# 3. Типы доступа

# 1. Функциональная структура сети доступа

На рисунке 3.1 изображена базовая структура современных сетей доступа.

Сетевое окончание NT(Network Terminating) позволяет подключить одно или несколько оконечных абонентских устройств (абонентских терминалов) к сети доступа. При этом абонентские терминалы TE (Termination Element) устанавливаются в помещении абонента и находятся в его пользовании.

Линия передачи абонентская - соединяет между собой узел предоставления услуг (сетевой узел) или сетевую станцию с оконечным терминалом сети и проходит через всю сеть доступа. Если NT и TE разделены, то линия передачи абонентская начинается от TE.

Современная сеть доступа предполагает возможность использования различных промежуточных устройств между NT или TE и узлом предоставления услуг, например устройства сетевого объединения NU(Network Unit) - сетевые блоки, которые являются устройствами первичного доступа, могут быть представлены мультиплексорами, концентраторами или вынесенными коммутаторами и другими устройствами.

Центральный распределительный узел CDN (Center Distribution Node) может обеспечить доступ абонентских устройств к узлам предоставления разнообразных услуг (телефонной и документальной связи, Интернет, телевизионного и радиовещания, интеллектуальной сети).

Для поддержания работоспособности сети доступа необходима система управления и контроля, которая, как правило, строится на основе технологии TMN (Telecommunications Management Network) – специальной сети управления электросвязью. Эта сеть обеспечивает управление сетью доступа и услугами путем организации взаимосвязи с компонентами сети доступа на основе единых интерфейсов и протоколов, которые стандартизированы Международным Союзом Электросвязи – ITU(International Telecommunications Union).

Узел предоставления услуг SN (Service Node) обеспечивает коммутацию услуг для абонентов и выполняет ряд дополнительных функций: управление услугами, контроль предоставляемых услуг, управление расчетами, предоставление дополнительных услуг и другое.

Линия передачи абонентская может быть условно представлена следующими участками: абонентская линия; распределительная абонентская сеть (или сеть переноса); соединительные магистрали, называемые иногда транспортными. Каждый из этих участков может быть реализован в различных физических средах. Эти линии вместе с многообразием возможных услуг электросвязи образуют сложную функциональную структуру сетей доступа и затрудняют их внедрение на основе существующей сети.

Для решения задач реализации сетей доступа рядом международных и российских компаний предлагаются некоторые типовые функциональные структуры для всех участков сетей доступа.

## Инфраструктура с применением оптических линий

может быть представлена активной AON(Active Optical Networks) и пассивной PON (Passive Optical Network) оптическими сетями, структура которых изображена на рисунке 3.1.2 и 3.1.3.

Активная оптическая сеть может быть реализована в виде звезды ONU, в виде кольца ONU (рисунок 3.1.4).

Пассивная оптическая сеть чаще всего реализуется в виде звезды или в виде пунктов с несколькими пассивными разветвителями (рисунок 3.1.5).

AON и PON могут комбинироваться, что расширяет возможности построения сетей доступа для предоставления различных услуг. В оптических блоках объединения ONU обеспечивается подключение через соответствующие интерфейсы сетевых терминалов узкополосной и широкополосной цифровых сетей с интеграцией услуг (ISDN- Inegrated Services Digital Network и B-SDN – Broadband ISDN), 2-х и 4-х проводных аналоговых и цифровых абонентских линий для предоставления услуг телефонии и других. Для реализации сетей доступа может быть использована существующая инфраструктура на основе низкочастотных медных цепей (кабели типа Т, ТПП). Основной конфигурацией медных сетей является звезда. Для реализации услуг сети ISDN медная сеть вполне подходит, если длина отдельных лучей не превышает допустимые для аппаратуры ISDN расстояния, которые, в свою очередь, зависят от диаметра медных жил и переходного затухания между парами на ближнем конце. Кроме проводных (оптических и электрических) сетей доступа в последнее время получили развитие беспроводные сети доступа на основе использования радиочастотного (от 300 до 4000 МГц) и оптического (0.4-16 мкм) диапазонов. Эти сети обладают перед проводными рядом преимуществ:

- короткий срок проектирования и развертывания;
- исключение необходимости получения разрешения на частотный диапазон при организации открытых оптических линий;
- меньшая стоимость содержания и другое.

Основными видами конфигураций беспроводных сетей доступа являются «точка-точка» и «точка-многоточие». Беспроводный абонентский доступ, обеспечиваемый средствами радиосвязи, может быть обеспечен индивидуально через отдельные устройства и коллективно через коллективные устройства. Кроме того, по максимальной дальности связи базовой станции с абонентским блоком в обеих группах различают устройства среднего (1-10км) и большого (10-100 км) радиуса действия.

## 2. Физические среды для сетей доступа

Устройства, служащие направленной передаче электромагнитной энергии, называются средами распространения. В качестве физической среды распространения для сетей доступа может выступать симметричная медная пара, коаксиальная медная пара, оптические волокна на основе кварца и полимеров, открытая воздушная атмосфера, в которой направленность излучений создается передатчиком радиосигналов или оптических сигналов. Эти физические среды обладают характеристиками, от которых зависит дальность связи, полоса передаваемых сигналов и качество передачи. Физические направляющие среды обычно заключены в различные конструкции кабелей (электрических и оптических). Кабели имеют широкий спектр номенклатуры и могут быть рассчитаны на прокладку в грунт и канализацию, подвешиваться, прокладываться внутри зданий и т.д.

## 2.1 Кабели с симметричными медными парами

Симметричные медные пары могут обеспечить передачу сигналов низких частот (до 200 кГц) и высоких частот (от 200 кГц до 6…9 МГц). При этом высокочастотные пары могут быть экранированными, что обеспечивает необходимую защищенность линий от внешних и переходных помех.

Результаты исследований показывают, что наиболее сильная зависимость волнового сопротивления наблюдается в низкочастотном диапазоне (до30кГц),а резкий рост собственного затухания происходит на частотах свыше 200 кГц. Большие проблемы на абонентских линиях могут создать импульсные помехи, максимум энергии которых сосредотачивается в низкочастотной области (до 30 кГц). Эти исследования низкочастотных , симметричных кабелей позволили сделать выбор импульсных сигналов для цифровой передачи по абонентским линиям. Для организации цифровой передачи сигналов до абонентских терминалов необходима замена существующих абонентских линий, выполненных кабелем ТРП, на кабели с экранированными витыми парами. Только это обеспечит необходимую защищенность от внешних помех.

Исследования линий абонентской сети распределения показывает, что на существующих телефонных сетях существует ряд серьезных проблем для организации цифровой передачи на скоростях до 2,048 Мбит/с.

То есть пониженное сопротивление изоляции жил (до 200…300кОм); увеличение рабочей емкости в 2-3 раза; рост асимметрии рабочих цепей; уменьшение переходного затухания между цепями на 5-10 дБ из-за попадания влаги. Не все участники распределительной сети содержатся под избыточным воздушным давлением, частые повреждения кабелей и шкафная система построения абонентских сетей не обеспечивают поддержание требуемых характеристик электрических цепей. Таким образом требуется тщательный отбор физической среды для цифровой передачи.

## 2.2 Коаксиальные кабели

Коаксиальные радиочастотные кабели являются основным типом линий передачи телевизионного вещания (ТВ) как эфирного, так и кабельного. Эти кабели имеют в сравнении с симметричными кабелями лучшие частотные характеристики: погонное затухание; допустимое отклонение волнового сопротивления; переходные помехи и другие. Коаксиальные кабели могут быть использованы в сетях доступа для высокоскоростной цифровой передачи (до 155Мбит/с).

## 2.3 Оптоволоконные кабели

Не смотря на господствующее использование на существующих сетях доступа медных линий, перспектива развития этих сетей связана с применением волоконно-оптических кабелей. Это обусловлено рядом существенных преимуществ функционирования сетей на волоконно-оптических кабелях:

1. Очень малое (по сравнению с другими средами) затухание оптического сигнала в волокне;
2. Широкая полоса пропускания, обусловленная высокой несущей частотой (~1014 Гц), что означает возможность передачи по оптической линии связи информации со скоростью порядка 1012 бит/с, что, в свою очередь, не является пределом и может быть увеличена за счет передачи информации сразу на нескольких оптических несущих;
3. Высокая помехозащищенность, обусловленная нечувствительностью к электромагнитным помехам, что делает волокно более надежным по сравнению с медным кабелем в случае его прокладки в сильных электромагнитных полях;
4. Высокая защищенность от несанкционированного доступа, поскольку оптический кабель практически не излучает в окружающую среду и передаваемую по нему информацию трудно выделить не нарушая приемопередачи;
5. Взрыво- и пожаробезопасность обусловлены отсутствием искрообразования оптических волокон;
6. Гальваническая развязка элементов сети.

Есть в оптических кабелях и технологиях свои недостатки:

1. Высокая стоимость оптического доступа, обусловленная дорогостоящим оборудованием терминалов (линейного LT и сетевого NT) и эксплуатационным обслуживанием линии;
2. Чувствительность к микро- и макроизгибам, которые возникают при прокладке и изменении температуры;
3. Сложное и дорогостоящее оборудование для прокладки, монтажа и измерений оптических волокон.

Однако преимущества применения оптических кабелей настолько значительны, что указанные недостатки компенсируются расширением спектра услуг, предоставляемым через оптические линии.

В настоящее время реализуются модульные архитектуры оптических систем доступа:

FTTR (Fiber To The Remote) - использование волоконно-оптического кабеля для подсоединения выносного сетевого модуля (блока) (NU);

FТС (Fiber To The Curb) - использование волоконно-оптического кабеля до распределительного шкафа, откуда производится подключение к существующей инфраструктуре на медных кабелях;

FTTH (Fiber To The Home) - волоконно-оптический кабель доводится непосредственно до квартиры абонента (NT и ТЕ);

HFC (Hybrid Fiber Coax) - гибридные волоконно-коаксиальные сети, которые могут быть распределительными и интерактивными.

Главный компонент волоконно-оптического кабеля - оптическое волокно (кварцевое, пластиковое или фтороцирконатное). Волокна подразделяются на одномодовые и многомодовые. Моды - это типы электромагнитных волн оптического диапазона, распространяющиеся в оптическом волокне (волноводе) с минимальными потерями. Оптический волновод (волокно) состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления (n1 и n2).Типы оптических волокон изображены на рисунке 3.2.1

Типы оптических волокон:

1. одномодовые,
2. многомодовые ступенчатые,
3. многомодовые градиентные.

Одномодовое волокно имеет диаметр сердцевины порядка 8 -10 мкм, который сравним с длиной волны моды, распространяющейся здесь (один луч на рисунке а).

Многомодовое волокно имеет диаметр сердцевины 50 -60 мкм, что делает возможным распространение в нем большого числа мод (на рисунке это несколько лучей).

Любое оптическое волокно характеризуется двумя важнейшими характеристиками передачи: затуханием и дисперсией .

Затухание - параметр, измеряемый в децибелах на километр, определяется потерями мощности излучения на поглощение и рассеяние в волокне. Потери на поглощение зависят от чистоты материала, а потери на рассеяние зависят от неоднородностей показателя преломления. Характеристики затухания имеют неравномерный вид, что обусловило определение окон прозрачности вблизи 0,85 мкм; 1,3 мкм; 1,55 мкм.

Дисперсия -это зависимость скорости распространения сигнала в волокне от длины волны излучения. Поскольку источник излучения имеет вполне определенный спектр длин волн, то дисперсия приводит к уширению импульсов при распространении по волокну, что искажает сигналы. Дисперсия бывает двух видов: межмодовая и хроматическая.

Межмодовая дисперсия - это явление характерно для многомодовых волокон и измеряется в секундах на километр или полосой пропускания (МГц-км), т.е. величиной обратной величине расширения импульса при прохождении им по оптическому волокну расстояния в 1 км.

Хроматическая дисперсия определяет полосу пропускания одномодовых волокон и обусловлена некогерентностью источника излучения (лазера). Она измеряется в секундах на километр и учитывает ширину спектра излучения.

Типовые величины дисперсии: в многомодовых волокнах 500 или 800 МГц-км; в одномодовых волокнах 3,5 пс /нм*км или 18 пс /нм*км.

Оптические волокна включаются в конструкции различных оптических кабелей: монтажных, станционных, зоновых, магистральных. При этом волокна упаковываются в модули по 1-4, которые, в свою очередь, покрываются жесткой оболочкой, броней и т.д. Кабели для сетей доступа могут содержать более 1000 волокон (ленточно-модульные конструкции).

Для соединения оптического кабеля с аппаратурой используются оптические разъемные соединители (коннекторы).

Основные конструкции кабелей для сетей оптического доступа:

- профильно-модульные, многоволоконные, в которых модулем служит профилированный сердечник круглого сечения с продольными пазами, в которых свободно располагаются волокна;
- кабели ленточно-модульные, многоволоконные, где волокна числом до 12 расположены внутри ленты из изоляционного материала, из лент составляется модуль;
- одно-двухволоконные с плотной трубчатой упаковкой волокон, применяемые на участке абонентской линии.

Виды конструкций кабеля для сетей оптического доступа изображены на рисунке 3.2.2.

- 1-силовой элемент
- 2-трубчатый модуль
- 3-профильный модуль
- 4-ленточный модуль
- 5-оптические волокна

## 2.4 Атмосферные лазерные линии

В тех случаях, когда прокладка кабелей в сетях доступа затруднена или невозможна, особенно в короткие сроки, может быть использован вариант беспроводного доступа атмосферной лазерной линией. Основная трудность использования оптического диапазона для связи в наземных линиях это нестабильность атмосферной прозрачности из-за меняющихся метеорологических условий и загрязнений пылью, газами, парами. Важную роль в атмосферных лазерных линиях играют факторы апертур излучения и приема, механической стабильности передатчика и приемника и другие. Отлаженные приемники и передатчики лазерной линии при правильном выборе частоты оптической несущей позволяют передавать информацию на скорости до 155Мбит/с на расстояние до 10 км. Поглощение оптического излучения в атмосфере вызвано главным образом водяными парами и углекислым газом. Результаты исследований атмосферы на прозрачность в видимом и инфракрасном диапазонах показывают, что окна прозрачности имеют место в видимой области спектра 0.4-0.8 мкм и в областях:1.5…1.8;3…4 и 8…14мкм. В пределах этих окон возможна благоприятная передача оптических сигналов.

## 2.5 Радиочастоты для сетей доступа

Для реализации радиочастотного варианта доступа в телекоммуникационные сети используются следующие диапазоны:300-500 МГц; 800-960МГц; 1400-1500 МГц; 1850-1910 МГц; 2100-2700 МГц; 3400-3600 МГц. Скорость передачи данных может составлять 9.6 кбит\с, 14.4 кбит\с, 19.2кбит\с, 28.8 кбит\с, 64 кбит\с , 144кбит\с.

Доступ через радиочастоты может осуществляться одним из следующих типов многостанционного доступа.

FDMA, Frequency Division Multiple Access - частотное мультиплексирование (отведенная выходному радиоканалу полоса частот делится на несколько диапазонов, предоставляемых входным информационным сигналам; входные сигналы накладываются на разные несущие частоты и поэтому в частотной области практически не перекрываются).

TDMA, Time Division Multiple Access -временное мультиплексирование (вся пропускная способность выходного радиоканала предоставляется в течении фиксированных интервалов времени каждому входному каналу).

CDMA, Code Division Multiple Access - множественный доступ с разделением кодов( сообщения от абонентов шифруются и передаются одновременно ).

FDMA/DBA, Frequency Division Multiple Access/Dynamic Bandwidth Allocation -частотные мультиплексирование с динамическим разделением частотного частотные диапазоны:

- -для широкополосных систем с кодовым разделением-828-831 МГц,873-876 МГц с возможным расширением -824-834 МГц , 869-879 МГц;
- -для реализации технологии DECT ( временное разделение с дуплексной передачей ) 1880-1900 МГц;
- -для связи базовых станций радио доступа с радио концентраторами отведен диапазон 2.1-2.5 ГГц.

## 3. Мультиплексоры для сетей доступа.

Мультиплексоры-устройства для объединения/разделения независимых сигналов из нескольких отдельных подчиненных каналов, служащие для передачи сигналов в том же направлении, но по меньшему числу общих каналов/линий. Рассмотрим несколько различных мультиплексоров.

## 3.1 Плезиохронные мультиплексоры

Плезиохронные мультиплексоры подразделяются на первичные, вторичные, третичные и четверичные.

В первичных мультиплексорах реализуется синхронное мультиплексирование восьмиразрядных кодовых комбинаций и при этом формируется первичный цифровой сигнал, обозначаемый Е1. Он состоит из 32 канальных позиций длительностью 3.91 мкс каждая с общей длительностью Т=125мкс. Нулевой и шестнадцатый канальные интервалы предназначены для служебных целей:

0-для передачи сигналов: синхронизации, контроля, управления и оповещении о аварии;

16-служит для передачи сигнальных сообщений между узлами коммутации, синхронизации по сверхциклу и индикации аварийного состояния.

Последующие ступени иерархии PDH могут быть получены путем побитового мультиплексирования нескольких сигналов первой ступени, например, вторая ступень обеспечивается объединением четырех сигналов Е1 с формированием цикла длительностью 100,4 мкс. Аналогично получается структура третьей степени мультиплексирования Е3, в которой обеспечивается скорость передачи 34.368 Мбит/с, при этом побитого объединяются 4потока Е2 или 16 потоков Е1 и длительность цикла уменьшается до 44,7 мкс.

## 3.2 Гибкие мультиплексоры

Гибкие мультиплексоры – устройства, предназначенные для реализации широких возможностей по предоставлению услуг в сети доступа. Они состоят из системы гибкого доступа ( абонентская сторона NU ) и окончания гибкого доступа ( станционная сторона CDN ). Рассмотрим функциональную схему гибкого мультиплексора.

Эта система предполагает использование методов плезиохронной цифровой иерархии для мультиплексирования. Канал управления реализуется на временных позициях плезиохронных циклов. В системах гибкого доступа применяется кроссовое соединение для организации постоянных и кратковременных каналов между пользователями и для других целей. Компонентные стыки (интерфейсы) могут обеспечить предоставление каналов для любых видов услуг на скоростях передачи до 30 х 64 Кбит/с по 2-х и 4-х проводным линиям (NT и ТЕ). Плезиохронные физические стыки (интерфейсы) могут быть для электрических, оптических и радиолиний.

Сеть телекоммуникаций с применением гибких мультиплексоров может иметь любую архитектуру: кольцо; ячейки; дерево; звезда и при этом сохраняет возможность гибкого предоставления услуг различных сервисных сетей (телефон, видеотелефон, факс, Internet и т.д.).

Рассмотрим подробнее функциональные компоненты, которые могут входить в состав гибкого мультиплексора.

На рисунке 3.3.1 представлена общая функциональная блок-схема гибкого мультиплексора. Назначение функциональных блоков состоит в следующем.

Плезиохронный физический стык (интерфейс) обеспечивает передачу/прием агрегатного сигнала и представляет собой окончание соответствующей системы передачи (например, ИКМ-30, И КМ-480). Он также выделяет хронирующий сигнал из принятого агрегатного, когда это целесообразно, например, выход Т1 для сигнала 2.048 Мбит/с.

Компонентный физический стык (интерфейс) обеспечивает передачу/прием компонентного сигнала. Он относится к ряду связанных с услугами интерфейсов, которые представляют собой окончания соответствующих каналов (например, 2В + D для сети ISDN). Он также выделяет хронирующий сигнал из принимаемых сигналов и работает на сигналах управление/сигнализации, когда функции блока окончания компонентного сигнала фиктивны.

Окончание плеэиохронного тракта высшего порядка завершает логические сигналы агрегатного стыка на 8.448 Мбит/с, 34.368 Мбит/с и 139.264 Мбит/с. Это окончание обеспечивает генерацию и восстановление цикла и обнаруживает состояние дефекта или повреждение сигнала высокого порядка.

Плезиохронное мультиплексирование это функция объединения/деления цифровых сигналов согласно рекомендаций G.742 и G.751 Международного Союза Электросвязи.

Окончание плеэиохронного тракта низшего порядка завершает логические сигналы 2,048 Мбит/с на агрегатной стороне аппаратуры. Это окончание обеспечивает генерацию и восстановление цикла и обнаружение состояния дефекта или повреждения сигнала 2,048 Мбит/с.

Кроссовая коммутация позволяет осуществлять преобразование сигналов 64 Кбит/с или пх64 Кбит/с от компонентной стороны в соответствующий сигнал 2,048 Мбит/с с цикловой структурой Е1.

Адаптация компонентного сигнала изменяет компонентный сигнал, когда необходимо иметь возможность обрабатывать его в формате цикла Е1 (например, аналого-цифровое преобразование - АЦП).

Окончание компонентного сигнала - эта функция аналогична функции окончания плезиохронного тракта низшего порядка, когда компонентный стык связан с применением цикла Е1. Для других стыков она генерирует или завершает сигнал управления и сигнализации.

Хронирующие интерфейсы (входящий/исходящий) завершает или генерирует внешний сигнал синхронизации (входТ4, выход Т3).

Хронирующий источник мультиплексора обеспечивает все внутренние хронирующие сигналы, необходимые для гибкого мультиплексора (выходТ0). В хронирующем источнике производится автоматический выбор источника синхронизма (Т1, Т2, Т4 или внутреннего осциллятора).

Функция управления аппаратурой позволяет местному пользователю или сети TMN выполнять все функции управления аппаратурой. Она подключается к каждому функциональному блоку гибкого мультиплексора через контрольные точки S1 - S15.

Функция передачи сообщений позволяет завершить или сформировать встроенный операционный канал управления, который может транспортироваться на нескольких битах КИО (У) на агрегатной или компонентной стороне (U2,U3). Возможна транспортировка и в канале 64 Кбит/с на агрегатной стороне (U1). Этот функциональный блок может взаимодействовать с местным пользователем через интерфейсы F (стандарт TMN) и P ( не является стандартом TMN ), а так же с функцией управления аппаратурой через интерфейс V.

Специальные функции могут включать режим работы от точки к многим точкам, перекодирование ИКМ в АДИКМ, организацию конференц-связи, циркулярной связи и другое.

Автоматическая защита используется в том случае, когда для цифрового тракта требуется схема переключения на резерв типа 1+1. Функция переключения может выполняться под воздействием блока управления аппаратурой.

## 3.3 Синхронные мультиплексоры

В синхронных мультиплексорах (SM) реализуются решения по технологии SDH (Synchronous Digital Hierarchy).

Компонентные сигналы могут размещаться в контейнер стандартного размера и вводится в легко идентифицируемую позицию в мультиплексированной структуре. Структура мультиплексирования (синхронный транспортный модуль, STM ) содержит каналы встроенного сетевого управления.

В SDH предусмотрена передача данных со следующими градациями скорости:

- STM-1: 155Мбит/с;
- STM-4: 622 Мбит/с;
- STM-16: 2,5 Гбит/с;
- STM-64: 10 Гбит/с.

В SDH существует возможность отображения любых скоростей передачи данных как стандартных (2 Мбит/с, 34 Мбит/с, 140 Мбит/с), так и нестандартных в контейнеры, называемые виртуальными (VC). Эти контейнеры можно объединять в стандартные форматы, образующие полезную нагрузку сигнала STM-N (N = 1, 4, 16, 64). При этом допускается смешение различных контейнеров, т.е. данных с различными скоростями передачи, переносимых одновременно в рамках одной и той же структуры.

Структура мультиплексирования SDH представлена на рисунке 3.3.2.

Контейнеры С-n (n= 11, 12, 2, 3, 4) - базовые элементы сигнала STM представляют собой группу байтов, выделенных для переноса со скоростями по рекомендации G.707. Например, часто используемый контейнер С12 состоит из четырех подгрупп байтов информационного потока Е1 (2,048 Мбит/с), где в каждой подгруппе содержится 32 байта Е1 и 2 байта служебных. Общая емкость С12 составляет 136 байт, которые размещаются в контейнере на протяжении 500 мкс.

Виртуальные контейнеры формируются из контейнеров С11, С12, С2, СЗ, С4 и дополнительной емкости для трактового заголовка, обозначаемого РОН (Path Overhead). При этом заголовки виртуальных контейнеров низшего порядка VC11, VC12, VC2 одно-четырехбайтовые, а виртуальных контейнеров высшего порядка VC3, VC4 девятибайтовые. В заголовки помещается служебная информация, которая необходима для обслуживания тракта. Виды служебной информации: контроль ошибок в контейнере, трактовая отметка, сообщение о аномалиях и аварийных состояниях, служебная связь, способ загрузки контейнера и другое. В виртуальные контейнеры VC3 и VC4 вместо СЗ и С4 может входить сборка компонентных транспортных блоков TUG (Tributary Unit Group).

Компонентный транспортный блок TU-n, где n = 1, 2, 3, состоит из VC и указателя компонентного блока и обеспечивает сопряжение уровней высшего и низшего порядка. Значение указателя определяет согласование фазы VC-n с TU-n с добавлением к нему заголовка блока TUOH (Tributary Unit Overhead). Например, стосорокобайтовый виртуальный контейнер VC12, содержит четыре байта заголовка РОН VC12, размещается внутри транспортного блока TU12, начиная с любого из 140 байтов. При этом в указателе отмечается номер байта начала VC12 в TU12. Естественно, что не полностью вошедший VC12 в TU12 продолжает размещение в последующем TU12. Каждое изменение в начале размещения VC12 отмечается изменением указателя. Общая емкость TU12 составляет 144 байта, из которой 4 байта представляют собой заголовок TUOH (2 байта - указатель, 2 байта - служебные отметки). Продолжительность TU12 составляет 500 мкс.

Группа компонентных транспортных блоков TUG-n, где п = 2, 3 - группа идентичных TU или TUG, позволяющая осуществлять смешение (мультиплексирование по байтам) полезной нагрузки. Например, группа TUG2 создается из 3-х TU12 путем синхронного побайтового мультиплексирования (144 х 3 = 432 байта в интервале времени 500 мкс). Компоненты TUG3 получаются мультиплексированием семи отдельных TUG2 (432 х 7 = 3024 байта в интервале времени 500 мкс с добавлением 18 байтов выравнивания и служебной информации). Необходимо отметить, что при формировании VC4 из TUG-3 в контейнер высшего порядка вводится только четвертая часть мультиплексированной нагрузки длительностью 125 мкс. По этой причине передача контейнера низшего порядка, например VC12, производится четырьмя VC4 и выравнивание указателя TU12 осуществляется не чаще одного раза за 500 мкс.

Синхронный транспортный модуль STM-N содержит n групп AUG (группа административных блоков ) с информацией заголовка SOH (Section Overhead), в котором отражается следующая информация: линейный синхросигнал; данные для оценки вероятности ошибки в секциях; каналы передачи данных; идентификатор секции; служебная речевая связь; статус синхронизации; автоматической защиты секции и другое. N-групп AUG чередуются через один байт и находятся в фиксированном положении с STM-N.

При переносе полезной нагрузки, которая может быть представлена нестандартными скоростями передачи, допускается использование режима сцепления контейнеров (конкатенация). Например, цифровой поток 8,448 Мбит/с может последовательно размещаться в двух контейнерах С2, но при этом отметка о последовательности размещения фиксируется в заголовке VC2 и в указателе TU2. Подробно процедура конкатенации изложена в рекомендации G.709.

Необходимо отметить, что для реализации устройств NU в сети доступа на основе мультиплексоров SDH используются в основном уровни STM-1 и STM-4. При этом функции некоторых модулей и блоков аппаратуры реализуются частично или вообще отсутствуют. Например, в модуле транспортного терминала может быть исключена функция защиты секции (MSP), также могут быть исключены функции контроля тракта высшего порядка (HCS) и коммутационная матрица (НРС). Это позволяет снизить стоимость оборудования для сети доступа. Кроме того, применение в сети доступа локальной (местной) кросс-коммутации позволяет уменьшить нагрузку на узлы коммутации (CDN) и снизить загруженность транспортной сети.

## 3.4 Мультиплексоры малой емкости

Мультиплексоры, обеспечивающие возможность организации не более 30 каналов со скоростью до 64 Кбит/с, относят к мультиплексорам малой емкости. Такие мультиплексоры позволяют более эффективно использовать существующие медные абонентские линии телефонных сетей связи.

Мультиплексоры малой емкости можно использовать на всех участках сети доступа, например, подключая абонентов телефонной сети к узлу коммутации телефонных каналов, или на участке ТЕ - NU.

Эти мультиплексоры кроме малой емкости и работы по низкочастотным медным парам могут обеспечивать еще ряд возможностей:

- сжатие речевых сигналов для передачи на скоростях от 64 Кбит/с до 4,8 Кбит/с;
- увеличение длины абонентской линии до 20 - 30 км за счет использования специального линейного кодирования и ретрансляторов линейных сигналов;
- контроль исправности абонентских терминалов;
- преобразование видов модуляции ИКМ-АДИКМ;
- подключение компьютерных сетей;
- Ниже рассмотрены характеристики некоторых мультиплексоров малой емкости.

## 3.4.1 Аппаратура ИКМ-2

Аппаратура ИКМ-2 предназначена для уплотнения абонентских линий (ТС с целью улучшения их использования). В состав аппаратуры входят блоки двухканального уплотнения: абонентский (АДУ-11) и станционный (АДУ-12).

Аппаратура работает по кабелям типа Т, ТПП по двухпроводной схеме. Длина абонентской линии при диаметре жилы кабеля 0,5 мм - не более 7,5 км. Питание абонентского блока дистанционное.

## 3.4.2 Системы передачи со скоростью 160 Кбит/с

Системы передачи абонентских линий со скоростью 160 Кбит/с обеспечивают быстрое подключение абонентов с использованием существующей инфраструктуры. При этом возможна организация от 2-х до восьми полноценных, независимых телефонных каналов по одной паре медного кабеля. Примером такой системы является аппаратура TOPGAIN-NATEKS, построенная по принципу временного мультиплексирования цифровых потоков, кодированных речевых сигналов. Применение линейных регенераторов позволяет в четыре раза увеличить дальность передачи по сравнению с допустимой длиной отдельной абонентской линии. Аналого-цифровое преобразование осуществляется с помощью И КМ модуляции или АДИКМ.

Модуляция ИКМ обеспечивает преобразование сигнала в поток со скоростью 64 Кбит/с и является основной для цифровой системы передачи. При этом по каналам ИКМ возможна передача данных без каких-либо ограничений.

Модуляция АДИКМ обеспечивает сжатие цифрового потока до 32 и 16 Кбит/с, что вносит дополнительную погрешность в передачу сигнала, которая незначительно сказывается на качестве речи, но существенно влияет на скорость передачи данных, например, с использованием модема. Максимальная скорость данных в каналах 32 Кбит/с - 14400 бит/с, 16 Кбит/с - 4800 бит/с.

Для электропитания оборудования системы передачи, размещаемого вблизи абонентов может применяться дистанционное питание (120 - 180 В) или локальное питание от сети переменного тока напряжением 220В с подачей в абонентские полукомплекты постоянного тока напряжением 20В.

## 4. Технология xDSL

DSL-высокоскоростная цифровая передача по медной абонентской линии.

Буква х перед DSL означает версию технологии.

Первой из хDSL является IDSL, обеспечивающая дуплексную передачу со скоростью 160 кбит/с по одной витой паре. Эта технология широко распространена и, кроме сети ISDN, применяется для создания оборудовании уплотнения абонентских линий и модема на ограниченную дистанцию.

Следующей технологией в ряду DSL (и наиболее распространенной в настоящее время) является высокоскоростная цифровая абонентская линия HDSL. Технология HDSL обеспечивает полный дуплексный обмен на скорости 2048 кбит/с (Е1/Т1). Для передачи используются две или три кабельных пары. Дальнейшим развитием технологии НDSL стало появление устройств симметричной высокоскоростной цифровой абонентской линии, работающих по одной паре SDSL.

В последние годы разработаны также более высокоскоростные технологии DSL, такие как ADSL и VDSL. Технология асимметричной цифровой абонентской линии ADSL обеспечивает передачу до 8 Мбит/с в направлении “от сети к абоненту” и до 640 кбит/с в направлении, “от абонента к сети” и обещает быть весьма перспективной для доступа к сети internet.

RADSL - “с адаптивной скоростью передачи”. Эта технология не является, строго говоря, стандартом, так как решения по динамической адаптации скорости: соединений в зависимости от условий (длины линии, например) пока являются частными и у каждого производителя свои.

VDSL - с очень высокой скоростью передачи. Эта технология пока находится только на начальной стадии разработки, VDSL предназначается для предоставления высокоскоростных (51…55 Мбит/с) соединений на достаточно короткие до З00 м расстояния. Технология разрабатывается, прежде всего, для подключения пользователей к сетям АTМ в целях предоставления расширенных сервисов.

G.Lite -аббревиатура обозначает “облегченный” вариантADSL,. За счет некоторого снижения скорости передачи. G.Lite позволяет упростить схему параллельной работы модема и телефона по одной и той же линии.

## Разделение технологий xDSL по отдельным направлениям

Для передачи хDSL используются симметричнее пары медных проводов, причем технологии отличаются количеством используемых пар и способом разделения в различных направлениях.

Самое простое и лежащее на поверхности решение - передача, данных в прямом и обратном направлениях (прямое: от АТС к абоненту; обратное: от абонента к АТС) по разным парам (пространственное уплотнение), то есть по каждой из пар передача осуществляется только в одну строну, отсюда и название - симплекс.

Большая часть технологий xDSL является дуплексной, то есть передача происходит по одной паре в прямом и обратном направлениях, причем разделение осуществляется с помощью эхокомпенсации и/или частотного разделения. При полу дуплексе происходи передача в обоих направлениях тоже только по одной паре, но разновременно.

Разделение дуплексных технологий xDSL по соотношению скоростей передачи в прямом и обратном направлениях

Дуплексные технологии xDSL можно разделить по соотношению скоростей передачи, в прямом и обратном направлениях. Если скорости в обоих направлениях, одинаковы, то говорят о симметричных технологиях хDSL. В асимметричных технологиях скорость передачи в прямом направлении намного выше, чем в обратном.

## Симметричные технологии xDSL

Симметричные технологии хDSL различают по числу пар используемых проводов

НDSL - один из важнейших представителей симметричных технологий xDSL— применяется для передачи по одной, двум или трем парам.

Сначала появился вариант НDSL для двух пар, нормированный в АNSI, который использует кодирование 2В1Q. Затем прошла стандартизация НDSL для трех, двух и одной пар в ЕТSI с использованием 2В1Q.

Зачастую полная скорость (544 иди 2,304 Мбит/с) не требуется или необходимая дальность при этих скоростях не достигается. Поэтому появились новые системы, заполняющие “зазоры в скоростях”: сначала это были системы МDSL в интервале скоростей между 160 и 784 кбит/с, позднее - системы МSDSL, занимающие диапазон скорости передачи 160…2320 кбит/с.

Сначала производители интегральных микросхем (ИМС) предложили решения для передачи на постоянной скорости, а затем - на переменной. Были разработаны решения с использованием конкретных линейных кодов. Однако сейчас большинство производителей ИМС предлагают универсальные решения, в которых с помощью программного обеспечения можно установить той или иной вид кодирования.

## Асимметричные технологии

Если первоначально развитие симметричных технологий хDSL в основном было ориентировано на потребности делового сектора, то асимметричные технологии хDSL были предназначены для частного сектора. Такой подход определяет существенную разницу в требованиях к ним. В частном секторе было необходимо, чтобы уже существующая телефонная служба (ТфОП или BRI-ISDN) продолжала работать и при переходе на АDSL. Иначе говоря, помимо телефонной службы требовалось обеспечить и передачу данных. С целью разделения речевых сигналов и сигналов передачи данных введены частотные разветви тельные фильтры, называемые разветвителями.

## Асимметричные технологии хDSL с разветвителем

ADSL- наверное, самая известная технология хDSL- первоначально требовала наличия разветвителя. По этой технологии максимальная скорость передачи в прямом направлении достигала 6,144 Мбит/с и в обратном - 0,640 Мбит/с. Разделение осуществлялось с помощью эхо компенсации или методом частотного разделения. Разветвители необходимы как со стороны АТС, так и со стороны потребителя.

Первые линии ADSL могли работать только на постоянных скоростях. Между тем решения АDSL могут регулировать скорость передачи в зависимости от качества линии.

Очень высокие скорости передачи в прямом и обратном направлениях достигаются с помощью VDSL.

## Асимметричные технологии хDSL без разветвителя

Внедрение АDSL на практике показало, что установка разветвителей связана с большими затратами, поэтому были начаты поиски технологий АDSL без разветвителя. Целым рядом фирм были предложены различные варианты, исходя из уменьшения скорости передачи в обоих направлениях по сравнению с АDSL. После проведения множества испытаний удалось сэкономить на установке разветвителя на стороне абонента, но практика показала, что во многих случаях, передача без фильтра получается не всегда. Оборудование доступа, основанное на технологиях хDSL должно быть работоспособным на существующих линиях, без подбора или замены кабелей или, если первое совсем невозможно, с минимальными усилиями в этой области. Существующий медный кабель со всем оборудованием, которое там уже установлено (АВУ,ISDN и т.д.), это данность, которая должна лежать в основе любой DSL-разработки.

## 5. Интерфейсы сетей доступа.

Интерфейс, Interface - определенная стандартами граница между взаимодействующими объектами сети доступа. Интерфейсы определяют параметры, процедуры и характеристики взаимодействия любых объектов, которыми могут быть пользователи, сети, системы, уровни, функциональные блоки, устройства, программы. В сетях доступа наибольшее распространение получили интерфейсы, определенные международными стандартами ITU-T.

По назначению стыки (интерфейсы) сети доступа классифицируются: станционные стыки в направлении других станций; станционные стыки для абонентских терминалов (ТЕ); станционные стыки для оборудования технической эксплуатации; станционные стыки с сетью синхронизации; стыки с интеллектуальной сетью и другие. Интерфейсы различаются по своей сложности. Наиболее простые из них определяют лишь одну - две характеристики. Так, интерфейсы в сетях коммутации каналов устанавливают параметры, процедуры и характеристики одного - физического уровня соединяемых систем. В абонентских системах выделяются прикладной интерфейс и аппаратный интерфейс.

## 5.1 Электрические, радио и оптические интерфейсы

Электрические, радио и оптические интерфейсы относятся к группе интерфейсов физического уровня, то есть имеющими характеристики, связанными с характеристиками среды передачи.

Характеристики этих интерфейсов определены рядом рекомендаций ITU-T, например, рекомендации G.703 закрепляют характеристики электрических стыков для скоростей передачи плезиохронной цифровой иерархии 2,048 Мбит/с; 8,448 Мбит/с; 34,368 Мбит/с; 139,264 Мбит/с и основного цифрового канала 64 Кбит/с. Рекомендациями обозначены не только скоростные режимы, но и допустимые отклонения тактовых частот, форматы импульсов, виды линейных кодов, способы тактового синхронизма, амплитудные и временные соотношения для импульсов, волновые сопротивления электрических (симметричных и несимметричных) линий на полутактовых частотах. Кроме того, к характеристикам интерфейсов физического уровня относятся: вид разъемов, число контактов в разъеме, длина соединительного кабеля, диаметр проводов и другое.

Оптические интерфейсы в последнее время получили широкое распространение в сетях связи. Они также стандартизированы рекомендациями ITU-T и другими международными организациями по стандартизации в области электросвязи. Примером стандартов оптических интерфейсов являются рекомендации G.957 ITU-T, в которых определены параметры оптических передатчиков и приемников, которые согласуются с характеристиками физических сред - оптическими волокнами, заключенными в кабели. К характеристикам оптических интерфейсов относят следующее: длина волны источника излучения; тип излучателя; ширина спектра излучения; подавление боковых мод; уровень мощности на передаче; характеристики оптического усиления; уровень приема при заданном качестве; тип фотодетектора и фотоприемного устройства; линейный код; тип линии (тип оптоволокна); совокупная дисперсия; дисперсионные потери; общее затухание регенерационной секции; типы разъемных соединителей и другое.

Радио интерфейсы также как электрические и оптические имеют широкий набор характеристик, стандартизированных в рамках ITU-T, ETSI (Европейского института стандартов в области телекоммуникаций). В характеристики радио интерфейсов входят такие показатели: тип модуляции; частотный диапазон; антенны и характеристики их направленности и усиления; поляризация; скорость передачи в радиоканале; мощность передачи; чувствительность приемника и другое.

Еще одной группой интерфейсов можно назвать стыки открытых оптических линий, работающих в инфракрасном диапазоне длин волн с лазерными и светодиодными источниками. Лазерные линии характеризуются строгой направленностью и достаточно большими длинами передачи на скоростях до 155 Мбит/с (STM-1). Оптические открытые светодиодные интерфейсы применяются исключительно на коротких участках, например, в помещениях для реализации беспроводных компьютерных сетей.

## 5.2 Интерфейсы логических уровней

Под интерфейсами логических уровней, а это уровни, располагающиеся по принципу своей организации над физическим, следует понимать широкий спектр взаимодействий начиная от примитивов семиуровневой модели OSI и структурной организации циклов передачи цифровых сигналов и завершая человеко-машинными интерфейсами, например для сети управления.

Рассмотрим некоторые виды логических интерфейсов, которые необходимо знать для лучшего понимания построения сетей доступа.

## 5.2.1 Интерфейсы сетей с коммутацией каналов

Определены для межстанционных и абонентских участков. Например, цифровые интерфейсы типа А служат для обеспечения соединения в направлении других станций на первом иерархическом уровне Е1 (2,048 Мбит/с). При этом определены: каналы -32; пронумерованы 0-31; канальный интервал 0 используется для цикловой синхронизации и служебных целей, например, обязательной проверки на наличие ошибок по процедуре CRC-4; указаны допустимые системы сигнализации и сигнальные каналы; способы синхронизации стыков.

Другим примером интерфейса сети с коммутацией каналов может служить интерфейс типа В, предназначенный для обеспечения соединения в направлении других станций на втором иерархическом уровне Е2 (8,448 Мбит/с). Стык В характеризуется: числом каналов 132; нумерацией каналов 0 - 131; хронированием; системами сигнализации и, естественно, характеристиками физического уровня по рекомендации G.703.

Интерфейсы для терминалов абонентов сети доступа имеют более широкий набор характеристик, чем межстанционные интерфейсы. Это интерфейсы, предоставляемые со стороны NU к сетевым окончаниям и к CDN.

Интерфейсы типа А и В, с точки зрения базовой структуры сети доступа, обеспечивают взаимодействие CDN-SN.

## 5.2.3 Интерфейсы сетей с коммутацией пакетов

Сеть с коммутацией пакетов, являющаяся одним из типов сети с маршрутизацией данных характеризуется пользовательским и межузловым интерфейсами, которые по своей организации относятся к логическим. Необходимо различать сети с коммутацией пакетов и сети с быстрой коммутацией пакетов (с асинхронным режимом передачи - ATM) поскольку они реализуются на основе различных логических и функциональных моделей, состоящих из различного числа логических уровней. Например, сети на основе семиуровневой модели открытых систем OSI и на основе четырехуровневой модели TCP/IP. Это сети передачи данных, которые, как правило, не ориентированы на взаимодействие в реальном времени с высокоскоростной передачей трафика. Напротив, сети на основе модели широкополосных цифровых сетей с интеграцией услуг (Ш-ЦСИО или B-ISDN) обеспечивают установление соединений и обмен любыми видами информации на доступных и гарантированных скоростях. При этом информация передается пакетами фиксированной длительности (ячейками) в отличие от сетей на основе OSI и TCP/IP, где длительности пакетов случайны. Поэтому интерфейсы сетей с коммутацией пакетов описаны в различных рекомендациях ITU-T и имеют свои физические и логические структуры.

Физические структуры (характеристики) аналогичны тем, которые рассмотрены в предыдущих разделах.

Логические структуры определены протоколами (правилами) упаковки и передачи данных между уровнями взаимодействия, которые базируются на предоставляемых услугах. Например, для предоставления услуг в реальном времени (видеосвязь, видеоконференция) требуется создание постоянных виртуальных каналов путем передачи пакетов со строго фиксированными задержками по виртуальным и физическим трактам с определенной скоростью.

Характерной особенностью этих интерфейсов является динамичная управляемость, направленная на адаптивность к условиям передачи с требуемым качеством.

## 5.3 Интерфейсы систем технической эксплуатации сетей доступа

Интерфейсы систем технической эксплуатации сетей доступа предусматриваются для передачи информации между NT и NU, NU и CDN, CDN-SN, а также для связи с автоматизированными рабочими местами центров технической эксплуатации. Эти интерфейсы характеризуются физической, функциональной и информационными структурами.

Физическая структура интерфейса системы управления реализуется, как правило, на основе семиуровневой модели OSI с рекомендованными протоколами.

Функциональная структура интерфейса установлена для организации порядка взаимодействия в системе технической эксплуатации и определения функций управления.

Информационная структура предполагает описание содержательной части управления сетью доступа.

Как правило, интерфейсы систем технической эксплуатации, по крайней мере, внешне соответствуют требованиям рекомендаций ITU-T серии М.ЗООО, в которых рассмотрена концепция TMN. Однако практические системы управления и интерфейсы различных производителей оборудования не совместимы. Поэтому использование в сетях доступа оборудования различных фирм не способствует построению полноценных систем управления. Кроме семиуровневой модели OSI для сетей управления в последнее время все шире используется четырехуровневая модель IEEE на основе протоколов TCP/IP.

Интерфейсы управления обозначены через индексы Q3, Q2, F, Р. (Эти индексы могут иметь буквенные дополнения А, В, C.D, ...).

Q3 - шлюзовый интерфейс в аппаратуре сети доступа. Он служит для подключения к сети управления. Применяется в аппаратуре SDH. Стандартизован ITU-T.

Q2 - интерфейс в плезиохронной аппаратуре сети доступа. Он служит для подключения сети управления. Стандартизован ITU-T.

F - интерфейс управления, служащий для подключения терминала управления. Он стандартизован ITU-T для автоматизированных рабочих мест и аппаратуры на основе технологий PDH, SDH, ATM.

Р - интерфейс местного управления (пульта управления).Не стандартизирован ITU-T.

Помимо интерфейсов управления сетью доступа в аппаратуре имеются интерфейсы для синхронизации цифрового оборудования, которые обычно обозначаются ТО, Т1, Т2, ТЗ и Т4. Как правило на внешние панели выводятся интерфейсы ТЗ и Т4 в качестве входящего и исходящего для синхросигналов. При этом в технических характеристиках указывается синхрочастота, амплитудные и временные соотношения сигнала, сопротивления линии, затухание линии или ее длина. Это характеристики физического интерфейса.

## 6. Доступ в сети ISDN.

Сеть с интеграцией служб (услуг) обеспечивает возможность предоставления услуг нескольких служб электросвязи.

Различают сеть с интеграцией служб цифровую (ЦСИС) (Integrated Services Digital Network, ISDN), как сеть, обеспечивающую цифровые соединения между стыками (интерфейсами) “абонент-сеть” на скоростях передачи до 2 Мбит/с и сеть с интеграцией служб цифровую широкополосную (Ш-ЦСИС) (Broadband Integrated Services Digital Network, B-ISDN), как сеть, обеспечивающую организацию различных служб электросвязи по высокоскоростным цифровым каналам связи (со скоростью 2 Мбит/с и выше) через стык (интерфейс) “абонент-сеть”.

## 6.1 Доступ в ЦСИС

Для доступа пользователей в ЦСИС должны быть реализованы следующие типы интерфейсов:

· базовый доступ, BRA (Basis Rate Access);

· первичный доступ, PRA (Primary Rate Access).

Оба типа доступов должны осуществляться посредством станционных интерфейсов V1, V2, V3, V4, V5.1 и V5.2, применение которых зависит от конкретной реализации.

Для взаимодействия узлов коммутации ЦСИС используются интерфейсы А, В.

Интерфейсом “абонент (пользователь) - сеть” должен реализовываться следующий набор возможностей доступа к услугам ЦСИС:

· доступ одного терминала ЦСИС;

· доступ установки с несколькими терминалами ЦСИС;

· доступ многофункциональных учрежденческих АТС (РВХ, Private Branch exchange), локальных вычислительных сетей (LAN, Local Area Network);

· доступ специализированных центров хранения и обработки информации;

· доступ других многофункциональных сетей, включая Ш-ЦСИС.

Доступ терминального оборудования абонента сети осуществляется в точке со стандартизированными физическими и логическими характеристиками. Интерфейсная точка должна располагаться в помещении, где размещается терминал абонента.

Структура доступа в ЦСИС определяется прежде всего типами каналов. Согласно рекомендаций ITU-T I.412 предполагаются следующие виды каналов для ЦСИС.

Канал В представляет собой канал на скорости 64 Кбит/с, предназначенный для передачи различных информационных потоков пользователя. По нему не передается сигнальная информация для управления соединением ЦСИС.

Канал D может представлять собой канал на скорости 64 Кбит/с или 16 Кбит/с. Он предназначен главным образом для передачи сигнальной информации управления соединением ЦСИС. Однако канал D может использоваться для передачи данных о дистанционных операциях и данных в режиме коммутации пакетов, например в сети Х.25.

Ресурсы базового доступа (BRA):

· два канала В и один канал D [формула 2В + D];

· один канал В и один канал D [формула В + D];

· один канал D [формула D]. Ресурсы первичного доступа (РВА);

· несколько каналов В и один канал D [формула nB + D, где n <= 30 для скорости Е1, 2048 Кбит/с ].

Рекомендациями ITU-T I.412 определены эталонные конфигурации для интерфейсов “абонент-сеть”, интерфейсы и типовые процедуры в них. Пример эталонной конфигурации приведен на рисунке 3.6.1.

Приведем краткое описание назначения функциональных блоков.

ТЕ1 - терминальное оборудование с интерфейсными характеристиками, которые соответствуют стандартам ETSI (European Telecommunication Standards Institute - европейский институт стандартов по телекоммуникациям) для ISDN.

ТЕ2 - терминальное оборудование с интерфейсными характеристиками, отвечающими другим стандартам. Функциями ТЕ являются: обработка протоколов; техническое обслуживание; обеспечение интерфейса; соединение с другим оборудованием.

ТА - терминальный адаптер, преобразует характеристики интерфейса ТЕ2 в характеристики, соответствующие стандартам ЦСИС.

NT1 - сетевое окончание 1, обеспечивает передачу по линии, контроль рабочих характеристик физического уровня (согласно модели OSI), синхронизацию, подачу электропитания, мультиплексирование каналов, управление доступом.

NT2 - сетевое окончание 2, обеспечивает обработку протоколов уровней модели OSI 2 и 3, мультиплексирование на этих уровнях (канальном и сетевом), коммутацию и концентрацию, техническое обслуживание, интерфейс для уровня 1.

LT - линейное окончание станционного оборудования, выполняющее функции, аналогичные функциям NT1.

ЕТ - станционное окончание, соответствующее функции NT2.

Интерфейсные точки:

R - интерфейс между TE2 и TA;

S - четырех- или шестипроводный (2 передача, 2 прием, 2 электропитание) интерфейс “абонент-сеть”, через который терминалы пользователей стандартно взаимодействуют с ЦСИС;

Т - стандартизированный интерфейс, функционально аналогичный интерфейсу S (может быть групповым);

U - интерфейс физического уровня между NT1 и LT, включающий в себя физическую линию (одна модная пара);

V - интерфейс между LT и ЕТ, аналогичный интерфейсу Т.

Для организации базового доступа используется двухпроводная абонентская линия с полезной скоростью передачи 144 Кбит/с (2В + D). В точке U общая скорость передачи 160 Кбит/с (2В + D + + служебный обмен), так как дополнительно передается информация для синхронизации и управления цифровым потоком. Для разделения направлений передачи и приема используется метод эхо компенсации, линейный код 2B1Q.

Базовый доступ в точке S реализует многоточечный доступ терминалов ТЕ с конфигурацией их подключения в виде звезды или шины. Двухточечная конфигурация используется при подключении одного терминала.

Для управления операциями по предоставлению связи любому терминалу, подключенному к точке S (S/T) используется канал D.

Протоколы доступа в ЦСИС соответствуют цифровой системе сигнализации для пользователя - DSS1 (Digital System Signature), которая специфицирована рекомендациями ITU-T (MKKTT) 1988 года.

Для организации первичного доступа PRA может использоваться система ИКМЗО и ее модификации, например, ОГМ-30, которая содержит 32 канала со скоростью передачи 64 Кбит/с. При этом канал 0 используется для синхронизации и управления, а использование сверхцикловой синхронизации не допускается. Шестнадцатый канал используется как сигнальный канал на скорости передачи 64 Кбит/с. Остальные 30 каналов (1 - 15, 17-31) используются как каналы В. Первичный доступ соответствует формуле 30 В + D с номинальной скоростью передачи 1984 Кбит/с.

Ожидаемое применение терминалов ЦСИС в основном касается базового доступа. Известны следующие варианты реализации сетевых и абонентских окончаний ЦСИС:

· встроенное в ЭВМ устройство ЦСИС (NT1 + NT2 + ТЕ);

· внешние по отношения к ТЕ устройство (NT1 + NT2);

· внешние по отношения к ТУ устройства NT1 и NT2.

## 6.2 Доступ в сеть Ш-ЦСИС

Широкополосные цифровые сети с интеграцией служб обеспечивают перенос всех типов информации (речь, видео, звук, текст, изображение и данные) единообразно. Это позволяет сократить число интерфейсов до минимума. Технология асинхронного режима передачи ATM (Asynchronous Transfer Mode) наилучшим образом подходит для решения задач организации Ш-ЦСИС.

ATM - технология передачи информации пакетами фиксированной емкости (53 байта). При этом передача может происходить в реальном времени для любых сигналов и с известными или допустимыми задержками для некоторых видов информации, например, передачи данных, межкомпьютерном взаимодействии. В Ш-ЦСИС на основе ATM создаются виртуальные соединения (виртуальные каналы и тракты) постоянно или на время сеанса связи посредством сигнализации. Для передачи различных видов информации используется единый физический тракт, образованный физической средой, чаще всего это оптические волоконные линии, и системами цифровой передачи (синхронными, плезиохронными или непосредственной передачей пакетов - ячеек). Модель широкополосной ЦСИС представлена на рисунке 3.6.2.

Она представляет собой модель протоколов, на которой отражены взаимосвязи между плоскостями и уровнями.

Модель имеет три плоскости:

· плоскость пользователя, в которой генерируется информационный поток, если необходимо, с обнаружением и исправлением ошибок;

· плоскость сигнализации, в которой обеспечивается управление вызовами и соединениями;

· плоскость административного управления, которая осуществляет управление различными наборами протоколов и административное управление системой.

Эта архитектура основана на трех разделенных уровнях:

1. Физическом уровне, который зависит от системы передачи;

2. Уровне ATM, который выполняет функции коммутации пакетов-ячеек, мультиплексирование и маршрутизации и обслуживается физическим уровнем;

3. Уровень адаптации, в котором обслуживаются информационные потоки, проходящие с трех плоскостей.

Уровень адаптации реализуется в оконечном оборудовании пользователей, в пограничных коммутаторах, в сетевых цифровых терминалах и может находиться в сетевых коммутаторах для обеспечения интерфейса управления.

Устройствами доступа в Ш-ЦСИО на основе технологии передачи и коммутации АТМ могут быть:

· абонентские терминалы со встроенными функциями уровней адаптации, АТМ и физическим, а также реализующими функции плоскостей управления и сигнализации; чаще всего это персональные компьютеры с соответствующими встроенными аппаратными и программными средствами;

· пограничные коммутаторы (коммутаторы доступа) с развитой инфраструктурой интерфейсов для подключения различных пользователей, с быстродействующей коммутационной матрицей для маршрутизации потоков ячеек, с сетевой и абонентской сегментацией и функциями административного управления, в том числе и управления потоками нагрузок от пользователей;

· концентратор однородной нагрузки, например нагрузки передачи данных сетей Х.25, компьютерных сетей Ethernet и других, как правило это устройства FRAD (Frame Relay Assembler-Disassembler).

Интерфейс между абонентским устройством и сетью общего пользования UNI (User-Network Interface) описывается эталонной точкой Тв, где в означает broadband - широкополосный. При наличии учрежденческой сети появляется также эталонная точка SB. Эталонная модель конфигурации доступа в Ш-ЦСИС показана на рисунке 3.6.3.

Сердцевиной абонентского оборудования является окончание B-NT2, которое выполняет большое число функций:

· адаптацию информационных потоков к формату ячеек;

· фильтрацию входящих и исходящих связей абонентского оборудования;

· коммутацию и мультиплексирование ячеек ATM;

· административное управление сигнализацией между абонентом и блоком доступа и другими.

Сетевое окончание B-NT1 обеспечивает физический уровень ( линейное окончание ), например, устройство STM-1( 155 Мбит/с ).

Сетевое окончание B-LT имеет функции аналогичные B-NT1.

Терминальный адаптер TA позволяет организовать обмен между системами, которые не стандартизированы в Ш-ЦСИС.