
топология - структура с учетом реального положения на местности;
мощность, определяемая числом типовых каналов или суммарной шириной спектра частот всех каналов связи в линии передачи;
живучесть, которая определяет устойчивость линий передачи и узлов первичной сети к повреждениям.
Устойчивость от повреждений определяется технической надежностью оборудования, устойчивостью от стихийных бедствий и рядом других факторов.
Вторичные сети. Технические комплексы сетей передачи данных
Первичные сети служат основой для создания различного рода вторичных сетей. Вторичные сети, создаваемые для различных ведомств, называются ведомственными. В этом случае на первичной сети выделяются группы каналов, по которым передаются все виды информации в интересах системы управления, относящейся к,какому-либо ведомству. Например, на общегосударственной первичной сети может быть организована вторичная сеть, обеспечивающая управление некоторой отраслью народного хозяйства. Каналы такой вторичной сети используются для передачи всех видов информации .
По виду передаваемой информации различают, например, вторичные сети телеграфной связи, передачи данных, автоматической междугородной телефонной связи .
Ведомственные вторичные сети в ряде случаев также разделяются по виду передаваемой информации.
На рис. 1.7 показан возможный вариант образования ведомственных вторичных сетей.
На базе каналов общегосударственной сети Министерства связи СССР и каналов, образованных подвижными и стационарными средствами ведомства, создается первичная сеть для системы управления этого ведомства. Данная первичная сеть служит основой для создания вторичных сетей по видам передаваемой информации. Таким образом, сеть передачи данных является вторичной сетью первичной сети соответствующего ведомства.
Иногда совокупность вторичных сетей по видам передаваемой информации называют информационной сетью системы управления ведомства.
Сеть передачи данных включает ряд технических комплексов, к одному из которых относится совокупность средств, образующих каналы связи первичной сети, выделенные для создания сети ПД. Выделенные каналы первичной сети обеспечивают лишь потенциальную возможность передачи информации, однако для ее реализации в соответствии с потребностями АСУ необходимо введение ряда дополнительных комплексов. К ним относятся:
1. Комплекс средств, обеспечивающих образование каналов ПД на основе каналов первичной сети. Данный комплекс реализуется в виде совокупности отдельных образцов аппаратуры передачи данных (АПД), каждый из которых обеспечивает образование одного канала ПД и работает по фиксированному алгоритму. Такая реализация называется аппаратурной.
В ряде случаев используется программно-аппаратурная реализация, при которой часть функции АПД выполняется программными методами в специализированных или универсальных ЭВМ.
2. Комплекс технических средств, обеспечивающий целенаправленную передачу сообщений между абонентами сети при выполнении требований АСУ к вероятностно-временным характеристикам задержки. Этот комплекс реализуется как совокупность коммутационных станций и узлов коммутации каналов и сообщений вместе с их программным обеспечением.
3. Комплекс средств контроля состояния технических средств и управления сетью ПД, представляющий собой совокупность организационных и технических служб, а также технических и программных средств, обеспечивающих функционирование сети ПД в изменяющихся условиях.
4. Комплекс средств сопряжения ПД, представляющий собой совокупность устройств и алгоритмов, обеспечивающих электрическое, логическое, кодовое и алгоритмическое согласования различных элементов сети ПД, а также элементов сети с техническими средствами источников и потребителей информации.
Элементы перечисленных комплексов рассредоточены в сети и условно могут быть объединены в проблемно-ориентированные модули (рис. 1.8), каждый из которых выполняет строго определенные задачи по передаче данных и взаимодействию с другими модулями, вычислительной системой, банком данных и терминалами. Независимо от выполняемых функций модули называются функциональными единицами сети (ФЕС).
Модуль связи вычислительной системы (или банка данных) с сетью (СВС) осуществляет взаимодействие между разнородными ЭВМ и сетью ПД. Модуль связи терминала с сетью (СТС) обеспечивает взаимодействие между различными группами терминалов и другими элементами сети. Модуль коммуникационных функций сети (КФС), представляющий собой совокупность узлов
коммутации, обеспечивает доставку информации от отправителя к получателю по каналам первичной сети.
Технические и программные средства ФЕС вместе с их взаимосвязями образуют архитектуру модуля, определяющим для которой является реализованный в сети способ коммутации. В настоящее время ряд модификаций способов коммутации каналов и коммутации сообщений (рис. 1.9) рассматривается в качестве самостоятельных.
Любая из версий коммутации каналов предусматривает два этапа. На первом этапе образуется цепочка из последовательно соединенных каналов связи между абонентами. На втором этапе осуществляется передача информации.
В зависимости от типа каналов, используемых при построении цепочки, можно выделить коммутацию: непрерывных каналов, образованных системами с частотным уплотнением; цифровых каналов, образованных системами с временным уплотнением, и каналов ПД.
При коммутации сообщений реального соединения абонентов не происходит, а информация в виде формализованных сообщений
передается по маршрутам, состоящим из последовательных трактов ПД. Если на некотором этапе тракт занят или находится в состоянии отказа, то сообщение ожидает момента, когда он освободится или будет восстановлен.
Коммутация сообщений реализуется либо в чистом виде, либо как коммутация пакетов. Различают два режима коммутации пакетов: датаграммный и виртуальных соединений.
В сетях с коммутацией датаграмм сообщение, поступая от источника на первый же узел коммутации, разбивается на блоки, к каждому из которых добавляется необходимая служебная информация для передачи по сети. Получаемые таким образом блоки называются пакетами, кодограммами или датаграммами, имеют статус самостоятельных сообщений в сети и передаются по ней независимо друг от друга, возможно, по различным маршрутам.
В узле коммутации (УК), к которому подключен получатель, пакеты одного сообщения накапливаются в общем случае произвольно, что делает необходимым их упорядоченную сшивку перед выдачей абоненту-получателю. При этом возможны так называемые компоновочные блокировки памяти узла, при которых его запоминающие устройства оказываются занятыми несобранными сообщениями и соответственно не могут освободиться, а недостающие пакеты не могут из-за этого быть приняты.
В сетях с виртуальными соединениями перед передачей сообщения между абонентами устанавливается фиксированный маршрут. С этой целью абонентом-отправителем в сопряженный узел коммутации дается заявка на организацию соединения. Сопряженный узел определяет маршрут передачи и выдает команды во все промежуточные центры. Команды содержат номер соединения и номер исходящего тракта для этого соединения. Одновременно по одному и тому же каналу сети организуется несколько соединений с выделением для передачи в каждом направлении определенных временных позиций - виртуального канала, который закрепляется либо жестко, либо по методу статистического уплотнения.
Между соседними УК непрерывно передаются кадры, содержащие пакеты сообщений, сопровождаемые номером соединения. Размеры пакетов могут быть различными. Если в какой-либо момент времени нет очередного пакета для передачи по некоторому виртуальному каналу, то его временная позиция может заниматься пакетом другого сообщения, где пакеты в избытке. В каждом узле коммутации производится разборка пакетов информации для их перераспределения по исходящим виртуальным каналам в соответствии с номерами этих каналов.
При использовании виртуальных соединений пакеты, принадлежащие одному сообщению, поступают последовательно, что снимает проблему их упорядоченной сшивки и опасность компоновочной блокировки.
Ряд исследований, проведенных в последние годы с целью сравнения способов коммутации, а также опыт эксплуатации
сетей ПД позволяют сформулировать следующие наиболее общие рекомендации:
1. С точки зрения эффективности использования каналов коммутация сообщений предпочтительнее, чем коммутация пакетов, которая в свою очередь предпочтительнее коммутации каналов. Преимущество коммутации сообщений по сравнению с коммутацией каналов проявляется значительнее в случае интенсивных потоков сообщений небольшого объема. Исходя из этого коммутация сообщений и коммутация пакетов используются в сетях при высоких интенсивностях! потоков сравнительно коротких сообщений. Коммутация каналов применяется при незначительных интенсивностях потоков сообщений большого объема.
2. При выборе между коммутацией пакетов и коммутацией сообщений следует исходить из того, что в сетях с коммутацией пакетов могут быть достигнуты значения задержки сообщений, в несколько раз меньшие, чем в сетях с коммутацией сообщений.
3. Коммутация пакетов или коммутация сообщений должна использоваться в сетях передачи данных при необходимости обеспечения многоадресных передач, приоритетного обслуживания сообщений, а также при высоких требованиях к надежности и верности доставки. Последнее объясняется наличием в таких сетях контроля и защиты от ошибок на всех этапах передвижения сообщений по сети. При этом следует учитывать, что приоритетное обслуживание и многоадресные передачи реализуемы только в датаграммном режиме сетей с пакетной (коммутацией.
Вопрос об использовании сетей ПД с коммутацией каналов в настоящее время достаточно не изучен, однако можно предположить, что такой режим окажется эффективным для передачи очень больших объемов информации при высоких требованиях к верности. В сетях с коммутацией первичных каналов обеспечить высокую верность достаточно сложно ввиду низкого качества составных каналов.
Если абоненты предъявляют различные требования к процессу передачи информации и потоки передаваемых ими сообщений имеют различные интенсивности и объемы, то может оказаться целесообразным совместное использование различных способов коммутации. При этом обычно предусматривается единый узел коммутации с предоставлением абонентам возможности самостоятельного выбора способа коммутации.
Основные принципы построения ВСС. Первичная и вторичная сети связи. Магистральная, зоновая и местная сети.
Сеть связи состоит из трех частей: 1) систем передачи информации (линий и аппаратуры); 2) устройств (систем) коммутации; 3) оконечных устройств.
По капитальным затратам наибольший удельный вес занимают линейные сооружения и аппаратура передачи информации, в связи с этим очень важно выбрать оптимальный вариант построения сети - структуру сети.
Сеть состоит из узлов (пунктов коммутации цепей, каналов) и ребер (линий связи), соединяющих эти узлы между собой.
При построении сети связи исходят из стремления сделать ее экономичной и надежной. Надежность обеспечивается созданием разветвленной сети, применением различных типов линий связи и прокладкой их на различных направлениях. На этих линиях организуется требуемое число каналов с обходными, резервными путями. Необходимо, чтобы каждый узел связи имел два-три обходных независимых пути к другим узлам.
Возможно несколько вариантов построения сети (рис. 2.1):
полносвязное (каждый с каждым), при котором любой узел (узел исходящих и входящих сообщений – УИВС) имеет прямые связи со всеми остальными узлами (рис. 2.1, а);
Рис. 2.1. Варианты построения сетей связи: а - непосредственное соединение; б - узловое; в - радиальное.
узловое, при котором несколько пунктов (районная автоматическая станция - РАТС) группируются в узлы и последние соединяются между собой (рис. 2.1, б);
радиальное (звездообразное), при котором имеется лишь один узел с расходящимися линиями по радиусам к другим пунктам (рис. 2.1, в).
Непосредственное соединение каждого пункта с каждым наиболее надежно, но в технико-экономическом отношении невыгодно. Неэкономична и узловая система. Радиальная система наиболее дешевая, но она не имеет никаких путей резервирования и не обеспечивает непрерывности связи. Наилучшие результаты дает сочетание радиальной и узловой систем. Такая система позволяет создавать разветвленную, устойчивую и в то же время довольно экономичную сеть связи. Принципиальная схема радикально-узловой системы построения сети показана на рис. 2.2. Она характеризуется тем, что одноименные узлы связи (ТС) соединяются линиями не только с нижестоящими узлами (МС), но и между собой. По такой системе организуются прямые связи в обход главных узлов между взаимотяготеющими крупными промышленно-экономическими районами страны, внутри экономических районов и т. д.
Во всех случаях стремятся создать сетку связи, при которой каждый узел связи связан со смежными ближайшими узлами или узлами, имеющими наибольшее тяготение. При этом создаются обходные, резервные пути и обеспечивается два-три независимых выхода к любому узлу связи.
Разновидностью сетевидной сети являются решетчатые (ячеистые) структуры. Οʜᴎ очень надежны, но на их сооружение требуются большие капитальные затраты.
В нашей стране соблюдается производственно-территориальный принцип административно-технического управления.
Рис. 2.2. Структура радиально-узловой сети связи
По различным видам и отраслям связи функционируют управления и осуществляется руководство сверху вниз по производственному принципу. Одновременно действуют республиканские, краевые, областные производственно-технические управления связи, обеспечивающие руководство всеми видами связи в масштабе подведомственной территории.
2.2. МАГИСТРАЛЬНЫЕ И ЗОНОВЫЕ СЕТИ СВЯЗИ
Сеть связи страны (рис. 2.3) состоит из магистральной (уровень транзитных станций - ТС) и зоновых сетей (уровень местных станций – МС) (рис. 2.4). Зоновая сетьорганизуется в пределах одной-двух областей (или республик, краев). Она подразделяется на внутризоновую и местную (уровень МС). Внутризоновая связь соединяет областной (республиканский, краевой) центр с районами. Местная связьвключает сельскую связь (райцентр с колхозами, совхозами и рабочими поселками) и городскую связь. Абоненты зоны охватываются единой семизначной нумерацией, и, следовательно, в зоне должна быть до 107 телефонов и находятся на уровне доступа.
Магистральная сетьсоединяет главный узел (сетевой узел - СУ0) с центрами зон (сетевыми узлами – СУ2, СУ10, СУ12 и т.д.), а также зоны между собой (рис. 2.4). Внутриобластная (внутризоновая) сеть является сетью областного значения.
Эта сеть обеспечивает связью областной центр со своими городами и районными центрами и последние между собой, а также выход их на магистральную сеть (рис. 2.4).
Сеть строится на базе территориально-сетевых (ТСУ) и сетевых (СУ) узлов. Вместе с тем, сеть связи страны подразделяется на первичную и вторичную.
Рис. 2.3. Структура сети связи страны.
Рис. 2.4. Построение магистральной и зоновой сети.
Первичная сеть - это совокупность всех каналов без подразделения их по назначению и видам связи. В состав ее входят линии и каналообразующая аппаратура. Первичная сеть является единой для всех потребителей каналов и представляет собой базу для вторичных.
Вторичная сетьсостоит из каналов одного назначения (телефонных, телеграфных, передачи газет, вещания, видеотелефонных, передачи данных, телевидения и др.), образуемых на базе первичной сети. Вторичная сеть включает коммутационные узлы, оконечные пункты и каналы, выделенные на первичной сети. Вторичные междугородные сети подключаются к первичной сети с помощью соединительных линий между оконечными станциями первичной и вторичных сетей.
Основные принципы построения ВСС. Первичная и вторичная сети связи. Магистральная, зоновая и местная сети. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Основные принципы построения ВСС. Первичная и вторичная сети связи. Магистральная, зоновая и местная сети." 2017, 2018.
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ
НА УЧАСТКЕ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
Методические указания к курсовому проектированию
для студентов специальности
“Волоконно-оптические системы передачи”
Методические указания составлены для выполнения курсового проекта ”Волоконно-оптическая линия связи на участке железной работы” по курсу “Оптические линии связи и пассивные компоненты ВОЛС”; включают информацию по расчету основных параметров оптических волокон, краткие сведения по оптическим кабелям, цифровым системам передачи, а также рекомендации по строительству и монтажу оптических линий связи и необходимый справочный материал. Методические указания предназначены для студентов курса телекоммуникационных специальностей очной формы обучения.
ВВЕДЕНИЕ
В соответствии с “Концепцией создания сети связи МПС РФ с интеграцией услуг” основным направлением технического развития и совершенствования средств телекоммуникаций на железнодорожном транспорте является внедрение цифровой техники и, прежде всего высокоскоростных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Это определяется тенденцией роста производительности интегральных схем и соответственно пропускной способности ВОЛС, в результате чего наблюдается стабильное снижение стоимости каналов.
Оптическое волокно в настоящее время является самой совершенной физической средой для передачи больших потоков информации на значительное расстояние. Современные системы передачи синхронной иерархии позволяют передавать по двум волокнам информацию со скоростью до 10 Гбит/с. Новые технологии обработки линейного сигнала позволяют вести одновременную передачу по одному волокну нескольких высокоскоростных потоков по узким спектральным полосам, что эквивалентно увеличению скорости передачи в десятки и сотни раз.
На смену линейным регенераторам, в которых осуществлялось двойное преобразование сигналов, приходят волоконно-оптические усилители, обеспечивающие одинаковое усиление оптических сигналов в широком спектральном диапазоне, что позволит наращивать пропускную способность волокон доукомплектованием сетевого оборудования без изменения линии. Применение волокон нового типа позволяет обеспечить сверхвысокие скорости передачи без дополнительной компенсации дисперсии и размещать усилители на расстоянии до 150 км.
Новые технологии формирования и передачи сигналов существенным образом повлияли на построение сетей связи. Перспективная сеть связи основывается на двухуровневой иерархии и состоит из транспортной сети и абонентской сети. Транспортная сеть включает в себя мощные информационные магистрали, построенные на основе синхронной цифровой иерархии SDH и перспективного асинхронного режима передачи ATM. Широкополосная сеть абонентского доступа, реализованная на базе волоконно-оптического кабеля, совместно с транспортной сетью образует единое информационное пространство и гибкую среду для создания и реализации новых видов информационного сервиса. Широкое применение в качестве сети абонентского доступа находят сотовые и транкинговые сети.
ПЕРВИЧНАЯ СЕТЬ СВЯЗИ МПС РОССИИ
Принципы построения первичной сети связи железнодорожного транспорта определяются его административной структурой и спецификой управления перевозочного процесса, так как по своей сущности транспортная связь является технологической.
Технологическая сеть связи МПС, являясь одним из компонентов отрасли, обеспечивает передачу и распределение информации, необходимой для нормального функционирования всех подразделений железнодорожного транспорта и удовлетворения потребностей населения в услугах связи.
В современных условиях, когда научно-технический прогресс создает условия для перехода к автоматизации управления всей отраслью железнодорожного транспорта, необычайно быстро возрастает потребность в обмене информацией, в которой отражаются все процессы общественного производства.
Структура первичной сети на железных дорогах соответствует иерархии управления отраслью и включает в себя четыре уровня сетей.
Магистральная сеть связывает главный магистральный узел связи (Центральная станция связи МПС) со всеми магистральными сетевыми узлами, в качестве которых используются узлы управления дорог и последних между собой. Максимальная протяженность линейного тракта магистральной первичной сети железнодорожного транспорта принимается такой же, как и первичной сети общего пользования и составляет 12500 км.
Дорожная сеть обеспечивает связь между работниками управлений дороги и отделений, входящих в состав данной дороги, а также отделений и станций между собой. Она включает в себя дорожные, отделенческие сетевые узлы, а также сетевые узлы крупных участковых станций. Дорожная первичная сеть может рассматриваться как аналог зоновой сети Государственного комитета РФ по связи и информатике, однако максимальная длина ее линейного тракта достигает 1500 км.
Отделенческая сеть связи имеет ряд специфических особенностей, которые предопределяют выделение отделенческих связей в отдельный уровень иерархии. Отделенческая сеть служит для организации связи внутри отделения железной дороги и включает в себя все оконечные и промежуточные станции сети. При этом средняя дальность линейного тракта отделенческой первичной сети принимается равной 500 км.
Местная сеть связи обычно организуется в пределах крупных железнодорожных узлов и станций. Протяженность линий местной сети связи, как правило, не превышает 10 км.
Построение сети связи железнодорожного транспорта определяется конфигурацией сети железных дорог и структурой управления. Поэтому одна из основных особенностей построения первичных сетей связи МПС является организация по одной и той же кабельной линии передачи, проложенной вдоль полотна железной дороги, одновременно всех видов магистральных, дорожных и отделенческих связей. Это обстоятельство непосредственно влияет на структуру построения первичной сети и предъявляет особые требования к системам передачи.
Первичная сеть связи как основа системы электросвязи МПС определяет ее главные качественные характеристики: надежность, пропускную способность, управляемость и технико-экономические показатели.
2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ПЕРВИЧНОЙ СЕТИ СВЯЗИ МПС. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ
Принципы построения перспективной первичной сети связи МПС заключаются в следующем:
1) первичная сеть должна быть цифровой;
линии связи необходимо организовывать только на основе стандартных цифровых каналов и трактов;
2) первичная сеть должна иметь такие структурные и функциональные характеристики, чтобы имелась возможность ее использования для любых вторичных сетей общего пользования, ведомственных, частных и т.п.;
3) топология первичной сети должна экономично реализовывать структуры всех вторичных сетей электросвязи и быть оптимальной с точки зрения их постепенной интеграции;
4) первичная сеть должна содержать систему управления для поддержания заданных показателей надежности и качества функционирования;
5) должна обеспечиваться возможность существенного расширения пропускной способности по мере предоставления пользователям вторичных сетей новых услуг, требующих широкополосных каналов, а именно: видеосвязь, видеоконференции, промышленное телевидение, связь компьютерных сетей в реальном масштабе времени.
При разработке цифровой сети связи МПС следует учитывать ряд характерных ее особенностей. Сеть концентрируется вдоль железной дороги, полностью отражая при этом ее конфигурацию. Основной функцией первичной сети является формирование единого информационного потока, проходящего через последовательно расположенные пункты выделения, где часть потока ответвляется с целью обслуживания абонентов местной сети. Другой особенностью является то, что в большинстве пунктов выделения ответвляется незначительная часть потока, составляющая от долей до нескольких процентов от главного потока.
На первичной сети в качестве систем передачи должны использоваться системы передачи синхронной СЦИ (Sinchronous Digital Hierarhi) и плезиохронной ПЦИ (Plesiochronouns Digital Hierarhi) при рациональном их сочетании.
Отечественные волоконно-оптические системы передачи (ВОСП), такие как Сопка 4М (140 Мбит/с), Сопка 3М (34 Мбит/с) основаны на плезиохронной цифровой иерархии стандартного для СНГ ряда: ИКМ-30, 120, 490, 1920 и имеют недостатки, усложняющие их применение в цифровых сетях с многократным вводом-выводом цифровых потоков 2,048 Мбит/с и их распределением. Главный недостаток связан с применением в ВОСП ПЦИ посимвольного мультиплексирования цифровых потоков, начиная с 2 Мбит/с. Такой способ приводит к использованию двух, трехкратного мультиплексирования/демультиплексирования на передающей и приемной и промежуточной станциях ввода-вывода, что существенно усложняет аппаратуру.
В развитие системы передачи ИКМ-120Т на основе серийной аппаратуры Сопка-3М, разработано техническое задание на аппаратуру ВОСП-480Т, которая должна обеспечить передачу 16 двухмегабитовых потоков (480 каналов ТЧ) по схеме “точка-точка” и трех дополнительных потоков 2,048 Мбит/с (90 каналов ТЧ) с возможностью их многократного выделения (до 32) на промежуточных станциях. В отличие от аппаратуры Сопка-3М, которая реализует только соединения “точка-точка”, ВОСП-480 Т предполагается для применения на дорожных и отделенческих сетях связи.
В качестве основной системы передачи на волоконно-оптических магистральной сети связи рекомендуется использовать аппаратуру синхронной цифровой иерархии СЦИ.
В настоящее время ведущие зарубежные фирмы выпускают оборудование СЦИ, рассчитанное на скорости передачи 155 Мбит/с (STM-1), 622 Мбит/с (STM-4) и 2488 Мбит/с (STM-16) с коэффициентом мультиплексирования, равным четырем. В процессе разработки находится система STM-64 со скоростью передачи 9953 Мбит/с. У мультиплексора первого уровня входными потоками могут быть потоки ПЦИ. Мультиплексоры более высоких уровней взаимодействуют как с потоками ПЦИ, так и с потоками STM нижних уровней.
Сигналы, скорость передачи которых соответствует стандартному ряду скоростей СЦИ получили название трибов СЦИ.
Применяемая в системах СЦИ система заголовков позволяет определить положение любого входного цифрового потока, погруженного в соответствующий виртуальный контейнер, транспортируемого модулями STM-1 и осуществлять его ввод-вывод из транспортных модулей STM-1(N). Это существенно упрощает выделение цифровых потоков и каналов не только на оконечных, но и на промежуточных пунктах волоконно-оптической линии связи.
Для построения СЦИ используются терминальные мультиплексоры (ТМ) и мультиплексоры ввода-вывода (АДМ). Каждый из них способен выполнять функции концентратора, коммутатора, кросс-коннектора и регенератора.
Терминальный мультиплексор является оконечным устройством сети с числом потоков доступа, соответствующим определенному уровню иерархии взаимодействующих с ним.
Мультиплексор STM-1 типа TN-1X компании Nortel (Northern Telecom) состоит из следующих основных узлов:
1) четырех трибных интерфейсных блоков с 16 электрическими портами 2 Мбит/с для ввода/вывода до 63 входных потоков;
2) двух (основного и резервного) менеджеров полезной нагрузки- устройств для формирования и управления полезной нагрузкой. Он, например, управляет операциями ввода/вывода каналов доступа (трибов), мультиплексированием и внутренней коммутацией потоков, производит сортировку на уровне трибных блоков, формирует полезную нагрузку до уровня агрегатных блоков и передает ее на интерфейсы агрегатных блоков;
3) двух оптических или электрических агрегатных блоков с выходными портами 155 Мбит/с “восток” и “запад” для формирования выходных потоков;
5) одного контроллера и локальной панели оператора.
Техническая характеристика оптических входов и выходов агрегатных блоков TN-1X приведена в табл. 1 приложения 1.
Мультиплексор STM-4 типа SMA-4 компании GPT состоит из следующих основных узлов:
1) трибных блоков с набором электрических портов для приема входных потоков различной скорости (от 1,5 и 2 до 140 и 155 Мбит/с);
2) двух пар (сновной и резервной) мультиплексоров и коммутаторов для мультиплексирования, локальной коммутации и управления потоками;
3) двух оптических агрегатных блоков с выходными портами 622 Мбит/с “восток” и “запад” для формирования выходных потоков;
4) двух (основного и резервного блоков питания;
5) интерфейсами контроля и управления, служебным каналом.
Техническая характеристика оптических входов и выходов агрегатных блоков SMA-4 приведена в табл. 2 приложения 1.
Концентратор представляет собой вырожденный случай мультиплексора. Он объединяет однотипные потоки нескольких удаленных узлов сети в одном распределительном узле, связанном с главной магистралью. Функции кросс-коннектора, заложенные в мультиплексор, дают возможность удаленным узлам обмениваться между собой, не загружая основной трафик.
Системы электронной кроссовой коммутации, применяемые в узлах сетей, позволяют связывать различные потоки и каналы, закрепленные за пользователями, и проводить многие другие операции с компонентными потоками - переключение потоков с одного направления на другое, объединение нескольких компонентных потоков в один поток более высокой степени иерархии и т.д.
Маршрутизация в СЦИ осуществляется программными средствами и, следовательно, существенно упрощается.
Рассмотренные компоненты оборудования СЦИ позволяют создавать сети различной топологии, среди которых наиболее распространенной является кольцевая. При реализации кольцевой топологии для организации магистральных и дорожных связей целесообразно замкнуть кольцо путем прокладки или подвески оптического кабеля по разным сторонам железной дороги. На практике наиболее часто находит применение топология “плоского кольца”, когда для замыкания кольца используются оптические волокна внутри одного кабеля.
Основой сети должна быть хребтовая структура, состоящая из одной или нескольких систем STM, расположенных вдоль железной дороги. Количество и тип систем STM определяются общей емкостью информационного потока, который должен быть обеспечен на данном участке, а количество потоков 2,048 Мбит/с, выделяемых на станциях, зависит от числа терминалов местной сети, которым необходим доступ в сеть связи МПС.
При таком построении в определенной степени сглаживаются традиционные понятия магистрального, дорожного и отделенческого уровней сети и цифровая сеть отражает двухуровневую систему, имеющую уровень транспортной сети и уровень абонентского доступа. Первичные потоки, используемые для магистральной, дорожной и отделенческой сетей, большей частью интегрируются в потоках STM-1, STM-4, обеспечивающих многократный ввод-вывод компонентных потоков 2,048 Мбит/с из высокоскоростного группового потока.
Кольцевание сети должно быть реализовано, исходя из следующих принципов. В случае, когда железные дороги проходят параллельно, кольцевание осуществляется с использованием поперечных рокадных направлений или с использованием инфраструктуры других ведомственных сетей. На линейной сети связи, проложенной вдоль железной дороги, также формируется кольцевая структура. Малые кольца плоской структуры организуются в пределах отделения дороги и диспетчерского участка. Режим резервирования определяется соответствующими программами работы синхронных мультиплексоров, устанавливаемых в сетевых узлах. Кольца большой протяженности организуются на дорожном и магистральном уровнях.
Принципы построения цифровой сети на базе оборудования СЦИ иллюстрируется на примере схемы, приведенной в приложении 1 (рис.1).
Вдоль железной дороги прокладывается ВОЛС с использованием систем передачи STM - 1/4.
На крупных и средних железнодорожных станциях организуются сетевые узлы с синхронными мультиплексорами ввода-вывода ADM с функциями кросс-коннектора, обеспечивающими ответвление высокоскоростных потоков (155, 140 Мбит/с), распределение компонентных потоков, взаимодействие STM-1 и STM-4 нижнего уровня, разветвление потоков по направлениям на узловых железнодорожных станциях, а также выделение необходимого количества потоков 2,048 Мбит/с.
На уровне отделенческой связи, как правило, должны использоваться системы STM-1. На некоторых направлениях, например, там, где возможен большой коммерческий трафик с промежуточных станций, целесообразно применение STM-4.
Управление сетью реализуется с помощью системы ТМN (Telecommunikation Management Network).
Терминалы абонентов местной сети включаются в коммутационное оборудование вторичных сетей, которое в свою очередь через стыки 2,048 Мбит/с подключаются к первичной сети СЦИ. Для подтягивания абонентов малых станций используются отдельные тракты, рассчитанные на скорость 2,048 Мбит/с, которые могут быть организованы по волокнам того же кабеля, по которому работают системы СЦИ. На малых станциях устанавливается коммутатор оперативно-технологической связи типа KS-2000, к которому подключаются терминалы всех станционных абонентов.
На приведенной схеме обобщенно поясняется принцип организации раздельных сетей ОбТС, ОТС и ПД, базирующихся на выделенных первичных подсетях. На последующих этапах цифровизации сети, когда появится возможность создания сети с интеграцией услуг (ISDN) и будут разработаны новые принципы построения сети ОТС, вторичные сети могут быть интегрированы.
Абоненты ОбТС крупных станций, на которых могут быть расположены дорожные или отделенческие узлы, включаются в местную АТС-Ц, которая через УАК-Ц подключается к общетехнологической сети МПС. На средних станциях узлообразование в ОбТС может быть реализовано с помощью транзитной АТС-Ц. Абоненты различных сетей передачи данных также включаются в свои сети через коммутационное оборудование своей сети. Коммутатор технологической связи формирует режимы установления соединений для всех видов технологической связи, включая избирательную связь, связь совещаний, громкоговорящее оповещение, поездную радиосвязь и мобильную связь с абонентами на перегоне с использованием соответствующих радиосредств, автоматизированные рабочие места, телефонную местную связь с приоритетным доступом.
При организации дорожных сетей ОТС схема избирательной связи с использованием цифрового коммутатора остается такой же, как для диспетчерского участка отделения дороги. В управлении дороги устанавливается цифровой коммутатор, работающий в режиме исполнительных станций.
Групповые каналы формируются в выделенном потоке 2,048 Мбит/с. На средних и малых станциях могут быть использованы гибкие мультиплексоры, обеспечивающие доступ в сеть связи через широкую номенклатуру интерфейсов типа X, V, nx64 кбит/с, ТЧ и др. На малых станциях гибкий мультиплексор может заменить коммутатор технологической связи и служить для включения абонентских устройств в коммутационное оборудование соответствующих вторичных сетей соседних станций, а на средних станциях – расширить функции коммутатора.
При осуществлении выбора системы передачи на конкретном участке проектирования необходимо руководствоваться принципами развития первичной сети связи МПС, представленной в “Концепции создания сети связи МПС РФ с интеграцией услуг”, основные параметры которой для Дальнего Востока и Забайкалья приведены в приложении 1 (рис. 2).
©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-11
Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы
Вторичные сети электросвязи Каналы первичной сети служат основой для построения вторичных сетей которые различаются по виду передаваемых сообщений служб и услуг. В состав вторичной сети входят: оконечные абонентские установки абонентские линии узлы коммутации данной вторичной сети каналы выделенные из первичной сети для образования данной вторичной сети В зависимости от видаов передаваемых сообщений и способов предоставления услуг связи различают следующие вторичные сети: телефонную телеграфную передачи данных факсимильную передачи...
Вторичные сети электросвязи. Назначение, структура, назначение элементов.
Вторичные сети электросвязи
Каналы первичной сети служат основой для построения вторичных сетей, которые различаются по виду передаваемых сообщений, служб и услуг. Количество вторичных сетей и их номенклатура очень значительны и постоянно растет.
В состав вторичной сети входят: оконечные абонентские установки, абонентские линии, узлы коммутации данной вторичной сети, каналы, выделенные из первичной сети для образования данной вторичной сети
В зависимости от вида(ов) передаваемых сообщений и способов предоставления услуг связи различают следующие вторичные сети: телефонную, телеграфную, передачи данных, факсимильную, передачи газет, звукового вещания, телевидения, интенет, IP -телефония, и др. Вторичные сети могут взаимодействовать друг с другом. В этом случае образуется вторичная сеть более высокого уровня иерархии (см. эталонную модель открытых систем).
Из определения первичной сети следует, что она обеспечивает связь только между определенными узлами. Поэтому для образования путей передачи сообщений к любому узлу сети нужно осуществить соединение между каналами (группами каналов) различных магистралей, оканчивающихся на одном и том же узле первичной сети. Если на узлах первичной сети установить кроссовые соединения, то на базе первичной сети будет создана вторичная некоммутируемая сеть.
В узлы некоммутируемой сети могут включаться абонентские линии, т.е. линии доступа к вторичной сети (услуге, службе), которые соединяются с каналами сети также с помощью кроссовых соединений. В большинстве случаев каналы вторичных сетей являются коллективными для всех или группы абонентских пунктов, включенных в данный узел. На узле в этом случае устанавливается аппаратура коммутации, обеспечивающая подключение абонентских линий к каналу лишь на время передачи информации. Таким образом, на базе вторичной некоммутируемой сети образуются вторичные сети другого типа - вторичная коммутируемая сеть. Совокупность технических или программных средств для приема, обработки, распределения и передачи сообщений или вызовов называется узлом коммутации (УК). Основную долю оборудования УК представляют кросс и коммутационное оборудование.
Кросс - это устройство ввода/вывода входящих и исходящих каналов, где осуществляются долговременные (кроссовые) соединения. Подключаемые каналы и линии передачи можно разделить на четыре типа:
каналы и линии некоммутируемой сети связи, которые в УК проходят только через кросс;
каналы и линии коммутируемой сети связи, которые через кросс подключаются к оборудованию коммутации каналов;
каналы и линии коммутируемой сети связи, которые через кросс подключаются к оборудованию коммутации сообщений (пакетов);
абонентские линии, которые кроссируются на коммутационное оборудование.
Коммутационное оборудование обеспечивает какой-либо способ коммутации:
коммутацию каналов, реализующую установление соединения по вызову;
коммутацию сообщений, предполагающую прием, обработку, хранение и транзит сообщения;
коммутацию пакетов, осуществляющую прием, обработку, хранение и транзит пакета;
гибридную или адаптивную коммутацию.
Такие вторичные сети, как телефонные и факсимильные, чаще всего используют способ коммутации каналов, а телеграфные и передачи данных чаще основаны на различных способах коммутации: каналов, сообщений, пакетов.
В настоящее время генеральной линией развития систем связи является внедрении технологий интегрального обслуживания (ISDN ), которая, основываясь на цифровых методах передачи и коммутации, позволят стереть многие различия в имеющих место подходах построения вторичных сетей.
В зависимости от числа абонентов и размеров территории вторичные сети могут иметь различную структуру: радиальную (звезда); радиально-узловую; полносвязанную (каждый с каждым).
При радиальном построении вторичной сети все оконечные пункты (ОП) соединяются в один узел, который является узлом коммутации и осуществляет соединения между ОП. Радиальный способ обычно используется на небольшой территории.
На значительной территории реализация этого способа неоправданна, так как требует большого расхода кабеля. Кроме того, при повреждении узла вся сеть перестает функционировать. Для устранения этих недостатков используется радиально-узловой способ построения сети, при котором кроме центрального (главного) узла, называемого узлом 1-го класса, создаются узлы более низких классов
Радиально-узловой принцип допускает только один путь установления соединения. Часто возникает необходимость в организации обходных путей для повышения надежности и живучести сети, уменьшения числа отказов в соединении и т.д. С этой точки зрения более предпочтительно соединение узлов по принципу «каждый с каждым. Такая сеть имеет другой недостаток - большое число соединительных линий между узлами и, следовательно, высокая стоимость.
На реальных сетях связи обычно применяются комбинированные принципы: - радиально-узловой и «каждый с каждым». При этом узлы 1-го класса соединяются между собой по принципу «каждый с каждым» и одновременно являются центрами радиально-узлового построения сети (см. рис.7.10.).
Рис. 7.10. Построение вторичных сетей электросвязи: сочетание принципов радиально-узлового и «каждый с каждым»
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать |
|||
| 3003. | Повышение эффективности использования гусеничных сельско-хозяйственных тракторов тягового класса 3 путем их последова-тельного сочленения | 231 KB | |
| Работа выполнена на кафедре Тракторы и автомобили Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Челябинский государственный агроинженерный университет. Научные руководители: доктор т... | |||
| 3004. | Азбука выживания в экстремальных ситуациях | 89 KB | |
| Выбрав для своего реферата эту тему, я ставила перед собой цель создать, прежде всего, для себя, нечто, вроде самоучителя, справочника, настольного пособия для жизни в современном российском обществе. Очень часто в сложных и порой самых... | |||
| 3005. | Общественный продукт. ВНП, способы его измерения. Система национальных счетов | 84 KB | |
| Общественный продукт Совокупность различных видов производств в их взаимосвязи и взаимозависимости образуют национальную экономику. Результатом ее функционирования является совокупный продукт для измерения, которого используется система национ... | |||
| 3006. | Двигатели трехфазные асинхронные напряжением свыше 1000 В для механизмов собственных нужд тепловых электростанций | 84 KB | |
| Настоящий стандарт распространяется на двигатели трехфазные асинхронные (далее - двигатели) с короткозамкнутым ротором, мощностью 200 кВт и более, напряжением 1000 В и выше, частотой 50 и 60 Гц, односкоростные и двухскоростные, предназначенные... | |||
| 3007. | Основы объектно-ориентированного проектирования | 238.5 KB | |
| Цель курса – освоение принципов объектно-ориентированного проектирования и методов объектно-ориентированного программирования с использованием языка С++. Если на компьютере установлена ОС Windows – в курсе рассматриваются примеры п... | |||
| 3008. | Суть и процесс реформ Бальцеровича в Польше | 114.5 KB | |
| Как делаются реформы После краха коммунизма перед экономистами большинства стран бывшего Советского Союза встали устрашающе трудные задачи. Им пришлось отказаться от единой системы цен - искаженных цен - которая господствовала при коммунизме, перейдя... | |||
| 3009. | Коммерческая тайна банков | 101 KB | |
| Вопросы правового регулирования общественных отношений по поводу использования и распространения информации в целом и отдельных ее видов в частности в последнее время занимают одно из значительных мест в юридической литературе. Среди них, несомнен... | |||
| 3010. | Моделирование электропотенциального поля в проводящей среде | 42.59 KB | |
| Используя экспериментальные данные, полученные при моделировании электропотенциального поля в проводящей среде, найти пересечения эквипотенциальных поверхностей Ui, соответствующих значениям U1 = 1,500 B, U2 = 0,160 B и U3 = 0.104 В, с осями х, у и... | |||
| 3011. | Изучение типов потребителей по психографическому признаку | 181.5 KB | |
| Любой рынок с точки зрения маркетинга состоит из покупателей, которые отличаются друг от друга по своим вкусам, желаниям, потребностям и, главное, приобретают товары исходя из разных мотиваций. Поэтому предприниматель должен понимать, что п... | |||
России основу электросвязи составляет взаимоувязанная сеть связи (ВСС), представляющая собой комплекс сетей общего и ограниченного пользования. Существующая в настоящее время структура ВСС России изначально определена решениями, принятыми в руководящих документах по Единой автоматизированной сети связи (ЕАСС) бывшего СССР (Рисунок ).
Взаимоувязанная сеть связи РФ имеет сложную архитектуру и включает три уровня :
Системы (службы) электросвязи;
Вторичные сети связи;
Первичные сети связи.
Под системами электросвязи понимается комплекс средств, обеспечивающий предоставление пользователям услуг связи (например, оконечное оборудование пользователя).
Вторичные сети связи обеспечивают транспортировку, коммутацию и распределение сигналов в службах электросвязи.
Первичные сети связи снабжают вторичные сети каналами передачи и физическими цепями.
Первичные сети
Для описания структуры ВСС России удобно использовать разделение сетей на первичную и вторичные.
Первичная сеть ЕАСС создавалась, преимущественно, для реализации ОГСТфС (Общегосударственной системы автоматизированной телефонной связи), в основу которой был положен так называемый зоновый принцип.
Зона – это территория, на которой абоненты всех местных телефонных сетей охвачены единой семизначной нумерацией. Границы зоны совпадают, как правило, с границами административно территориальной единицы (Автономная республика, край, область).
Центры зоны (например, областные центры) связаны между собой посредством стандартных линий передачи магистральной первичной сети.
Внутризоновая первичная сеть соединяет центр зоны с районными центрами и, при необходимости, районные центры между собой. Внутризоновая первичная сеть состоит, таким образом, из двух видов линий передачи, организуемых в сельской местности и в пределах города. Эта классификация может быть полезна только с точки зрения характеристик технических средств, используемых в настоящее время на внутризоновой первичной сети.
Местные первичные сети (ГПС и СПС) соединяют между собой местные сетевые станции (ССМ) и сетевые узлы (СУ), расположенные на территории города или сельского административного района.
Сетевой узел (СУ) - это комплекс технических средств, предназначенных для организации стандартных каналов передачи и групповых трактов, а также для их транзита.
Сетевая станция (СС) - это комплекс технических средств, предназначенных для организации стандартных каналов передачи и групповых трактов, а также для предоставления этих каналов и трактов вторичным сетям.
Вторичные сети
Междугородная телефонная сеть России развивается за счет установки коммутационного оборудования, которое – в зависимости от выполняемых функций – можно классифицировать на узлы автоматической коммутации (УАК) и автоматические междугородные телефонные станции (АМТС).
В каждой зоне устанавливается как минимум одна АМТС. Если этих станций несколько, то с функциональной точки зрения их совокупность можно рассматривать как единую АМТС. Для организации междугородной телефонной сети АМТС могут связываться между собой непосредственно или через УАК. Все УАКи должны быть связаны между собой по принципу "каждый с каждым". Они предназначены для пропускания избыточной нагрузки, а также для концентрации нагрузки от АМТС зоны, если организация непосредственных связей между АМТС не экономична.
Вторичные сети делятся на коммутируемые и некоммутируемые.
В состав коммутируемой вторичной сети входят:
Оконечные абонентские устройства (терминалы);
Абонентские линии и коммутационные узлы (станции).
Некоммутируемая вторичная сеть состоит из каналов и трактов передачи, выделенных из первичной сети для образования данной вторичной сети.
Взаимодействие первичных и вторичных сетей
Элементы первичной сети - сетевые станции СС, сетевые узлы СУ и линии передачи (1, 2, 3) - выделены утолщенными линиями. Сетевые узлы и станции часто территориально совмещаются.
Местные первичные сети образованы линиями передачи 1 и частью оборудования СС или СУ. На территории каждой зоны показаны три местных первичных сети.
Аналогично построена вторичная телеграфная сеть, представляющая собой совокупность телеграфных сетей ТС городов, телеграфных пунктов Т сельских районов и каналов, выделенных для передачи сигналов из первичной сети.
В сеть звукового вещания входят: радиодом РД, узлы проводного вещания УПВ, радиопередающие станции РПС и каналы звукового вещания первичной сети.
