Принципы цифровизации телефонной сети
Рассмотрим базовые принципы цифровизации систем передачи и коммутации на примере местной телефонной станции. Пусть 2000 абонентов подключены к абонентскому коммутатору (ступень абонентского искания - АИ) аналоговой АТС. На выходе ступени группового коммутатора (ступень группового искания - ГИ) имеется 10 направлений к другим АТС по 30 СЛ в каждом. Предположим, что ступени АИ и ГИ соединяются друг с другом с помощью 300 проводных пар (рисунке 3).
Рисунок 3 - Аналоговая местная АТС.
На рисунке 4 показан пример подключения 2000 абонентов к аналоговой АТС, где первичный кабель на 2000 пар идет от АТС до распределительного шкафа, от которого 10 вторичных кабелей по 200 пар каждый ведут к абонентам.
Рисунок 4 - Схема подключения абонентов к аналоговой АТС.
Для более эффективного использования линий передачи в абонентской сети организуется подстанция, которая представляет собой совокупность абонентского коммутационного оборудования аналоговой АТС, вынесенного в место высокой концентрации абонентов. При этом подстанция соединяется с опорной АТС посредством цифровых СЛ (ЦСЛ) с ИКМ (рисунок 5).
Рисунок 5 - Абонентская сеть с цифровыми СЛ и ИКМ.
Для организации 300 разговорных каналов между подстанцией и опорной АТС используется 20 пар физических цепей, обеспечивающих передачу десяти первичных цифровых потоков ИКМ (2 пары для каждого потока). В этом случае число пар уменьшается с 2000 до 20 (в 100 раз).
На межстанционном участке сети также цифровые СЛ и ИКМ, что приводит к уменьшению числа физических цепей с 30 до 2 на каждом направлении (в 15 раз). Выигрыш в числе пар на межстанционном участке меньше, чем для первичного кабеля абонентской сети, так как на каждую межстанционную СЛ приходится большая нагрузка, чем на абонентскую пару (0,7…0,8 Эрл против 0,05…0,15 Эрл).
Затраты на вводимое оборудование ИКМ компенсируются выигрышем в числе используемых на участке соединения пар. Однако после введения цифровых АТС, включающих групповой цифровой коммутатор (Group Switch - GS) и абонентский (Subscriber Switch – SS) цифровой коммутатор, необходимость в системах передачи ИКМ отпадает. Для подключения к цифровой АТС аналоговых терминалов в абонентских комплектах цифровой АТС реализуются функции аналого-цифрового преобразования (АЦП) (рисунок 6).
Рисунок 6 - Абонентская сеть с цифровыми коммутационными оборудованием
Описанный принцип подключения абонентов к цифровой АТС представляет реализацию типичной структуры интегральной цифровой сети IDN.
Стратегия построения цифровой сети
Полная модернизация сразу всей сети за один шаг является практически не реальной задачей, так как для этого потребовались бы огромные первоначальные затраты. В большинстве стран процесс перехода от аналоговой телефонной сети к цифровой длится несколько десятков лет. Известны несколько стратегий построения цифровой сети, основными из которых являются:
стратегия островов (стратегия замещения);
стратегия наложения;
прагматическая стратегия (комбинированная).
Для стратегии островов характерно то, что все существующие аналоговые системы поэтапно заменяются на цифровые в пределах ограниченных географических областей, называемых цифровыми островами (рисунок 7). Затем острова цифровой сети постепенно объединяются, образуя единую цифровую сеть.
Рисунок 7 - Стратегия островов.
Цифровые острова рекомендуется внедрять в районах с большим количеством устаревших телефонных станций, срок эксплуатации которых подходит к концу, так же в районах с широким использованием цифровых систем передачи. Стратегия островов может быть привлекательной так же в том случае, когда телефонизированные районы разделены большими расстояниями и первоначальные затраты на модернизацию сетей верхнего уровня высоки.
Стратегия наложения направлена на создание цифровой сети, охватывающей ту же самую территорию, что и существующая аналоговая сеть (рисунок 8).
Рисунок 8 - Стратегия наложения
Цифровые станции соединяются между собой только цифровыми СЛ и обмениваются сигнальной информацией с помощью общеканальной системы сигнализации (ОКС № 7). Сопряжение цифровой сети с существующей аналоговой сетью обеспечивается минимально возможным числом узлов (шлюзов), выполняющих функции согласования систем сигнализации.
Для стратегии наложения характерна высокая стоимость первоначальных затрат при относительно низкой емкости цифровой сети, так как вначале вводятся цифровые средства коммутации и передачи, относящиеся к верхним уровням иерархии сети (узловые и затем оконечные станции).
Стратегия наложения и островная стратегия ( каждая в отдельности), как правило, не учитывают особенности конкретного региона, поэтому на сети чаще применяется их комбинация – прагматическая стратегия (рисунок 9).
Рисунок 9 - Прагматическая стратегия.
Для прагматической стратегии характерно то, что в процессе развития сети её различные участки могут модернизироваться как с использованием стратегии наложения, так и путём введения цифровых островов. Прагматические стратегии предполагают более детальный технический и экономический анализ многочисленных комбинаций стратегий островов наложения, применяемых ко всем сегментаи сети для достижения оптимального решения.