Введение
Связь в настоящее время является самой прогрессивной развивающейся и капиталоемкой отраслью.Проводится активная модернизация существующих системсвязи и создание совершенно новых и перспективных телекоммуникационных систем, расширение ихфункциональности и предоставлениепотребителям широкого спектра услуг.
В 80-90 годахтелефонные сети стали брать на себя новые функции, предоставляемые ранее другими средствами (печатными изданиями, почтой, радио, телевидение). В связи с этим операторамсетей и производителям телекоммуникационногооборудования потребуется новый подход, кардинальноменяющий принципы создания, эксплуатации предоставление услуг. Необходимо былоперейти к интеллектуальной платформе для введения широкого спектра нетрадиционных услуг с возможностьюих модификации под индивидуальныетребования клиента /1/.
Внедрениеуслуг интеллектуальных сетей связи (ИСС) один из самых быстрых способов возврата инвестиций. Помимо быстрой окупаемости капиталовложений, это — возможности быстрого идостаточно простого внедрениябольшого числа новых услуг и отсутствие каких-либо нарушений в функциональности уже работающего оборудования.
Потребностьобщества в новых информационных и телекоммуникационныхусловиях определяет направления развития технологий, на которых станутосновывается системы связи грядущего столетия.Новейшие телекоммуникационные системы будут базироваться на трех основных технологиях: технология услуг,телекоммуникационных сетей и компонентов. Определяющей сферой связи станут:обработка и распознавание речи иобразов, визуальная связь, объединение компьютеров в сети.
С начала 90-хгодов Взаимоувязанная сеть связи Российской Федерации (ВСС РФ) вступила в фазу существенных качественных изменений, обусловленных широким внедрением цифровой техникипередачи и коммутации. Сельскаятелефонная сеть (СТС) как элемент ВСС РФ в ближайшие годы будет развиваться набазе цифрового оборудования коммутации и цифровых систем передачи,обеспечивающих работу всех видов связи /2/.
Наступивший XXIвек уже в конце прошлого получил название «Век глобального информационногообщества», т.к. революционизированная роль информациинепрерывно возрастала и становилась определяющей в развитии и общества, в прогрессе экономики, науки, техники,культуры. Но совершенно естественно,что информация без телекоммуникаций мертвый груз, ведь для ее использования потребителями она обязательнодолжна быть передана, ею необходимообмениваться. Теоретический предел объема информации определяется количеством материи во вселенной, носегодня невозможно себе представить,как скоро он будет. Для более полного использования информации система ее обработки и хранения должнабыть обязательно распределенной, но в этом случае системутелекоммуникаций необходимо дополнительно усложнять, т.е. возрастает объеминформации и скорость ее передачи. С позицийразвития связи достижения сформировавших задач немыслимо без глобализации, персонализации .
Новые возможности цифровых коммутаторов и технических средствтранспортной среды предъявляют новые требования к планированию и проектированиюсельской телефонной сети. Одной из сложных задач является обеспечениев переходный период совместной работы на СТС аналогового и цифровогооборудования.
Существующая в настоящее время структура СТС Троицкого района наоснове координатных станций несоответствует требованиям технического прогресса. Современные сетидолжны быть цифровыми, иметь гибкую, легко управляемую структуру.Электронные системыкоммутации обладают значительными преимуществами и новыми возможностями по сравнению сэлектромеханическими:
- большая емкость станций;
- малая занимаемая площадь;
- высокая надежность;
- возможность организации практически любогочисла направлений;
- возможность организации в сети развитойсистемы обходных путей;
- возможность анализа любого числа цифрномера;
- возможность централизованного управления;
- возможность организации полнодоступных пучков линий любой
емкости и другое.
Целью данногодипломного проекта является разработка плана реконструкции сельской телефоннойсети Троицкого района на базе цифровойсистемы SI-2000.Разработанные решения могут использоваться для увеличения количествапредлагаемых услуг, повышения качества связи данного района,а также увеличить телефонную плотность.
1. Характеристика Троицкого СТС
Сельская телефонная сеть Троицкого района построена порадиально-узловому принципу. Она включает в себя 15 станций – две координатные АТСК-100/2000 и тринадцать координатных АТСК-50/200.
Центральная станция (ЦС) АТСК-100/2000 имеет емкость 1500 номеров,располагается в райцентре Троицкое и является одновременно городской телефоннойстанцией райцентра. В ЦС включаются соединительные линии от одной узловойстанции (УС) и семи оконечных станций (ОС). В узловую станцию (УС) включаютсясоединительные линии от шести оконечных станций. Также на ЦС находится местныйузел спецслужб (УСС). Кроме того, в эту станцию включаются соединительные линии(СЛ) для связи с АМТС.
Системы коммутации, емкость станций представлена в таблице 1.1.
Нумерация существующей сети представлена в таблице 1.2.
Таблица 1.1- Технические характеристики станций
№
Наименование населенного пункта
Емкость
Год ввода в эксплуатацию
Тип оборудования
Системы передачи
1
ЦС Троицкое
1500
1971
АТСК-100/2000
2
ОС В.Яшкуль
150
1989
АСТК-50/200
ИКМ-15
3
ОС Ики-Чонос
200
1977
АТСК-50/200
КНК-12
4
ОС Хар-Булук
150
1969
АСТК-50/200
КНК-6
5
ОС Чагорта
50
1993
АТСК-50/200
2В-2-2
6
ОС Прудовый
150
1978
АСТК-50/200
ИКМ-15
7
УС Западный
200
1972
АТСК-50/200
КНК-6
8
ОС Овата
500
1989
АТСК-100/2000
ИКМ-30
9
ОС Бага-Чонос
100
1968
АСТК-50/200
2В-2-2
10
ОС Ялмата
50
1972
АТСК-50/200
2В-2-2
11
ОС Вознесеновка
200
1972
АСТК-50/200
ИКМ-12
12
ОС Солнечный
50
1989
АТСК-50/200
ИКМ-15
13
ОС Балковский
100
1989
АСТК-50/200
3В-2-2
14
ОС Чилгир
50
1989
АТСК-50/200
ИКМ-15
15
ОС Улан-Эрге
50
1989
АСТК-50/200
42В-2-2
Таблица 1.2-Нумерация на существующей сети.
№
Наименование населенного пункта
Емкость
Нумерация
1
ЦС Троицкое
1500
20000-21499
2
ОС В.Яшкуль
150
22000-22149
3
ОС Ики-Чонос
200
23000-23199
4
ОС Хар-Булук
150
24000-24149
5
ОС Чагорта
50
35000-35049
6
ОС Прудовый
150
25000-25149
7
УС Западный
200
29000-29199
8
ОС Овата
500
30000-30499
9
ОС Бага-Чонос
100
34000-34099
10
ОС Ялмата
50
33000-33049
11
ОС Вознесеновка
200
32000-32199
12
ОС Солнечный
50
31000-31049
13
ОС Балковский
100
28000-28099
14
ОС Чилгир
50
26000-26049
15
ОС Улан-Эрге
50
27000-27049
Данная сельская телефонная сеть обладает рядом особенностей:
— наличие на территории сельского административного районабольшого числа небольших населенных пунктов, находящихся на значительныхрасстояниях друг от друга;
— преобладание внутристанционного соединения над внешним;
— преобладание во внешнем обмене доли обмена с райцентром. Обмен сдругими населенными пунктами незначителен;
— преобладание телефонных станций малой емкостью (до 200 номеров);
-наличие не телефонизированного населенного пунктап.Геологический.
С учетом этих особенностей, нумерация на сети Троицкого районаиспользуется открытая с индексом выхода на центральную станцию.Внутристанционные соединения абонентов происходят набором трехзначного номера.Для выхода на сеть района абонент набирает индекс выхода «9», а затемпятизначный номер линии вызываемого абонента. Каждому абоненту предоставленавозможность связи со спецслужбами районного центра путем набора сокращенногономера и выхода на междугороднюю связь через ЦС путем набора индекса выхода наЦС и индекса выхода на АМТС. Индексами выхода служат: «8» — для выхода на АМТС,«О» — для выхода на УСС, «9» — ЦС.
На СЛ данного района используются одночетверочные кабели местнойсвязи типа КССПБ, электрические параметры, которых под влиянием различныхвнешних факторов ухудшаются с течением времени и перестают в полной мереудовлетворять требованиям современных цифровых систем (ЦСП).
Помимо этого, существующие на сети станции эксплуатируются свыше30 лет, поэтому имеет место большой физический и моральный износ оборудования.Настоящая сеть не удовлетворяет потребностям населения и хозяйства.
С развитием инфраструктуры связи постоянно растет спрос нателефоны квартирного сектора. Но существующее положение на сети не может егополностью удовлетворить.
Структурная схема существующей СТС Троицкого района представлена вприложении А.
2. Выбор цифровой системы коммутации дляреконструкции сети
2.1 Назначение и характеристики системы
Одним из важнейших вопросовпостроения СТС является их экономичность. Ответом на этот вопрос явилисьразработки словенской фирмы « Искрател ».
Семейство цифровых телефонных станций SI-2000 предназначено дляработы в общегосударственных сетях, ГТС, СТС, а также в гостиницах, офисах иучреждениях.
Система SI-2000просто и надежно адаптируется к телефонной сети России, что подтверждаетсясертификатом соответствия Министерства связи РФ № 5124-Ю-СИ от 30 апреля 1992года
Цифроваясистема коммутации SI2000 разработана и выпускается фирмойIskraTEL – совместнымсловенско-германским предприятием по разработке и производству ЦСК SI 2000 иEWSD. Учредители совместного предприятия: Iskra TelekomHolding(г.Крань, Словения) иSIEMENS AG (г.Мюнхен, Германия).
Начиная с 1979 г. фирма IskraTELвыпустила пять модификаций системы SI2000 – от версии V1 до версии V5 (1996 г.).
С 1994 г. система SI2000 производится насовместном российско-словенском предприятии “ИскраУралТел” на базе Уральскогоэлектромеханического завода (УЭМЗ, г. Екатеринбург) в сотрудничестве сословенской фирмой IskraTEL. В 1996 г. система получила статус отечественной.
С 1998 г. ИскраУралТелпроизводит коммутационную систему нового поколения SI 2000 версии V5 сфункциями ОКС№7 и ЦСИС (ISDN), которая обеспечивает предоставлениетелекоммуникационных услуг как для аналоговых абонентов, так и абонентов ISDN,а также реализацию дополнительных функций управления и техническогообслуживания системы. Особенностью системы SI 2000 версии V5является возможность ее включения как в самые современные участки сети (в томчисле с помощью прямых высокоскоростных интерфейсов уровня STM-1) с предоставлениемуслуг интеллектуальной сети, группы услуг Centrex, услуг радиодоступа, так и вустаревшие участки сети с использованием аналоговых сельских универсальныхсигнализаций. Более того, система может использоваться в качестве шлюза междусетями ISDN и устаревшими участками сети, построенными на базе координатных идекадно-шаговых телефонных станций, выполнять функцию преобразователясигнализаций ОКС№7, DSS1, QSIG в традиционные для ВСС России и СНГ аналоговые ицифровые межстанционные телефонные сигнализации.
Отличительнымиособенностями используемых в системе аппаратных средств являются:
- новейшая технология на основе схем сверхвысокой интеграции, атакже схем FPGA (FieldProgrammableGateArray− программируемая пользователем вентильнаяматрица);
- механическая конструкция согласно стандарту ETSI;
- небольшое число разнотипных съемных блоков;
- малое энергопотребление.
Система SI 2000 версии V5 обеспечивает построение коммутационногооборудования в следующих границах:
- до 40000 АЛ (В-каналов);
- до 7200 цифровых или аналоговых соединительных линий;
- до 240 цифровых каналов со скоростью 2048 кбит/с (G.703);
- до 120 сигнальных каналов системы сигнализации ОКС№7;
- до 96 интерфейсов V5.2.
В соответствии с Рекомендацией Q.512 МСЭ-Т,система SI 2000 версии V5 функциональноразделена на узел коммутации (SwitchNode) и периферийные узлы доступа (AccessNode). Дляподключения узлов доступа (в том числе и других производителей) к узлукоммутации используется интерфейс V 5.2, реализованный в соответствии состандартами ETSI и спецификациями для национальной сети России.
Вкоммутационном узле осуществляется коммутация соединительных каналов. Узелдоступа обеспечивает подключение к узлу коммутации и далее к сети аналоговыхабонентов и абонентов ISDN. Узлы коммутации и доступа являются независимымипродуктами и могут поставляться как вместе, так и отдельно, для работы соборудованием других производителей (например, с системой EWSD).
Дляподключения аналоговых абонентов возможно использование аналоговых абонентскихконцентраторов AXM емкостью 239 абонентов, идентичных модулю ASM (система SI2000 версии V4). Подключение концентраторов к узлу коммутации производится спомощью упрощенного интерфейса V5.2, который поддерживает протокол управлениясоединением только для аналоговых абонентов и состоит из одного потока 2048кбит/с. Такой интерфейс получил название ASMI.
Узлы доступаи абонентские концентраторы могут устанавливаться как совместно с узломкоммутации, так и удаленно, со своей автономной системой бесперебойногоэлектропитания.
Дляуправления всеми узлами системы разработан универсальный узел управления (ManagementNode). С одного узла управления можноосуществлять централизованный контроль и административное управление одним илинесколькими узлами коммутации и доступа, системой бесперебойного электропитанияMPS. Узел управления подключается к контролируемым узлам посредством сетиTCP/IP.
Структурнаясхема системы SI 2000 версии V5 приведена на рис. 2.1.2.1.1 Узел коммутации (УК)
Узелпредназначен для коммутации соединительных линий, управлениятелекоммуникационными услугами узлов доступа, а также для части функцийуправления и технического обслуживания. Системное и прикладное программноеобеспечение УК выполняется в реальном режиме времени и обеспечиваетпредоставление телекоммуникационных услуг, а также выполнение функцийуправления, генерации статистической и тарифной информации, техническогообслуживания и мониторинга аварийных ситуаций, функций СОРМ.
Рис. 2.1- Структура системы SI 2000 версии V5
Может быть использован в качестве как групповойступени коммутации при формировании городской АТС средней емкости (до 40000портов), так и самостоятельного транзитного узла. Аппаратно представлен модулемМСА.
Аналоговые иISDN абонентские устройства подключаются к УК только через узлы доступа. Дляподключения узлов доступа в соответствии с Рекомендацией Q.512 МСЭ-T,стандартами ETSI и спецификациями для национальной сети России, разработанинтерфейс V5.2. Аналоговые абонентские концентраторы типа АХМ производствафирмы IskraTELподключаются с помощью интерфейса ASMI.
В составинтерфейса V 5.2 могут входить от 1 до 16 потоков 2048 кбит/сек. Необходимоеколичество потоков в интерфейсе V 5.2 выбирается исходя из числа подключенныхабонентских линий к данному узлу доступа (PRA и BRA) и средней суммарнойнагрузки на абонентскую линию.
Для включениясистемы SI 2000 в телефонную сеть общего пользования разработаны цифровыесетевые интерфейсы:
- с сигнализацией ОКС№7 (подсистемами MTP, ISUP и SCCP).Соответствующая рекомендациям ITU-T и спецификациям для национальной сетиРоссии;
- с АОН и сигнализациями по одному или двум ВСК (городские исельские универсальные), с передачей сигналов управления декадным кодом (СЛ,СЛМ, ЗСЛ линии), МЧК (СЛ, СЛМ) или импульсным пакетам (ЗСЛ). Соответствуютспецификациям для национальной сети России.
Дляподключения УПАТС с функциями ISDN посредством доступа на первичной скорости ксети общего пользования реализован цифровой абонентский интерфейс (PRI) cабонентской сигнализацией DSS1, соответствующий стандартам ETSI и спецификациямдля национальной сети России.
Приинсталляции системы SI 2000 в качестве УПАТС для соединения с другими системамивнутри ведомственной сети в соответствии со стандартами ETSI создан цифровойсетевой интерфейс с сигнализацией QSIG. Дополнительно УК имеет интерфейсы:
- для подключения узла управления;
- типа ETHERNET — для локального подключения узла управления;
- для подключения удаленных узлов управления посредством организацииРРР- канала в потоке 2 Мбит/сек;
- для подключения пульта управления СОРМ;
- CSTA. Предназначен для подключения средств компьютерной телефонии.Соответствует рекомендациям ECMA.
Для обеспечения более надежной работы УК имеетдве равнозначные управляющие группы. При включении системы одна из управляющихгрупп находящиеся в активном или рабочем состоянии, а вторая − всостоянии холодного резерва. При отказе активной управляющей группы в работуавтоматически включается резервная.
Дляподключения потоков 2048 кбит/сек используются съемные блоки ТРС. Каждый такойблок имеет 16 портов для подключения трактов 2048 кбит/с. Максимально в УКмогут быть задействованы 16 блоков ТРС. Из них 15 блоков могут находится вработе, а один будет всегда в состоянии холодного резерва. При отказе любой ТРСпроизойдет автоматическое включение в работу резервного блока. Всего к одномуУК могут быть подключены до 240 каналов 2048 кбит/с.2.1.2 Узелдоступа
Узелпредназначен для подключения к УК и далее к сети аналоговых и ISDN абонентскихустройств, а так же учрежденческих АТС посредством первичного (PRA) илибазового (BRA) доступа ISDN. Аппаратно узел реализован в виде модуля MLB (MLC).
Разработанычетыре типа периферийных съемных блоков для подключения:
1) 32 аналоговых абонентскихустройства, оборудованный 32 интерфейсами Z;
2) 16 абонентских устройстваISDN, оборудованный 16 интерфейсами Uk0;
3) 16 абонентских устройстваISDN, оборудованный 16 интерфейсами S0;
4) высокоскоростных цифровыхАЛ, оборудованный специальным ТЭЗом, имеющим восемь интерфейсов для линий SDSL.
В один модульмогут быть установлены до 20 различных периферийных съемных блоков.Следовательно, к одному узлу доступа можно подключить до 320 абонентскихустройств ISDN или до 640 аналоговых абонентских устройств, а так же ихразличные комбинации.
Длявзаимодействия с цифровой сетью, до 12 трактов со скоростью передачи 2048кбит/с и до 4 двухсторонних оптических интерфейсов SDH STM-1 (155 Мбит/с).Через STM-1 и посредством ATM протоколов эмуляции канала могут переноситься трактыE1 или трафик передачи данных.
Всоответствии с Рекомендацией Q.512 МСЭ-Т обеспечена возможность подключения кузлу доступа абонентских устройств ISDN посредством блока первичного доступа(PRA) с использованием сигнализации DSS1. В качестве абонентского устройства вданном случае может рассматриваться УПАТС с функциями ISDN, сервер удаленногодоступа к Интернету или любое устройство, удовлетворяющее стандартам EuroISDN.
Подключение кУК производится посредством интерфейса V5.2 (соответствует Рекомендации Q.512МСЭ-Т, стандартам ETSI и спецификациям для национальной сети России). Одининтерфейс может содержать в себе от 1 до 12 потоков 2048 кбит/с Необходимоечисло потоков в интерфейсе V5.2 выбирается исходя из числа подключенныхабонентских линий (PRA и BRA) и прогнозируемой нагрузки на каждую из них.Например, при подключении к узлу доступа только 640 аналоговых абонентскихлиний со средней суммарной телефонной нагрузкой на каждую из них 0,1 Эрл, необходимо использование 3 потоков2048 кбит/с в составе интерфейса V 5.2.
К одному узлудоступа максимально можно подключить 12 потоков 2048 кбит/с.
Дляподключения узла управления реализованы интерфейсы:
- Интерфейс типа ETHERNET — для локального подключения узлауправления;
- Интерфейс для подключения удаленных узлов управления посредствоморганизации РРР- канала в потоке 2 Мбит/с.
Особенностьюузла доступа является возможность его использования (параллельно с выполнениемосновных функций) в качестве цифроаналогового преобразователя сигнализаций. Сего помощью возможно преобразование аналоговых соединительных линий в цифровыеи их подключение к узлу коммутации. Для реализации этой функции разработанспециальный периферийный съемный блок, имеющий восемь интерфейсов типа С11 дляследующих систем сигнализаций:
1) На телефонной сети общегопользования:
- четырехпроводная сельская универсальная сигнализация по одномуВСК;
- шестипроводная сельская универсальная сигнализация по одному ВСК.
2) На ведомственных сетях:
- одночастотная сигнализация 2600 Гц с передачей сигналов управленияметодом МЧК- челнок для телефонной сети РАО «Газпром»;
- одночастотная сигнализация 2600 Гц с передачей сигналов декаднымкодом для телефонных сетей МПС и таможенного комитета России;
- одночастотная сигнализация 2100 Гц с передачей сигналов управлениядекадным кодом для телефонной сети нефтедобывающего комплекса;
- двухчастотная сигнализация 600/750 Гц с передачей сигналовуправления декадным кодом для телефонной сети нефтедобывающего комплекса и РАО«Газпром»;
- двухчастотная сигнализация 1200/1600 Гц с передачей сигналовуправления декадным кодом для телефонной сети РАО «ЕС России».Возможно, использовать универсального использования каналов диспетчерами иобычными абонентами;
- E&M с передачей сигналов управления кодом DTMF для подключениясистем спутниковой связи;
- E&M с передачей сигналов управления декадным кодом дляподключения транкинговых систем подвижной связи.
Периферийный съемный блок для подключенияаналоговых СЛ конструктивно идентичен периферийным съемным блокам дляподключения АЛ и устанавливается в модуль вместо одного из них.
Узел доступа является независимым продуктом иможет подключаться к узлам коммутации других производителей (например, ккоммутационному узлу системы EWSD). Программное обеспечение и данные длякаждого узла доступа хранятся на жестком диске узла и загружаются автоматическипри включении.2.1.3 Комбинированныйузел коммутации и доступа
Данный узелпредставляет собой полнофункциональную телекоммуникационную систему малойемкости с функциями ОКС№7 и ISDN. Одновременно выполняет функции узловкоммутации и доступа. Реализованы все типы цифровых и аналоговых интерфейсов,указанных при описании узлов коммутации и доступа.
Можетприменяться в качестве сельской ОС или УС, а также УПАТС или подстанции нагородской телекоммуникационной сети. Аппаратно реализован модулем MLB.
Дляподключения абонентских линий разработаны четыре типа периферийных съемныхблоков:
1) Периферийный съемный блокдля подключения 32 аналоговых абонентов. Оборудован 16 Z-интерфейсами;
2) Периферийный съемный блокдля подключения 16 абонентов ISDN. Оборудован 16 интерфейсами Uk0;
3) Периферийный съемный блокдля подключения 16 абонентов ISDN. Оборудован 16 интерфейсами S0.
4) Для подключениявысокоскоростных цифровых абонентских линий разработан специальный типовойэлемент замены, оборудованный 8 интерфейсами для линий SDSL.
В один модульмогут быть установлены до 20 различных периферийных съемных блоков.Следовательно, к одному комбинированному узлу коммутации и доступа могут бытьподключены до 320 ISDN-абонентов или до 640 аналоговых абонентов, а так же ихразличные комбинации.
Длярасширения абонентской емкости к комбинированному узлу коммутации и доступа,посредством интерфейсов V 5.2 или ASMI, могут быть подключены до 4 стандартныхузлов доступа или аналоговых абонентских концентраторов. Однако, дляобеспечения требований по необходимой суммарной нагрузки на одну абонентскуюлинию, не рекомендуется подключать более двух узлов доступа полнойконфигурации.
Дляподключения аналоговых соединительных линий разработан специальный типовойэлемент замены, оборудованный 8 интерфейсами типа С11 для внутриполосных системсигнализаций.
Приинсталляции комбинированного узла коммутации и доступа в качестве УПАТС, дляподключения её к сети общего пользования посредством аналоговых абонентскихлиний, разработан специальный периферийный съемный блок, оборудованный 16-юинтерфейсами Z.
Длявзаимодействия с цифровой сетью, доступны до 12 трактов 2048 кбит/с и дочетырех двухсторонних оптических интерфейсов SDH STM-1 (155 Мбит/с). ЧерезSTM-1 и посредством ATM протоколов эмуляции канала могут переноситься тракты E1или трафик передачи данных.2.1.4 Узелуправления
Узелпредназначен для централизованного контроля и управления узлами коммутации,узлами доступа, комбинированными узлами коммутации и доступа, системойбесперебойного электропитания MPS. Аппаратно реализован на базе одного илинескольких персональных компьютеров с операционной системой MicrosoftWindowsNT, объединенных в локальную сеть. Кконтролируемым узлам подключается посредством сети TCP/IP.
Состоит изодного или нескольких рабочих мест, каждое из которых может быть использованодля решения следующих задач:
- надзор и административное управление;