Ущільнення абонентських телефонних ліній

План розвитку російської телефонної мережі загального користування (ТМЗК) передбачає введення в експлуатацію значної номерної ємності за рахунок установки нових електронних (цифрових) комутаційних станцій і заміни застарілих координатних АТС. У мережі також збережеться аналогове комутаційне і каналоутворювального обладнання. Тому технічні засоби, що застосовуються на ділянці так званої "останньої милі", повинні бути придатні для роботи як з аналоговим, так і з цифровим обладнанням комутаційно-транспортної частини ТМЗК. Саме в цьому полягає "специфіка" російської телефонної мережі - в більшості західних країн вся комутаційно-транспортна частина ТМЗК вже перейшла на цифрові технології, хоча значна частина мережі абонентського доступу залишається аналогової.

Хронічної "хворобою" ТМЗК є нестача абонентських ліній (АЛ). Розширення абонентської мережі можна порівняти з витратами з установкою нової АТС, але вимагає значно більшого часу. Оскільки оператор отримує дохід тільки після надання послуги (установки телефону), для нього надзвичайно важливою є можливість швидкого розширення абонентської мережі.

Одне з найбільш економічно вигідних рішень, що дозволяють надавати послуги аналогового телефонного зв'язку в умовах нестачі АЛ, полягає в їх ущільненні. Як правило, для підключення нових номерів за допомогою існуючої абонентської пари застосовуються так звані малоканальні системи абонентського ущільнення (ємністю 2, 4, 8 каналів). Подібна апаратура особливо ефективна при "розпарюванні" номерів, телефонізації комунальних квартир, невеликих офісів і т. П.

Прикладом малоканальних систем ущільнення АЛ можуть служити запропоновані НТЦ "НАТЕКС" на російському ринку системи TOPGAIN-4-NATEKS і PCM-8BA, що використовують технологію цифрової абонентської лінії ( см .: Мережі, 1997, № 5, с. 60 ). Для надання послуг по одній парі більшій кількості абонентів (30, 60 номерів в одному або сусідніх будівлях) застосовуються більш потужні системи ущільнення АЛ.

Щоб підключити по одній АЛ від 60 до 2000 абонентів, безпосередньо в місцях надання послуги встановлюються концентратори. Іншими словами, частина станційного обладнання як би виноситься до абонента (звідси інша назва концентратора - "абонентський винос"). Для підключення концентраторів до АТС можна організовувати цифрові тракти на базі HDSL-обладнання за існуючою абонентської або сполучної мідної лінії зв'язку. При необхідності винесення великий номерної ємності широко застосовуються волоконно-оптичні лінії зв'язку (ВОЛЗ).

Нижче викладається концепція організації абонентських виносів за допомогою універсальних концентрують мультиплексорів. Істотна особливість такого рішення - різноманітність можливих середовищ передачі лінійного (групового) сигналу (мідні лінії, РРЛ, оптичний кабель, мережі PDH / SDH). У ряді випадків застосування концентрують мультиплексорів дає можливість відмовитися від використання складних в експлуатації кінцевих станцій застарілих систем (координатної або декадно-крокової). У порівнянні з сучасними цифровими концентраторами (наприклад, малими телефонними станціями засновницької типу), що концентрують мультиплексори дозволяють істотно скоротити витрати на обладнання, особливо при складних топологиях виносів (лінійні, зіркоподібні або деревовидні структури).

HDSL-система УПГ-60

Зважаючи на потребу операторів зв'язку в досягненні 30/60-кратного ущільнення АЛ без застосування концентрації, НТЦ "НАТЕКС" пропонує новітню розробку - багатоканальну систему ущільнення УПГ-60. Система підтримує одночасну роботу 30 або 60 телефонних каналів відповідно по одній або двом парам проводів. У поєднанні з обладнанням лінійного тракту WATSON-4 компанії Schmid Telecom (Швейцарія) УПГ-60 забезпечує незалежне підключення 60 абонентів по одній парі.

Система УПГ-60 базується на технології високошвидкісної цифрової абонентської лінії (High-bit-rate Digital Subscriber Line, HDSL). Остання використовується в лінійному тракті апаратури ущільнення і дозволяє здійснювати дуплексну передачу зі швидкістю 2048 кбіт / с (Е1) по двох парах мідного кабелю. Завдяки модуляції CAP ( см .: Мережі, 1997, # 10, с. 66 ) Можна "навантажувати" системами УПГ-60 до 50-80% пар в одному кабелі.

HDSL-системи реалізують один з двох методів лінійного кодування - 2B1Q або CAP. Система УПГ заснована на самому, на нашу думку, прогресивному з них - метод CAP (амплітудно-фазової модуляції з придушенням несучої). Як лінійного тракту УПГ-60 може бути застосована новітня DSL-система для однієї пари проводів (SDSL) WATSON-4, що використовує 128-позиційну модуляцію CAP.

Одне з головних переваг САР - вузький спектр сигналу. Оскільки загасання в кабелі пропорційно частоті сигналу, допустима дистанція роботи УПГ-60 є значно більшою, ніж в традиційних системах ІКМ30 (табл. 1).

0,4 1,2 4-5 3,1 0,5 1,5 5-6 3,9 0,6 2 , 0 6-8 4,8 1,2 4 16-22 8,0

Принцип організації цифрового тракту на базі обладнання УПГ-60 (рис. 1) схожий з застосовуваним в малоканальних системах ущільнення. Станційний полукомплект (СОТ) УПГ-60 підключається до абонентських комплектів телефонної станції по двопровідним аналоговим інтерфейсів з сигналізацією по шлейфу. Далі проводиться аналого-цифрове перетворення та формування групового потоку зі швидкістю 2 Мбіт / с. На стороні абонентського полукомплекта виробляються зворотне цифро-аналогове перетворення і відновлення сигналізації.

( 1x1 ) Малюнок 1.
Структура обладнання УПГ-60: а - 60 телефонних каналів по двох витих парах або тракту E1; б - 30 телефонних каналів по одній парі

УПГ-60 допускає підключення телефонів будь-яких типів, а також модемів і факсимільних апаратів. Підтримуються сигнали зміни полярності і тарифікації для таксофонів. Аналого-цифрове перетворення в системі УПГ-60 проводиться за методом ІКМ з подальшим стисненням алгоритмом АДІКМ до швидкості 32 кбіт / с.

Як правило, для з'єднання станційного та абонентського полукомплектов використовуються дві пари (АЛ). По кожній з них транслюються цифрові потоки зі швидкістю 1168 кбіт / с (30 телефонних каналів), за рахунок чого забезпечується резервування каналів.

Передбачені два типи резервування: пріоритетне і "гаряче". У першому випадку в нормальному режимі підтримуються 60 різних каналів. При виході з ладу однієї з пар друга починає підтримувати лише 30 пріоритетних каналів, а решта відключаються. При "гарячому" резервування система надає 30 телефонних каналів, які паралельно функціонують у кожній з пар. Таким чином, при пошкодженні будь-якої з них зв'язок не втрачається.

( 1x1 ) Малюнок 2.
Конфігурація виносів "зірка"

Для досягнення максимального коефіцієнта ущільнення АЛ можливе застосування в якості лінійного тракту системи УПГ-60 обладнання SDSL WATSON-4. Воно дозволяє організувати дуплексну передачу цифрового потоку 2 Мбіт / с по одній парі мідного кабелю. В цьому випадку система УПГ забезпечує роботу 60 каналів по одній АЛ, правда, дальність її роботи дещо знижується.

Станційний і абонентський Полукомплект обладнання УПГ-60 являють собою модульну касету стандартного розміру (19 дюймів), куди встановлюються модулі мультиплексора, лінійного тракту і джерела живлення (по одному на касету), а також плати каналів (по числу задіяних телефонних каналів - до 60 на одну касету). Кожна плата має 6 інтерфейсів FXO (станційних) або FXS (абонентських). Модулі лінійного тракту в базовому комплекті явялються приймально-передавачами HDSL. Для роботи по одній парі система комплектується лінійними платами E1 і автономним SDSL-обладнанням лінійного тракту WATSON-4, також виконаним в 19-дюймовому конструктиві.

( 1x1 ) Малюнок 3.
Конфігурація виносів "дерево"

Електроживлення здійснюється від станційних батарей напругою 36-72 В або від мережі 220 В через зовнішній випрямляч-перетворювач. Температурний діапазон роботи станційного полукомплекта обладнання становить від 0 до 400 С, абонентських полукомплектов і регенераторів - від -1 до 600 С.

Організація абонентських виносів

Сучасна концепція побудови абонентських розподільчих мереж передбачає установку кінцевих пристроїв мережі в безпосередній близькості від абонента. Це усуває необхідність в укладанні великого числа мідних кабельних ліній і дозволяє легко впроваджувати нові типи послуг, наприклад ISDN і доступ в Internet. Використовуються гнучкі топології абонентських виносів, такі як "лінія", "зірка", "дерево" і т. Д. ( Мал. 2 , 3 і 4 ). Застосування концентрують мультиплексорів типу DLC (Digital Loop Carrier) найкращим чином відповідає даній концепції.

( 1x1 ) Малюнок 4.
Конфігурація виносів "лінія"

Як приклад розглянемо мультиплексор DLC-1100E, пропонований НТЦ "НАТЕКС". На першому етапі будівництва мережі, коли велика частина комутаційного обладнання і систем передачі є аналогової, можна підключати обладнання DLC-1100E до мережі через аналогові інтерфейси. Надалі, у міру "цифровізації" мережі і поширення міжнародного стандарту сигналізації V.5 (V.5.1, V.5.2), підключення мультиплексорів DLC до мережі буде все більше здійснюватися по цифровому інтерфейсу G.703. З цією метою доведеться поміняти аналогові канальні плати на цифрові. Вивільняються канальні плати можна буде використовувати, завдяки їх універсальності, на інших ділянках мережі, де збережеться аналогове обладнання. Важлива складова частина цієї системи - обладнання HDSL, що дозволяє організувати цифровий тракт 1 або 2 Мбіт / с по одній мідній парі.

За своєю архітектурою обладнання DLC являє собою мультиплексор тимчасового поділу з різними призначеними для користувача і лінійними інтерфейсами. Таким чином, забезпечуються об'єднання безлічі абонентських або сполучних ліній в високошвидкісний цифровий груповий потік і зворотне разуплотнение індивідуальних каналів в місцях концентрації абонентів.

Конструктивно DLC-1100E є модульним устаткуванням (рис. 5), що складається з станційного терміналу і одного або декількох абонентських терміналів. Кожен термінал може містити від однієї до восьми 19-дюймових касет, з'єднаних між собою високошвидкісної оптичної лінією зв'язку.

( 1x1 ) Малюнок 5.
Елементи системи DLC-1100E: CBA - касета; FAA - блок запобіжників; PSU - джерело живлення; CPU - модуль управління; TR - модуль передачі; ELU - модуль розширення; EBC - модуль управління додатковими касетами; CH - плати каналів

Модульна касета і джерело живлення (резервований) - універсальні. Касета має два слота для джерел живлення, два службових слота для процесорного блоку і модуля сполучення з додатковими касетами, а також 22 слота загального призначення. Один процесорний модуль обслуговує всі касети в терміналі. Слоти загального призначення можуть використовуватися для установки плат канальних або лінійних інтерфейсів.

Система управляється за допомогою персонального комп'ютера з будь-якого з терміналів. Програмне забезпечення дозволяє виробляти конфігурацію (в тому числі програмування призначень тимчасових інтервалів - CROSS-CONNECT), обслуговування, аварійний нагляд, самодіагностику, облік навантаження, збір статистики, адміністрування.

Устаткування DLC володіє гнучким набором лінійних інтерфейсів. Оптичний інтерфейс необхідний для безпосереднього підключення до оптичних волокнах. Пропускна здатність складає 49,152 Мбіт / с. Прийом і передача ведуться роздільно за двома волокнам. Довжина хвилі лазерного випромінювача - 1310 нм, дальність роботи по оптичному кабелю - від 40 до 100 км (в залежності від типу випромінювача).

Електричний інтерфейс (E1 / 2 Мбіт / с або E3 / 34 Мбіт / с) потрібен для користування послугою цифрових потоків, що забезпечують прозору передачу (наприклад, в мережі SDH). Цей інтерфейс також дає можливість підключати апаратуру через тракти HDSL або радіорелейні лінії, а на невеликих відстанях (до 1 км по E1) - з'єднувати елементи системи безпосередньо.

Особливий інтерес представляє устаткування лінійного тракту HDSL, так як воно дозволяє організовувати за допомогою наявного мідного кабелю високошвидкісний зв'язок між станційним і абонентським терміналами. Наприклад, обладнання WATSON-2/3 реалізує 30 каналів по 64 кбіт / с на двох кабельних парах, а обладнання WATSON-4 - на одній парі. Дальність роботи обладнання WATSON вказана в табл. 2.

0,4 До 4 4-5 3 0,6 До 6 6-7 4,2 0,8 До 9 10-12 6,3

Устаткування DLC забезпечує підключення абонентських пристроїв будь-яких типів. Набір для користувача інтерфейсів включає в себе аналоговий абонентський двопровідний (звичайний телефонний), аналоговий з сигналізацією E & M, цифровий V.24, V.35 або U інтерфейс ISDN.

Станційні інтерфейси передбачають підключення до аналогових (за абонентським двопровідному стику або інтерфейсу E & M) і цифровим АТС (по стику E1 із сигналізацією V.5.1 або V.5.2). Існує також можливість підключення по цифровим інтерфейсам V.24 / V.35 (до вузла мережі передачі даних) і інтерфейсу ISDN.

Дмитро Мірошников - генеральний директор НТЦ "НАТЕКС". З ним можна зв'язатися за адресою [email protected] .