Основы построения телекоммуникационных систем и сетей

Глава 9. Общегосударственная автоматическая коммутируемая телефонная сеть

назад | вперёд

 

9.1. Принципы построения и структура сети

Общегосударственная автоматическая коммутируемая телефонная сеть (ОАКТС) является частью строящейся ВСС. Это – самая крупная по масштабам и важнейшая по значению вторичная сеть ВСС, предусматривающая возможность автоматического установления соединения для передачи телефонных сообщений между двумя любыми абонентами страны. Объем информации, передаваемой по этой сети, значительно превосходит объем информации, передаваемой по всем остальным вместе взятым вторичным сетям. ОАКТС состоит из множества АТС, узлов автоматической коммутации (УАК), соединительных линий, каналов и трактов передачи, соединяющих станции и узлы между собой, а также абонентских линий и телефонных аппаратов. Она предназначена для передачи телефонных сообщений, а также используется для передачи дискретных и факсимильных сообщений.

Структура ОАКТС учитывает административно-территориальное деление страны. В соответствии с этим ОАКТС объединяет местные и внутризоновые телефонные сети, а также междугородную телефонную сеть.

К местным телефонным сетям относятся сети, создаваемые на территории городов и сельских районов (городские телефонные сети – ГТС и сельские телефонные сети – СТС).

Все местные телефонные сети, территориально размещенные в определенной зоне, объединяются в зоновую сеть. Территория зон, как правило, совпадает с территорией областей.

Основным критерием образования зон является полученная емкость сетей, т.е. количество абонентов, которое определяется единой семизначной нумерацией в пределах одной зоны. Крупнейшие города страны с семизначной нумерацией абонентских аппаратов выделены в самостоятельные зоны.

Коммутационным центром Зоновой телефонной сети является автоматическая междугородная телефонная станция (АМТС), с которой непосредственно или через специальные узлы связаны все АТС городских телефонных сетей и центральные станции СТС. АМТС осуществляет связь между местными сетями зоны и обеспечивает выход за пределы зоны. Каждая зона имеет, как правило, одну, а иногда и несколько АМТС. В последнем случае одна из АМТС, расположенная в административном центре зоны, является главной, а все АМТС зоны связываются между собой по принципу «каждая с каждой».

Все зоновые телефонные сети объединяются в единую общегосударственную сеть с помощью междугородной автоматически коммутируемой телефонной сети. Междугородная телефонная сеть состоит из УАК и АМТС, связанных между собой пучками телефонных каналов передачи.

Все телефонные сети – местные, зоновые и междугородные – строятся по радиально-узловому принципу.

Функциональная схема построения ОАКТС представлена на рис.9.1. В данном случае оконечными станциями междугородной телефонной сети являются АМТС. УАК выполняют только транзитные соединения. Каждый УАК является центром коммутации, обслуживающим определенный территориальный район. Каждая АМТС предназначена для одной зоновой телефонной сети.


Рис. 9.1. Функциональная схема построения ОАКТС

Телефонные сети, создаваемые на территории городов и сельских районов, относятся к местным телефонным сетям. Принципы построения местных телефонных сетей зависят от количества абонентов, размеров территории и размещения абонентов на ней.

В простейшем случае городская телефонная сеть имеет одну АТС, к которой с помощью абонентских линий подключаются телефонные аппараты всех абонентов. Соединения между абонентами сети при этом осуществляются функциональными элементами этой станции. Такие сети, называемые нерайонированными, строятся в небольших городах, число абонентов в которых не превышает 10000. В городах с большим числом абонентов, расположенных на большой территории, строятся районированные телефонные сети. В этих случаях территория города разбивается на районы, в каждом их которых размещаются районные АТС. Телефонные аппараты абонентов в зависимости от места расположения подключаются к соответствующим районным АТС с помощью абонентских линий. Все районные АТС города связываются друг с другом по принципу «каждая с каждой» по соединительным линиям. На более крупных городских телефонных сетях (емкостью 100 и более тысяч номеров) строятся районированные телефонные сети с узлами исходящего и входящего сообщений. При этом территория города делится на узловые районы. В каждом их этих районов может быть до 10 районных АТС, соединенных между собой по принципу «каждая с каждой».

9.2. Системы нумерации телефонной сети

ОАКТС страны объединяет несколько десятков миллионов абонентов. На такой сети процесс установления соединения между вызывающим и вызываемым абонентами возможен только в том случае, если каждая абонентская линия имеет телефонный адрес. В качестве телефонного адреса абонентов используются определенные комбинации цифр – номер. Эта система цифровых адресов называется системой нумерации телефонной сети. В РФ принята единая система нумерации.

К системе нумерации предъявляются следующие основные требования:

    • отсутствие одинаковых номеров;
    • минимальная значимость;
    • неизменность номеров в течение длительного времени.

Система нумерации может быть открытой и закрытой. Если для вызова одних и тех же абонентов в разных ситуациях используются разные номера, то такая система нумерации называется открытой. Например, могут не совпадать местный, зоновый и междугородный номера. При этом для местной связи используется сокращенный номер. Достоинством открытой системы нумерации является сравнительная простота оборудования АТС. Однако она неудобна для абонентов, так как приходится использовать несколько различных номеров для вызова одного и того же абонента.

При закрытой системе нумерации во всех случаях для вызова абонента используется один и тот же номер. Это удобно для абонентов. Недостатками этой системы являются необходимость набора дополнительных цифр и сравнительная сложность оборудования АТС. По этой причине закрытые системы нумерации находят применение только в странах с небольшой территорией.

Во многих странах мира получила распространение комбинированная открыто-закрытая система нумерации. При этом чаще всего на местных и зоновых сетях используется закрытая, а на междугородной – открытая система нумерации.

В РФ принят зоновый принцип нумерации. В соответствии с этим принципом вся страна разделена на зоны семизначной нумерации. Территория зон нумерации совпадает с территорией зон первичной сети ВСС. Емкость (число телефонных аппаратов) сетей в зоне нумерации не превышает восьми миллионов.

При установлении соединений в пределах зоны абонент должен набрать семизначный номер (рис.9.2). В этом номере две первые цифры (ab) являются внутризоновым кодом, который присваивается сельской или городской сети с числом абонентов менее 100000. Остальные пять цифр являются местным номером сети.


Рис. 9.2. Внутризоновый семизначный номер телефонной сети

Междугородние номера абонентов телефонной сети содержат десять цифр, где три первые цифры (ABC) представляют собой междугородний код зоны нумерации, а последующие семь цифр являются зоновым номером абонента (рис.9.3). Для установления междугородного соединения абонент должен набирать индекс выхода на автоматическую междугородную телефонную станцию и десятизначный номер абонента, т.е. 8 ABC ab ХХХХХ. При вызове абонентов ГТС с пятью или шестизначными местными номерами необходимо добавлять к ним слева цифры 2 до получения семизначного номера (22 или 2 соответственно). Если вызывается абонент ГТС, где еще не создана зона нумерации, а число цифр местного номера меньше семи, то необходимо набирать: 8 ABC 00 ХХХХХ или 8 ABC 0 ХХХХХХ, где вместо недостающих цифр номера набираются нули.


Рис. 9.3. Междугородный десятичный номер телефонной сети

При автоматической зоновой телефонной сети, т.е. если абонент желает вызвать другого абонента своей зоны, вместо кода зоны ABC необходимо набрать цифру 2, а затем семизначный зоновый номер (рис.9.4). Полный номер набора при этом будет таким: 8 2 ab ХХХХХ. Таким образом, в РФ применяется открытая система нумерации, так как используются номера трех типов: междугородные, зоновые и местные. Однако на местных сетях ОАКТС применяется закрытая система нумерации (с номерами одинаковой значности). Количество цифр в номере при этом зависит от емкости станции и сети, а номер состоит из двух частей: кода станции и соответственного внутристанционного номера. Кодом станции называется цифра или комбинация цифр, определяющая номер районной АТС, в которую включен абонент. На ГТС с пятизначной нумерацией код станции будет однозначным (первая цифра номера). На сети с шестизначной нумерацией код станции – двухзначный, причем первая цифра кода характеризует номер стотысячного узлового района, а вторая – номер районной АТС в узловом районе. При семизначной нумерации номер абонента состоит их двухзначного кода (ab) стотысячного узлового района внутри зоны и пятизначного номера абонента в этой стотысячной группе.


Рис. 9.4. Нумерация автоматической зоновой телефонной сети

Кроме абонентских номеров на сети имеется целый ряд номеров для экстренного вызова и специальных служб, по которым обслуживаются все абоненты. Такие номера обычно сокращенные (01, 02, 03,…).

Международный номер абонентов телефонной сети содержит тринадцать цифр, где три первые цифры представляют собой международный код страны, а последующие десять цифр – междугородный номер абонента (рис.9.5). Для установления международного соединения абонент должен набрать индекс (код) выхода на автоматическую междугородную телефонную станцию и код выхода на международную сеть.


Рис. 9.5. Нумерация автоматической международной телефонной сети


9.3. Конструктивные особенности коммутационных станций

На ОАКТС используются коммутационные станции различного назначения. Наиболее совершенными являются электронные АТС.

Современные АТС состоят из трех основных частей: коммутационной системы (КС), центрального управляющего устройства (ЦУУ) и периферийных управляющих устройств (ПУУ) (рис.9.6). КС электронной АТС представляет собой квадратную матричную схему, горизонтальные шины которой служат входами, а вертикальные – выходами (рис.9.7). В точках пересечения горизонталей и вертикалей матрицы включаются электронные контакты (ЭК), которые под действием сигналов ПУУ открываются в определенные промежутки времени, соединяя входящие и исходящие линии. На входы матрицы поступают групповые ИКМ сигналы, получаемые с разных направлений. КС позволяет выделить из любого группового сигнала и направить на любой выход любой индивидуальный сигнал. При этом осуществляется перегруппировка ИКМ сигналов по направлениям. При этом происходит пространственная (на направлениях) и временная коммутация.

Структурная схема реальных электронных АТС с временной коммутацией значительно сложнее. Дополнительными элементами являются устройства преобразования непрерывных (аналоговых) телефонных сигналов в дискретные и обратно. На самой станции кроме временного коммутатора имеется ЗУ, которое запоминает и сохраняет элементы сигналов в процессе их перегруппировки.


Рис. 9.6. Функциональная схема современной АТС


Рис. 9.7. Упрощенная схема коммутационной системы электронной АТС

9.4. Стратегия перехода от аналоговых вторичных телефонных сетей к цифровым

Преобразование аналоговых вторичных сетей в цифровые является актуальной задачей для телефонной сети общего пользования России. Возможны разные пути перехода от аналоговых сетей к цифровым. Для крупных сетей этот переход можно реализовать в несколько этапов, например, таких: замена всех аналоговых межстанционных линий цифровыми, замена электромеханических узлов и станций цифровыми системами коммутации, построение цифровой сети интегрального обслуживания. Может быть предложена и другая стратегия перехода – создание так называемой «наложенной цифровой сети» (рис.9.8).


Рис. 9.8. Структура аналоговой вторичной телефонной сети переходного периода, развиваемой с помощью «наложенной цифровой сети»

Такой путь позволяет минимизировать единовременные затраты, так как в момент ввода первых ЦАТС возможно создание полностью цифрового участка сети, в пределах которого информация от абонента до абонента может передаваться в цифровой форме. Пользователи наложенной сети сразу получают современные услуги цифровых сетей. Кроме того, часть услуг цифровой сети смогут получать и абоненты аналоговой сети благодаря специально организованному доступу к ресурсам наложенной сети.

Имеется еще одно преимущество такой стратегии, состоящее в том, что рационально выбранный участок для построения наложенной сети позволяет проложить определенное число маршрутов межстанционной связи через эту сеть для аналоговой сети. Это сразу должно сказаться на повышении качества предоставляемых услуг благодаря использованию протяженных маршрутов только с цифровыми каналами.

Естественной для цифровой сети является централизованная межстанционная сигнализация по ОКС (общеканальная сигнализация).

Система сигнализации – это набор сигналов и правил обмена, в основном обеспечивающих управление соединениями. Эти сигналы участвуют в управлении процессом соединения и разъединения речевых трактов: передает вызов, извещает о состоянии абонента (занят, свободен, недоступен) и элементов соединения.

Для функционирования в цифровых сетях была разработана ОКС №7 (SS7). ОКС №7 ориентирована на использование каналов передачи данных со скоростью 64 кбит/с. Один канал ОКС №7 позволяет передавать сигнальную информацию между коммутаторами для пучка из одной или двух тысяч речевых каналов, значительно увеличивая пропускную способность системы в целом. Обладая огромным потенциалом, ОКС №7 не только обеспечили потребности передачи сигнальной информации для существующего уровня развития связи, но и способствует созданию новых услуг связи, например, интеллектуальных сетей.

Применение централизованной сигнализации позволяет существенно повысить верность передачи информации.

Удаленные группы пользователей могут быть экономично включены в ЦАТС с помощью концентраторов (выносов), являющихся частью программно-аппаратных средств этих ЦАТС, приближенных к местам группирования абонентов. Функционально концентраторы цифровой сети отличаются от подстанций аналоговой сети способностью замыкать внутренние потоки информации без занятия каналов, связывающих концентратор с ЦАТС. Эти каналы используются только для внешней связи (входящей и исходящей) пользователей концентратора.

9.5. Новые технологии в телефонной связи

В современных телефонных сетях начинают использоваться технические решения, объединяющие компьютерные и телефонные технологии (компьютерная телефония), что позволяет реализовать для пользователей новые функции сетей. В качестве примера перечислим некоторые приложения компьютерной телефонии.

b>Электронный секретарь. При звонке в офис абонент соединяется с устройством компьютерной телефонии, которое, используя механизм голосовых меню, предлагает ему либо набрать местный телефонный номер необходимого сотрудника, либо выбрать нужный отдел или затребовать соединение с секретарем. При отсутствии адресата на рабочем месте система может предложить абоненту оставить голосовое сообщение или переключить его на тот номер телефона, где в данный момент находится адресат.

Унифицированный обмен сообщениями. В данном случае все сообщения – голосовые, факсимильные и, полученные по электронной почте, собираются в один список, а их просмотр обеспечивается в соответствии с их типом: факсимильные – выводятся на экран компьютера в графическом виде, электронные – в текстовом, голосовые сообщения выводятся для прослушивания либо на телефонный аппарат, либо на звуковую плату компьютера.

Справочно-информационные системы. Через систему голосовых меню абонент может получать информацию из различных корпоративных баз данных.

Системы оповещения. Такие системы могут применяться для автоматического информирования сотрудников оперативных служб при необходимости экстренного сбора.

«Электронный ящик». На опасных производствах, где в ходе телефонных переговоров принимаются ответственные решения, необходимо обеспечивать запись всех разговоров на случай аварии. Применение компьютерных технологий позволяет хранить данные записи переговоров в виде базы данных, упорядочивать вызовы по времени, по вызываемым лицам или инициаторам вызова.

Банковская система. Клиент может позвонить в банк по телефону и, вводя с клавиатуры личный код, выяснить сумму остатка на своем счете, а в наиболее развитых странах – еще и отдать распоряжения по вкладу.

Голосовая почта. Эта служба обеспечивает для абонентов телефонной сети возможность обмена голосовыми сообщениями без необходимости одновременного участия в сеансе связи отправителя и получателя сообщения. Передача голосовых сообщений осуществляется в режиме с промежуточным хранением сообщений в цифровом виде в электронных почтовых ящиках.

Решающего прорыва в области компьютерной телефонии можно достичь, когда будут решены следующие проблемы: распознавание голоса; синтез голосовой информации по текстовому файлу.

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой ОАКТС, для чего предназначена?
2. Какие сети объединяет ОАКТС?
3. Отличие нерайонированных и районированных телефонных сетей?
4. Основные требования к системе нумерации?
5. Открытая и закрытая система нумерации, в чем их особенность?
6. Какой принцип нумерации принят в РФ?
7. Сколько цифр содержат междугородние и международные номера абонентов?
8. Дайте определение понятию «код станции»?
9. Назовите основные части, из которых состоят современные АТС?
10. Назовите два пути перехода от аналоговых сетей к цифровым?
11. Что такое система сигнализации?
12. Особенности OKC №7.
13. Перечислите известные Вам приложения компьютерной телефонии.


назад | содержание | вперёд