Глава 4. СЕТЬ ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ

            Телефонная связь — наиболее доступный, удобный и массовый вид электросвязи, позволяющая вести переговоры людям, находящимся друг от друга практически на любых расстояниях, с помощью сравнительно простых и дешевых систем передачи, реализующих этот вид связи. Именно поэтому современные телефонные сети значительно крупнее и разветвленное сетей других видов электросвязи.

            Сети телефонной связи стали развиваться более ста лет назад. В 1878 г. была открыта первая в мире телефонная станция в Нью-Хейвене (США). Первые телефонные станции в России появились в 1880 г. В 1887 г. инженер К. М. Мосцицкий разработал одну из первых автоматических телефонных станций (АТС) малой емкости в мире.

В середине 30-х гг. ХХ века появились координатные электромеханические АТС, которые в большей степени, чем машинные, отвечали все усложняющимся требованиям построения телефонных сетей различного назначения.

            Послевоенный период ознаменовался бурным развитием электроники, что нашло свое отражение в технике связи, применяемой на телефонных сетях. Так, в 1960 — 1965 гг. появились квазиэлектронные АТС на магнитоуправляемых (без якорных) реле, которые используются еще и в настоящее время.

            Сейчас Россия обладает телефонной сетью емкостью около 26 млн. номеров и по этому показателю занимает третье место в Европе. В стране эксплуатируются самые длинные в мире кабельные и радиорелейные линии. На междугородной сети работают 104 автоматические междугородные телефонные станции (АМТС) общей емкостью 224 тыс. каналов. На этой сети осуществляется организация телефонных, телеграфных, телевизионных и радиовещательных каналов. За период с 1995 по 2000 г. введено в строй еще 50 АМТС, в основном электронных и квазиэлектронных, общей емкостью 145 тыс. каналов и линий. Это позволило довести уровень автоматизации междугородной связи до 90%.

Основой технической политики, проводимой в России в последние годы, стала широкая цифровизация сетей, т. е. осуществление перехода к цифровым методам передачи, распределения и преобразования информации.

            Без широкого использования телефонной связи сегодня невозможны ни одно производство, развитие науки, культуры, процессных обучения. Без телефонной связи нельзя обеспечить надежную обороноспособность страны.

            Из вышеизложенного материала (гл. 1) видно, что основу ЕСЭ России составляют элементы, которые изначально создавались для обеспечения телефонной связи. Исторически сложилось так, что каналы и тракты первичной сети организовывались исходя из потребностей телефонной связи. Общетеоретические принципы построения сетей связи на данном этапе учитывают развитие и других видов связи, конкретная реализация которых будет описана в последующих разделах. Однако уточнение таких понятий, как канал передачи, канал связи, канал электросвязи, групповой, сетевой и линейный тракты будет наиболее доступным в рамках рассмотрения телефон- ной сети связи общего пользования.

            4.1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕЛЕФОННЫХ СЕТЕЙ ОБЩЕГО                                                                           ПОЛЬЗОВАНИЯ

4.1.1. НАЗНАЧЕНИЕ СЕТИ ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

Телефонная связь предоставляется системой телефонной связи (СТФС), которая является важнейшей составной частью ЕСЭ России. В состав СТФС входят телефонная сеть общего пользования, сеть «Искра», сети подвижной радиотелефонной связи общего пользования, подсистемы обеспечения (предоставления услуг, нумерации, сигнализации, учета стоимости и расчета, нормирования каналов и др.) и управления (рис. 4.1).

1. Телефонная сеть общего пользования (ТРОП) — телефонная сеть, представляющая собой совокупность местных и междугородных

автоматических телефонных станций и коммутационных узлов, международных центров коммутации, оконечных абонентских устройств, а также каналов и линий телефонной сети, которая обеспечивает потребность населения, учреждений, организаций и предприятий в услугах телефонной связи [1].

В соответствии с классификацией сетей связи телефонная сеть общего пользования по охвату территории и абонентов представляет собой иерархию различных телефонных сетей: местных (городских, сельских, комбинированных), внутризоновых, междугородных и международных (рис. 4.2).

УАК — узел автоматической коммутации, ЦС — центральная станция, ОС — оконечная станция, УВС — узел входящих сообщений, УС — узловая станция, РАТС — районная автоматическая телефонная станция, УТС — узловая транзитная станция, СТС — сельская телефонная сеть, ГТС — городская телефонная сеть

            Городские телефонные сети обеспечивают телефонную связь на территории города и его пригородной зоны. Сельские телефонные сети обеспечивают телефонную связь на территории сельских административных районов.

В случае, когда райцентр или крупный город (областной, краевой центр или столица республики), на территории которого расположены органы государственной власти и хозяйственные организации сельского района и который является одновременно центром этого района, имеет районированную городскую сеть, СТС и ГТС образу- ют единую комбинированную сеть. Эти три вида телефонных сетей объединяют общим названием «местные телефонные сети».

            Междугородная телефонная сеть представляет собой совокупность междугородных оконечных и окончено транзитных станций, узлов автоматической коммутации и каналов связи между ними. Междугородная телефонная сеть предназначена для установления соединений между абонентами местных телефонных сетей, расположенных на территории различных зон.

            В настоящее время на междугородной сети России функционирует 87 АМТС, причем используется в основном аналоговое коммутационное оборудование, которое не позволяет обеспечить абонентам многих дополнительных услуг.

            Внутризоновые сети представляют собой совокупность автоматических междугородных телефонных станций, заказно-соединительных линий (ЗСЛ), соединительных линий междугородных (СЛМ), связывающих местные сети с АМТС, соединительных линий между различными местными сетями в зоне при наличии электронных АТС, а также каналов между АМТС, если их в зоне несколько. Внутризоновые сети предназначены для связи между абонентами местных телефонных сетей, расположенных на территории одной телефонной зоны.

            Признаком зоны является наличие единой 7-значной нумерации абонентских линий местных сетей данной зоны. Территория зоны, как правило, совпадает с территорией области, края или республики, а могут и две области объединяться в одну зону или на территории одной области может быть две зоны. Так, крупные города (Москва, Санкт-Петербург) выделены в отдельные зоны. На территории бывшего СССР была образована 171 зона.

Сеть международной телефонной связи представляет собой совокупность международных центров коммутации и международных телефонных станций, связанных между собой каналами высокого качества.

            В соответствии с концепцией и схемой развития международной телефонной связи на территории России предусматривается создание международных центров коммутации (MLIК). В настоящее время для организации международной телефонной связи действует МЦК в Москве, С.-Петербурге, Хабаровске. В 2000 г. введено еще пять МЦК. Абоненты городов, не имеющие выхода на международные направления, передают заказы на международные столы, которые от закрепленного за ними региона распределяют нагрузку через М ЦК на международную сеть.

            2. Сеть междугородной телефонной связи «Искра» — выделенная сеть связи, представляющая собой совокупность коммутационных станций, каналов и линий передачи, предназначена для обеспечения определенной группы абонентов высококачественной связью с приоритетом обслуживания.

«Искра» является разветвленной сетью и охватывает всю территорию России. Развитие сети «Искра» идет по пути создания выделенной цифровой коммутируемой сети (ВЦКС) «Искра 2», где будет осуществляться более качественное обслуживание абонентов за счет передачи сообщений на скоростях 2,4; 4,8; 9,6 кбит/с. Внедрение ВЦКС рассматривается Министерством информационных технологий и связи Российской федерации как один из шагов на пути создания «скелета» единой национальной цифровой сети с интеграцией служб, к которой по согласованным протоколам будут подключаться местные и ведомственные цифровые сети.

Абонентам сети «Искра-2» будут предоставляться услуги внутри- городской, междугородной и международной телефонной связи, факсимильной связи, электронной почты, факс почты.

            3. Сети подвижной радиотелефонной связи общего пользования- это совокупность технических средств, обеспечивающая подвижным абонентам возможность установления связи между собой и со стационарными абонентами сети [1].

Создание сети подвижной радиотелефонной связи в России находится на начальном этапе, несмотря на то, что первая сеть радио- телефонной связи общего пользования Алтай» введена в эксплуатацию в 1963 г. В первом полугодии 1994 г. была утверждена и опубликована концепция развития в России до 2010 г. сетей сухопутной подвижной радиосвязи общего пользования. Сеть подвижной радио- телефонной связи создается практически полностью с использованием современных технологий и включает сотовые сети, сети персонального радиовызова и транкинговые сети. Сотовые сети развиваются на основе усовершенствованной версии аналогового стандарта NMT 450 (Nordic Mobile Telephone System охватывают более 30 городов России) и двух цифровых стандартов GSM (6/ System for Mobile Communications) и D-AMPS Advanced Mobile Phone Service), причем стандарты NMT450 и GSM имеют статус федеральный, а стандарт D-AMPS — статус регионального стандарта. С момента появления первых сетей сотовой связи в России наблюдается устойчивый рост числа пользователей сотовой связи. К концу первого квартала 2002 г. количество абонентов достигло 10 380 000 [1].

Сети персонального радиовызова (пейджинговые) развиваются на основе стандартов POCSAG (Post Office Соде Standardization Advisory Group), ERMES (European Radio Message System). В Москве действуют пять сетей персонального радиовызова емкостью 15 тыс. абонентов. В настоящее время наиболее популярны буквенное цифровые пейджеры производства фирм Motorola, Philips, Ericsson. Более подробно сети подвижной радиотелефонной связи описаны в гл. 6.

            Развитие и совершенствование существующих в Российской Федерации сетей связи неразрывно связано с общемировой тенденцией развития средств и сетей телекоммуникаций в направлении цифровизации, интеграции видов электросвязи и предоставляемых услуг, создания интегральных многофункциональных терминалов и средств коммутации, внедрения единых международных стандартов. В связи с этим в последние годы происходит постепенный переход от аналоговой к цифровой сети общего пользования, который предполагается осуществить в три этапа:

1-й этап (1995 — 2005 гг.) предусматривает строительство транс- российских магистральных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) с Запада на Восток (Москва — Хабаровск) и с Севера на Юг (Москва — Новороссийск), установку узлов автоматической коммутации и междугородных станций нового поколения, что позволит создать базу для перехода на цифровую сеть связи общего пользования (ЦСС ОП).

            Цифровая сеть связи общего пользования — часть телефонной связи общего пользования, в которой одни и те же устройства цифровой коммутации и цифровые тракты используются одновременно для различных видов электросвязи (телефонии, передачи данных и др.). Практически это означает, что с введением единых протоколов взаимодействия сетей и систем, а также единой процедуры установления и разрушения соединений ликвидируются самостоятельные службы электросвязи для передачи (приема) речи, текста, данных и т.д.

2-й этап (до 2010 г.) предусматривает наращивание емкости ЦСС ОП, построение на ее базе узкополосной цифровой сети с интеграцией служб ISDN (Integrated Services Digital Network).

3-й этап (после 2010 г.). Создание широкополосной цифровой сети с интеграцией служб BSDN (Broadband Services Digital Network).

Таким образом, два последних этапа связаны с концепцией создания цифровой сети с интеграцией служб.

            Цифровая сеть с интеграцией служб — сеть связи, обеспечивающая объединение большого числа речевых и неречевых служб в рамках единой сети.

В настоящее время различают узкополосную (У-ЦСИС) и широкополосную (Ш-ЦСИС) цифровую сеть с интеграцией служб.

            Узкополосная цифровая сеть с интеграцией служб (N-ISDN) — цифровая сеть с интеграцией служб, обеспечивающая передачу речи, низкоскоростную передачу данных и черно-белых изображений. В качестве базовой скорости в интерфейсе «абонент-сеть» используется 144 кбит/с (два информационных В-канала по 64 кбит/с и один служебный С-канал 16 кбит/с). Примером такой сети может служить опытный район узкополосной цифровой сети ISDN-98, созданный в Москве в 1997 г.

            Сравнительно небольшие скорости в И-ISDN оказались сдерживающим фактором при попытке интеграции таких служб, как передача неподвижных и особенно подвижных изображений с высокими показателями качества, например цветной видеофон, передача больших объемов данных с большими скоростями и др. Этим определяется переход от действующих N-ISDN к широкополосным ISDN.

Широкополосная цифровая сеть с интеграцией служб (В-ISDN)— цифровая сеть с интеграцией служб, обеспечивающая организацию различных служб электросвязи по высокоскоростным цифровым каналам связи (со скоростью 32 Мбит/с и выше) через стык «абонент- сеть» [2].

            Наиболее важным с точки зрения технических средств при создании В-ISDN явилось введение асинхронного режима доставки (АРД) как основного транспортного механизма в В-ISDN, определяющего процессы выше физического уровня (при рассмотрении В-ISDN с точки зрения ЭМВОС).

            Новая техника доставки АРД базируется на принципе асинхронного временного разделения ресурсов, при котором множество виртуальных соединений с различными скоростями передачи и характеристиками передаваемого сигнала асинхронно мультиплексируются (объединяются) в едином физическом канале связи. В качестве протокольной единицы в АРД используется короткий пакет фиксированной длины, включающий заголовок и информационное поле.

            Такой пакет называется пакетом АРД. Выбор АРД как основного режима доставки в В-ISDN означает фундаментальные изменения в принципах построения интегральных сетей. Примерно до конца 1980-х гг. среди идеологов В-ISDN не было единой точки зрения на выбор транспортного механизма. Предполагалось, в частности, что основным режимом будет оставаться метод коммутации каналов (также как и в N-ISDN) и как следствие в качестве метода доставки предлагался синхронный режим передачи (СРП).

Однако недостатки СРП, заключающиеся в больших требованиях к системе синхронизации и неэффективном использовании ресурсов при коммутации каналов, привели к необходимости введения АРД в В-ISDN. Асинхронный режим доставки — базовый режим доставки, задающий принципы стандартизации цифровой иерархии скоростей передачи, механизмы мультиплексирования и коммутации, а также интерфейсы для широкополосных служб.

            В состав структуры ISDN в общем случае входят две подсети: магистральная (базовая) сеть и абонентская (терминальная) сеть (рис. 4.3).

Магистральная сеть включает узлы автоматической коммутации и соединяющие их каналы связи, а также систему управления базовой сетью.

            Терминальная сеть содержит терминалы, абонентские пункты, концентраторы, абонентские линии или каналы связи, которые соединяют терминалы с абонентскими пунктами и концентраторами, или терминалы, абонентские пункты и концентраторы — с узлами автоматической коммутации, а также систему управления терминальной сетью.

На базе цифровой сети с интеграцией служб планируется создать интеллектуальную сеть связи. Интеллектуальная сеть связи (ИСС)— сеть связи, в которой осуществляется не только передача сообщений, но и предоставляется разнообразный информационный сервис. ИСС предназначена для обеспечения быстрого и эффективного предоставления новых услуг связи путем создания механизмов и способов их спецификации, разработки, верификации и внедрения на новой технологической основе.

            Интеллектуальная сеть связи наряду с традиционными компонентами (узлы коммутации, линии связи, подсистема эксплуатационное- технического обслуживания, которая планирует и организует профилактику и ремонт элементов сети связи, подсистема управления) содержит новые составляющие: сервисные центры, обеспечивающие предоставление услуг; одна либо несколько баз данных; сложная система сигнализации для осуществления скоростной коммутации сообщений (пакетов, данных).

Реализация ИСС осуществляется за счет того, что функции коммутации остаются в базовой коммутируемой сети, а функции логической обработки и предоставления услуг переносятся в надстройку, называемую платформой ИСС, которая представляет собой совокупность технических устройств и ЭВМ (баз данных).

            Таким образом, сеть ТФДП объединяет в себе существующие и перспективные сети связи:

— существующая аналого-цифровая сеть связи общего пользования, включающая цифровую составляющую;

— цифровая сеть с интеграцией служб;

— широкополосная цифровая сеть с интеграцией служб;

— выделенная сеть связи «Искра»,

— интеллектуальная сеть связи.

4.1.2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕЛЕФОННЫХ СЕТЕЙ РАЗЛ ИЧ НОГО УРОВНЯ

Принципы построения междугородной телефонной сети. В основу построения междугородной телефонной сети положен принцип территориального деления, учитывающий:

— границы территорий и структуру магистральной первичной сети; — административное деление территории; — технико-экономические показатели.

Схема построения междугородной телефонной сети изображена на рис. 4.4.

Такая сеть развертывается по иерархическому принципу и имеет два уровня иерархии: нижний, включающий зоновые АМТС, и верхний, состоящий из УАК1(УАК II, ОТС).

Страна делится на телефонные территории. На каждой территории организуются узел автоматической коммутации или окончено транзитная станция (ОТС), выполняющая роль УАК, и пучки телефонных каналов, связывающие УАК и ОТС по принципу «каждый с каждым». На УАК и ОТС осуществляются транзитные соединения телефонных каналов. Телефонная территория имеет несколько зон нумерации, в каждой зоне устанавливается одна или несколько АМТС.

            Зона нумерации — это часть территории сети, на которой все абоненты телефонной сети имеют единую семизначную нумерацию.

Каждая АМТС по исходящей и входящей связи должна опираться на два УАК (на УАК своей территории и УАК смежной территории).

            Международная телефонная сеть строится с обходами, т. е. посредством организации между АМТС прямых путей на базе пучков каналов высокого использования (ПП). Избыточная нагрузка сбрасывается на обходные пути (промежуточные (ОПП) и последнего выбора (ППВ)) к УАК. Следует заметить, что путем последнего выбора является последний по счету канал в любом из пучков (ПП или ОПП).

Принципы построения внутризоновой телефонной сети. На внутризоновой сети может быть установлена одна или несколько АМТС. Внутризоновая сеть с одной АМТС в зоне строится по радиальному принципу, т. е. каждая местная сеть включается в АМТС для исходящей связи по заказно-соеднительной линии и для входящей связи по соединительной линии междугородной (СЛМ) (рис. 4.5). Удаленные от АМТС оконечные (ОС), узловые (УС) или районные телефонные станции могут быть соединены последовательно через

центральные телефонные станции (ЦС), либо транзитные узлы: исходящих и входящих сообщений (УВИС), сельской пригородной связи (УСП).

            При установке на местных сетях стаций с программным управлением возможна организация прямых путей между различными местными сетями зоны, если между ними может быть организовано взаимодействие. В этом случае (а также при наличии нескольких АМТС) внутризоновая сеть может строиться с обходами.

            Если в зоне работает одновременно несколько АМТС, они должны связываться между собой по принципу «каждая с каждой» пучками каналов высокого качества обслуживания.

Принцип построения городских телефонных сетей. По обслуживаемой территории ГТС классифицируются следующим образом:

— нерайонированные сети; — районированные сети без узла образования; — районированные сети с узлами входящих сообщений (УВС); — районированные сети с узлами исходящих и входящих сообщений (с УИС и УВС).

            Простейшей городской телефонной сетью является нерайонированная ГТС. На такой сети устанавливается одна телефонная станция, куда включаются все абонентские линии ГТС. При этом основная часть расходов при строительстве ГТС (свыше 60%) приходится на линейные сооружения, поэтому такие ГТС строят только в городах с небольшой территорией (аналоговая ГТС емкостью до 8 тыс. номеров, цифровая ГТС емкостью в несколько десятков тысяч номеров).

            При увеличении числа абонентов ГТС строят по принципу районирования, т. е. территория города разбивается на ряд районов и в каждом из таких районов размещается АТС (РАТС). При этом ГТС могут быть двух типов: районированная без узла образования и районированная с узлами входящего сообщения. На районированной ГТС без узла образования может быть несколько районных АТС, которые соединяются друг с другом по принципу «каждая с каждой» с учетом обходных направлений (рис. 4.6).

При таком построении ГТС капитальные затраты на линейные сооружения существенно сокращаются за счет уменьшения протяженности абонентских линий, имеющих редкое использование (в среднем до 0,1 Эрл в час наивысшей нагрузки (ЧНН)), и введения соединительных линий с частым использованием (0,6 — 0,8 Эрл в ЧНН). Если исходить из стоимости станционных и линейных сооружений, то районированная структура аналоговой ГТС экономически целесообразна при емкости сети до 80 тыс. номеров, а цифровая — до нескольких сотен тысяч номеров. Оптимальная с экономической точки зрения емкость РАТС находится в пределах 6 000— 10 000 номеров и, как правило, принимается равной 10 000 номе- ров при пятизначной нумерации. На ГТС при пятизначной нумерации количество РАТС обычно не превышает 6.

При большом числе РАТС связь по принципу «каждая с каждой» становится неэкономичной, так

как в этом случае образуется большое число мелких пучков соединительных линий (СЛ). Нагрузка от одной АТС равномерно распределяется между СЛ. Возрастание нагрузки приводит к возможности увеличения емкости пучка соединительных линий, поэтому на крупных ГТС связь между РАТС устанавливается не непосредственно друг с другом, а через узлы входящего сообщения при емкости ГТС до 400 — 500 тыс. номеров (рис. 4.7), а при большей емкости — через узлы исходящего и входящего сообщений (УИС — УВС) (рис. 4.8).

            При этом территория города делится на узловые районы. В каждом узловом районе может быть установлено до 10 РАТС, которые соединяются между собой непосредственно (по принципу «каждая с каждой») или через УВС. Для концентрации нагрузки каждая РАТС также соединяется с УВС других узловых районов исходящими CJl, а со своими УВС — входящими СЛ. Нумерация на таких сетях шестизначная, первая цифра является кодом узла, а первая и вторая цифры вместе — кодом РАТС. Соединительный тракт на сети с УВС состоит из следующих семи участков: абонентская линия (АЛ)— РАТС — СЛ — УВС — СЛ — РАТС — АЛ.

Аналоговые районные ГТС с УВС могут иметь емкость до 800 тыс. номеров, а цифровые ГТС — до нескольких миллионов.

При наличии в узловом районе УИС и УВС связь между районными автоматическими телефонными станциями своего узлового района выполняется по принципу «каждая с каждой», а с другими районенами

к узловому району выбранной миллионной группы, а третья — выход к РАТС. Соответственно каждая РАТС на такой сети имеет трехзначный код. Соединительный тракт на сети с УВС и УИС содержит участки: АК — РАТС — СЛ — УИС — СЛ — УВС — СЛ — РАТС — АЛ.

Районированные ГТС с узлами исходящих и входящих сообщений обычно имеют несколько десятков узловых районов.

Таким образом, районировать телефонную сеть можно многими способами, задаваясь разным числом телефонных районов и различной емкостью РАТС. Задача районирования заключается в нахождении оптимального варианта, при котором суммарные затраты на сооружение абонентских линий, соединительных линий межстанционной связи, станционных сооружений и зданий РАТС, отнесенные к одному номеру абонентской емкости телефонной сети, будут минимальными:

К=К_ал+К_сл+К_ст+К_зд

Вариант сети связи, в которой выполняется это условие, можно считать оптимальным.

Для установления закономерностей, позволяющих оценить тот- или иной вариант районирования сети, рассмотрим идеализированную модель ГТС, для которой примем ряд допущений:

            1. Будем считать, что плотность распределения абонентов по территории города, т. е. число телефонных аппаратов, приходящихся на 1 гектар площади, одинаково по всей территории:

б = И/S,                                                                                                                            (4.2)

где И — емкость телефонной сети, S — площадь, занимаемая городе- е кой застройкой, га.

            2. Территория города и выделенные на ней равные по площади- телефонные районы имеет прямоугольную форму.

            3. Районные АТС связываются друг с другом соединительными линиями по схеме каждая с каждой». При наличии на сети и районных АТС число пучков СЛ определяется выражением

р = n(n — 1).                                                                                                                     (4.3)

            4. Нагрузка, создаваемая каждым абонентом сети, одинакова и равна у. Общая исходящая нагрузка, создаваемая каждой станцией и равная ут, где m — емкость РАТС, распределяется между всеми станциями поровну, и, следовательно, нагрузка, поступающая на каждый пучок СЛ, равна

Затраты на: 1 — строительство зданий АТС, 2 — сооружение АЛ, 3 — сооружение СЛ, 4 — монтаж стационарного оборудования АТС, 5 — монтаж станционного оборудования квазиэлектронных АТС, 6 — суммарные затраты

            Анализируя это выражение, мы видом, что с увеличением емкости РАТС (m) при той же емкости телефонной сети (N) затраты на соединительные линии уменьшаются. В пределе при т = N затраты на СЛ равны нулю, т. е. приходим к варианту нерайонированной сети. Увеличение плотности распределения абонентов по территории города также снижает затраты на СЛ.

            Затраты на станционное оборудование, отнесенные к одному номеру сети К„, можно представить как сумму А+ В/т, где А — затраты, объем которых пропорционален абонентской емкости станции (следовательно, и возникающей на станции нагрузке), В — затраты на обще станционные устройства, стоимость которых не зависит ни от емкости РАТС, ни от нагрузки. На рис. 4.9 кривая 5 показывает изменение К„в зависимости от емкости станций [4].

            Затраты на гражданские сооружения (здания АТС) на один номер убывают с увеличением емкости АТС. При разработке генеральных схем развития городских телефонных сетей считают, что с увеличением емкости АТС с 10 000 до 30 000 номеров затраты на здания, отнесенные к одному номеру, уменьшаются в 2 раза (кривая 1, рис. 4.9).

            Суммируя все виды затрат, можно прийти к заключению (кривая 6), что при некоторых значениях емкости районных АТС затраты, отнесенные к одному номеру емкости сети, рассчитанные для идеализированной модели сети, становятся минимальными, и емкости, лежащие вблизи этих значений, можно считать оптимальными емкостями районных АТС для заданных условий.

            При построении ГТС часто возникает необходимость телефонизации компактно расположенных групп абонентов, удаленных на сравнительно большое расстояние от АТС. В целях уменьшения затрат на строительство абонентских линий в этом случае оказывается целесообразным «вынести» ступень абонентского искания за пределы РАТС. Такое «вынесенное» станционное оборудование называют подстанцией коммутации (ПСК). При этом число СЛ между ПСК и опорной АТС сравнительно мало. Если емкость ПСК составляет 1 000 абонентских линий, то при потерях сообщения 0,005 достаточно 140-160 СЛ между ПС и опорной АТС. Сейчас выпускаются подстанции ПСК-1000 и ПСК-100 емкостью на 1000 и 100 номеров соответственно. Затраты на абонентские линии могут быть сокращены при использовании спаренного включения телефонных аппаратов с помощью несложных приставок, но такая схема уменьшает удобство в пользовании телефонными аппаратами. Более перспективным является применение аппаратуры высокочастотного уплотнения (АВУ). При этом используются один канал низкочастотный, а второй — высокочастотный и требуется абонентская линия с затуханием, не превышающим 4,3 дБ.

Внедрение цифровых АТС может осуществляться методом «наложенной сети» с соблюдением следующих правил:

            — все связи между цифровыми АТС должны осуществляться только через цифровые АТС и узлы;

            — при связи между цифровыми АТС должны использоваться линейные тракты цифровых систем передачи, удовлетворяющие рекомендациям МСЭ по согласованию интерфейсов;

            — вновь вводимые цифровые АТС должны включаться только в «наложенную» сеть;

            — связь между цифровыми и аналоговыми АТС должна осуществляться по линейным трактам цифровых систем передачи с применением аналого-цифрового преобразователя и обеспечением согласования систем сигнализации на стороне аналоговых АТС;

            — цифровые станции и узлы могут размещаться на одной территории или даже в одних зданиях с аналоговыми АТС и узлами.

            Для связи аналоговых АТС с цифровыми в цифровых узловых рай- онах должны устанавливаться цифровые узлы входящих сообщений (УВС) (рис. 4.10). Оборудование современных цифровых станций позволяет одновременно выполнять функции узлов входящих и исходящих сообщений, а также узлов обходных связей. Такой узел на рис. 4.11 обозначен как УИВС. Аналоговые АТС должны соединяться с УИВС только системами передачи, работающими в режиме импульсно-кодовой модуляции (ИКМ).

Примеры цифровых телефонных сетей, наложенных на существующие аналоговые сети с УВС и УИВС, представлены на рис. 4.10 и 4.11 соответственно. Они охватывают один или несколько цифровых узловых районов.

            Сельские телефонные сети имеют ряд особенностей, которые в значительной степени определяют принципы их построения. Как правило, они охватывают значительные территории, на которых абоненты размещаются небольшими группами на большом расстоянии друг от друга. Это обусловливает применение АТС малой емкости (от нескольких десятков до нескольких сотен номеров) и использование мелких пучков межстанционных линий большой протяженности.

            С целью удешевления линейных сооружений на СТС применяются следующие меры:

            — производится рациональное размещение АТС для создания условий объединения потоков телефонных сообщений и укрупнения потоков межстанционных линий;

            — допускается повышение нормы потерь телефонных сообщений по сравнению с нормами, принятыми на ПС; — применяются межстанционные линии двустороннего действия и системы частотного и временного уплотнения соединительных линий;

            — больше, чем на городских сетях, используется спаренное включение телефонных аппаратов.

            АТС малой емкости делают необслуживаемыми, а АТС средней емкости — частично обслуживаемыми, что требует использования более надежной элементной базы, применения пылезащитных шкафов, возможности использования устройств, стабилизирующих питающие напряжения, наличия дистанционной сигнализации о повреждениях.

Принципы построения сельских телефонных сетей. Сельские телефонные сети (СТС) характеризуются большим территориальным разносом элементов из-за низкой плотности населения, что определяет особенности их построения и обеспечения абонентов услугами. Они строятся по радиальному и радиально-узловому принципам с центральной станцией (ЦС) в районном центре (одно и двухступенчатая схемы). При этом возможно использование прямых и обходных путей. ЦС является главным коммутационным узлом СТС и одновременно выполняет функции городской телефонной станции райцентра (рис. 4.12).

В населенных пунктах района устанавливаются оконечные станции (ОС), которые включаются непосредственно в ЦС. Такая схема построения сети называется одноступенчатой (рис. 4.13).

            Еще более экономичным с точки зрения лучшего использования линейных сооружений является двухступенчатое построение сельской

кой телефонной сети. При этом оконечные станции включаются в ЦС через узловую станцию (УС). Узловые станции, как правило, устанавливаются в сравнительно крупных сельских населенных пунктах и наряду с функциями по организации транзитной связи между ОС и ЦС выполняют функции телефонной станции для абонентов своего населенного пункта.

При такой схеме построения СТС возможна и непосредственная связь ОС и ЦС. Центральная станция СТС связывается по заказано соединительным и соединительным линиям с междугородной телефонной станцией (МТС). Абонентам СТС предоставляется междугородная связь только через ЦС по одному из трех маршрутов: ЦС- МТС, ОС — ЦС — МТС или ОС — УС — ЦС — МТС. Однако двухступенчатое построение сети имеет и свои недостатки:

            — вносит дополнительное затухание в разговорный тракт; — увеличивает время установления соединения;

            — усложняет и увеличивает объем оборудования сельской АТС; — вносит дополнительные потери сообщений;

            — приводит к усложнению системы нумерации; — уменьшает показатели надежности.

Создание на СТС наложенной цифровой сети начинается с установки новой цифровой ЦС. Аналоговая ЦС переводится в ранг узловой, существующие УС переводятся в ранг ОС (рис. 4.14).

Принципы построения комбинированных телефонных сетей. При построении комбинированных телефонных сетей (КТС) на ГТС должна предусматриваться организация ЦС или транзитного узла исходящих и входящих сообщений сельское пригородной связи (УСП), через который осуществляется связь как между станциями СТС, так и станций СТС со станциями ГТС. Кроме того, через УСП (ЦС) должна обеспечиваться исходящая и входящая междугородная связь абонентов станций СТС и в некоторых случаях абонентов ГТС, когда АМТС расположена в другом городе.

Возможны два принципа построения КТС: 1. Если город имеет районированную сеть без узлообразования и суммарная емкость КТС менее 80 000 номеров, то на этой сети могут быть организованы УСП или ЦС, в которые включаются сельские АТС. Городские районные АТС (PATC) и УСП (ЦС) связываются друг с другом по принципу каждая с каждой».

2. Если город имеет районированную сеть с узлообразованием, то на ГТС следует организовать УСП, который включается в ГТС в качестве узла исходящих и входящих сообщений, местной и междугородной связи стотысячного узлового района.

4.2. ТИПОВЫЕ КАНАЛЫ И СЕТЕВЫЕ ТРАКТЫ ТЕЛЕФОННОЙ СЕТИ

            Исходя из изложенного выше материала, можно утверждать, что система связи (в том числе и телефонной связи) есть совокупность сетей связи, подсистем (сетей) обеспечения и управления.

            В свою очередь сети связи можно подразделить на первичную и вторичные. Первичная сеть связи (она может быть либо аналоговой, либо цифровой, либо смешанной) предназначена для образования типовых каналов передачи и сетевых трактов. Вторичные сети связи (телефонные, телеграфные, факсимильные и т. д.) выполняют задачи образования каналов связи.

            Для понимания теоретических основ построения сети необходимо дать определения таким понятиям, которые во многом объясняют возникновение и развитие элементов сети. К ним в первую очередь относятся направление связи и информационное направление (рис. 4.15).

Под направлением связи понимают часть сети связи, представляющую собой совокупность линий связи между узлами связи двух пунктов управления. Направление связи включает линии связи, которые

в свою очередь имеют одну либо несколько линий передачи, образующих каналы передачи.

Il0p, информационным направлением будем понимать часть сети связи, обеспечивающей передачу информации между двумя пунктами управления. Данное понятие включает в себя не только элементы сети связи, но и элементы системы, которой связь предоставлена (например пункты и органы управления). Часто информационные направления обозначаются исходя из названий населенных пунктов, в которых размещены или проживают пользователи (например информационное направление «Москва — Владивосток»).

            Поскольку телефонные каналы связи основываются на каналах передачи и сетевых трактах, то уместно рассмотреть принципы нормирования и основные параметры каналов передачи и сетевых трактов. Прежде чем перейти к принципам нормирования, приведем сначала основные понятия и определения.

4.2.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

            Сообщение от телефонного аппарата (ТА) абонента до ТА корреспондента проходит целый ряд технических устройств, входящих в состав канала электросвязи. Канал электросвязи в свою очередь включает канал вторичной сети, базирующийся на канале передачи.

            Рассмотрим элементы канала электросвязи более подробно. Из ранее представленного материала (гл. 3) известно, что основой для вторичных сетей (непосредственно предоставляющих сообщение абонентам) является первичная сеть. Доставка сообщения от источника к получателю с использованием первичной сети EC3 России осуществляется с помощью канала передачи — комплекса технических средств и среды распространения, обеспечивающих передачу сигнала электросвязи в полосе частот или со скоростью передачи, характерных для данного канала передачи между сетевыми узлами (станциями) [3, 4] (рис. 4.16).

Формирование каналов передачи осуществляется в системе передачи (аналоговой или цифровой). В зависимости от системы передачи сигналов электросвязи канал передачи называют «аналоговым», цифровым» или «смешанным». Смешанный канал передачи— канал, в котором на разных его участках используется аналоговая или цифровая система передачи сигналов электросвязи. Кроме того, различают простой и составной канал.

            Простой канал — канал передачи, не имеющий транзитов в полосе частот или со скоростью передачи сигналов данного канала [4]. Другими словами, простой канал в своем составе имеет индивидуальное оборудование только на входе и выходе.

            Транзит каналов передачи (трактов) — соединение одноименных каналов передачи (трактов), обеспечивающее прохождение сигналов электросвязи без изменения полосы частот или скорости передачи.

            Составной канал — это канал передачи с транзитами в полосе частот или со скоростью передачи сигналов данного канала [3].

Каналы передачи объединяются в групповые тракты: первичная группа (ПГ) — 12 каналов ТЧ, вторичная группа (ВГ) — 5 ПГ емкостью 60 каналов и т. д.

            Групповой тракт — это комплекс технических средств системы передачи ЕСЭ России, предназначенный для передачи сигналов электросвязи нормированного числа каналов тональной частоты или основных цифровых каналов ЕСЭ России в полосе частот или со скоростью передачи, характерных для данного группового тракта [2].

Следует заметить, что количество объединяемых каналов в групповые тракты современных АСП (ЦСП) может достигать несколько сотен (ИКМ-120, К-300) и даже тысяч (К-1920, ИКМ-1920, К-3600), при этом тракт может передавать широкополосные сигналы других видов связи, но в названии систем передачи остаются цифры, обозначающие возможность передачи именно телефонных сигналов.

            Для передачи групповых трактов создается линейный тракт. Линейный тракт — это комплекс технических средств системы передачи, обеспечивающий передачу сигналов электросвязи в полосе частот или со скоростью, соответствующей данной системе передачи.

Определенный выше комплекс технических средств передачи сообщений объединен общим понятием «линия передачи» (кабельная, волноводная, счетоводная, коротковолновой связи с использованием отражения от ионосферы, ультракоротковолновой связи ионосферного и тропосферного рассеяния, метеорной связи, космической связи и др.).

            Линия передачи — совокупность физических цепей и (или) линейных трактов систем передачи ЕСЭ России, имеющих общие линейные сооружения, устройства их обслуживания и одну и ту же среду распространения в пределах действия устройств их обслуживания [4] (гл. 1).

            Необходимо отметить, что основой общегосударственной первичной сети связи являются сетевые тракты, которые организуются между сетевыми станциями (узлами) и непосредственно используются на этих станциях или предоставляются во вторичные сети.

            Сетевой тракт представляет собой типовой групповой тракт (или несколько последовательно соединенных типовых групповых трактов) с включенной на его входе и выходе аппаратурой образования тракта [4], обеспечивающей возможность предоставления его вторичным сетям; из этих трактов возможно образование трактов меньшей пропускной способности, широкополосных каналов и каналов тональной частоты (рис. 4.17).

            Сетевой тракт может быть получен как за счет аналоговых, так и цифровых систем передачи. Организация сетевых трактов первичной сети ЕСЭ России из групповых трактов достигается путем подключения специального оконечного оборудования (комплектов образования трактов КОТ). В передающей части КОТ предусматриваются развязывающие устройства для ввода в сетевой тракт сигнала контрольной частоты (КЧ), а на приеме — для подключения измерительных приборов.

            В сетевых узлах сетевые тракты организуются тремя способами. Первый способ связан с использованием типового преобразовательного оборудования. При этом тракт высокого порядка разделяется

с 4VITC — автоматическая междугородная телефонная станция,

МСС — магистральная сетевая станция, КОТ — комплекты образования тракта, ATC — астатическая телефонная станция, МТС — междугородная телефонная

станция, УП — сетевой узел переключения, Сув — сетевой узел выделения, м КУ — коммационное устройство, ЦПП — центральный переговорный пункт

на тракты более низкого порядка, часть из которых и предоставляется потребителю, а остальные включаются в транзитное оборудование станции для дальнейшей передачи по сети. Такой способ эффективен лишь при организации достаточно большого числа трактов, так как требует установки на станции относительно большого количества дополнительного оборудования преобразования и получения несущих частот, образования транзита, а также оборудования организации тракта более высокого порядка, который будет оканчиваться на станции.

            Второй способ основан на том, что сетевой тракт любого вида может быть получен с помощью аппаратуры выделения линейных трактов. Чаще всего этот способ используется на обслуживаемых усилительных пунктах (ОУП) при выделении вторичных групповых трактов из линейного тракта распределительной системы передачи (К-ЗООр), что осуществляется без потерь спектра.

            Третий способ заключается в получении сетевых трактов с помощью аппаратуры выделения из трактов высшего порядка. Это осуществляется путем полосовой фильтрации части спектра, передаваемого в тракте высокого порядка магистральной линии передачи. Данный способ используется на узлах, где потребность в каналах

и трактах небольшая. Согласно [4], различают простые и составные сетевые тракты. Простой сетевой тракт — сетевой тракт, не имеющий транзитов того же наименования, что и тракт [4]. Другими словами, сетевой тракт, образованный между соседними узлами (станциями), называется простым.

            Составной сетевой тракт — сетевой тракт, проходящий через узел (станцию) с транзитами того же наименования, что и тракт [3].

На первичной сети в составном тракте конкретного порядка максимальное число транзитов того же порядка не должно превышать 19-ти, из них на магистральной сети — 17-ти, на внутризоновых — 2-х. Следует отметить, что на местных первичных сетях аналоговые сетевые тракты не организуются.

            Сетевые тракты могут предоставляться непосредственно потребителям только при условии наличия у них типового каналообразующего оборудования. В общем случае потребителю предоставляются широкополосные каналы (ШК), образованные на базе соответствующих сетевых трактов.

            Широкополосный канал — типовой канал передачи, образуемый на базе сетевого тракта при помощи аппаратуры формирования, включенной на его входе и выходе [4]. Такой канал в зависимости от сетевого тракта, образующего его, называют, например, первичным, вторичным, третичным ШК. Эти каналы применятся для передачи газетных полос, сигналов телеуправления, телесигнализации, звукового вещания и др.

Таким образом, каналы передачи и сетевые тракты, являясь составными частями первичной сети, предоставляются вторичным сетям (в том числе и сети телефонной связи) для образования каналов связи.

            Канал связи вторичной сети — совокупность линейных и станционных устройств, необходимых для последовательной передачи сообщений, содержащих информацию данного вида, из одного пункта в другой. Под каналом связи можно понимать совокупность линейных, каналообразующих, коммутационных и специальных средств связи, соединенных последовательно и обеспечивающих при подключении к ним оконечных устройств передачу сообщений между двумя корреспондентами (абонентами).

            При организации связи между абонентами канал связи может закрепляться за парой абонентов, либо предоставляться только на время переговоров между ними. Первый вариант использования канала связи мало эффективен и в сетях связи общего пользования он практически не используется. При реализации второго варианта приме- нения канала связи ставится коммутационное устройство, позволяющее коммутировать его на различные телефонные аппараты. На вторичных сетях ЕСЭ России применяются АТС (АМТС).

Таким образом, канал вторичной сети — это часть канала электросвязи между точками коммутации или переключений узлов и станций вторичной сети [3].

            Следует отметить, что в реальных условиях рабочее место абонента может располагаться на значительном расстоянии (от нескольких метров до нескольких километров) от коммутационного устройства (АТС) и для подключения к АТС оконечных устройств применяется абонентская линия. Все абонентские линии от телефонных аппаратов прокладываются на абонентский кросс, который обеспечивает жесткое соответствие телефонного номера обслуживаемому абоненту. Чтобы осущевить требуемое соединение, на коммутационный узел от вызывающего оконечного устройства должна посту- пить информация о номере корреспондента, называемая адресной информацией, а из коммутационного узла в оконечные устройства посылаются сигналы для оповещения объектов о различных состояниях процесса установления соединения (сигналы ответа станции, посылки вызова, занятости и т. д.).

            Таким образом, отточек коммутации канала связи вторичной сети до телефонного аппарата функционирует ряд технических устройств, которые входят в состав канала электросвязи.

Канал электросвязи — путь прохождения сигналов электросвязи, образованный последовательно соединенными каналами и линиями вторичной сети ЕСЭ России с помощью станций и узлов вторичной сети ЕСЭ России, который обеспечивает при подключении оконечных устройств вторичной сети передачу сообщения от источника к получателю [4].

Таким образом, в ходе рассмотрения элементов, составляющих канал электросвязи, были уточнены основные понятия, термины и определения, применяемые в телефонных сетях связи. Исходя из вышеизложенного, очевидно, что качество канала электросвязи во многом зависит от степени соответствия каналов и трактов нормам.

4.2.2. ПРИНЦИПЫ НОРМИРОВАНИЯ КАНАЛОВ И СЕТЕВЫХ ТРАКТОВ ТЕЛЕФОННОЙ СЕТИ

            В настоящее время нормирование электрических параметров каналов и трактов осуществляется в соответствии со следующими принципами:

            1. Каналы и тракты организуются в первичных сетях посредством совместного использования различных средств связи (проводных, радиорелейных, тропосферных и т. д.). В соответствии с этим принципом нормы должны устанавливаться на канал (тракт) первичной сети, а на их основе выбираться нормы на каналы данной системы передачи. Нормы на параметры проводных, радиорелейных, тропосферных и подобных средств связи должны быть едиными, но вместе с тем учитывать особенности системы передачи, в частности мощность шумов и стабильность остаточного затухания.

            Одним из важнейших показателей, определяющих качество связи в аналоговых каналах передачи, является защищенность от помех.

            Помеха — постороннее электрическое колебание, мешающее приему передаваемых сигналов.

            Помехи, имеющие равномерный и непрерывный энергетический спектр, принято называть шумами. В каналах помехи и шумы возникают за счет собственных шумов усилителей, шумов и помех нелинейного происхождения, переходных влияний между физическими цепями и по другим причинам.

            Мешающее действие шума оценивается величиной мощности или напряжения шума, отнесенной к точке с определенным значением относительного уровня сигнала, чаще всего к точке с относительным нулевым уровнем. Такой подход позволяет освободиться от необходимости учитывать изменения уровня полезного сигнала во времени.

Оценка шума и помех зависит от вида передаваемой информации. Для телефонной связи используется псофометрическая мощность или псофометрическое напряжение.

Псофометрическое напряжение — это действующее напряжение шума на выходе канала с учетом чувствительности уха и телефона. Это напряжение измеряется специальным прибором — псофометром, который представляет собой вольтметр с включенным на его входе специальным фильтром, учитывающим особенности человеческого слуха.

Интегральным уровнем шума называется действующее напряжение на выходе канала связи, измеренное строго в полосе частот это-

где и — число транзитов по ТЧ, m — число транзитов по групповому тракту, L — протяженность телефонного канала, 3 — значение мощности шумов линейного тракта протяженностью 1 км (ПВТО), 500- шумы двух оконечных станций (ПВТО), 333 — значение мощности шумов на преобразовательном оборудовании при транзите на высокой часто- те (ПВТО).

Основной параметр, определяющий качество связи по цифровым телефонным каналам, — вероятность ошибки, которая при передаче цифрового сигнала между двумя оконечными устройствами (абонентами) не должна превышать 10.

            2. Конкретное предназначение каждого канала заранее известно, но может изменяться, поэтому необходимо, чтобы во вторичных сетях канал обеспечивал любой из предусмотренных видов связи. Следовательно, перечень параметров канала и норм на каждый из них должен устанавливаться и обеспечиваться с учетом всех предусмотренных видов связи.

            3. Первичные сети имеют иерархическую структуру, поэтому нормы на электрические параметры данной сети должны устанавливаться в соответствии с рангом сети, ее принадлежностью, структурой, степенью совместимости со старшими и младшими сетями.

            4. Каналы и тракты должны обеспечивать выход внутригосударственной первичной сети на международную сеть, для чего при разработке норм должны быть учтены рекомендации МСЭ-Т.

            5. Каналы и тракты первичной сети должны быть оптимально загружены (гл. 1).

            6. Каналы первичной сети составляются в общем случае из нескольких простых каналов, поэтому нормы на параметры простых каналов должны устанавливаться в расчете на необходимость обеспечения требуемого качества передачи при предусмотренных максимальной дальности связи и максимальном числе транзитов по ТЧ. Кроме того, наряду с нормами на простые каналы необходимы нормы на составные каналы различных протяженности и структуры. По этому нормирование проводится для эталонных, или номинальных, цепей (рис. 4.18).

Номинальной цепью канала (тракта) называется условная цепь определенной протяженности с заданным числом транзитов, применяемая в качестве исходной для определения электрических параметров, характеризующих качество системы передачи (тракта или канала).

Для конкретных реальных систем и линий передачи значения нормируемых параметров и характеристик получают путем пересчета норм, установленных для номинальных цепей.

В соответствии со структурой первичной сети ЕСЭ России протяженность номинальной цепи каналов передачи (аналоговых и цифровых) составляет 13 900 км, в том числе протяженность магистрального участка — 12 500 км, двух внутризоновых участков — 1 200 км и двух местных участков — 200 км. Структура эталонного канала ЕСЭ России изображена на рис. 4.18. Под структурой канала понимают количество и порядок размещения транзитных пунктов по ТЧ и групповым спектрам. Как видно из рис. 4.18, максимальное расстояние между транзитами по ТЧ и ОЦК на участке местной сети составляет 50 км, на участке внутризоновой сети — 600 км и на участке магистральной сети — 2 500 км. Такие участки называются переприемными. Детально переприемный участок магистральной сети показан на рис. 4.19.

4.2.3. РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ ПРИ                                            ПЛАНИРОВАНИИ ТЕЛЕФОННОЙ СЕТИ

            Важное значение для обслуживания абонентов с качеством не хуже заданного имеет расчет необходимого количества каналов передачи на направлениях связи между узлами (центрами коммутации).

            Из предыдущего материала (гл. 3) известно, что каналы передачи образуются с помощью систем передачи, надежность которых определяется коэффициентом готовности, который в общем случае имеет вид

Каналы передачи, как правило, отличны друг от друга по протяженности, и для того, чтобы можно было провести сравнительную оценку их коэффициентов готовности, введем понятие готовности канала передачи, отнесенного к единице длины (для первичной сети ЕСЭ России — обычно к 100 км).

Тогда, используя выражение (4.16), коэффициент готовности простого канала длиной 100 км можно определить формулой

полученный из выражения (4.24), должен округляться до числа, превышающего десятичную дробь. Например, при полученном по формуле (4.24) значении и = 2,3 требуемое количество каналов, соединяющих два узла, должно быть не меньше трех (и >3).

4.2.4. ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ ГРУППОВЫХ ТРАКТОВ И КАНАЛОВ                                            ПЕРЕДАЧИ ПЕРВИЧНОЙ СЕТИ ПОТРЕБИТЕЛЯМ

            Потребителями первичной сети общего пользования являются:

1) первичные сети ограниченного пользования (ведомственные, специальные)

2) вторичные сети общего пользования (ОП). Предоставление групповых трактов и каналов передачи первичной сети общего пользования (магистральной, внутризоновой, местной) потребителям первичной сети ограниченного пользования (ОГП) (вторичной сети) осуществляется по соединительным линиям (рис. 4.20).

Соединительная линия — линия передачи или физическая цепь, развертываемая между сетевыми узлами (станциями) первичной сети ОП и сетевыми узлами (центрами коммутации) первичной сети ОГП (вторичной сети). Как правило, она развертывается между узлами (станциями) одного уровня иерархии: магистральным (междугородным), зоновым (внутризоновым) или местным (городским, сельским, комбинированным). Соединение организуется с использованием систем передачи, а при небольшой протяженности соединительной линии (6-8 км) предоставление одного или нескольких каналов передачи потребителю допускается по физическим цепям. При этом необходимо отметить, что затухание в физической цепи а на частоте 800 Гц не должно быть более 4дБ. В случае, если а, 4дБ или количество каналов ТЧ более 12, должна использоваться система передачи (СП).

Соединительные линии от оконечных (узловых) радиорелейных станций первичных сетей ОГП к сетевым станциям магистральной первичной сети ОП организуются с использованием кабельных систем передачи, а к внутризоновым и местным сетевым станциям с помощью кабельных и радиорелейных СП. Конкретный тип системы передачи определяется в зависимости от числа организуемых трактов и каналов передачи, расстояния между соединяемыми узлами и длины секции дистанционного питания.

            Строительство (развертывание) СЛ осуществляется на основе нормативных документов: Ведомственные строительные нормы, инструкции по проектированию линейно-кабельных сооружений связи ВСН 116 — 93, Положения о порядке присоединения сетей электросвязи общего пользования и порядке регулирования пропуска телефонного трафика по сетям электросвязи общего пользования Российской федерации» (одобрено решением ГКЭС России # 107 от 25.01.95).

            Предоставление групповых трактов и каналов передачи на сетевых узлах и станциях первичной сети ОП потребителям вторичных сетей осуществляется по линиям привязки с учетом следующих особенностей:

            1. Сетевые узлы и станции первичной сети ОП, как правило, объединяются с соответствующими узлами и станциями вторичных сетей, образуя:

            1.1. междугородные телефонные станции (МТС), которые являются объединениями внутризоновой сетевой станции (ВЗСС) и АМТС;

            1.2. территориальные автоматизированные узлы коммутации (НАУК), представляющие собой объединения крупного территориального сетевого узла и узла автоматической коммутации;

            1.3. районные узлы электросвязи (РУЭС), которые в своем составе содержат оконечные сетевые станции местной первичной сети и РАТС;

            1.4. городские узлы связи (ГУС), объединяющие ССМ и АТС;

            1.5. сельские узлы связи (СУС), включающие почтовые отделения и отделения связи.

Линии привязки, организованные между элементами первичной сети и узлами (станциями) вторичных сетей ЕСЭ России, являются внутристанционными (рис. 4.21).

            2. Параметры физических цепей, каналов передачи и сетевых трактов должны соответствовать действующим нормам на параметры каналов вторичных сетей. В случае повышения требований со стороны абонентов вторичной сети, их реализация должна обеспечиваться непосредственно этой вторичной сетью.

            3. Цифровая линия привязки, осуществляющая передачу сигналов со скоростями 64, 2048 кбит/с, должна отвечать требованиям Рекомендации G.703 МСЭ-Т:

            3.1. при передаче сигнала со скоростью 64 кбит/с затухание в линии привязки должно быть в пределах от 0 до 3 дБ;

            3.2. при передаче сигнала со скоростью 2048 кбит/с — от О до 6 дБ.

            4. Каналы тональной частоты, предоставляемые вторичным сетям,

должны иметь минимальное число транзитов по тональной частоте: — на магистральной первичной сети не более четырех; — на внутризоновой первичной сети не более двух; — на местной первичной сети не более трех.

            5. При использовании аналоговой системы передачи относительные уровни сигналов на входе и выходе каналов и трактов, организуемых на линиях привязки, должны соответствовать значениям, указанным в табл. 4.1.

            6. Предоставление групповых трактов и каналов передачи первичной сети ОП потребителю первичной сети ОГП осуществляется при тесном взаимодействии систем управления этими сетями. С этой целью в соединительных линиях предусматриваются каналы служебной связи, телесигнализации и телеуправления.

Глава 5. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ ДОКУМЕНТАЛЬНОЙ СВЯЗИ

            Успешное решение задач управления требует развития и совершенствования всех видов электросвязи и в частности тех ее видов, которые обеспечивают передачу документальных сообщений.

            Для передачи текстовых, графических и других сообщений используются следующие виды электросвязи: телеграфная связь, передача данных, факсимильная связь и электронная почта. Все они объединяются общим признаком — документальностью. Переданное и принятое сообщения в большинстве случаев фиксируются на бумаге в виде документов, имеющих юридическую силу, что обусловливает их широкое применение в сфере управления, информатизации, деловой и коммерческой деятельности. Зачастую документальность необходима и для информационного обеспечения населения. Перечисленные виды электросвязи в совокупности образуют общую систему документальной связи страны.

            Сети документальной электросвязи являются составной частью ЕСЭ России. Они предназначены для передачи большей части нетелефонной информации и обеспечивают следующие службы электросвязи:

            — телеграфные (службы передачи телеграмм общего пользования (ПТОП), службы абонентского телеграфирования (АТ) и службы телекса);

            — передачи газетных полос; — передачи данных;

            — телепатические: телефакс, бюрофакс, комфакс, электронная почта (в том числе обработка сообщений), доступа к базам данных (в том числе справочная и видеотекс), мультимедиа (в том числе телеконференции). К телепатическим службам относят также службу телекса (передачи справочной информации параллельно с телевизионной программой).

            Телеграфная связь по форме оказываемых услуг, способу передачи информации, характеру технических средств занимает особое место. Она обеспечивает документальность и точность сообщений при большой скорости их передачи. В этом ее основное преимущество по сравнению с почтовой связью (обеспечивающей документальность, но значительно уступающей в скорости передачи сообщений) и телефонной связью (имеющей большую скорость передачи сообщений, но не обеспечивающей документальность).

Телеграфная связь является общедоступным и массовым видом связи, широко используемым населением страны.

5.1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И СТРУКТУРА СЕТИ ТЕЛЕГРАФНОЙ                                                                               СВЯЗИ

5.1.1. НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СЕТИ ТЕЛЕГРАФНОЙ СВЯЗИ

            В систему телеграфной (Тг) связи входят телеграфная сеть общего пользования и телеграфная сеть ограниченного пользования, в состав которых включены сети телеграфной связи и сети абонентского телеграфирования (рис. 5.1).

            Сеть телеграфной связи общего пользования ЕСЭ России предназначена для обеспечения потребности народного хозяйства и населения в обмене телеграфной информацией в форме текста, изображения (фото, чертеж), газетных полос, различных видов дискретной информации посредством электрических сигналов по проводам или радио. В зависимости от размеров охватываемой территории сеть телеграфной связи общего пользования (ТГОП) подразделяется на:

            — магистральную телеграфную сеть, предназначенную для организации связи Москвы с республиканскими и областными (краевыми) центрами и последних — между собой;

            — зоновые ТГ сети, соединяющие областные центры со своими районными центрами и последние — между собой;

            — местные сети, соединяющие сельские отделения связи со своими районными узлами связи, а также городские сети, соединяющие телеграфные городские отделения связи со своим центральным телеграфом.

Сеть телеграфной связи — это совокупность узлов и пунктов связи, соединенных между собой каналами телеграфной связи. Основу сети телеграфной связи составляют главные узлы У₁ зоновые У₂, местные У₃, оконечных пункты, а также каналы, соединяющие их между собой и с оконечными пунктами.

Узлы У₁, являются главными узлами выделенных зон на территории страны и предназначены для обработки основной доли транзитной нагрузки, а также исходящей и входящей нагрузок оконечных пунктов своей зоны. При определении нагрузки в качестве показателей приняты:

            1. Телеграмма, которая применяется на таких участках узлов, где ее длина не имеет значения — на сортировке, доставке, контроле.

            2. Слово телеграммы. Оно используется при определении производительности телеграфистов.

            3. Среднее число телеграфных знаков для передачи слова телеграммы. Данный показатель используется при расчете пропускной способности телеграфного аппарата или узла. Для телеграфного аппарата необходимо определять нагрузку по числу знаков в телеграмме и по средней длине телеграммы, а при расчете оборудования телеграфного узла следует учитывать неравномерность и колебание нагрузки. Неравномерность определяется сезонным колебанием по месяцам, дням недели и часам суток. Применяются следующие коэффициенты

адресатам. Они соединены телеграфными каналами с местными и зоновыми узлами и включают оконечное телеграфное оборудование.

На телеграфной сети применяются следующие типы каналов: — каналы тонального телеграфирования, образуемые путем вторичного уплотнения типовых каналов передачи;

— каналы радиосвязи, образуемые путем использования радио- передающих и радиоприемных устройств;

— каналы надтонального телеграфирования; — каналы, образованные по средним точкам телефонных цепей; — каналы, получаемые по жилам телефонных кабелей городской телефонной сети;

— каналы, образованные на однопроводных цепях воздушных линий связи.

Сети абонентского телеграфирования (АТ) организуются на основе телеграфных каналов, когда телеграфные аппараты устанавливаются непосредственно у абонентов. Они предназначены, как правило, для осуществления документального обмена с помощью телеграфных связей между предприятиями, ведомствами и другими звеньями народного хозяйства.

            Сеть абонентского телеграфирования построена по принципу коммутации каналов и дает возможность абонентам сети осуществлять непосредственно двустороннюю связь друг с другом. В состав сети АТ входят оконечные абонентские пункты, узлы коммутации, каналы связи и местные соединительные линии (рис. 5.2).

            Оконечный абонентский пункт оборудован стартстопным телеграфным аппаратом и вызывным прибором. Линейное питание цепи телеграфного аппарата осуществляется от коммутационного оборудования узлов коммутации, электродвигатель включается в сеть переменного напряжения. Для АТ используются рулонные или лен- точные телеграфные аппараты, имеющие в своем составе автоответчики. Оконечные абонентские пункты включаются в узлы коммутации (УК) через соединительные линии. Передача сигналов осуществляется по соединительным линиям с помощью постоянного тока, при этом дальность телеграфирования по кабелю составляет 20...30 км, а по воздушным линиям — до 100...200 км. Узлы коммутации имеют в своем составе коммутационное оборудование, абонентские панели и переходные устройства, обеспечивающие подключение к УК магистральных каналов.

Таким образом, телеграфные сети и сети АТ базируются на технических средствах, которые включают:

            — станции и, подстанции коммутации каналов;

            — каналообразующую аппаратуру;

            — оконечную телеграфную аппаратуру (терминалы);

            — средства контроля, измерения и управления.

            Особенностями совместной работы телеграфных сетей и сетей АТ, функционирующих в рамках единой ЕСЭ России, являются следующие:

            1. Эти сети выполняют различные задачи и поэтому информация из одной сети ни в коем случае не должна попадать в другую. Этот принцип лежит в основе построения всех коммутационных устройств, обслуживающих одновременно обе сети.

            2. Каналы телеграфной связи, получаемые путем уплотнения (частотного или временного) каналов ТЧ первичной сети, не закрепляются за определенной сетью, а в зависимости от потребности предоставляются той или иной сети. В настоящее время в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т на базе канала ТЧ могут быть созданы 24 канала телеграфной связи со скоростью передачи 50 бод или 12 каналов ТГ со скоростью 100 бод или 6 каналов Т_г со скоростью передачи 200 бод. На телеграфной сети, как правило, применяются

каналы Т_г со скоростью передачи 50 и 100 бод, которые по мере развития сети будут сведены к единому каналу со скоростью 100 бод.

            3. Сеть телеграфной связи отличается от сети АТ тем, что последняя, как правило, работает в режиме реального времени, тогда как сеть общего пользования допускает задержку в передаче сообщений (в пределах контрольных сроков передачи телеграмм).

            В каждой из рассматриваемых сетей для организации связи допустимо использование коммутации каналов. Коммутация сообщений прежде всего применяется в сети телеграфной связи.

            В настоящее время все большее признание получает разделение сети телеграфной связи на две части (два уровня): транспортную сеть и сеть доступа.

            Транспортная сеть представляет собой совокупность коммутационных узлов, соединенных между собой линиями передачи (каналами передачи), обеспечивающими передачу информации между территориально распределенными местными сетями связи. Транспортная сеть включает международную, междугородную и внутризоновые (региональные) телеграфные сети связи. Центральными элементами транспортной сети являются высокоскоростные линии, организованные в основном на базе волоконно-оптических линий (скорости от 64 кбит/с до десятков и сотен мегабит в секунду). Транспортная сеть предназначена для того, чтобы обеспечивать передачу высокоскоростных потоков информации без промежуточного накопления.

            Сеть доступа представляет собой местную сеть, предназначенную для пропуска местного трафика и подключения разнообразных абонентских терминалов к транспортной сети. Она состоит из абонентских линий связи, оконечных коммутационных станций, а также каналов, соединяющих местные станции между собой и с транспортной сетью.

5.1.2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ КАЧЕСТВЕННЫЕ                                     ПОКАЗАТЕЛИ СЕТЕЙ ТЕЛЕГРАФНОЙ СВЯЗИ

            В основу построения сети телеграфной связи положен принцип территориального деления, учитывающий административное деление территории, а также технико-экономические показатели.

            С учетом вышеуказанного наиболее эффективным является радиально-узловой принцип построения сети, на основе которого сеть ТГОП делится на 8 телеграфных территорий и зоны, границы которых, как правило, совпадают с административными границами республик, краев и областей. На каждой телеграфной территории opгaнизуются узлы телеграфной связи У, У, У и пучки телеграфных каналов, связывающих их между собой и с оконечными пунктами. Эффективность радиально-узлового принципа обусловлена тем, что он сочетает преимущества каждого из ранее рассмотренных принципов построения сетей связи (гл. 1).

            На рис. 5.3 видно, что источником информации является оконечный пункт (городское отделение связи, районный узел связи, аппарат абонента). Телеграфное сообщение от ОП попадает на зоновый узел У либо непосредственно, либо через местный узел Уз У устанавливаются во всех центрах телеграфной нагрузки — областных, краевых, республиканских- и обеспечивают распределение информации в пределах территории, на которой они действуют. Для выхода на другие области (края) У соединяются, как правило, с двумя главными узлами коммутации У,. Для отдельных ОП допускается выход непосредственно на У,. Связь между телеграфными территориями (главными узлами У,) организуется по принципу каждый с каждым», а внутри телеграфной территории — по радиально-узловому принципу.

            Радиально-узловой принцип организации сети телеграфной связи на телеграфной территории является наиболее рациональным. Он обеспечивает не только требуемую скорость передачи, устойчивость и надежность передачи телеграфных сообщений, но и отвечает требованиям экономичности сети, т. е. затраты на строительство и эксплуатацию являются наименьшими по сравнению с затратами при реализации других принципов построения сети.

Возможности вышерассмотренных сетей телеграфной связи характеризуются набором определенных показателей. Эти показатели стандартизированы. Их условно можно подразделить на две группы: количественные и качественные.

1. К количественным характеристикам относятся скорость передачи элементов сигнала (техническая скорость), скорость передачи символов (информационная скорость) и пропускная способность.

Скорость передачи элементов сигнала — это количество единичных элементов сигнала, передаваемых в секунду:

V= 1/Т, (5.2) где Т_д — длительность значащей позиции единичного элемента сигнала в секундах.

            Единица скорости V имеет размерность и называется «бод». 1 бод — скорость, соответствующая передаче единичного элемента в секунду.

            Все разрешенные к применению скорости передачи телеграфных сообщений стандартизированы следующим образом: малые скорости — 50, 100 и 200 бод; средние скорости — 600, 1 200, 2 400, 4 800 и 9 600 бод; большие скорости — более 9 600 бод.

Группа малых скоростей используется в телеграфной связи, т. е. там, где в передаче и приеме сообщений участвует оператор. Значения этих скоростей выбраны с учетом возможностей человека работать на клавиатуре при передаче или читать текст при приеме. Средние и большие скорости применяются при передаче данных между ЭВМ и другими автоматическими устройствами.

            Широкое практическое применение находит еще одна количественная характеристика — скорость передачи символов (информационная скорость), под которой понимается количество символов, передаваемых в единицу времени. Она обычно измеряется числом двоичных символов (бит) в секунду.

            Можно установить связь между двумя указанными скоростями, если считать, что символ кода отображается элементом сигнала длительностью Т~. Если символы кода двоичные (основание кода т = 2), то элемент сигнала несет» один двоичный символ (один бит). Тогда скорость передачи в бодах численно равна скорости в бит/с. Если символы кода принимают т значений, то и элемент сигнала должен принимать т дискретных состояний. Теперь каждый элемент сигнала будет«нести» !оц т бит(оц 2=1 бит при т = 2). Таким образом, если скорость передачи элементов сигнала, принимающего т состояний

Нормируемая вероятность искажения знака при передаче телеграмм в телеграфной сети общего пользования составляет:

            — в телеграфном канале связи (0,5...5,0)• 10 4 (в зависимости от протяженности составных каналов);

            — на двух оконечных телеграфных аппаратах 2 • 10;

            — на четырех станциях коммутации сообщений 5 • 10.

            Норма вероятности искажения по знакам телеграммы средней длины составляет 2,5 • 10-, вероятность искажения по смыслу телеграммы 10 [1].

В реальных условиях эксплуатации, когда выполнить вероятностные требования сложно, верность выражают коэффициентом ошибок по элементам к, или по комбинациям К, за конечный интервал времени.

Коэффициент ошибок нормируется, причем норма определяется степенью важности передаваемой информации. При передаче телеграфных сообщений МСЭ-Т рекомендует коэффициент ошибок по знакам к, = 3 • 10, т. е. допускается не более трех ошибок на 100 тыс. переданных знаков [2].

            Нормы для сети АТ аналогичны нормам сети телеграфной связи ОП. Однако, в отличие от пользователей сети телеграфной связи ОП операторы терминалов АТ при подозрении на ошибку текста могут это сообщение повторить, не разрушая установленное соединение.

            Краевые искажения — это нормированная величина искажений передаваемых элементов. Она измеряется непосредственно на выходе телеграфного аппарата. Краевые искажения измеряют в процентах длительности единичного интервала Т .

Нормы на степень краевых стартстопных и синхронных искажений для телеграфной сети приведены в табл. 5.1 [1].

Исправляющая способность характеризует качество работы оконечных приемников с точки зрения их способности противостоять влиянию искажений двоичных сигналов. Различают исправляющую способность по краевым искажениям и дроблению. Численно исправляющая способность р выражается максимально допустимой величиной краевых искажений, или максимальным коэффициентом дробления, при которых принимаемые элементы комбинации регистрируются приемником безошибочно:

В заключение необходимо отметить, что для успешной передачи сообщения по сети телеграфной связи необходимо обеспечить выполнение вышеперечисленных требований. Следует помнить, что кроме технологических способов их выполнения существуют и opгaнизационно-технические. Например, наиболее распространенным способом повышения надежности каналов, узлов и сети в целом является резервирование.

5.1.3. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕЛЕГРАФНЫМИ СЕТЯМИ

На рис. 5.4 представлены обобщенная структура действующей системы управления телеграфными сетями и структура системы управления оператора связи регионального значения — акционерного общества открытого типа (ОАО) «Центральный телеграф». Организационно система управления имеет два уровня управления: службу оперативного управления тонального телеграфа (СОУ-ТТ) и пункт управления зоной (ПУЗ). Эти уровни связаны с элементами системы управления оператора первичной сети ОАО Ростелеком».

Управление телеграфной сетью в регионах осуществляется СОУ- ТТ через ПУЗ во взаимодействии с главным центром управления (ГЦУ). Объектами управления являются элементы телеграфной сети: городские телеграфы (ГТг), районные и запасные узлы электросвязи (ЗУЭС).

Основными элементами системы управления телеграфными сетями являются:

            — пункт управления ГЦУ;

            — служба оперативного управления СОУ-ТГ при главных телеграфных узлах (ГГУ) или аналогичные по назначению службы, например служба управления зоной (СУЗ), как это имеет место в центральной зоне;

            — региональный расчетный центр при ГТУ;

            — эксплуатационно-технический отдел (ЭТО) при ГТУ (рис. 5.4). Основные задачи службы оперативного управления тонального

телеграфа:

            — обеспечение бесперебойной и качественной работы телеграфных сетей на основе технического перевооружения;

            — осуществление круглосуточного оперативно-технического контроля и управления телеграфными техническими средствами и потоками информации с целью своевременной и качественной ее передачи по телеграфным сетям;

Рис. 5.4. Структура действующей системы управления телеграфными сетями:

ГТУ — главный телеграфный узел, ГЦУ — главный центр управления, ТУ — территориальное управление, УПУ — узловой пункт управления, ИП — информационно-исполнительный пункт, СОУ-ТТ — служба оперативного управления тонального телеграфа, ПУЗ — пункт управления зоной, РУЭС — районный узел электросвязи, гтг — городской телеграф

            — оперативное управление перестройкой телеграфных сетей зоны при работе в различных аварийных и чрезвычайных ситуациях;

            — обеспечение и контроль за своевременной и качественной обработкой особо важных телеграмм предприятиями связи закрепленной территории;

            — переоснащение технических средств сетей: общего пользования, абонентского телеграфирования, телекса, передачи газетных полос, аренды каналов;

            — совершенствование процессов управления телеграфными сетями с применением средств вычислительной техники и современных методов управления;

            — разработка предложений по созданию сетей передачи данных, систем обработки сообщений и служб для предоставления новых услуг документальной связи.

Региональный расчетный центр осуществляет взаиморасчеты в зоне, выполняя при этом следующие функции:

            — получение сведений (данных) о взаиморасчетах в областных расчетных центрах (1 раз в месяц), их согласование и сверка. Обмен производится по сети абонентского телеграфирования (АТ), почте, факсу;

            — составление данных по взаиморасчетам со всеми областными расчетными центрами;

            — методическая помощь областным расчетным центрам и совместное решение спорных вопросов;

            — взаимодействие с СОУ-ТТ по вопросам получения исходных данных для коррекции базы данных в системе взаиморасчетов (точки подключения, организация новых каналов АТ, организация новых транзитов и др.);

            — предоставление СОУ-Ч Г сведений об экономической целесообразности организации новых каналов или закрытии имеющихся;

            — взаиморасчеты с абонентами ГТУ.

Эксплуатационно-технический отдел выполняет следующие задачи: — организация, анализ и совершенствование технической эксплуатации как составной части процесса оперативно-технического управления телеграфными сетями;

            — координация и контроль решения вопросов технической эксплуатации во взаимодействии с СОУ-ТТ;

            — организация испытаний и внедрения новой техники;

            — планирование развития технических средств на телеграфных сетях;

            — повышение квалификации эксплуатационного персонала и opгaнизация его обучения.

К основным техническим средствам, используемым сменно-оперативным персоналом СОУ-ТТ при управлении телеграфными сетями в зоне ГТУ, относятся:

            — контрольное устройство (дисплей) для отображения текущего состояния телеграфных связей и нагрузки сети;

            — табло отображения текущего состояния сетей телеграфной связи и абонентского телеграфирования в зоне действия ГТУ;

            — пульт оперативного управления, который позволяет осуществлять взаимодействие

            1) по телефонной информационной сети с персоналом МТС, цехов и радиобюро объекта через концентраторы телефонной связи (Со/-30M);

            2) информационной сети с внешними объектами (пунктами управления ГЦУ, СОУ-ТТ зон других ГТУ, телеграфами зоны);

            3) по каналам телеграфной сети, сети АТ, телефонной сети, факсу; — устройство (телеграфный аппарат) для циркулярной передачи

особо важных телеграмм предприятиям связи закрепленной территории.

Группа контроля и управления СОУ-ТТ при взаимодействии с пунктом управления ГЦУ использует телефонную связь. Для получения данных о планах ремонтно-настроечных работ и графиках обходов и замен от пункта управления ГЦУ используются технические средства сменно-оперативного персонала СОУ-ТТ (телефонные аппараты и терминалы абонентского телеграфирования) [3].

5.2. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ И СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СЕТЕЙ                                       ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

5.2.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ                                                                ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

            Сеть передачи данных (СПД) — это совокупность узлов и каналов электросвязи, специально предназначенная для организации связи между определенными точками с целью обеспечения передачи данных между ними [2]. Сеть передачи данных является транспортной основой информационной сети, рассмотренной в гл. 1 (рис. 5.5).

            Сети передачи данных по степени доступности пользователей к сети делятся на сети передачи данных общего пользования и сети передачи данных ограниченного пользования, а территориально на общероссийские (глобальные) и региональные. Региональные сети передачи данных в свою очередь состоят из городских и локальных сетей передачи данных.

            Общероссийские СПД предназначены для предоставления услуг передачи данных на территории всей России, региональные — для передачи данных в пределах территории одного или нескольких субъектов Российской Федерации. Назначение других сетей описано в разд. 1.3.

            Сеть передачи данных состоит из центров коммутации (узлов коммутации) и каналов передачи данных, соединяющих их.

Узлы коммутации сообщений предназначены для распределения сообщений и управления их передачей внутри сети передачи данных.

            Канал передачи данных представляет собой аналоговый или цифровой канал связи, выделенный из первичной сети и оснащенный аппаратурой передачи данных (рис. 5.6). Аппаратура передачи данных состоит из устройства защиты от ошибок и устройства пре- образования сигнала (модема). При подключении к ней со стороны абонента устройств сопряжения и обслуживания, терминалов передачи данных и закреплении ее за каналом передачи на устройстве кроссовой коммутации образуется комплекс средств трактов пере- дачи данных.

            Сеть передачи данных имеет иерархический принцип построения (рис. 5.7).

Первый уровень структуры СПД представлен общероссийской сетью ПД, узлы коммутации которой соединены по принципу «каждый с каждым». Второй уровень составляют региональные сети, в которых реализован радиально-узловой принцип построения. Обо-

снование регионально-узлового принципа сетей ПД аналогично сетям телеграфной связи.

Пользователи сети ПД (ЭВМ) подключаются к узлам коммутации либо непосредственно, либо через концентраторы нагрузки. Концентратор нагрузки — это устройство, предназначенное для сбора данных от нескольких пользователей (терминалов) и введения их в высокоскоростную линию для передачи на узел коммутации.

Взаимодействие между различными сетями ПД организуется через шлюзы. Шлюзом называют устройство, посредством которого соединяются сети разных архитектур.

5.2.2. ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕТЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Качество сети ПД является обобщенной характеристикой, показывающей степень ее пригодности к решению поставленных задач в конкретных условиях работы. Показатель эффективности сетей ПД — количественная мера качества сети.

При оценке качества сети определяют:

            — максимальный или средний объем информации, передаваемой в сети за единицу времени (производительность сети);

            — достоверность передаваемых сообщений;

            — среднее количество сообщений, потерянных при передаче в сети ПД; — время доставки сообщений различных категорий срочности;

            — надежность связи между любой парой «отправитель-получатель»,

            — устойчивость к случайным или преднамеренным нарушениям структуры сети ПД;

            — стоимость эксплуатации в зависимости от объема передаваемых сообщений, задержек в их передаче, достоверности и т. д.

            Для характеристики качества сети ПД целесообразно пользоваться совокупностью частных показателей эффективности, отражающих различные стороны функционирования сети ПД. Вместе с тем эти показатели должны частично или косвенно характеризовать качество выполнения сетью ПД ее основной цели (целевой функции).

            Для оценки качества функционирования сети ПД в целом нельзя ограничиться отдельными показателями, так как в силу их противоречивого характера может оказаться, что оптимальность каждого из них не обеспечит оптимального решения сетью ПД ее основной за дачи. Вследствие этого из множества возможных соотношений между частными показателями эффективности сети ПД необходимо выбрать такое, которое обеспечит оптимальное решение сетью ее основной задачи.

            Показатели эффективности (параметры), т. е. величины, являющиеся количественными характеристиками свойств сети передачи данных в целом, а также отдельных ее элементов (канала, тракта ПД и др.), объединяются в группы, называемые соответственно временными, достоверности и характеризующими скорость передачи. Кроме того, могут использоваться показатели, отражающие надежность аппаратуры, ее сложность, массу, габариты, стоимость и т. д. Однако для их оценки используются величины, общие для любой аппаратуры связи, поэтому мы рассмотрим показатели эффективности только первых трех групп, которые специфичны для сетей передачи данных.

            1. Временные показатели эффективности характеризуют своевременность доведения сообщений, поступивших на вход СПД от отправителя, до получателя данных. Они также используются для оценки времени передачи сообщений, пакетов или блоков данных по отдельным элементам сети. Временные показатели зависят от способов коммутации, алгоритмов повышения достоверности, интенсивности потоков сообщений, качества каналов и других факторов.

            Время доведения- интервал времени от момента поступления сообщения (пакета, блока) данных заданного объема на вход СПД до момента выдачи его на выход. Этот показатель — определенный, детерминированный и основной, а в большинстве случаев и единственный. Как правило,— величина случайная и поэтому для ее оценки на практике используют:

            1.1. Вероятность доведения сообщения за время, меньшее требуемого, т. е. значение P{t_дов < t_тр,} — функции распределения случайной величины. Критерием по этому показателю является неравенство

I 1.3. Среднее время доведения М[2].

            1.4. Дисперсию времени доведения О[1 „].

            2. Показатели достоверности характеризуют степень соответствия сообщений, поступивших на вход СПД и полученных на ее выходе. В сети ПД основными показателями достоверности являются следующие параметры:

            Р_пр — вероятность правильного приема комбинации — это вероятность события, заключающегося в том, что на выход СПД выдана комбинация, полностью совпадающая с комбинацией, поступившей на ее вход;

            Р_ош — вероятность ошибочного приема комбинации — вероятность события, заключающегося в выдаче на выход СПД комбинации, отличной от исходной;

            Р_ст — вероятность стирания комбинации — вероятность выдачи на вход СПД специального сигнала стирания, обозначающего ненадежный прием комбинации при невозможности ее уверенного кодирования;

            Р_вып — вероятность выпадения комбинации — вероятность события, при котором комбинация, поступившая на вход СПД, не выдается на выходе;

            Р_вст — вероятность вставки — вероятность получения с выхода СПД комбинации, не поступившей на ее вход.

            Эти параметры применимы как для оценки достоверности передачи кодовых комбинаций, так и единичных элементов, пакетов или сообщений.

Рассмотренные показатели эффективности позволяют полно оценить достоверность сети. При оценке сети часто ограничиваются лишь коэффициентом ошибочного приема комбинации первичного кода. Требования к коэффициенту ошибок по кодовым комбинациям лежат в пределах 10 — 10  [4].

            3. Показатели, характеризующие скорость передачи данных, являются важными и необходимыми для оценки, как правило, отдельных элементов СПД, таких как дискретный канал, тракт и канал передачи данных, устройства ввода и вывода данных (рис. 5.5).

Так как данные передаются в виде дискретной последовательности, состоящей из бит, которые объединяются в комбинации первичного кода, слова, пакеты и сообщения, то вводится группа взаимосвязанных параметров, называемых соответственно скоростью передачи бит, комбинаций, слов, пакетов и сообщений.

Таким образом, рассмотренные параметры при известных конкретных условиях и цели функционирования СПД могут определять эффективность, т. е. характеризовать степень соответствия СПД поставленным целям и решаемым задачам.

В особую группу можно отнести показатели эффективности, характеризующие экономическую сторону создания сети ПД. Стоимость сети зависит практически от всех технических характеристик сети, а через них — от частных и обобщенных показателей эффективности сети. В связи с этим различные варианты построения сети ПД должны рассматриваться в отношении оптимизации не только технических показателей эффективности сети ПД, но и ее стоимости.

На этапе проектирования сетей ПД обычно ограничиваются только затратами на создание технических средств и математического обеспечения. Именно они в явном виде связаны с показателями эффективности.

5.2.3. ПРИМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ         ДОКУМЕНТАЛЬНОЙ СВЯЗИ ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ МАРШРУТОВ                                                                        ПЕРЕДАЧИ СООБЩЕНИЙ

            Особенность сети документальной связи заключается в автоматизации процессов управления потоками данных. Показатели эффективности, выраженные в параметрах, играют существенную роль при определении конфигурации сети, ее изменения, а также лежат в основе автоматизированной маршрутизации сообщений или пакетов.

            Современные сети документальной связи функционируют практически без вмешательства человека на основе алгоритмов, позволяющих оперативно адаптироваться к изменяющейся обстановке с целью предоставления возможности обмена информацией между пользователями в любых условиях. Многие сети обладают свойством синергетичности — способностью к структурной и функциональной самоорганизации. В основе данного свойства лежат алгоритмы, учитывающие постоянно меняющиеся показатели эффективности сети документальной связи, выраженные в вероятностных либо детерминированных параметрах.

            Рассмотрим пример применения показателей эффективности при оптимизации маршрутов передачи сообщений.

            Как известно, маршрут перемещения сообщения (пакета) содержит совокупность последовательно включенных центров коммутации и каналов передачи, через которые проходит сообщение в процессе передачи его от абонента к корреспонденту. Обозначим через U центры коммутации сообщений (ЦКС). При необходимости доставки сообщения из центра U, (рис. 5.8) в центр О, возможна его передача по каналам 1, 2, ..., x, ..., h, где h — общее число каналов передачи, смежных с центром О, и соединяющих его с z другими центрами коммутации сети. Выбор конкретного канала осуществляется в соответствии с используемым критерием эффективности по величине показателя эффективности О,(1, 2, ..., z), соответствующего маршруту, в который входит канал x от центра О,. В качестве О, могут выбираться такие показатели, как время доведения, вероятность своевременного доведения и т. д.

Каналы между центрами / и  будем характеризовать весами у, зависящими от их параметров, — скорости передачи, времени передачи сообщений по каналу, надежности и т. д.

В качестве показателя эффективности некоторого маршрута mx(s f) передачи сообщения от центра U_s, к центру U_f, по каналу с номером x выберем величину

где Q_гр — некоторое граничное значение показателя, превышение которого по величине делает невозможным использование данного маршрута. Оптимальным считается такой маршрут, для которого величина Q_x(s, f) минимальна.

Пример

            Рассмотрим задачу выбора оптимального маршрута от центра U, к центру О, для произвольной сети передачи данных, причем в качестве показателя эффективности выберем время доставки сообщения между смежными центрами коммутации. Для примера выбора оптимального маршрута рассмотрим структуру сети, состоящую из семи узлов, взвешенный граф которой представлен на рис. 5.9.

            Путь соответствует наличию канала между смежными ЦКС и характеризуется временем доставки сообщения определенного формата между ними. Очевидно, что задача составления таблицы маршрутизации заключается в определении оптимальных путей, обеспечивающих обмен сообщениями между любыми 4 $8 $9 ЦКС в данной сети. Оптимальным путем  будем считать ту последовательность

каналов и ЦКС, по которой сообщение передано за минимальное время.

Для формирования маршрутных таблиц, позволяющих оптимизировать выбор исходящих каналов в ЦКС по критерию минимума величины времени доведения t (s, f), необходимо решить задачу оценки степени связности ЦКС в лети. С этой целью составим матрицу вecoв [А] = [а_j] данной лети:

5.3. НАЗНАЧЕНИЕ И КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕЛЕМАТИЧЕСКИХ                                                             СЛУЖБ

            Одним из последних достижений в области развития связи стало появление и развитие новых служб передачи информации, получивших название телепатических.

            Телепатические службы определены МСЭ-Т как службы электросвязи, которые не являются ни телефонными, ни телеграфными, ни службами передачи данных. Это определение имеет открытый» характер, так как ограничено только со стороны трех традиционных видов связи, оставляя простор для дальнейшего развития телепатических служб, число которых действительно непрерывно растет. С начала 80-х гг., когда появилась первая служба телекса, их стало более 30. Это телетекст, телефакс, бюрофакс, телерукопись, видеотекс, обработка сообщений, телетекст, справочная, телеконференции, телебиржа, телемагазин, телеаукцион и др. Данные и характеристики многих телепатических служб регламентированы МСЭ (протоколы всех уровней, интерфейсы, наборы кодовых символов, форматы и т. д.).

            Рассмотрим, что представляют собой телепатические службы.

            1. Телетекст — буквенно-цифровая система передачи деловой корреспонденции, предназначенная для обслуживания учреждений и предприятий. Основная идея телетекста — объединение всех возможностей современной пишущей машинки с возможностями сети электросвязи при передаче сообщений с сохранением не только содержания, но и формы текста. Эта система несколько напоминает систему телекса (абонентский телеграф — АТ), но отличается от нее сохранением формы текста, значительно большим набором знаков, большей скоростью передачи, высокой достоверностью (одна ошибка на 400 страниц печатного текста), возможностью редактировать подготавливаемую к передаче документацию.

            Принципиальное преимущество телетекста перед телексом — отсутствие необходимости дважды работать на клавиатуре при подготовке письма и при его передаче. Это достигается благодаря тому, что подготовленный текст запоминается оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) абонентского терминала, откуда сообщение автоматически передается по сети связи. Абонентский терминал телетекста функционирует с использованием персональной ЭВМ (ПЭВМ), модема, работающего по телефонной сети со скоростью 1 200...2 400 бит/с, и специального математического обеспечения. Некоторые типы терминалов телетекста предназначены для работы по сетям данных с коммутацией пакетов..

            2. Телефакс — факсимильная служба общего пользования, предназначенная для передачи сообщений между абонентскими факсимильными аппаратами, установленными, как правило, в учреждениях и на предприятиях. Сущность факсимильной передачи заключается в том, что подлежащее передаче изображение (оригинал) делится на большое число элементарных участков, отличающихся друг от друга яркостью отражаемых световых лучей. От каждого участка исходит пропорциональный его яркости электрический сигнал. Сигналы передаются последовательно по каналу связи в приемник, где осуществляется обратное преобразование электрических сигналов в яркости элементарных участков, из которых складывается принятое изображение — репродукция. Оригинал может быть отпечатан или на писан вручную, может содержать текст, формулы, чертежи, рисунки, подписи, описки печатей, фотографии, быть черно-белым, полутоновым (т. е. иметь больше двух градаций яркости) или1многоцветным.

            Возможность передачи практически любых изображений — основное достоинство факсимильной связи, к другим достоинствам можно отнести практически полное соответствие репродукции оригиналу и высокую помехоустойчивость.

Основным недостатком телефакса является большая избыточность передаваемых сообщений: объем передаваемой информации по сравнению с буквенно-цифровой передачей (например в службе телетекст) больше в 100 — 150 раз. Вследствие этого в современных факсимильных аппаратах предусматриваются средства сокращения избыточности (сжатия данных). Различают четыре группы факсимильных служб. Факсимильная служба группы # 1 осуществляет аналоговую передачу без сжатия данных и передачу факсимильных сообщений по автоматически коммутируемой телефонной сети общего пользования (АКТС ОП).    Страница текста передается примерно за 10 мин.

Факсимильная служба группы # 2 имеет ограниченные возможности сжатия данных, страница текста передается по АКТС ОП за 3 мин. Факсимильная служба группы # 3 позволяет передавать сигналы в цифровой форме при реализации сложного алгоритма сжатия данных. Страница текста передается по АКТС ОП за время, меньшее 1 мин.

Факсимильная служба группы # 4 также предусматривает передачу сигналов в цифровой форме и сложный алгоритм сжатия данных. Информация может передаваться по цифровой сети (например по цифровой сети с интеграцией служб), причем страница текста передается менее, чем за одну секунду.

            Терминалы факсимильных служб автоматически выполняют следующие функции:

            — установление соединений;

            — передача, прием и регистрация сообщений;

            — идентификация абонентского устройства корреспондента;

            — проставление оттиска штампа на оригинале и копии документа; — регистрация служебной информации на контрольной ленте (операционный журнал);

            — накопление в запоминающем устройстве некоторого объема передаваемых и принятых сообщений.

            В последние годы в качестве факсимильных аппаратов часто используют ПЭВМ. Для этого их оснащают двумя дополнительными устройствами — сканером, служащим для «считывания» информации с оригинала и ввода ее в ПЭВМ, и факсимильной платой, осуществляющей сопряжение ПЭВМ с сетью связи, установление, разъединение соединений и управление факсимильной передачей. Факсимильный терминал на базе ПЭВМ по сравнению с факсимильным аппаратом имеет ряд дополнительных возможностей:

            — это подготовка документов с помощью клавиатуры и передача их из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) (тем самым исключается процедура сканирования, снижающая качество копии);

            — предварительный просмотр принимаемых сообщений на дисплее; — введение с помощью текстовых и графических редакторов в текстовые документы графических изображений и формирование графических изображений с клавиатуры;

            — наличие многочисленных дополнительных сервисных услуг (таких как справочники, шаблоны, архивы, календари, записные книжки, калькуляторы);

            — использование для получения твердых копий обыкновенной бумаги вместо применяемой в факсимильных аппаратах термографической, более дорогой и не подлежащей длительному хранению.

            Применение персональных ЭВМ в качестве факсимильных терминалов не только не исключает возможности их использования по основному назначению, но и позволяет работать в фоновом режиме, т. е. принимать и передавать факсимильные сообщения во время выполнения прикладных программ.

            К недостаткам факсимильного терминала на базе ПЭВМ следует отнести большую сложность работы абонента и занятие части оперативного запоминающего устройства.

            3. Бюро факс — служба общего пользования для передачи документов между факсимильными аппаратами, расположенными в отделениях связи, в которые клиенты сдают подлежащие передаче оригиналы.

Доставка клиентам сообщений, принятых по службе бюро факса в отделениях связи, осуществляется также, как и доставка телеграмм. Сообщения передаются по телефонной сети и сетям ПД. Многие документы являются совокупностью текстовых частей, которые эффективнее передавать кодовым методом, и графических изображений (подписи, рисунки, фирменные знаки и пр.), передаваемых факсимильным методом. Вследствие этого появился смешанный способ работы, когда попеременно используются кодовая и факсимильная передачи документа. Такой способ реализуется аппаратурой группы # 4, где текстовая часть передается кодовым методом, а те части, которые невозможно передать кодовыми символами или по иным причинам требуют сохранения полной идентичности формы, — факсимильным методом.

            4. Теле рукопись — служба передачи графической информации, отображаемая на приемном конце движением «пера», пишущего на передающем конце канала. Сообщения, которые могут представлять собой рукописный текст, рисунки, чертежи и тому подобное, наносятся отправителем на бумагу, лежащую на специальном планшете. На приемном конце канала связи сообщения воспроизводятся на бумаге или чаще всего на экране дисплея. Во многих случаях теле рукопись дополняет телефонную службу. При этом письменные со- общения передаются по телефонному каналу в узком диапазоне частот со скоростью 300 бит/с. Эта служба представляет особенно большой интерес для глухих и немых пользователей.

            5. Видеотекс — информационно-справочная служба, дающая возможность пользователям с помощью оконечных терминалов и стандартных процедур доступа получать информацию из банков данных (БД) по сетям электросвязи. Служба видеотекса предоставляет следующие услуги:

            — информационный поиск — получение абонентами информации путем диалога с банком данных;

            — транзакции — ввод или модификация абонентами информации, хранящейся в банке данных. Для пользования этой услугой требуется выполнять специальные функции и процедуры подтверждения права доступа к ней;

            — управление сообщениями — связь абонентов друг с другом путем накопления сообщений в общедоступном банке данных, накопленные сообщения могут быть получены по запросу абонента или предоставляться автоматически;

            — обмен сообщениями между оконечными установками — обмен информацией между абонентами в диалоговом режиме;

            — обработка данных — использование памяти банка данных для обработки информации в соответствующем оконечном оборудовании службы видеотекса;

            — взаимодействие с другими телепатическими службами — доступ абонентов к услугам и (или) абонентам других телепатических служб.

            При необходимости получать информацию ЙЗ БД пользователь с помощью стандартного телефонного аппарата (ТА) набирает номер БД и в ответ получает сигнал определенной частоты (2 100 Гц), после чего нажатием кнопки на терминале отключает ТА и переводит терминал в режим диалога с БД. В подтверждение установления логического соединения терминала с БД на дисплее терминала пользователя появляется «кадр приветствия». Далее БД с помощью вводимого пользователем пароля идентифицирует абонента. При положительном решении пользователю предоставляется возможность получения интересующей информации с помощью специально разработанной системы меню. С этого момента абонент может работать с банком данных по правилу «запрос — ответ».

Запрос производится с клавиатуры терминала путем набора цифр от 0 до 9 и специальных знаков # и *. По запросу БД выдает интересующую абонента информацию. Доступ к информации, хранящейся в банке данных древовидной структуры, может осуществляться двумя путями. Если пользователь знает, на какой странице находится нужная ему информация, то он должен набрать только необходимый номер, если же не знает — произвести поиск с помощью меню. Получив интересующую информацию, пользователь может запросить счет— данные о начисленной плате за услуги — и затем выйти из соединения с БД.

            В службе видеотекса используются абонентские терминалы трех типов: специализированные, на базе ПЭВМ, на базе бытового телевизора. Специализированные терминалы представляют собой изделия, объединяющие в одном корпусе мини-ЭВМ, дисплей, клавиатуру, модем. Терминал второго типа состоит из ПЭВМ, модема и дискеты с программным обеспечением видеотекса. Терминал третьего типа, рассчитанный в основном на использование в быту, представляет собой приставку к телевизору и состоит из логического устройства, простейшей клавиатуры (тастатуры) и модема.

Терминалы службы видеотекса могут устанавливаться не только в квартирах, офисах, учреждениях, на предприятиях, но и в местах общего пользования — в почтовых отделениях, на вокзалах и т. д.

            Банки данных службы видеотекса рассчитаны на хранение не менее 300 тыс. страниц; вероятность отказа в обслуживании пользователей не более 0,01.

            Видеотекс, как правило, дает возможность передавать цветные изображения. В дальнейшем намечается дополнить его визуальную информацию звуковым сопровождением.

Одной из модификаций службы видеотекса является электр(сонная товарная посредническая служба (ЭТПС). Ее абоненты с помощью терминалов устанавливают соединения со специализированным на однородную группу товаров (например стройматериалов или комплектующих радиоэлектроники) банком данных, выставляют товар (сообщают его характеристики) на продажу или производят его поиск с целью покупки. Абонент ЭТПС при выставлении товара на продажу сообщает о нем необходимые сведения, товарный индекс,

а также свои реквизиты (номера телефона, телекса, телефакса, адрес). При поиске товара абонент по переданному в БД цифровому коду (который указан в каталоге товарных индексов) получает информацию о наличии предложений о протоке необходимого товара и его основных характеристиках (размере партии, цене, реквизитах продавца и т. д.).

            6. Служба обработки сообщений (СОС) предоставляет пользователям возможность передачи сообщений через промежуточные накопители (методом коммутации сообщений), ее называют также «электронная почта». В СОС абонентские терминалы отправителя и получателя могут различаться, например у отправителя может быть телеграфный аппарат, а у получателя — факсимильный аппарат группы # 3. Служба обработки сообщений обеспечивает необходимые преобразования сообщений и рассчитана на передачу не только текстовой и графической информации, но и звуковых сообщений (запись в промежуточный накопитель с последующим воспроизведением — так называемая «телефонная почта»).

В СОС предусмотрено взаимодействие (обмен сообщениями) с другими телепатическими службами, телексом и службами физической доставки сообщений (традиционной почтой).

Для СОС характерны весьма полное удовлетворение потребностей пользователей в различных услугах и высокое качество передачи. Служба предоставляет абоненту удобные средства для подготовки (шаблоны) и редактирования текстов, сортировки и хранения принятых сообщений и копий отправленных писем. Математическое обеспечение терминалов позволяет пользоваться ими абонентам, мало сведущим в программировании. Для этого имеются возможности работы с терминалом в режиме диалога и получения справочной информации, а также применяется доступное меню.

Сообщения принимаются и передаются автоматически. При выключенном или не готовом к приему сообщений терминале пользователь ставится в известность (световым или звуковым сигналом) о том, что для него получено сообщение. Передача сообщений по мере готовности терминала производится также автоматически (независимо от пользователя). При необходимости служба обеспечивает конфиденциальность передаваемых сообщений.

Служба обработки сообщений представляет собой важнейший элемент электронной (безбумажной) канцелярии, с помощью которого выполняются функции помощника и секретаря абонента, осуществляются просмотр очередных подготовленных к отправке сообщений, сортировка принятых сообщений с выдачей абонентам информации типа «Только что поступило», «Получено уведомление о доставке адресату», «Сообщение еще не прочитано», Сообщение еще не отослано», «Сообщение переадресовано» и т. д.

            Наряду с текстовыми документами и графической информацией в качестве сообщений могут передаваться файлы данных, полутоновые изображения, тексты программ ЭВМ, формы — таблицы, бланки, счета и др. При передаче заполненных форм нет необходимости передавать каждый раз их структуру. Она может храниться в памяти получателя, так что достаточно знать номер формы.

            Служба гарантирует доставку корреспонденции по назначению благодаря контролю за прохождением сообщения по всему маршруту от отправителя до получателя. При этом пользователь имеет возможность получить уведомление о доставке или недоставке со- общения (с указанием причины). В случае многоадресных сообщений уведомление о недоставке может относиться к любому из получающих сообщение абоненту или ко всем абонентам, не получившим его.

            Для удобства пользователей служба может передавать отправителю время и дату доставки сообщения, а получателю время и дату отправления сообщения. Отправитель может сделать запрос на возвращение поданного сообщения, а также выяснить, может ли система доставить какое-либо сообщение указанным получателям.

В числе новых важных услуг СОС — защита сообщений от несанкционированного доступа, т. е. обеспечение целостности информации, сохранение ее конфиденциальности, аутентификация пользователей (установление подлинности источника и приемника со- общения).

            Для СОС обычно используется сеть данных с коммутацией пакетов, а также телефонные сети и некоммутируемые (арендованные) каналы. Она может явиться ядром не диалоговых служб связи, обеспечивая обмен сообщениями между ними.

7.,')телетекст в отличие от всех указанных служб является циркулярной, симплексной и не интерактивной. Информация хранится в виде блоков (страниц) в БД, аналогичных БД службы видеотекса, но меньших по объему. Информация передается по телевизионной сети с циклическим повторением страниц.

            Передача сообщений телетекста может идти вместо телевизионной программы или одновременно с ней. Терминалом. служит телевизор, снабженный специальной приставкой. В телевизоры пятого поколения такие приставки встроены. Абонент с помощью кнопочной тастатуры, имеющейся в телевизоре или приставке, выбирает нужные ему страницы.

            8. Справочная служба (СС) — единая для всех служб электросвязи. Основная ее функция — нахождение адреса (номера) по имени пользователя (например, номера телефона фирмы по ее названию), а также выдача сведений о порядке пользования службами, их характеристиках, тарифах и т. д. Справочная служба может также использоваться для аутентификации абонентов.

            Основой СС является распределенная база данных, с которой: абоненты работают в интерактивном режиме («запрос — ответ»). При этом желательно, чтобы время доступа абонента в СС составляло не более 15 с, а время от запроса до ответа — не более 5 с.

            9. Служба телеконференции позволяет проводить в реальном масштабе времени конференции между пользователями, расположенными в разных местах, с помощью терминалов и сетей электросвязи. Различают варианты услуг, предоставляемых данной службой: аудио графические и видеоконференции. Первые передают звуковые сигналы и неподвижные изображения, вторые — звуковые сигналы и подвижные изображения.

            Сочетание визуального и слухового восприятия сообщений пользователем очень важно. По результатам массового обследования, проведенного фирмой «Дженерал Электрик», человек надолго . запоминает 10% прочитанного, 20% услышанного, 30% увиденного и 50 % из того, что он увидел и услышал одновременно. При вводе сообщения с терминала участника конференции оно воспроизводится на дисплеях всех других участников, терминалы которых включены в тоже канал. Распорядок работы конференции устанавливает ее ведущий, который предоставляет «слово для выступления» и имеет право лишить любого из участников возможности выступить. Участники конференции могут ознакомиться с «присутствующими» на ней, пригласить к обмену информацией абонента сети, обсудить на-  значение ведущего, переслать другим участникам, частные сообщения. Телеконференции бывают постоянно действующими и ограниченными по времени проведения. Первые образуют неформальные коллективы и группы по определенным интересам. Они предоставляют возможности обмена актуальной информацией по мере надобности и накопления распределенной базы данных по какой-либо тематике. Служба телеконференций, работающая в реальном масштабе времени, выгодно отличается от компьютерных конференций, основанных на принципе промежуточного накопления информации.

            10. Телебиржа — автоматизированная система, подобная традиционной бирже и обеспечивающая все ее функции: регистрацию брокеров, товаров, заявок на покупку-продажу, изменение сумм кредитов на счетах брокеров и т. д. Одновременно работает несколько представителей биржевого комитета (Трейгеров) и брокеров; осуществляется защита баз данных и паролей доступа к системе.

            Подача заявок брокеров и клиентов производится с их терминалов. Участники торгов, которые заявили о покупке-продаже каких- либо товаров, автоматически оповещаются об имеющихся предложениях по этим товарам. При наличии встречных предложений с подходящими ценами сделки осуществляются автоматически.

            11. Телемагазин представляет собой службу, предназначенную для проведения торговых операций между покупателями и поставщиками товаров с помощью сетей электросвязи. По сути это расширение возможностей службы видеотекса, добавление к его услугам справочного характера услуг по заказу выбранного продукта, товара.

            В службе телемагазина все данные об имеющихся в продаже товарах построены по иерархической системе: тип товара, перечень магазинов, торгующих товарами этого типа (типов), ассортимент и цены товаров в данном магазине, подробные характеристики товаров, способ оплаты, стоимость покупки. Выбрав по меню желаемый товар, пользователь делает заказ, сообщая свои платежные реквизиты. После этого телемагазин отправляет накладную поставщику товаров для доставки их покупателю.

            12. Телеаукцион отличается от традиционного аукциона тем, что его участники могут находиться в разных местах, соединенных каналами связи с центром службы, и имеют дело сразу со всеми лотами (товарами, выставленными на продажу). Для участия в аукционе пользователи службы подают ведущему аукциона платные заявки на включение в списки участников, в которых указываются организация, ее адрес, должность, фамилия и инициалы ответственного лица, контактный телефон, финансовые реквизиты. После этого каждый участник получает личный пароль, дающий право доступа к информации о лотах.

            В процессе торгов участники телеаукциона сообщают цены на нужные им лоты. По истечении определенного времени после объявления последней цены (это время определяет ведущий аукциона) лот считается проданным.

Перспективы развития телепатических служб. За последнее

десятилетие телепатические службы созданы во многих развитых в экономическом отношении странах. Наибольшее число абонентских терминалов у факсимильных служб. В 1992 г. их число в мире превысило 15 млн. Этому способствовало наличие в эксплуатации (особенно в Японии и США) большого числа факсимильных аппаратов и то, что факсимильная связь органично вписывается в существующую технологию документооборота. Первая служба телефакса была создана в ФРГ в 1979 г. В Западной Европе заметный рост числа факсимильных терминалов начался со второй половины 1980-х гг.

Вслед за факсимильными службами по числу терминалов идет служба видеотекса. В 1992 г. их число в мире превысило 10 млн., из которых около 7 млн. было во Франции, 2 млн. — в США, 300 тыс.— в Германии.

Массовое внедрение службы видеотекса во Франции, получившее название Teletel, началось в 1982 г. с нескольких десятков тысяч абонентов. К 1985 г. число их возросло до 530 тыс., а к 1990 г. превысило 5 млн. Большая доля (90 %) терминалов во Франции была установлена бесплатно, а 10 % — за умеренную плату; с 1989 г. ввели символическую плату — 1 долл. США в месяц. Только с 1991 г. были введены постоянные тарифы. Количество пользователей службы Teletel к 1989 г. составило 85 млн. человек и делилось между непрофессиональными и профессиональными пользователями. Число поставщиков информации составляло около 11 тыс. Годовой доход превысил 5 млрд. франков.

            Возросли темпы развития службы видеотекса в США (в 1993 г. более 8 млн. абонентов), Канаде, Англии, Италии, Испании, Бельгии, Японии, Германии.

В Германии существует более 500 тыс. абонентов службы видео- текса, которые осуществляют в месяц более 9 млн. соединений при среднем времени занятия канала в месяц 350 мин. Темп прироста числа абонентов составляет несколько тысяч в месяц.

            Трудности на пути развития службы видеотекса связаны с тем, что на начальном этапе ее внедрения возникает проблема: из-за малого объема баз данных трудно привлечь широкий круг пользователей, а при малом числе пользователей нет средств для развития баз данных. Международный опыт (в первую очередь во Франции) показал, что внедрение службы видеотекса требует формирования некоторой критической массы» пользователей, которая обеспечивает самоокупаемость и экономическую эффективность службы.

            Проведенные в Московском техническом университете связи и информатики (МТУСИ) исследования показали, что использование службы видеотекса в домашних условиях экономит нерабочее время в результате быстрого получения справок и услуг, сокращает время ожидания в очередях, число поездок, а также потери рабочего времени на наведение справок личного характера в служебное время. Экономия нерабочего времени составляет в среднем на один терминал видеотекса в год 270 ч, а рабочего — 100 ч. Не менее важен социальный эффект, который проявляется в повышении информированности общества, культурного, образовательного, профессионального уровня, создании жизненных удобств, уменьшении усталости людей при пользовании транспортом.

            Следует отметить, что наряду с регламентированной МСЭ службой видеотекса в зарубежных странах широко распространены другие службы диалогового доступа по сетям связи с абонентских терминалов к БД.

            Со второй половины 1980-х гг. все более широкое распространение в мире получает служба обработки сообщений. В США и большинстве западноевропейских стран такие службы введены в 1988 — 1989 гг.

Телепатические службы России базируются как на телефонной сети, так и на сетях данных. В ЦНИИС Министерства транспорта и связи РФ создана универсальная телепатическая служба (УТМС) на базе телефонной сети, которая объединяет телетекст, телефакс, бюрофакс и видеотекс.

            На УТМС в качестве терминалов устанавливают ПЭВМ, которые имеются у абонентов и большую часть времени используются ими по основному назначению (заметим, что в 1993 г. к выводу о нецелесообразности использования специализированных терминалов в службе видеотекса пришли и в Ведомстве электросвязи ФРГ).

            Имеющиеся в России сети данных с коммутацией пакетов предоставляют пользователям услуги телетекста, телефакса, службы обработки сообщений, видеоконференции. По числу абонентов телепатических служб Россия сильно отстает от США, стран Европы, Японии.

            В зарубежных странах широко распространены службы телеконференции, телемагазинов и в несколько меньшей степени — справочные службы, теле биржи, теле аукционы.

            Таким образом, телепатические службы весьма разнообразны и отличаются видом передаваемой информации (текст, речь, неподвижные и подвижные изображения или сочетание нескольких видов информации — службы мультимедиа), характером передаваемой информации — непрерывная и прерывистая, скоростями передачи — от нескольких сотен и тысяч бит в секунду до 40 Мбит/с.

            Развитие телепатических служб идет в направлении создания новых более совершенных услуг, что соответствует тенденции максимального удовлетворения возрастающих потребностей пользовал теле сетей связи.

            Проявляется и другая тенденция: стремление к объединению всех пользователей связи в единый «коллектив», в котором каждый может связаться с каждым независимо от того, по какой сети он работает и услугами какой службы пользуется.

            Наконец, третья тенденция: переход от моно служб к службам мультимедиа, т. е. службам с несколькими носителями информации (звук, документ, подвижное изображение).

Глава 6. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ РАДИОСВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ И ПЕРЕДАЧИ МАССОВЫХ СООБЩЕНИЙ

            Процесс становления радиосвязи с подвижными объектами как самостоятельной под отрасли во всех странах мира растянулся на долгие годы. От начала коммерческого использования в 1946 г. в течение последующих 35 лет наблюдался практически полный застой и только спустя 40 лет, т. е. в 1986 г., уровень насыщения рынка достиг 0,4%.

            Для объяснения такой ситуации существует много факторов, включая высокую стоимость оборудования, дефицит частотного спектра, несовершенство законодательного регулирования, недостаточно высокий потребительский спрос, неадекватность технологического уровня производства условиям эксплуатации, — все они внесли свой «посильный» вклад в торможение процесса массового развертывания подвижной связи.

            Тем не менее в начале 1990-х гг. начался и в настоящее время активно развивается процесс внедрения в инфраструктуру связи России телекоммуникационных радиотехнических средств и комплексов, в полной мере отвечающих требованиям передовых современных технологий в этой области. Среди таких средств и комплексов значительное место занимают развивающиеся высокими темпами сети радиосвязи с подвижными объектами, в том числе сотовые, транкинговые, персонального радиовызова, абонентского радио доступа, радио пакетной документальной электросвязи. В гл. 6 будут рассмотрены принципы построения таких сетей, их взаимодействие между собой и с телефонной сетью общего пользования.

6.1. СЕТИ РАДИОСВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ

6.1.1. НАЗНАЧЕНИЕ СЕТЕЙ РАДИОСВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ И                                                 ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

            Радиосвязь является составной частью электросвязи и предназначена для передачи или приема информации в виде зраков, сигналов, письменного текста и изображений с помощью радиоволн. Она организуется с помощью сетей фиксированной радиосвязи и сетей радиосвязь с подвижными объектами (СРПО).

Сеть фиксированной радиосвязи — сеть радиосвязи между определенными фиксированными пунктами, т. е. между пунктами, географическое положение которых постоянно и не меняется в процессе ведения радиосвязи [1].

Сеть радиосвязи с подвижными, объектами — это совокупность технических средств (радиооборудование, коммутационное оборудование, соединительные линии и сооружения), с помощью которых можно предоставлять подвижным абонентам связь между собой и с абонентами телефонной сети [1]. Она предназначена для обслуживания абонентов при международном, национальном и региональном передвижениях (роуминг) и позволяет обеспечивать связь между абонентами при пересечении ими границ разных географических зон.

Роуминг — это процесс обслуживания «блуждающего» абонента. Системы передачи в СРПО работают, как правило, в КВ- и УКВ- диапазонах, которые поделены на 10 полос частот: ! (1,6-30 МГц); 11 (33 — 48,5 МГц); III (57 — 57,25 МГц); IV (74 — 74,6 МГц); V (75,4 — 76 МГц); И (146 — 174 МГц); VII (300-308 МГц); VIII (336-344 МГц); IX (451-466 МГц) и X (890-960 МГц). Указанные полосы между видами подвижной связи разделены ориентировочно:

IX — Х используются в СРПО общего пользования, 1 — Vill применяются в технологических диспетчерских сетях. 1- Vl задействуются в сетях персонального вызова.

Сети радиосвязи с подвижными объектами классифицируют по нескольким признакам [1], по степени доступности абонентов к сети на СРПО общего пользования и технологические сети (рис. 6.1).

            Технологические СРПО при надлежать оп пределен и blM ведомствам и службам (газовой промышленности, железно дорожному транспорту, скорой помощи, сельскохозяйственным предприятиям и др.) и предназначены для предоставления услуг радиосвязи ограниченному контингенту физических и юридических лиц.

            Технологические СРПО подразделяются на диспетчерские, транкинговые и радиосети передачи данных. Диспетчерские предназначены для радиотелефонной связи должностных лиц органов управления с подчиненными подвижными объектами (ПО), а также абонентов между собой. Примерами таких сетей могут быть сети на базе радиостанций «Колос», «Лен», «Гранит», «Вилия» и др.

            Выделение радиосети передачи данных в отдельную группу объясняется все возрастающей ролью различных автоматизированных систем управления производством, в которых значительный объем

информации должен передаваться с большой скоростью между подвижными объектами.

(сеть радиосвязи с подвижными объектами общего пользования предназначена для предоставления услуг радиосвязи всем физическим и юридическим лицам, в услугах которой этим лицам не может быть отказано. Данная сеть включает наземные и спутниковые СРПО.

Спутниковые СРПО России предназначены преимущественно для предоставления услуг связи подвижным пользователям, находящимся в регионах, не обеспеченных услугами наземных СРПО, а также стационарным пользователям регионов, недостаточно обеспеченным услугами связи. Они должны предоставлять услуги главным образом междугородной связи, а также зоновой и при необходимости — местной связи. В данных сетях используются ретрансляторы связи, находящиеся на низкоорбитальных космических аппаратах (500 — 1500 км), но может быть задействован ресурс ретрансляторов связи на средне- (до 16 000 км) и высокоорбитальных космических аппаратах (до 40 000 км) [2].

Наземные СРПО функционируют на территориях крупных городов, населенных пунктов и пригородов, аэропортов, развитых экономических зон, а также оживленных сухопутных (шоссейных) и прибрежных водных (речных, озерных, морских) трассах.

            В регионах России, частично или полностью охваченных СРПО (как наземными, так и спутниковыми), вводится режим попеременного использования сетей с применением универсального оконечного оборудования абонентов. Абонент,. находясь в зоне обслуживания (действия) наземной сети, работает через нее, а при выходе из зоны действия наземной сети пользуется услугами спутниковой СРПО.

В зависимости от обслуживаемой территории СРПО подразделяются на федеральные и региональные.

Федеральная СРПО представляет собой сеть единого стандарта, которая охватывает всю территорию РФ и обеспечивает междугородную связь подвижного абонента. Федеральные сети радиосвязи с подвижными объектами подразделяются на сотовые сети, транкинговые и персонального радиовызова.

            В России организуются две федеральные сотовые сети общего пользования: СРПО-900 и СРПО-450. Сеть радиосвязи (СРПО-900) построена по стандарту GSM (который предназначен для цифровых сетей), а СРПО-450 действует на основе стандарта ЯМТ(для аналоговых сетей).

            Взаимодействие между абонентами федеральных сетей стандартов GSM и NMT осуществляется через телефонную сеть общего пользования (либо через специально созданную транзитную СРПО). Имеющая статус федеральной, СРПО общего пользования предоставляет широкому кругу абонентов услуги местной, междугородной и международной телефонной связи, других служб электросвязи, а также автоматический национальный и международный роуминг, т. е. обслуживание «блуждающего» абонента, приписанного к другому центру коммутации СРПО общего пользования этого же стандарта.

            Региональные СРПО предназначены для организации радиотелефонной связи на территориях с замкнутыми административно-хозяйственными связями, в пределах небольших областей, в городе, районе, а также на прилегающих непосредственно к ним территориях. Каждая региональная сеть обслуживает пользователей, являющихся абонентами только этой сети.

            Региональные сети могут работать в традиционных для Российской Федерации диапазонах 140...170 (сеть стандарта Е- ТгипК АОЗТ «Радио Лизинг»), 330 (сети «РусАлтай», «Волемот») и 800 МГц. Кроме того, в перспективе возможно использование диапазона1700...2100 МГц.

Целесообразность создания региональных СРПО, их число в конкретном регионе и условия функционирования определяются Министерством транспорта и связи Российской Федерации с учетом состояния федеральных СРПО общего пользования, применяемого для них отечественного оборудования и пожеланий администраций (на уровне субъектов Федерации).

Федеральные и региональные СРПО в своем составе имеют сотовые сети, предназначенные для увеличения числа абонентов при ограниченной полосе частот.

Сотовые СРПО относятся к общедоступным сетям наземной радиосвязи с подвижными объектами, которые предоставляют абонентам все виды услуг обычной телефонной связи. Они построены в виде совокупности сот, покрывающих обслуживаемую территорию, в которых для обеспечения эффективного использования выделенного частотного ресурса и высокой емкости сети применяется повторное использование частот.

Транкинговые (радиальные и радиально-зоновые) сети предназначены для предоставления услуг связи в основном абонентам ведомственных сетей на базе реализации много станционного доступа к небольшому числу радиоканалов с ограниченным выходом или без выхода на сеть ТФОП (она используется в интересах органов охраны правопорядка, «скорой помощи», службы спасения и т. д.). Транкинговые сети позволяют заменить сети радиосвязи с фиксированным распределением частот и осуществить интеграцию в рамках одной сети связи различных групп пользователей с целью повышения эффективности использования радиочастотного спектра.

            Сети персонального радиовызова (пейджинговые и твейджинговые) предназначены для обеспечения оперативной передачи различного рода информации абонентам, которые оснащены индивидуальными портативными радиоприемниками (пейджерами) и мо- гут свободно перемещаться в пределах обслуживаемой сетью территории.

Таким образом, в рассмотренной классификации основой построения наземных СРПО являются радиальные, радиально зоновые и сотовые сети.

6.1.2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СОТОВЫХ И ТРАНКИНГОВЫХ СЕТЕЙ РАДИОСВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ, ИХ ОСНОВНЫЕ КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

            Принципы построения сотовой сети связи. Под сотовой технологией будем понимать не только сам принцип сотовой (ячеечной) организации связи, но и совокупность прогрессивных технических и программных решений (стандартов, процедур, протоколов, интерфейсов и т.д.), разработанных в последние годы международными организациями и принятых для реализации архитектуры и интеллектуального обеспечения сотовых систем подвижной радиосвязи (ССПР).

            Сотовые технологии могут применяться в макро сотовых ССПР общего пользования, микросотовых сетях персональной радиосвязи, транкинговых сетях связи и системах персонального радиовызова.

            С топологической точки зрения сеть сотовой связи строится в виде совокупности ячеек, или сот, покрывающих обслуживаемую территорию, например территорию города с пригородами. Общая структура сети сотовой радиосвязи с подвижными объектами показана на рис. 6.2.

Ячеечная, или сотовая, структура сети основана на принципе повторного использования частот — основном принципе сотовой сети, определяющем эффективное использование выделенного частотного ресурса и большую пропускную способность.

Основными элементами технической структуры сотовой системы подвижной радиосвязи являются:

            — центр коммутации;

            — базовые станции;

            — подвижные станции или абонентские радиотелефонные аппараты. Базовая станция сотовой сети связи обслуживает все подвижные

станции (абонентские радиотелефонные аппараты) в пределах своей ячейки, при этом ресурс для установления соединения базовая станция предоставляет по требованию подвижных абонентов, как правило, на равноправной основе (метод транкинга).

            При перемещении абонента из одной ячейки в другую происходит передача его обслуживания от одной базовой станции к другой. Все базовые станции сети в свою очередь замыкаются на центр коммутации, с которого имеется выход в единую сеть электросвязи Российской Федерации, например в обычную городскую сеть телефонной связи общего пользования.

            В результате исследований принципов построения цифровых СРПО, начатых в 1980-х гг. в Европе, Северной Америке и Японии, были разработаны три стандарта систем с микросотовой топологией сетей и радиусом сот около 35 км:

            1. Общеевропейский стандарт GSM-900, принятый Европейским институтом стандартов в области связи (ETSI).

            2. Американский стандарт IS-136 (D-AMPS), разработанный Промышленной ассоциацией в области связи (TIA).

            3. Японский стандарт JDC, принятый министерством почты и связи Японии (во многом похожий на стандарт IS-136).

            Общеевропейский стандарт GSM — стандарт на цифровые СРПО в диапазоне 900 МГц. Дальнейшим его развитием является стандарт СТО DCS 1800 (диапазон 1800 МГц) с микросотовой структурой, принятый для реализации концепции персональной связи (PCN) в Европе.

            Указанные стандарты на цифровые СРПО отличаются характеристиками, но в их основе лежат единые принципы использования цифровой обработки сигналов и они отвечают требованиям современных информационных технологий (табл. 6.1). В июне.1992 г. стандарт GSM принят в России в качестве федерального стандарта на цифровые СРПО, а D AMPS — в качестве регионального.

Рассмотрим общие характеристики стандарта GSM. Стандарт GSM на цифровую сотовую сеть наземной подвижной радиосвязи предусматривает работу передатчиков подвижных станций в диапазоне частот 890...915 МГц, передатчиков базовых станций в диапазоне 935...960 МГц. Таким образом, между диапазонами приема и передачи предусмотрен постоянный разнос 45 МГц. Каждый из указанных под диапазонов разбит на 124 частотных канала с шагом 200 кГц.

            В стандарте GSM используется узкополосный много станционный доступ с временным разделением каналов (NB ТОМА). В структуре ТОМА-кадра содержится 8 временных позиций для передачи физических (информационных) каналов. С учетом наличия 124 несущих общее число каналов стандарта составляет 992.

Для защиты от ошибок в радиоканалах при передаче информационных сообщений применяется блочное и сверхточное кодирование с перемежением.

            Для борьбы с явлением многолучевости распространения радио- волн в условиях города в процессе сеанса связи применяется медленная программная перестройка рабочих частот со скоростью 217 скачков в секунду, а также эквалайзеры, реализующие выравнивание импульсных сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки до 16 мкс. Система синхронизации обеспечивает компенсацию абсолютного времени задержки сигналов до 233 мкс, что соответствует максимальной дальности связи (радиусу ячейки) 35 км.

Увеличение дальности связи приводит к необходимости увеличения защитных промежутков между временными окнами в ТОМА- кадре и как следствие — к уменьшению их числа при сохранении общей скорости передачи по частотному каналу.

            В стандарте GSM обеспечивается высокая степень безопасности передачи сообщений за счет их шифрования по алгоритму шифрования с открытым ключом. Сеть связи, действующая в стандарте GSM, предоставляет пользователям широкий диапазон услуг и возможность применять разнообразное оборудование для передачи речевых сообщений и данных, вызывных и аварийных сигналов, подключаться к телефонным сетям общего пользования (PSTN), сетям передачи данных (PDN) и цифровым сетям с интеграцией служб (ISDN).

            Стандарт GSM включает: центр коммутации подвижной связи, оборудование базовой станции, центр управления и обслуживания, подвижные станции. Функциональное сопряжение элементов системы осуществляется рядом интерфейсов. Все сетевые функциональные компоненты в стандарте GSM взаимодействуют в соответствии с системой сигнализации # 7.

            Центр коммутации подвижной связи обслуживает группу сот и обеспечивает все виды соединений между подвижными и стационарными пользователями. Он аналогичен коммутационной станции ISDN, но включает дополнительный интерфейс между фиксированными сетями (PSTN, PDN, ISDN и т. д.) и сетью радиосвязи с подвижными объектами. Он обеспечивает:

            — маршрутизацию вызовов и функции управления вызовами (функция обычной ISDN-коммутационной станции);

            — функции коммутации радиоканалов, к которым относятся «эстафетная передача» для достижения непрерывности связи при перемещении подвижной станции из одной соты в другую и переключение рабочих каналов в соте при появлении HOMex или неисправностях;

            — постоянное «слежение» за подвижными станциями, используя регистры положения (HLR) и перемещения (И Я).

            Американский стандарт D-AMPS (ADC) разрабатывался для условий совместной работы с аналоговым предшественником AMPS в одном диапазоне частот 800 МГц. Для этого в цифровой СРПО необходимо было сохранить частотный разнос каналов 30 кГц, используемый в AMPS, и обеспечить одновременную работу абонентских радиостанций как в аналоговом, так и в цифровом режимах. Применение специально разработанного речевого кодека (VSELP), имеющего скорость преобразования речевого сигнала 8 кбит/с с цифровой дифференциальной квадратурой фазовой (со сдвигом л/4) манипуляцией, позволило в режиме ТОМА организовать три речевых канала на одну несущую с разносом канальных частот 30 кГц (табл. 6.1).

            Японский стандарт JDC во многом совпадает с американским. Основные отличия заключаются в использовании другого частотного диапазона, дуплексного разноса полос частот приема и передачи 55 МГц при разносе каналов 25 кГц. Стандарт JDC адаптирован также к диапазону 1500 МГц (табл. 6.1).

Все стандарты цифровых СРПО обеспечивают взаимодействие с ISDN и PDN. Принятые технические решения гарантируют высокое качество передаваемых сообщений в режимах открытой или закрытой (засекреченной) передачи.

            В своем развитии сотовые СРПО прошли три этапа. К первому поколению относятся аналоговые стандарты (NMT-450), ко второму— цифровые (GSM, D-AMPS, PDS и др.). Наиболее совершенными в техническом плане можно считать сети сотовой связи второго поколения, использующие кодовый доступ (CDMA). В отличие от других цифровых сетей, которые делят отведенный диапазон на узкие каналы по частотному (FDMA) или временному (ТОМА) признаку, в стандарте СОМА (IS-95) передаваемую информацию кодируют и код превращают в шум подобный широкополосный сигнал так, что его можно выделить снова, только располагая кодом на приемной стороне. При этом одновременно в широкой полосе частот можно передавать и принимать множество сигналов, которые не мешают друг другу. Центральными вопросами метода много станционного доступа с кодовым разделением каналов в реализации компании 3

Quacomm являются расширение спектра методом прямой последовательности, кодирование по Уолту и управление мощностью.

            Переход к следующему, третьему поколению, по мнению Европейского института стандартизации (ETSI) будет происходить постепенно, по нескольким направлениям:

            — совершенствования методов кодирования речи;

            — внедрения новых услуг по передаче различной информации;

            — обеспечения глобального роуминга и роуминга между спутниковыми и наземными сетями радиосвязи с подвижными объектами.

Технологии построения сетей транкинговой связи. Под словом «транкинг» понимается метод равного доступа абонентов к общему выделенному пучку каналов, при котором конкретный канал закрепляется для каждого сеанса связи индивидуально в зависимо- сти от распределения нагрузки в системе (само слово «транк» происходит от английского «trunk» — пучок, ствол, в телефонии этот термин означает «магистраль»). Этот метод применяется практически во всех современных сетях радиотелефонной связи, в том числе и в сотовых, и позволяет при равном частотном ресурсе обеспечивать более высокую емкость таких сетей по сравнению с сетями (системами), использующими фиксированные каналы. Важным принципом, определяющим построение транкинговых сетей (систем), является то, что трафик нагрузки в основном замыкается внутри этих сетей, а выход абонентов на сеть общего пользования весьма ограничен.

            В настоящее время применяются три типа транкинговых сетей: радиальные, радиально зоновые, квазисотовые [2].

Транкинговая сеть при радиальном и радиально-зоновом способах построения включает:

— базовую станцию, состоящую из антенно-фидерного устройства, модулей приемопередатчиков (по числу выделенных сети частотных каналов), контроллеров для каждого модуля приемопередатчика и базового контроллера;

            — зоновое оборудование (станцию), состоящее из автономных ретрансляторов, соединительных линий с сетью общего пользования (физические линии или каналы ТЧ), контроллеров соединительных линий с сетью общего пользования;

            — оборудование управления, состоящее из системного терминала «менеджер системы «, пультов диспетчеров.

            В транкинговых сетях (системах), построенных по однозоновому (радиальному) принципу, весь канальный ресурс закрепляется за одной центральной базовой станцией. Антенна такой станции обычно располагается по принципу маяка — в наиболее высокой точке предполагаемой зоны обслуживания (рис. 6.3). Классической является отечественная сеть радиосвязи с подвижными объектами «Ал- тай», созданная еще в начале 1960-х гг. Среди зарубежных можно назвать сети Smart Trunk II, получившие сейчас большую популярность в нашей стране, и МРТ1327.

 Несмотря на сравнительную простоту таких сетей как при установке, так и в эксплуатации, они имеют ряд существенных недостатков:

            — единственным способом увеличения числа обслуживаемых абонентов является увеличение числа рабочих каналов, а любой экстенсивный путь имеет свои разумные границы;

            — для увеличения зоны обслуживания необходимо увеличивать мощность абонентских станций, что соответственно повышает общий уровень помех.

При небольшом количестве абонентов увеличения зоны обслуживания можно добиться, используя радиально-зоновый принцип (формируется так называемая одно сотовая сеть с несколькими точками размещения антенн и с вещанием на общей волне). В этом случае наряду с главным пунктом размещения антенны имеется ряд вспомогательных пунктов, соединенных линиями связи с главным (рис. 6.4).

            Следует отметить, что на разных базовых станциях могут использоваться одновременно только разные частотные каналы, что снижает эффективность использования частотного спектра и производительность сети. Для решения этих проблем при построении

квазисотовых систем транкинговой связи было предложено использовать сотовый принцип. Уточним, что в данном случае речь идет об обеспечении возможности повторения частот в транкинговых системах, как это делается в системах сотовой связи. В отличие от сотовых сетей радиосвязи с подвижными объектами, в которых повторение частот в перекрывающихся сотах недопустимо, в ряде квазисотовых транкинговых сетях возможно использование одних и тех же радиочастот в перекрывающихся сотах. Доступ к таким частотам разделен во времени: когда частота используется в одной соте (одним сайтом), доступ к ней со стороны других перекрывающихся с ней сот закрыт. Естественно, оборудование квазисотовой транкинговой сети существенно сложнее и дороже.

При квазисотовом построении транкинговой сети (системы) применятся централизованное и децентрализованное управления.

            Пи централизованном управлении главную роль играет основной контроллер системы, который соединен с контроллерами базовых станций. В основном контроллере сосредоточены все сетевые функции системы: управления радиоканалами, сигнализации и установления соединения, обеспечения интерфейсов для стыковки с сетью общего пользования или учрежденческой )Я С (УАТС).

При децентрализованном управлении сетевые функции системы распределены по трем уровням:

            — на первом уровне каждый ретранслятор (приемопередатчик) имеет контроллер управления радиоканалом, что позволяет ретранслятору работать автономно;

            — на втором уровне все контроллеры управления радиоканалами многоканального ретранслятора подключены к основному контроллеру, обеспечивающему управление зоной (сотой). На этом уровне реализуются такие функции, как постановка в очередь, проверка абонентов на принадлежность к данной сети связи, подключение к телефонной сети общего пользования;

            — на третьем уровне региональный контроллер и низкочастотный коммутатор размещены на региональном транкинговом узле. К региональному контроллеру подключены базовые станции данного региона. Для объединения отдельных региональных сетей используются межрегиональный контроллер и соответствующий низкочастотный коммутатор.

Технология построения транкинговых сетей предусматривает следующее:

            — во-первых, использование метода свободного выбора незанятого канала радиодоступа из выделенного в каждой зоне обслуживания пучка каналов. Это достигается образованием общего для всех пользователей в каждой зоне служебного (сигнального) канала, по которому в соответствующую базовую станцию поступают сигналы вызова, включая идентификацию (номер) вызываемого абонента или вызываемой группы, а также номер вызывающего абонента.

            — во-вторых, в отличие от сотовых сетей они, как правило, не обеспечивают непрерывности связи при пересечении абонентами границ зон радиоприкрытия базовых станций. Эстафетная передача» (handover) заменена операцией повторного вхождения в сеть при ухудшении качества связи, обусловленного переходом пользователя из одной зоны в другую. Это позволяет существенно упростить программное обеспечение системы маршрутизации, уменьшить стоимость системного коммутатора, исключить необходимость приключения через коммутатор всех разговорных трактов, в том числе в телефонную сеть общего пользования (PSTN), уменьшить количество каналов линии связи между системным коммутатором и базовой станцией;

            — в-третьих, наделение базовых станций функциями локального управления зонами (сотами). Это осуществляется путем непосредственного соединения абонентов, находящихся в зоне обеспечения, через локальный коммутатор, а также подключением подвижных

пользователей к местной (учрежденческой) АТС (РАВА), имеющей прямые выходы на локальный коммутатор базовой станции или же через диспетчерский пункт.

Реализация технологии позволяет:

            — защитить систему подвижной радиосвязи от перегрузок при большой концентрации пользователей в локальных зонах;

            — обеспечить эффективное использование радиочастотного спектра; — применить гибкую и простую систему управления соединениями, разделив ее на уровень базовых станций с локальными коммутаторами и уровень системных коммутаторов.

            В настоящее время число транкинговых стандартов достаточно велико; в основу их классификации можно положить следующие признаки:

            — тип канала управления;

            — способ формирования и разделения разговорных каналов;

            — протокол управления и алгоритм установления соединения. Сравнительная характеристика транкинговых сетей связи различных стандартов представлена в табл. 6.2.

Из таблицы видно, что технические характеристики и состав транкинговых сетей связи зависят в первую очередь от назначения сети

связи. Транкинговые сети, предназначенные для организации диспетчерско-технологических (локальных) сетей, имеют от одной до трех зон обслуживания, региональные «оперативные)    — 10 и более зон обслуживания, межрегиональные — до 160 зон обслуживания. Максимальное количество абонентов в локальных сетях достигает 1000 абонентов, в региональных — до 50 000, а в межрегиональных— более миллиона.

Первые цифровые транкинговые стандарты позволили обеспечить:

            — повышение эффективности использования радиоспектра;

            — увеличение обслуживаемого трафика систем;

            — шифрование переговоров с гарантированной стойкостью

            — увеличение набора предоставляемых пользователям услуг.

Для удовлетворения потребностей спецслужб в Европейских странах предполагается использовать единый цифровой стандарт ТЕТКА. Как показал опыт эксплуатации, сети, основанные на данном стандарте, не просто эффективны в технологической сфере, но и могут принести доход при коммерческой эксплуатации. По аналогии с сотовыми сетями общего пользования в транкинговых сетях предусмотрена проверка каждой радиостанции на право пользования связью при каждом вызове, что обеспечивает достаточно эффективную защиту информации. Опыт эксплуатации транкинговых сетей показывает, что они являются весьма экономичной альтернативой сетей с классической сотовой технологией и представляют несомненный интерес при создании СРПО.

Технология построения пейджинговых сетей. Основное назначение пейджинговой сети связи заключается в обеспечении передачи абонентам коротких сообщений с минимальными затратами. Техническая реализация посылки персональных сообщений в сетях пейджинговой связи довольно проста. Каждая передача базовой станции представляет собой две посылки различной частоты, т. е. несущая модулируется двумя низкочастотными сигналами фиксированной длины. В зависимости от комбинации частот этих посылок сообщение принимает лишь один из пейджеров системы, находящийся у адресата. На рис. 6.5 представлена структурная схема пейджинговой сети.

            Наибольшее распространение получили разработанный фирмой Motorola, протокол GSC (Goby Бециепба! Code), более известный как GOLAY, и разработанный Британским почтовым ведомством POCSAG.

Протокол POCSAG поддерживает до 2 000 000 пейджеров и позволяет передавать не только тональные, но и цифровые и алфавитно-цифровые сообщения, имеет стандартные скорости передачи по эфиру 512, 1200 и 2400 бит/с и алгоритм коррекции ошибок приема. Кроме того, особенности построения протокола позволяют снизить энергопотребление пейджеров POCSAG в 4 — 8 раз.

            Следует особо отметить протокол RDS(Radio Data System), единственный протокол, позволяющий организовывать системы персонального радиовызова на под несущей частоте вещательного диапазона, т. е. использовать для передачи персональных сообщений национальные сети радиовещания и телевидения.

            Пейджинговый терминал — это устройство, получающее адрес абонента и сообщение с устройства ввода (например с клавиатуры компьютера) и выдающее сформированный сигнал в определенном формате непосредственно на передачу. Пейджинговый терминал является главной частью системы персонального радиовызова и определяет ее основные параметры.

Основные характеристики терминала:

количество поддерживаемых системой абонентов; — пейджинговые протоколы передачи;

            — возможность управления одним или несколькими передатчиками; — подключение вынесенного места оператора;

            — возможность осуществления роуминга сообщений данной конкретной системы в федеральную пейджинговую систему и др.

            При построении крупных пейджинговых систем оказалось, что максимальная скорость передачи POCSAG — 2400 бит/с уже становится недостаточной, так как при использовании алфавитно-цифровых пейджеров даже на скорости 2 400 бит/с число абонентов не превышает 15 000 на частотный канал. Это привело к разработке фирмами-производителями новых, более скоростных протоколов. Из наиболее известных протоколов можно назвать FLEX (Flexible wide- area protocol) фирмы Motorola, APOC фирмы Philips, ERMES (European Radio Message System), утвержденные в 1992 г. Европейским институтом стандартизации в области телекоммуникаций. Общим в этих протоколах является четырехуровневая модуляция FSK, позволяющая без потери качества достигнуть скорости в эфире до 6 400 бит/с.

В табл. 6.3 приведены характеристики основных протоколов пейджинговой связи.

В соответствии с концепцией развития систем персонального радиовызова в России решением государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) в 1995 г. протокол ERMES рекомендован в качестве единого на всей территории страны. Но выделение частот 169,4...169,8 МГц, используемых ERMES в Европе, в России имеет определенные трудности. Этот протокол позволяет осуществить роуминг (возможность принимать сообщения на один и тот же пейджер) с любой системой, использующей ERMES в пределах Европейского сообщества.

ReFLEX- протокол двусторонней передачи цифрового пот окатанных со скоростями 12800 бит/с и 25600 бит/с. Для протокола REFLEX используется пейджер Тапдо, работающий в режиме двусторонней асимметричной передачи сообщений. Главное новшество — возможность принимать информацию довольно больших объемов (память Тапдо — 100 кбайт) и отправлять сообщения, но короткие.

Низкоорбитальные системы спутниковой связи. Стремительный прогресс в развитии спутниковой связи впервые позволил реализовать на практике идею поистине глобального информационно- го обмена в масштабе всей Земли. Несомненные преимущества систем спутниковой связи (ССС) — большая пропускная способность, глобальность действия и высокое качество связи — обусловили интенсивное развитие спутниковой связи. Дальнейшее развитие информатизации общества без спутниковой связи просто немыслимо.

Одним из новых новшеств развития спутниковой связи с начала 1990-х гг. стали системы связи на базе низкоорбитальных космических аппаратов (КА). Эти системы связи открывают огромные возможности для включения в мировое информационное пространство многомиллионного контингента пользователей, нуждающихся в портативных

индивидуальных средствах связи, особенно в удаленных и труднодоступных районах со слаборазвитыми наземными средствами связи. Интерес к системам на основе низколетящих спутников вызван актуальностью персональной связи, реализация которой— задача предстоящего десятилетия.

К низкоорбитальным спутниковым системам с круговыми орбитами (системы LEO), как правило, относят такие, для которых высота орбиты находится в пределах 700 — 1500 км, масса космического аппарата — до 500 кг, орбитальная группировка — от единиц до десятков спутников. Для охвата связью большой территории Земли используют несколько плоскостей орбит. В системе обычно имеется одна или несколько станций для интерфейса с сетями телефонии общего пользования.

            Работа по созданию низкоорбитальных систем (НОС) ведется очень интенсивно. В США (с участием европейских фирм) наиболее активно реализуются системы Iridium и Globalstar. Первая из этих систем в силу ошибок в бизнес проекте относительно потенциальной нагрузки и стоимости услуг прекратила свое существование в России, а вторая стремительно завоевывает рынок услуг. В России также интенсивно ведутся теоретические работы по созданию собственных НОС: «Гонец», «Сигнал», «Эликон-стир» и др.

            НОС обеспечивают следующие основные телекоммуникационные услуги: электронную почту (пакеты цифровой информации передаются через ретранслятор искусственного спутника земли (ИСЗ) непосредственно или с задержкой на время доставки информации по трассе полета), непрерывную телефонную и телекодовую связь.

Общая характеристика технологии построения системы глобальной спутниковой подвижной связи Globalstar. Проект системы Globalstar основан на довольно простых технических решениях. Он включает 48 ИСЗ на восьми орбитах высотой 1 414 км и наклонением 52. 5. Межспутниковая связь не применяется, поэтому ИСЗ более просты и имеют вес 390 кг. Бортовая антенна формирует 16 лучей. Много станционный доступ на спутник основан на кодовом разделении каналов СОМА. Радиосвязь между абонентами, находящимися в зонах обслуживания различных спутников, осуществляется с помощью сети ретрансляторов, находящихся на земных шлюзовых станциях. Последние соединены с сетями связи общего пользования. Для работы абонентских станций планируется задействовать для линии «Земля — ИСЗ» диапазон частот в полосе 1610...1626,5 МГц, а для линии «ИСЗ — Земля» — 2483...2500 МГц. Однако упрощение системы привело к потере важного ее качества — глобальности связи (исключаются полярные области и океанские районы, не имеющие шлюзовых станций).

В системе Globalstar использован региональный принцип построения связи — выход каждого абонента на ближайшую наземную станцию и далее на существующую фиксированную сеть (в основном наземную). Этот принцип позволяет сделать систему частью национальной сети каждой страны, что позволяет им получать доходот системы, а также делает трассу короткой для основной массы региональных (местных) соединений. С другой стороны, межрегиональные и международные соединения становятся зависящими от состояния наземных сетей. Такой принцип используется в системе «Сигнал».

Сигналы в системе Globalstar передаются с помощью кодового разделения СОМА (Code Division Multiple Access), т. е. в общей полосе передается сразу много сигналов (до 50 в одном канале одного луча одного спутника). Для этого каждый сигнал преобразуется в широкополосный (1,25 МГц) путем умножения на псевдослучайную последовательность. Благодаря этому система способна перераспределять ресурс своей пропускной способности между различными регионами, используя максимально возможности всех спутников, находящихся в районах, где возникла перегрузка. При этом реальным определяющим фактором в системе оказывается средняя загрузка от одного абонента, определяющая среднюю мощность спутника. Спутник может отдавать максимальную мощность (400 Вт в S-диапазоне) только короткое время из-за ограниченной емкости аккумуляторных батарей и необходимости их довольно долгого под заряда от солнечных батарей. В системе Globalstar исходный речевой сигнал преобразуется в цифровую форму с помощью адаптивного вокодера, создающего поток со скоростью от 1,2 до 9,6 кбит/с. Переменная скорость на выходе адаптивного вокодера приводит к снижению средней скорости в канале до 2,4 кбит/с и увеличению пропускной способности системы.

Разумеется, все эти решения приводят к усложнению и увеличению стоимости аппаратуры. Однако фирма Globalstar и разработчик абонентского терминала фирма Qualcomm (США) рассчитывают, что разрабатываемые сверхбольшие интегральные схемы помогут обойтись без заметного увеличения затрат. Следует учитывать, что применение широкополосных сигналов резко увеличивает время первоначального вхождения в связь (до 1,0 — 1,5 мин для подвижного объекта), а также усложняет оборудование терминалов.

В системе Globalstar четыре участка линии связи:

            1. От наземной станции к спутнику (С-диапазон, 5 ГГц) — прямая линия.

            2. От спутника к подвижному абоненту (S-диапазон,'2,5 ГГц) — прямая линия.

            3. От подвижного абонента к спутнику (L-диапазон, 1,6 ГГц) — обратная линия.

            4. От спутника к наземной станции сопряжения (С-диапазон, 7 ГГц) — обратная линия.

Перспективы создания универсальных сетей радиосвязи с подвижными объектами. Уже сегодня назрела необходимость построения универсальных сетей персональной связи. Каждый пользователь сети персональной связи должен в любой момент времени получить доступ к глобальным телекоммуникационным ресурсам, используя легкий ручной многофункциональный абонентский терминал. Дальнейшее развитие сетей подвижной связи, по мнению большинства экспертов, пойдет по пути использования технологии широкополосного кодового множественного доступа (И/-CАMA). Выбор этой технологии для будущих систем предоставляет уникальную возможность для создания международного стандарта с глобальным роумингом для служб мобильной связи следующего поколения. В Европе практическое внедрение технологий И/-СОМА в рамках программы RАСЕ началась в 1989 г. Экспериментальные системы должны войти в строй уже в 2002 г.

            Для построения сетей персональной связи в Европе реально могут быть использованы три технологии, имеющие статус Европейских стандартов: CT2-САI, DECT (цифровой европейский беспроволочный телефон) и DCS-1800 (высокоемкий вариант европейской цифровой сотовой системы).

6.2. СЕТИ ПЕРЕДАЧИ МАССОВЫХ СООБЩЕНИЙ

6.2.1. НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ,

            ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ И                                                      ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ РАЗВИТИЯ

            Вещанием называют передачу различного рода сообщений широким слоям населения с помощью технических средств электронной связи. В зависимости от вида передаваемых сообщений вещание подразделяется на телевизионное и звуковое. Телевизионное вещание предназначено для передачи изображений движущихся или неподвижных объектов со звуковым сопровождением, а звуковое вещание предполагает передачу звуковых программ, предназначенных для непосредственного приема населением [9]. По способу доведения сообщений до слушателей звуковое вещание разделяют на радиовещание и проводное вещание. В радиовещании сообщения принимаются слушателями с помощью радиоприемного устройства, в проводном — с помощью абонентского устройства — громкоговорителя, подключенного к проводной линии.

Организация телевизионного и звукового вещания в масштабах страны сводится к решению двух крупных организационно-технических задач. Первая задача — сформировать вещательные программы, вторая — довести эти программы до населения.

            Программа вещания (радио, телевизионная) — совокупность периодических аудио, аудиовизуальных сообщений и материалов (передач), имеющая постоянное название и выходящая в свет (эфир) не менее одного раза в год (из Федерального закона «О средствах массовой информации»). Представление о смысле понятия «программы» можно получить, если заглянуть на последнюю станицу любой газеты, где обычно печатаются программы радио и телевидения. Формированием вещательных программ занимаются специальные предприятия Министерства культуры и массовых коммуникаций Российской Федерации. Программы для телевидения готовятся на телецентрах, программы радио — в радио домах (РД). Доведением сформированных программ до широкого круга территориально рассредоточенных зрителей и слушателей занимаются предприятия Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации; Для решения этой задачи в стране созданы две общегосударственные сети электросвязи — сеть телевизионного вещания (СТВ) и сеть звукового вещания (CЗB).

            Сеть телевизионного вещания — это совокупность всех телевизионных центров (ТЦ), телевизионных ретрансляторов (ТР), линий передачи телевизионных программ и всех телевизионных приемников. Сеть звукового вещания представляет собой совокупность радио- домов, радиопередатчиков радиовещательных станций, узлов проводного вещания, индивидуальных приемников, абонентских громкого Водителей и линий передачи. Структурная схема организации вещания в РФ представлена на рис. 6.6.

            Вещательная сеть включает совокупность технических средств, используемых для передачи программ вещания по заданной территории. К техническим средствам относятся радиотелевизионные передающие станции (РТПС), радиопередающие станции (РПС), узлы проводного вещания (УПВ), каналы передачи сигналов программ вещания к РТПС, РПС, УПВ, индивидуальные приемные

устройства (ИПУ) (телевизоры, радиоприемники, абонентские громкоговорители).

Оперативность распространения сообщений по сетям вещания значительно больше, чем при использовании газет, хотя газеты издаются несколькими выпусками — утренними, дневными и вечерними. Объясняется это тем, что сообщение по сетям вещания можно передавать немедленно, исключая таким образом относительно продолжительный этап печатания и доставки газет.

            Программы телевизионного вещания создаются в телевизионных центрах, имеющих комплексы специальной аппаратуры (рис. 6.7)

На рис. 6.7 видно, что электрические сигналы от студийных передающих телевизионных камер (СТК) и телекинопроекционной (ТКП) поступают в студийную аппаратную (СА), откуда после специальной обработки подаются в центральную аппаратную (ЦА); Туда же поступают сигналы от телецентров других городов (через междугородную аппаратную внешних программ (МА)), из аппаратной приема местных программ (АПМП), от передвижных телевизионных станций (ПТС) и стационарных трансляционных пунктов (СТП), расположенных в местах актуальных передач (вокзалы, стадионы, театры), и из аппаратной записи программ (АЗП). Из ЦА электрические сигналы подаются в МА для передачи в другие города, в АЗП для записи программы на магнитную ленту, а также на входы радиотелевизионных передающих станций, преобразующих эти сигналы и излучающие их с помощью передающих антенн.

            Известно, что качественный прием телевизионных программ ограничен расстоянием радио видимости между приемной и передающей антеннами РТПС. Для типовых высот телебашен РТПС это расстояние редко превышает 60 — 80 км. Даже такая уникальная башня, как Останкинская в Москве, высотой свыше полукилометра, и та обеспечивает уверенный прием сигналов на расстоянии не более

ПТС — передвижная телевизионная станция, СТП — стационарный трансляционный пункт, АПМП — аппаратная приема местных программ, СТК — студийная телевизионная камера, СА- студийная аппаратная, ТКП — телекинопроекционная, ЦА — центральная аппаратная, АЗП — аппаратная записи программ, РТПС — радиотелевизионная передающая станция, МА — междугородная аппаратная, АРМ — аппаратная распределения междугородных телевизионных каналов (в центре), ЦМТ — центры междугородного телевидения (в регионах), ОП-ТЦ оборудование оконечного пункта кабельной системы передачи телевизионных каналов и звукового сопровождения, расположенное на телецентре, ОРС — оконечная радиорелейная станция

120 — 130 км. Вследствие этого для повсеместного охвата населения телевизионным вещанием территория России разбита на пять вещательных зон: М, Г, В, Б, А [9].

            Каждая зона занимает территорию двух часовых поясов, имеющих сдвиг во времени относительно Москвы соответственно 8 и 9 ч (зона Б); 6 и 7 ч (зона Б); 4 и 5 ч (зона В); 2 и 3 ч (зона Г); 0 и 1 ч (зона М). Количество и размещение РТПС в этих зонах должны обеспечить возможность приема программ для большей части населения страны, а их связь между собой осуществляется сетью каналов распределения программ телевизионного вещания (СКРПТВ), которая образуется из радиорелейных, кабельных линий и спутниковых систем телевизионного вещания (рис. 6.8). СКРПТВ состоит isa магистральной и внутризоновых сетей.

ОРС — оконечная радиорелейная станция; ОП-ТЦ — оборудование оконечного пункта телевизионных каналов и звукового сопровождения, расположенное на телецентре; ОП-МТС — оборудование оконечного пункта телевизионных каналов и звукового сопровождения, расположенное на междугородной телефонной станции; РТПС — радиотелевизионная передающая станция; Цмт — центр междугородного телевидения; УРС — узловая радиорелейная станция; ПРС — промежуточная радиорелейная станция; ОУП-П — обслуживаемый усилительный пункт с переключением трактов

            Магистральная сеть состоит из междугородных каналов телевидения, цехов междугородного телевидения, оконечных, узловых и промежуточных радиорелейных станций и телевизионных ретрансляторов.

Магистральная сеть обеспечивает:

            — доведение программ ЦТ до всех республик, краевых и областных центров, а также покрытие с помощью ретрансляторов территорий, по которым проходят радиорелейные линии (РРЛ) и коаксиальные кабельные магистрали;

            — организацию международных каналов для обмена программ телевидения с другими странами через телевизионные сети «Интервидения» и «Евровидения»;

            — организацию междугородных каналов для передачи программ телевидения из периферийных пунктов к центру, а также межобластных каналов телевидения.

Магистральная сеть телевизионного вещания строится по распределенному принципу с ветвящейся структурой, имеющей древовидную форму. От основного «ствола», идущего к какому-либо удаленному пункту (сетевому узлу), отходят ветви (телевизионные каналы) к пунктам, находящимся в стороне от основной трассы, а от этих пунктов идет дальнейшее разветвление (рис. 6.8).

            При наличии двух или трех программ создаются две или три древообразные структуры сетей телевизионных каналов, наложенные одна на другую. Для обслуживания участков, в которых не обеспечивается уверенный прием телевизионных сигналов от РТПС, а также для расширения зон ее обслуживания применяются телевизионные ретрансляторы. Телевизионный ретранслятор (ТР) — это устройство, предназначенное для приема радиосигнала телевизионного вещания и повторного его излучения.

            Внутризоновая сеть телевизионного вещания строится на базе междугородных каналов, организованных в радиорелейных линиях и коаксиальных кабельных магистралях.

На радиорелейных линиях, принадлежащих магистральной и внутризоновой сетям связи, каналы телевидения выделяются:

            — на оконечных радиорелейных станциях (ОРС);

            — в узловых радиорелейных станциях (УРС), на которых имеется одно и более дуплексных ответвлений или реализуется переприем по групповому спектру или телевизионному каналу;

            — на промежуточных радиорелейных станциях (ПРС).

На кабельных магистралях каналы телевидения выделяются:

            — на оконечных пунктах телевизионных каналов и звукового со- провождения (ОП-ТЦ). Оборудование ОП-ТЦ, как правило, располагается в здании передающей телевизионной радиостанции телецентра или ретранслятора, а ответное оборудование оконечного пункта ОП-hkTC — на междугородной телефонной станции;

            — в обслуживаемых усилительных пунктах с переключением трактов (ОУП-П). В ОУП-П кроме необходимого усилительного оборудования линейного тракта устанавливается оборудование ответвления и ввода телевизионных программ.

На рис. 6.8 видно, что сеть телевещания преимущественно состоит из радиорелейных линий, причем на ПРС и некоторых УРС и ОРС, а также ОУП-П программы телевидения поступают на РТПС типа ТРСА-56 и ТРСА-12/2/100 Вт, которые обслуживают территорию радиусом примерно 30 км и устанавливаются в помещениях этих станций, а на остальных УРС, ОРС и ОП-ТЦ программы телевидения переключаются на передающие телевизионные радиостанции, которые устанавливаются в отдельных зданиях.

6.2.2. НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И КРАТКАЯ              ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОГО ВЕЩАНИЯ

            Вследствие большой территории нашей страны для создания вторичной сети передачи телевизионных программ наиболее удобными (наряду с радиорелейными и кабельными) являются каналы, полученные с помощью спутниковых систем телевизионного вещания (ТВ). Кроме того, применение каналов спутникового телевизионного вещания обусловлено тем, что в кабельных линиях передачи К- 1920П, К-1920Р, К-3600, К-10800 возникают трудности достижения необходимого качества передачи сигналов цветного изображения из- за узкой полосы пропускания, а радиорелейные линии передачи («Рассвет-2», «Дружба», «Восход», «Курс»), еще подвержены воздействию помех. В целях обеспечения надежности телепередачи обычно сочетают использование наземных средств (кабельных и радиорелейных линий) с каналами, полученными с помощью ретрансляторов на искусственных спутниках земли (ИСЗ).

            Спутниковое вещание — это передача радиовещательных программ (телевизионных и звуковых) от передающих наземных станций к приемным через космическую станцию или ИСЗ, которые являются активными ретрансляторами [10].

            Задача охвата населения телевизионным вещанием решается путем комплексного использования отечественных спутников распределительных систем «Москва» (вместо «Орбиты») и «Экран» совместно с наземными техническими средствами ТВ. Наша страна разбита на пять вещательных зон, каждая из которых охватывает территорию двух часовых поясов (табл. 6.4).

            В каждую зону центральная ТВ программа (первая) передается с временным сдвигом 2n часов, где и — целое число. Первая ТВ программа, формируемая в Москве, подается в зону М, а ее четыре дубля — «Орбита-1», «Орбита-2», «Орбита-3» и «Орбита-4» («Восток») передаются в соответствующие зоны А, Б, В и Г. При этом задействуются одновременно пять ТВ каналов. Опережение по времени достигается путем записи программ и их повторения в следующие сеансы.

Отдельные актуальные передачи транслируются в момент протекания событий независимо от времени. Программа России и четыре ее копии (« Дубль-1», «Дубль-2», «Дубль-3» и «Дубль-4») распределяются аналогично. Во многих регионах в диапазонах МВ и ДМВ организовано многопрограммное вещание за счет трансляции дополнительных областных и краевых программ. На сегодняшний день их работу обеспечивают около 180 частных и государственных телевизионных компаний.

            Спутниковые системы телевизионного вещания «Орбита», «Экран», «Москва» сыграли огромную роль в развитии телевидения, обеспечив возможность трансляции программ по всей территории страны. В перспективе предстоит освоить новый диапазон частот 12 ГГц; специально выделенный для спутниковых линий связи. В этом диапазоне для непосредственного телевизионного вещания(НТВ) с искусственных спутников Земли выделен диапазон частот 11,7... 12,5 ГГц, где плотность потока мощности со спутника практически не ограничена и составляет у поверхности Земли 100...103 дБ Вт/м~. Это позволяет использовать в приемных установках антенны с диаметром около 1 м и простые входные устройства. Для, перспективных систем спутникового телевизионного вещания выделены полосы частот 40,5...42,5 и 84...86 ГГц.

            Спутниковые линии связи (СЛС) — это РРЛ с одним активным ретранслятором, поднятым на большую высоту и вращающимся вокруг Земли. Это ИСЗ типа «Экран», «Горизонт», Eutelsat, Astra и другие, на эллиптической орбите — ИСЗ типа Ъолнияк Рядом с обозначением спутника в табл. 6.4 указана его позиция на геостационарной орбите.

Надежность спутниковой связи определяется: — вероятностью безотказной работы

Для наземных систем К, = 1 за счет резервирования и профилактического ремонта оборудования. В то же время для спутников 7, велико и стоимость запуска ИСЗ большая; однако для важных спутниковых связей запускают новый спутник, не дожидаясь выхода из строя рабочего. Коэффициент готовности:

            — для космического сегмента К, = 0,99999;

            — для наземной станции К„= 0,99949;

            — для канала К, = 0,99894.

Таким образом, обеспечение качественного спутникового ТВ возможно при высоких показателях технической надежности.

Управление системой спутникового телевизионного вещания осуществляется со следующих пунктов управления (рис. 6.9):

            1) главный центр управления (ГЦУ), расположенный в Останкино . (Москва);

            2) технический центр Москва-1» (Москва, Шаболовка, 37);

            3) центр космической связи «Дубна» (Московская обл.);

            4) центр космической связи «Владимир» (г. Гусь-Хрустальный); 5) центр космической связи «Парголово» (С.-Петербург);

            6) центр космической связи «Медвежьи озера» (Московская обл.); Все они связаны оптоволоконными высокоскоростными цифровыми магистральными линиями передачи с техническим центром «Москва-1», где осуществляется формирование основных телевизионных программ.

Таким образом, основой построения сети телевизионного вещания являются следующие принципы:

            — соответствие сети возможностям по приему многопрограммного вещания хорошего качества всем населением страны;

            — организационно-техническое единство, заключающееся в проведении единой технической политики и обеспечении построения сети телевизионного вещания по стандартам, определенным международным союзом электросвязи (МСЭ-Р);

            — применение единого комплекса максимально унифицированных технических средств, отвечающих общим техническим требованиям (единой номенклатуры типовых каналов и сетевых трактов с нормированными стыками в соответствии с нормами ЕСЭ России);

            — построение единой для телевизионного вещания системы управления и т. д.;

            — комплексное применение радиорелейных, проводных и спутниковых средств связи;

            — строительство магистральной сети телевизионного вещания по распределенному принципу с ветвящейся структурой.

Перспективы развития телевизионного вещания. Важнейшим направлением развития ТВ будет совершенствование сети линий передачи программ и передающих устройств, технический уровень которых определяет процент охвата населения вещанием, а также число и качество программ, принимаемых в различных уголках страны. Если в 1987 г. технические средства позволили организовать вещание первой и второй программ Центрального телевидения, то в 1997 г. уже существовали первая (ОРТ), вторая (РТР), третья (НТВ) и четвертая (канал «Культура») программы. В дальнейшем количество программ также будет увеличиваться. Для этого потребуется расширить сеть ТВ и реконструировать ряд действующих РТПС, а также существенно увеличить число ТР малой мощности, особенно ретрансляторов, получающих программы по спутниковым линиям связи. Спутниковые системы телевизионного вещания «Орбита», «Экран», Москва» сыграли огромную роль в развитии ТВ, обеспечив возможность трансляции программ по всей территории страны. В перспективе предстоит освоить новый диапазон частот 12 ГГц, специально выделенный для спутниковых линий связи. Это позволит кроме центральных транслировать краевые и областные ТВ программы в те районы, где строительство линий передачи практически неосуществимо. Кроме того, работа в этом диапазоне позволит принимать телевизионные программы на антенны индивидуального пользования. В этом и заключается концепция развития непосредственного телевидения (НТВ) (рис. 6.10).

            Перспективными являются работы в области передачи программ по международным линиям с помощью цифровых линий передачи, а также запись телевизионных программ в цифровой форме.

            Достаточно реальными выглядят работы по созданию систем передачи объемных телевизионных изображений и стереофонического звукового сопровождения, а также по внедрению устройств дистанционного управления домашним телеприемником, позволяющим не только переключать программы, но и добиваться желаемой громкости, тембра и цветовой гаммы.

            Новое прогрессивное направление телевизионного вещания— телевидение высокой четкости (ТВЧ), которое позволяет существенно повысить качество телевизионного изображения и приблизить его восприятие к зритель-

ному восприятию натуральных сцен и сюжетов.

Для обеспечения высококачественного телевизионного приема в районах с низкой напряженностью поля и в городах с разно этажной застройкой, где высок уровень отраженных сигналов, телевизионные программы передаются по проводным линиям связи, в качестве которых используются коаксиальные и волоконно-оптические кабели. В кабельном телевидении (КТВ) помех меньше, а число телевизионных каналов может быть увеличено до 100 и более. Схема построения КТВ имеет древовидную структуру (рис. 6.11).

Система КТВ включает головную станцию, где сигналы принимаются от РТПС, обрабатываются, преобразуются по частоте и усиливаются, распределительную магистральную сеть (МС), базирующуюся на магистральных и субмагистральных линиях, домовые распределительные сети (ДРС), подсоединяемые к МС с помощью направленных ответвителей магистральных (ОМ). Абонентские разветвители (РА) и коробки (КА) служат для подсоединения абонентских отводов к линиям ДРС [12].

Развитие КТВ в будущем видится в многофункциональном его применении: (коммерческое и учебное телевидение и радиовещание,

Бп — блок переключения, УМ — усилитель магистральный, ОМ — ответвитель магистральный, УД — усилитель домовой распределительной сети, РА — разветвители абонентские, КА — коробки абонентские

в том числе передача специальных программ (спортивных, информационных, справочных и др.); телефон и видеотелефон; телеграф и фототелеграф; почтовая корреспонденция; газеты и журналы; доступ в библиотеку; услуги со стороны вычислительных центров; телетекст.

6.2.3. НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПРИНЦИПЫ                                             ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ ЗВУКОВОГО ВЕЩАНИЯ

            Звуковое вещание (ЗВ) по своему назначению делится на внутри российское и внешнее. В свою очередь внутри российское звуковое вещание подразделяется на центральное и местное. Центральное звуковое вещание ведется на четырех программах: первая — информационная, общественно-политическая, познавательная и художественная; вторая («Маяк») — информационно-музыкальная; третья— общеобразовательная и литературно-музыкальная; четвертая— музыкальная. Структурная схема центра формирования программ приведена на рис. 6.12.

Формирование программ заключается в преобразовании звуковых картин в соответствующие электрические сигналы, которые далее передаются с помощью технических средств к приемным устройствам слушателей.

            Звук преобразуется в электрические сигналы в специально оборудованных помещениях — студиях (С). Если в программу необходимо включить внестудийную передачу (из театра, концертного зала, стадиона), то преобразование звука в электрический сигнал осуществляется в трансляционных пунктах. Такие пункты бывают как стационарными (СТП), так и передвижными (ПТС). Отдельные части программы могут быть подготовлены в центрах вещания других городов. В этом случае они поступают в центр формирования программ по междугородным линиям передачи через конечную междугородную вещательную аппаратную (ОМ ВА), расположенную на МТС. Электрические сигналы поступают в студийные аппаратные (СА) или трансляционные аппаратные (ТРА). В аппаратных они усиливаются, регулируются и контролируются в отношении качества. Студия вместе со студийной аппаратной записи (АЗ) образует аппаратно-студийный блок (АСБ). После записи на магнитную ленту электрические сигналы поступают в программную аппаратную (ПА), где происходит окончательное формирование программ из отдельных частей. Из ПА электрические сигналы поступают в центральную аппаратную (АЦ), где осуществляется коммутация линий, соединяющих центр формирования программ с другими элементами сети звукового вещания, которые доводят сигналы вещательных программ до слушателей.

            Территориально разнесенные передающие средства звукового вещания (радиовещательные станции и узлы проводного вещания) подключаются к сети звукового вещания с помощью междугородных каналов звукового вещания (MKЗB) по РРЛ и кабельным линиям связи.

            Сеть МКЗВ позволяет довести программы центрального вещания до всех столиц автономных республик, краевых и областных центров; подать программы ко всем радиовещательным станциям (РВС); обеспечить обмен программами с другими странами; организовать межобластной обмен программами. Как уже говорилось, типовые МКЗВ создаются на базе каналов первичной сети ЕСЗ России. Каналы передачи программ образуются путем выделения определенной полосы частот в линейном спектре соответствующих систем передачи телефонных сообщений. Объединение двух-трех полос осуществляется с помощью аппаратуры АВ-2/3, с выхода которой программа вещания передается на входы каналообразующей аппаратуры (КОА) соответствующих систем передачи магистральных, внутризоновых и местных сетей.

            Магистральная сеть распределения государственных программ звукового вещания на территории вещательных зон М, Г и В в Российской Федерации строится по региональному принципу, а вещательных зон Б и А — по административно-территориальному без учета регионального принципа.

            Под регионом понимается совокупность нескольких административных зон России, объединенных с учетом административно-экономических связей, принадлежности к вещательной зоне и структуры магистральной первичной сети [8].

            С учетом этих принципов программы ЗВ на территориях вещательных зон М, Г и В должны распределяться от центра их формирования до центров регионов (региональных узловых магистральных вещательных аппаратных) и от них до междугородных вещательных аппаратных (МВА), а на территориях вещательных зон А и Б — непосредственно до МВА.

Внутризоновая сеть распределения программ ЗВ (центральных, региональных и местных) должна строиться по радиальному принципу, при котором каналы организуются от МВА, расположенных в центрах субъектов федерации, до радиопередающих станций (РПС) и городских узлов проводного вещания (УПВ).

            Местная сеть распределения программ ЗВ строится по радиальному принципу, при котором каналы организуются от районного центра до сельских СПВ. Передача сформированных программ осуществляется с использованием радио- и проводных средств. В связи с этим возникло два понятия: радиовещание» и «проводное вещание».

            Сеть звукового вещания построена аналогично сети телевизионного вещания, хотя прием сигналов радиопередающих станций не связан в такой степени с расстоянием, как при телевизионном вещании. Но все таки нужно учитывать, что каждая станция имеет ограниченную зону обслуживания. Размеры зоны зависят от многих факторов, важнейшими из которых являются мощность станции и диапазон используемых радиоволн. Радиус зоны обслуживания может быть от нескольких десятков до нескольких сотен и даже тысяч километров (рис. 6.13).

            Так как территория РФ охватывает более 11 часовых поясов и состав населения многонационален, то для организации сети радио-, вещания предполагается децентрализованное построение. Оно предполагает использование разветвленной передающей части, состоящей из мощных центральных станций радиовещания (РВС), автономных РВС, расположенных вне зоны уверенного приема центральных РВС, и местных РВС в крупных административных центрах.

            Большое количество РВС на территории страны приводит к тому, что зоны действия отдельных РВС перекрываются. Если при этом учесть, что работа многих из них совпадает по времени, то понятна необходимость принятия специальных мер по предотвращению взаимных помех. Одной из таких мер является использование для вещания разных диапазонов волн и разных частот в пределах одного диапазона. В Российской Федерации радиовещание ведется в диапазонах кило-, гектар-, дека- и метровых волн. В соответствии с международной договоренностью для радиовещания отведены определенные участки таких диапазонов. Сделано это с целью уменьшения помех другим радиосистемам.

Возможные размеры зон обслуживания РВС определяются в основном спецификой распространения радиоволн различных диапазонов и мощностью радиопередающих устройств. Например, РВС, работающей в диапазоне километровых волн, можно образовать зону обслуживания с радиусом 1500 — 2000 км. В этом диапазоне работа- ют РВС центрального и республиканского (краевого) вещания. В диапазоне гектометровых волн удается создать зону обслуживания одной РВС с радиусом 300 — 500 км для передачи программ центрального, республиканского (краевого) и областного вещания. Декаметровый диапазон используется для передачи программ центрального и республиканского радиовещания в отдельные и труднодоступные районы страны, а также для передачи специальных программ для населения других стран ближнего и дальнего зарубежья. В метровом диапазоне волн зона обслуживания РВС обычно не превышает 50 — 60 км. Метровые волны применяются для передачи программ центрального, республиканского (краевого) и областного вещания.

            В пределах интервалов частот, выделенных для радиовещания в каждом диапазоне, можно организовать работу весьма ограниченного числа РВС. Объясняется это тем, что для работы, каждой из них требуется не одна частота, а полоса частот. Ширина полосы частот определяется видом используемой модуляции. В метровом диапазоне волн используется полоса частот шириной 250 кГц, а в других диапазонах — до 9 кГц. В результате этого оказывается, что для радиовещания можно использовать 15 частотных полос в диапазоне километровых волн, 120 частотных полос в диапазоне гектометровых и 28 частотных полос в диапазоне метровых волн. Этого количества полос будет недостаточно, если за каждой полосой закрепить всего одну РВС. Радиовещание организуется так, что один и тот же частотный канал используется несколькими РВС, каждая из которых передает свою программу. В этом случае говорят, что РВС работают в совмещенном частотном канале.

            Гипотетический вариант расположения РВС на обслуживаемой территории (рис. 6.14) предполагает, что все их антенны являются ненаправленными, а условия распространения радиоволн одинаковы по всем направлениям. Каждый круг

 очерченный вокруг РВС, является зоной обслуживания, а окружность — границей зоны. Цифра-

ми обозначены условные номера частотных каналов, в которых работают РВС.

Каждая РВС создает напряженность поля не только в границах своей зоны обслуживания, но и за ее пределами. Напряженность поля, созданная РВС за пределами предусмотренной зоны обслуживания, будет помехой при приеме программы РВС в другой зоне. Особенно сильно эта помеха проявляется в зонах обслуживания РВС, работающих в совмещенном канале. В этом случае ослабить взаимные помехи можно путем пространственного разноса РВС друг от друга и изменением мощности их передачи. Но увеличение расстояния между РВС, работающими в совмещенной полосе, ведет к увеличению числа каналов. Сократить число необходимых полос частот можно, применив синхронное радиовещание, при котором несколько РВС, передающих одну программу, работают в одной частотной полосе, но с синхронизацией несущих частот. Синхронизация позволяет уменьшить искажения, возникающие в радиоприемных устройствах в результате воздействия на приемную антенну полей нескольких РВС.

            Проводным вещанием (ПВ) называется система звукового вещания, состоящая из комплекса аппаратуры и сооружений, с помощью которых сигналы звукового вещания передаются слушателям по проводным сетям.

            На сегодняшний день все города и практически все сельские населенные пункты охвачены сетью проводного вещания. Это объясняется тем, что на ее создание необходимы меньшие затраты (на создание передающей части сети) по сравнению с радиовещанием. Она обладает большей надежностью, простотой и дешевизной абонентских устройств, обеспечивает более высокое качество воспроизведения программ, имеет простую организацию вещания в пределах населенного пункта или района, поскольку не нужно занимать для этих целей радиоканалы.

            Не следует считать, что радиовещание и проводное вещание конкурируют, наоборот, они дополняют друг друга.

            В городах, где проживает более 250 тыс. человек, как правило, создают трехзвенную распределительную сеть ПВ с децентрализованным питанием (рис. 6.15).

Вся территория города разбивается на зоны, в каждой из которых сооружается усилительная станция (ОУС), получающая программу от центральной станции проводного вещания (ЦСПВ). Каждая ОУС подает программу в магистральный фидер (МФ) — линию с высоким напряжением (от 480 до 960 В), питающую двухзвенную сеть. Если отсчет звеньев сети вести от абонента, то МФ является третьим звеном. Вторым звеном будет являться распределительный фидер, питаемый через трансформаторную подстанцию (ТП) от МФ. Напряжение в распределительном фидере составляет от 60 до 240 В. От распределительного фидера осуществляется питание абонентских линий (АЛ) первого звена сети напряжением от 15 до 30 В. Подключение АЛ к распределительному фидеру производится через абонентский трансформатор (АТ).

            В городах с населением до 100 тыс. человек и числом абонентов 20 — 25 тыс. человек практикуется строительство двухзвенных сетей ПВ (без ТП и МФ) с централизованным питанием.

            В сельской местности создается сеть управляемых автоматизированных радиотрансляционных узлов (АРТУ), получающих программу по радиолиниям в метровом диапазоне волн. В одном районе создается несколько АРТУ и один обслуживаемый узел проводного вещания (УПВ). Все узлы, как правило, с двухзвенной распределительной сетью.

            Длительное время сеть ПВ в стране строилась в расчете на одну программу вещания. Начиная с 1962 г., проводное вещание постепенно переводится на систему трех программного вещания. В этой сети одна программа (основная) передается обычным образом, т.е. в спектре звуковых частот, а две другие — в спектре более высоких частот (несущие частоты 78 и 120 кГц). Каждая дополнительная программа передается с помощью отдельного передатчика, подключенного в отличие от обычного радиовещательного передатчика не к антенне, а к неизлучающей проводной линии — фидеру. Абонентское

устройство подобно простому радиовещательному приемнику с фиксированной настройкой на две частотные полосы. Передача программ звукового вещания может производиться без преобразования спектра в полосе звуковых частот. Для этого в коаксиальной линии выделяются специальные экранированные пары кабеля, по которым с помощью усилительной аппаратуры передают программы вещания. Усилительная аппаратура рассчитана на передачу до шести программ вещания. Такой способ вещания прост, надежен и обеспечивает высокую защиту от помех, но его реализация требует больших капитальных затрат в основном из-за большой стоимости экранированного кабеля.

Программы звукового вещания могут передаваться в удаленные районы по радиолиниям дека метровых волн. Однако этот способ применяется только для резервирования основных каналов подачи программ.

            На сельские УПВ программы передаются по радиолиниям метровых волн, обеспечивающим высокое качество передачи. В зоне неуверенного приема метровых волн программы передаются по проводным линиям телефонной связи.

Таким образом, принципы построения сети звукового вещания в основном аналогичны принципам сети телевизионного вещания. К особенностям сети звукового вещания следует отнести то, что для магистральной сети применяют региональный и административно- территориальный принципы построения, а для внутризоновой и местной сетей — радиальный.

            В перспективе развития сети звукового вещания предусматривается:

            — автоматизация формирования и передачи программ вещания; наращивание мощности РВС за счет строительства новых и реконструкции действующих;

            — улучшение параметров УПВ; — создание полностью необслуживаемых РВС и УПВ; — наряду с кабельными и радиорелейными МКЗВ все более широкое использование каналов передачи программ через ИСЗ с применением цифровых систем передачи;

            — наряду с монофоническим вещанием развитие стереофонического;

            — значительное расширение услуг, предоставляемых сетью звукового вещания (включение — выключение по заранее записанной программе, взаимодействие с другими системами, уменьшение громкости во время телефонного разговора, выбор и специфическая обработка сигналов, задаваемая домашними условиями и вкусами слушателя программы, дистанционное управление и беспроводная передача сигналов в квартире на головные телефоны слушателя и др.).

            Говоря о системах массового вещания, необходимо отметить, что в России создана уникальная по своим масштабам распределительная сеть телевидения, которая состоит из 329 мощных передающих станций и примерно 8000 ретрансляторов малой мощности; 98% населения принимают одну, 96% — две и 52% — три программы телевидения с нормированным качеством.

            Основными техническими средствами передачи телевизионных программ являются наземные станции различной мощности: «Якорь», «Игла», «Зона» и ее модификации (« Ураган», «Лен», «Ладога», АТРС 5/1, «Ильмень», «Ильмень-.2», Т-20, АТРО 50/5 и др.). Многие из них устарели, но в силу необходимости будут функционировать в сети еще 5 — 10 лет. Развитие сетей телевизионного вещания направлено на внедрение современных систем кабельного и спутникового вещания.

            Звуковое вещание сохраняет огромное значение. Однако в силу кардинальных изменений политического и экономического положения России ситуация в области радиовещания изменилась больше, чем в телевидении. Около 60 % передатчиков физически изношены. Большинство из них устарели и требуют замены. Самым распространенным является проводное звуковое вещание. Трансляционные проводные сети насчитывают примерно 46 млн. радиоточек, в том числе 37 млн. — многопрограммного вещания. В настоящее время по разным причинам наметилась тенденция к ежегодному отключению до 1 млн. абонентских точек [11].

Тем не менее, развитие массового вещания характеризуется увеличением программ, улучшением их качества с точки зрения содержания.