Аналіз напрямків та технічних засобів модернізації мережі телефонного зв’язку

Вступ

 

Науково-технічна революція в кінці 20 століття привела  до корінної зміни ролі інформаційних  технологій, і зокрема  мереж телекомунікацій, у житті суспільства. Інформація стала найважливішої складової  ресурсів матеріального виробництва  й, отже, різко зросли вимоги до її обсягів, доступності і якості. З іншого боку, необхідність спрощення взаємодії  користувача з інформаційним  середовищем на всіх етапах обробки  інформації, привела до максимально  можливої інтеграції, як послуг телекомунікацій, так і встаткування для їхнього  надання. Девізом сучасних мереж  зв'язку став недорогий доступ користувача - завжди, скрізь і до всіх видів інформації. Таким чином, до теперішнього часу можна  вважати завершився концептуальний перехід від мереж телекомунікацій  до інфраструктури інформаційного обслуговування. Ця тенденція знайшла своє відбиття в концепціях Глобальної інформаційної  інфраструктури (GІІ), розробленої ІTU-T, і Європейської інформаційної інфраструктури (EІІ), розробленої ETSІ.

Бурхливий розвиток мікропроцесорної техніки, що спостерігалося на початку й середині дев'яностих років, революційно перетворило  технологію розробки програмного забезпечення комутаційних станцій. Баланс капітальних  вкладень і трудомісткості поступово, але неухильно, зміщається убік  програмного забезпечення систем комутації. За рахунок активного впровадження периферійних елементів керування, менш помітної стає грань між системами  з розподіленим і централізованим  керуванням, що була так чітко видна  наприкінці  минулого десятиліття. Загальний прогрес в області  мікроелектроніки дозволив різко знизити  габаритні характеристики комутаційних систем. Зросла складність телекомунікаційного  встаткування спричиняється  спеціалізацію  компаній-розроблювачів в області  окремих технологій індустрії зв'язку.

Особливістю сучасного етапу розвитку мереж  зв'язку є здійснювана в цей  час поступова заміна фізично  зношеного й морально застарілого  комутаційного обладнання й систем передачі. Колосальні ресурси, необхідні  для повної заміни устаткування існуючих мереж зв'язку, роблять дуже актуальної проблему сумісності з існуючим устаткуванням для кожного локального ринку. З іншого боку, особливості економічного розвитку кожної країни, а часто й регіону, приводять до виникнення специфічних місцевих вимог до   встаткування, що вводяться знову.

Поява нових, з більшою пропускною здібністю та відносно  недорогих  ліній зв’язку на оптоволокнах і  цифрових технологій обробки сигналів і даних дало змогу для появи  цифрових АТС. Вони відрізняються не тільки малими габаритами, малим споживанням  електроенергії, але й швидкістю  дії, більшою швидкістю з’єднання, доброю якістю обслуговування абонентів.

Прикладом такої АТС може служити  цифрова комутаційна система  Фарлеп F – 1500.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1  Аналіз напрямків та технічних засобів модернізації мережі телефонного зв’язку

1.1  Переваги цифрових комутаційних систем

 

В теперішній час на залізничному транспорті ще дуже широко використовуються аналогові  телефонні станції декадно-крокової і координатної систем. У той же час вони мають ряд недоліків, обумовлених застосовуваними на них комутаційних приладів.

Хоча  АТС координатної системи і мають  переваги перед АТС декадно-крокової системи (контакти тиску, непряме керування  і т.п.), проте на їхній основі неможливо  створити станцію, що цілком би задовольняла зростаючим вимогам абонентів у  якості зв'язку і додатковим послугам.

Засоби  телекомунікацій розвиваються дуже динамічно. Цьому сприяє багато факторів, починаючи від удосконалення  технології виготовлення радіоелектронних компонентів і кінчаючи інтеграцією  техніки зв’язку й обчислювальної техніки.

Найбільш  перспективними для розвитку техніки  автоматичної комутації є цифрові  комутаційні системи ЦКС, які  забезпечують можливість інтеграції різних видів зв’язку в єдину цифрову  форму. Під видами розуміються телефонний, факсимільний зв’язок, телекс, відеотекст, передача даних та інші. На базі ЦКС  можлива побудова цифрової мережі з  інтеграцією служб ISDN.

От лише кілька характеристик, за якими цифрові  АТС виявляються набагато переважніше  аналогових:

• сьогодні тільки цифрові АТС здатні підтримувати формат ISDN, який забезпечує включення станції в локальну мережу установи. Таким чином, з'являється можливість зберігати на твердому диску будь-якого комп'ютера мережі цифрову інформацію станції, наприклад, мовну пошту, що надходить. З іншого боку, у бази даних на диску комп'ютера може бути закладена інформація про послідовність дій АТС при надходженні тих чи інших викликів. Цифрова АТС може бути запрограмована на автоматичний доступ до інформації твердих дисків в особливих випадках;

• завдяки можливості телефонно-комп'ютерної інтеграції доступ до будь-якої інформації, збереженої комп'ютерами, може бути підданий всім апаратним і програмним системам контролю доступу до даних, що мається в АТС. Останні ж, навіть за сучасними мірками, виявляються дуже розвиті;
• найскладніше за своєю суттю стартове програмування в більшості цифрових АТС організовано за допомогою комп'ютерної техніки з використанням зручного Windows-інтерфейсу. Безсумнівно, програмування цифрових АТС по своїй суті складніше, ніж аналогових, але їхні інтеграційні можливості перетворюють цей мінус у плюс цифрових АТС;
• у більшості сучасних цифрових станцій передбачене апаратне дублювання життєве важливих вузлів, тому вони мають підвищену надійність і випадки повного їхнього відмовлення надзвичайно рідкі;
• застосування цифрових технологій дозволило збільшити ефективність роботи відомчих АТС і в плані їхніх прямих, телефонних функцій. Цифрові АТС здатні підтримувати до 5300 з'єднань одночасно і до 20000 з'єднань протягом години. Відомчі аналогові АТС не мають таких можливостей;

• усе більше розповсюдження застосування в технологіях цифрових АТС широкополосної комутації також забезпечує глобальне розширення стандартних функцій аналогових АТС. Наприклад, замість аудіоконференцій стало можливим проводити більш зручні відеоконференції. Єдиною умовою для організації мережного відеозв'язку є наявність у всіх учасників конференції цифрових АТС одного зразка, з'єднаних оптоволоконним кабелем чи за допомогою звичайних ліній. При цьому якість передачі звукової інформації залишається незмінним. Все устаткування (відеокамери, монітори, квадратори, відеомагнітофони для запису конференції, детектори руху, системи передачі сигналу й інші пристрої) виготовляється фірмою-виробником АТС. АТС веде повне керування процесом зйомки, регулюючи його в залежності від закладених директив. Безсумнівно, такі конференції набагато більш продуктивні, ніж аудіозв’язок. Відеозапис може здійснюватися на твердий диск комп'ютера у цифровому виді (і програватися з його) або на стандартні носії відеоінформації.

Потрібно  відзначити також, що цифрові станції, крім того, цілком забезпечують звичні функції аналогових побратимів, такі як система векторизації викликів, мовна пошта, автоматичний розподіл викликів по вільних лініях, скорочений набір номера, аудіоконференції, виписка  повних звітів про переговори персоналу, збереження інформації, причому в  розширеному варіанті: інформація зберігається довше, мовна пошта має велику ємність і т.д.

З економічної  ж точки зору, за деякими даними, вартість аналогового обладнання систем комутації та передачі має тенденцію  до збільшення у середньому за рік  на 6-10%, у той час як вартість електронного обладнання цифрових систем зменшується  щорічно на 5%.

Удосконалювання елементної бази і програмного забезпечення дозволяє створювати нові системи комутації, що задовольняють найвищим вимогам. Будь-які принципи побудови комутаційних вузлів можуть бути реалізовані при  використанні однотипної елементної бази. Базуючись на цьому, сформуємо принципи побудови сучасних цифрових систем комутації (ЦКС).

Абонентська лінія включається в місцеву (кінцеву) АТС, що при будь-яких видах з'єднань, включаючи і міжміські, приймає  весь номер, що набирається абонентом, аналізує його, перевіряє правильність набору, потім встановлює з'єднання  або видає номер на зустрічну  станцію. Такий алгоритм роботи скорочує непродуктивне заняття дорогих  з’єднувальних ліній (ЗЛ), особливо при міжміському зв'язку, дозволяючи отсіяти різноманітні неправильні  набори (недобір кількості цифр, набір неіснуючих індексів і т.п.).

Сучасні АТС будуються цифровими з  тимчасовою і просторовою комутацією, модульною побудовою і розподіленим багатопроцесорним програмним керуванням. Використовуються багатофункціональні  модулі, які мають власне управління і програмне забезпечення. Збільшення ємності досягається додаванням окремих модулів. Взаємозв'язок з існуючими системами АТС здійснюється без введення додаткового обладнання на діючих станціях.

Комутаційні станції експлуатуються тривалий час, тому важливе значення має зменшення  експлуатаційних витрат. З метою  зменшення цих витрат на цифрових АТС централізується техобслуговування  й управління і вводиться урахування навантаження. У даних комутаційних системах забезпечується можливість тарифікації  кожного з'єднання з урахуванням  тривалості розмови і відстані.

Ціни  на різні цифрові АТС коливаються  від 45 до 170 доларів США у перерахуванні  на один порт, причому ці крайні значення постійно знижуються. Вартість же самих  станцій коливається від десяти тисяч до мільйонів американських  доларів. Ціна залежить від фірми-виробника, необхідної ємності і наявності  пристроїв, що розширюють стандартні функції  АТС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Обґрунтування необхідності заміни існуючої АТС та вибір нової системи комутації

 

Метою реконструкції  і розвитку загально технологічної  телефонної мережі(ЗтТМ) мають бути: поліпшення її технічного стану; впроваджень  сучасних послуг зв’язку які полегшують процес керування залізничними перевезеннями.

Розгорнуте  в теперішній час  проектування та будівництво ВОЛЗ на мережі зв’язку  “Укрзалізниці” виявилось фундаментом  цифровізації вторинних мереж  зв’язку  та, в першу чергу, ЗтТМ. Найважливішою  задачею при побудові цифрової ЗтТМ є впровадження нових технологій керування залізничним транспортом  на базі реалізації широкого спектру  телекомунікаційних послуг, які надаються  сучасним комутаційним обладнанням.

Відомчі цифрові телефоні станції повинні  передбачати створення магістральної, дорожньої та місцевої телефонних мереж.

За допомогою  відомчих ЦАТС повинні бути створенні: телефонний зв’язок загально службового використання (автоматична і ручна); оперативний телефонний зв’язок  в межах підприємств, відділень  та управлінь; передача даних; довідково-інформаційна служба; служба замовлень квитків; голосова, факс та електронна пошта; конференц-зв’язок; відео конференц-зв’язок.

Загальні  системні вимоги до відомчої АТС пред’являються з урахуванням характеристик  сучасних цифрових станцій відомих  виробників, тенденцій розвитку комутаційної техніки та використання новітніх технологій. Їх суть полягає в тому, що:

- відомчі  АТС повинні відповідати вимогам,  що пред’являються “Основними  положеннями створення та розвитку  єдиної національної системи  зв’язку України” та “Концепції  розвитку зв’язку України до 2010 року ” та мати Сертифікат  відповідності Державного Комітету  України з питань зв’язку та  інформатизації;

- обов’язковою  вимогою, до відомчих АТС, є  також, забезпечення захисту інформації  у відповідності з вимогами  Держтехкомісії;

- відомчі  АТС повинні пройти обов’язкові  стендові та мережні випробування  в Міністерстві транспорту та  зв’язку по розробленій ВНІІАС  “Програмі  та методиці випробувань  АТС та системи керування”;

-  конфігураційне  виконання відомчої ЦАТС повинне  бути в межах від 30 до 20 000 абонентських портів. Вона повинна мати декілька модифікацій (не менш за три) з різною базовою ємністю та дозволяти будувати мережу з єдиним полем послуг в рамках верхньої границі конфігураційної ємності;

-  виконання  цієї вимоги дозволяє будувати  гомогенну мережу в межах відділення  дороги або в масштабах всієї  дороги та забезпечити оптимальні  вартісні та експлуатаційні показники,  що відповідає вимозі про топологічну  структуру телефонної мережі;

- відомча  АТС повинна забезпечення використання  стандартних протоколів міжстанційної  взаємодії по всієї мережі  ЗтТМ та при взаємодії з  мережею загального користування. При цьому мережі єднаються  в рамках всієї ЗтТМ Міністерства  транспорту та зв’язку, реалізуються  сучасні і перспективні технології  та послуги;

-   система керування повинна бути  побудована на базі протоколу  SNMP;

-  відомча  АТС повинна підтримувати технологію  цифрових мереж з інтеграцією  служб (ISDN), для чого необхідно  забезпечувати комутацію цифрових  сигналів ІКМ зі швидкістю Nх64 кбіт/с, де N лежить в межах від 1 до 30;

- вважливою  вимогою, що пред’являється до  відомчих ЦАТС, є виконання умови  встановлення нових версій без  заміни комутаційного обладнання  або окремих його частин. Водночас  повинна бути забезпечена можливість  заміни окремих блоків на нові  модифікації без суттєвого оновлення  версії програмного забезпечення;