7.5. Средства и системы передачи
Основными существующими системами передачи являются аналоговая аппаратура К-60П для стационарных объектов, П-303 для подвижных объектов, и часто устанавливаемая на стационарных объектах цифровая аппаратура ИКМ-30.
Аппаратура К-60П. Упрощенная структурная схема каналообразующей аппаратуры К-60П представлена на рис.7
Рис.7. Упрощенная структурная схема К-60П.
Первой ступенью типового преобразовательного оборудования является аппаратура канального преобразования - стойка СИП 60 (стойка индивидуального преобразования на 60 каналов). Она предназначена для образования 5 двенадцатиканальных первичных групп со спектром частот 60÷108 кГц каждая. При формировании основной ПГ каналов с использованием одной ступени преобразования на каждый из 12 канальных преобразователей подаются исходные информационные сигналы в полосе частот 0,3÷3,4 кГц и разные несущие, значения которых:
fк=112-4К, (1)
где К-номер канала ТЧ в пределах ПГ; для первого канала f1=108 кГц, для второго канала f1=104 кГц и т.д. Для 12 канала -64 кГц.
СГП (стойка группового преобразования) выполняет две функции: формирование стандартной вторичной группы (ВГ) и формирование из ВГ линейного спектра, т.е. выполняя тем самым функции аппаратуры сопряжения в тракте передачи и обратного преобразования в тракте приема.
СЛУК- стойка линейных усилителей и корректоров. На СЛУК в тракте передачи подаются линейные контрольные частоты: 16;112;248 кГц.
СВКО (стойка вводно-кабельного оборудования) предназначена для ввода кабелей из кабельной шахты и расшивки (включения) их на боксы с линейной стороны, а также включения станционного оборудования (от стойки СЛУК).
СУГО 1-5М (стойка унифицированного генераторного оборудования)- для получения индивидуальных, групповых несущих частот, а также групповых и линейных контрольных частот.
СДП –стойка дистанционного питания.
Аппаратура П-303 совместно с кабелем П-296 составляет четырехпроводную однополосную шести или трехканальную ВЧ систему передачи, рассчитанную на максимальную дальность связи до 1000км. Аппаратура П-303 построена по групповому принципу и содержит следующие основные устройства:
Индивидуальное оборудование;
Групповое оборудование трактов передачи и приема;
Генераторное оборудование;
Устройства АРУ;
Контрольно–измерительные устройства;
Устройства канала служебной связи;
Устройства электропитания.
Для формирования линейного спектра использованы три ступени преобразования. В индивидуальном оборудовании применяется преобразование низкочастотных сигналов с помощью несущих частот 12, 16 и 20 кГц для первого, второго и третьего каналов соответственно с использованием верхних боковых полос от 12,3 до 15,4 кГц, от 16,3 до 19,4 кГц, от 20,3 до 23,4 кГц. Аналогичному преобразованию подвергаются сигналы четвертого, пятого и шестого каналов.
На второй ступени преобразования осуществляется перенос спектров двух трехканальных групп 12,3-23,4 кГц в диапазон частот от 68 до 96 кГц с помощью несущих частот 92 и 108 кГц.
Используемые полосы частот от 68 до 80 кГц (первая группа) и от 84 до 96 кГц (вторая группа) с помощью третьей ступени преобразования, групповой, на несущей частоте 64 кГц переносится в линейный спектр частот 4-32 кГц.
Кроме полученного спектра частот в линию подаются сигналы служебной связи и контрольная частота 18 кГц.
В тракте приема преобразование сигналов линейного спектра в спектры тональной частоты осуществляется в обратном порядке. [17] Рассмотренная аппаратура относится к классу аналоговых и поэтому в перспективных системах связи ее использование не целесообразно.
Аппаратура ИКМ-30. У подобных систем передачи скорость цифрового потока около 2 Мбит/с. Объединение цифровых потоков в этих системах осуществляется по принципу «чередования кодовых комбинаций». Введение в них синхросигнала и различных служебных символов потребовало дополнительных каналов и привело к тому, что скорость объединенного цифрового потока стала больше суммы скоростей объединяемых потоков.
Скорость передачи по междугородным симметричным кабелям может быть увеличена до 8 Мбит/с. По каждой паре этих кабелей могут работать четыре системы ИКМ-30 или пять систем ИКМ-24. Чтобы обеспечить одновременную работу этих систем, нужно объединять их выходные потоки. Аппаратура, осуществляющая это объединение, называется по числу образованных каналов – ИКМ-120. Скорость потока на выходе этой аппаратуры 8448 Мбит/с.
Более мощные потоки цифровой информации можно «гнать» по парам коаксиальных кабелей, волокнам оптических кабелей, стволам спутниковых и радиорелейных линий связи. Для образования высокоскоростных потоков объединяют цифровые потоки четырех систем ИКМ-120. В результате скорость передачи в линии возрастает до 34,368 Мбит/с. Число каналов в новой системе равно 480, поэтому она получила название ИКМ-480.
Поступая далее аналогичным образом, получаем при слиянии четырех потоков систем передачи ИКМ-480 суммарный цифровой поток со скоростью 139,264 Мбит/с. Это уже аппаратура ИКМ-1920 (рис.8).
Более мощные потоки цифровой информации можно «гнать» по парам коаксиальных кабелей, волокнам оптических кабелей. Стволам спутниковых и радиорелейных линий связи. Данная аппаратура формирует стандартные цифровые каналы со скоростью 64 кбит/с каждый, и в принципе, может использоваться для модернизации.
В настоящее время перспективными являются системы передачи, обеспечивающие совместную цифровую передачу разноскоростных каналов. Реализация этого возможна с использованием двух принципиально отличных подходов к решению задачи.
Первый подход заключается в использовании мультиплексоров.
Второй подход – в использовании технологии Voice over IP (VoIP).
Мультиплексор служит для объединения в единый цифровой поток (ЦП) потоков от различных источников - кодеров сжатия, выходов других мультиплексоров, инкапсуляторов, приемников-декодеров, генератора PSI/SI таблиц, ЕСМ генератора и ЕММ инжектора и др. Приходящие сигналы могут иметь разную временную базу (т.е. формироваться с несколько различными тактовыми частотами), например для телеграфной информации – 50…100 бит/с, для компьютерных данных – 200 бит/с, для телефонной связи – 64 кбит/с, и задача мультиплексора - сформировать цифровой поток с сохранением синхронизирующей информации для каждого из компонентов потока.
Принцип действия мультиплексора основан на свойствах буфера памяти - информация записывается в него с одной тактовой частотой, а считывается с другой, более высокой. Если представить себе цепочку последовательно соединенных буферов, синхронизированных таким образом, что выходные пачки импульсов не перекрываются во времени, это и будет мультиплексор. В некоторых конструкциях цепочку замыкают в кольцо. Приходящие потоки демультиплексируются до уровня пакетированного элементарного потока (ПЭП) и затем заново "сшиваются" в единый ЦП с общей тактовой частотой. Поскольку время прихода пакетов на разные входы не синхронизировано, время пробега их внутри мультиплексора также различается, что может вызвать дрожание меток PCR. Для устранения этого явления для всех ремультиплексируемых сервисов производится коррекция PCR на основе специальных временных меток, вставляемых в пакет на входе мультиплексора.
Основным параметром мультиплексора считается выходная скорость ЦП. Эта скорость должна быть не ниже суммы скоростей всех объединяемых потоков. Превышение скорости выходного потока компенсируется введением нулевых пакетов на выходе мультиплексора. [23].
Рассмотрим некоторые виды мультиплексоров, которые могут быть использованы для модернизации многоканальной линии передачи аэропорт «Ставрополь» - предприятие МСИ.
- Cronyx E1-XL-IP. Мультиплексор E1-XL-IP представляет собой мультиплексор, позволяющий передавать один канал E1 через асинхронную пакетную сеть передачи данных. Здесь и далее термин «канал E1» используется для обозначения канала передачи данных, имеющего интерфейс в соответствии со стандартом ITU-T G.703 для передачи данных с номинальной битовой скоростью 2048 кбит/с, как с цикловой организацией в соответствии со стандартом ITU-T G.704 (или ИКМ-30), так и без цикловой организации. E1-XL-IP предназначен для надежной передачи (проброса) структурированного (полного или отдельных канальных интервалов) или неструктурированного потока E1 через асинхронную пакетную сеть с негарантированной доставкой (IP или Ethernet), с оптимизацией трафика за счет сжатия данных и удаления простоев.
Основные характеристики мультиплексора E1-XL-IP:
технология TDM/IP от «КБ Кроникс»;
один интерфейс E1/ИКМ-30;
два интерфейса Ethernet IEEE 802.3 10/100Base-T Mbps;
соответствие стандартам ITU-T G.703, G.704, G.706, G.711, G.726, G.732, G.823 и IEEE 802.3;
поддержка технологии «Динамических потоков», механизмов VAD/CNG и DTX с целью экономии полосы пропускания и минимизации объёма сетевого трафика;
поддержка сжатия голосовой информации до 4-х раз;
дальность по линии E1/ИКМ-30 до 2.5 км;
управляющий порт RS-232/V.24 DTE, доступ посредством SSH;
обновление firmware через Интернет (подобно Windows Update);
два режима локального шлейфа;
На рис.9. показана типовая схема применения E1-XL-IP. Два устройства используются для соединения двух локальных сетей и офисных АТС (УАТС) через магистральную IP-сеть.
- ЦСП-30 - цифровая система передачи, аналогичная ИКМ-30, оснащенная более расширенными составом функциональных возможностей. Цифровая система передачи ЦСП-30 предназначена для организации соединительных линий аналоговых и цифровых АТС, выделенных каналов передачи данных, линейных трактов xDSL, уплотнения абонентских линий.
Функциональные возможности ЦСП-30:
обработка и формирование потока Е1 согласно рекомендаций G.703, G.704, G.706 МСЭ-Т, включая выполнение процедуры CRC-4;
ввод/вывод в/из поток Е1 голосовых каналов со скоростью 64 кбит/с с соответствующими сигнальными каналами и каналов передачи данных n*64 кбит/с;
кросс-соединение каналов со скоростью 64 кбит/с и сигнальных каналов 4 потоков Е1;
преобразование цифровых синхронных и асинхронных интерфейсов типа V.35, RS-530, RS-232, Ethernet - каналов передачи данных;
преобразование аналоговых интерфейсов абонентских и соединительных линий с различными видами сигнализации;
организация линейного тракта Е1 (дистанционное питание, телеконтроль регенераторов, служебная связь);
транспортировка полного (30 каналов по двум парам) или дробного (16 каналов по одной паре) потока Е1 встроенным или автономным модемом HDSL (код 2B1Q), а также полного или дробного потока Е1 по одной или двум парам (код TC PAM);
дистанционное питание удаленного (выносного) блока;
локальная диагностика и компьютерный мониторинг каналов;
защита линейных и канальных окончаний от грозовых и промышленных перенапряжений.
- Гибкий мультиплексор ТС-30. Гибкий мультиплексор ТС-30 преобразовывает соединительные линии аналоговых АТС, абонентских линий и каналов передачи данных в цифровой поток 2,048 Мбит/с (Е1).