Если в телефонной сети используются совместно цифровые системы коммутации и цифровые системы передачи, то соответствующий участок сети носит название цифровой телефонной сети. Особенность такой сети является непрерывность цифровой передачи в рамках этой сети. Потребительские свойства сети существенно изменяются, если удается довести цифровой канал до абонентского оконечного устройства. В этом случае существенно изменяется понятие абонентского оконечного устройства. Теперь у абонента может быть подключено: цифровой телефонный аппарат, цифровое оконечное устройство передачи данных, цифровой факсимильный аппарат, ЭВМ и т.д.

Цифровая сеть с интеграцией служб - это цифровая сеть с цифровыми абонентскими линиями и цифровыми оконечными устройствами любого назначения.

В настоящее время создаются два типа ЦСИО: узкополосная и широкополосная.

В узкополосной ЦСИС за основу взята пропускная способность абонентского цифрового канала 64 кбит/с. Существуют два типа каналов: основные и вспомогательные.

По основным каналам сеть устанавливает соединение путем как коммутации каналов, так и коммутации пакетов. В настоящее время определены три типа основных каналов с различной пропускной способностью.

Типы основных каналов

Вспомогательный канал служит для обеспечения "диалога" между устройством пользователя и сетью, другими словами для сигнализации. В некоторых случаях вспомогательный канал можно использовать для передачи в нем пакетов данных. Передача информации сигнализации и пакетов данных осуществляется в виде блоков; при этом приоритет имеет сигнализация.

Определены два типа вспомогательных каналов.

Типы вспомогательных каналов

В зависимости от вида абонентского окончания D- канал имеет пропускную способность, определяемую скоростью цифрового потока в 16 кбит/с или 64 кбит/с.

Принципиальная разница между D - каналом и Е - каналом состоит в применяемых протоколах сигнализации.

Здесь особенно стоит подчеркнуть существенное различие абонентского доступа в аналоговых телефонных сетях (даже при наличии на них ЦАТС) и в ISDN:

1. Абонентский доступ в аналоговых телефонных сетях включает в себя пассивные физические линии (магистральные и распределительные абонентские кабели, распределительные шкафы и распределительные коробки), по которым передаются аналоговые сигналы в спектре 0.3 - 3.4 кГц (лишь для абонентов с АВУ спектр сигналов увеличивается ~ до 60 кГц). Иногда применяемые устройства для цифрового уплотнения абонентских линий, используют сигналы до 100 кГц (для 4-х абонентов), но из-за неоптимальной формы сигналов протяженность абонентских линий обычно не более 500 м, в связи с чем эти устройства не получили широкого распространения на абонентских сетях России.

Однако все существенно меняется в ISDN.

2.Одним из основных условий при проектировании и внедрении ISDN является требование использования существующей абонентской сети (магистральной и распределительной), с целью экономии капитальных затрат.

В ISDN необходимо "довести до абонента цифру". Даже для самого малого - базового доступа 2*В + D скорость передачи составляет

2*64 + 16 + 16 = 160 кбит/с,

что соответствует спектру не менее 160 кГц, т. е. существенно выше чем в аналоговых сетях.

Непосредственная передача сигналов с таким спектром без оптимизации формы сигналов и применения специальных кодов по существующим абонентским линиям возможна на расстояние не более 200 - 500 м, в зависимости от состояния абонентской линии.

Необходимая же дальность абонентского доступа составляет 1.5 - 2 км.

Учитывая, что в России в силу национальных особенностей состояние абонентских линий особенно плачевно - решение вопроса "последней мили" для России стоит особенно остро.

В Синей Книге МККТТ (рек. Серии I.100 - I.600) определена общая структура абонентского доступа для ISDN.

Рисунок 6.1 – Функциональные блоки абонентской установки

ТЕ1 - оконечное абонентское устройство со стандартными стыковыми характеристиками, отвечающими рекомендациям МККТТ для ЦСИС;

ТЕ2 - оконечное абонентское устройство с иными стыковыми характеристиками;

ТА - адаптер для преобразования стыковых характеристик в стандартные;

NT1 - сетевое окончание 1, функции которого следующие:

1. обеспечение передачи информационных бит по линии U-интерфейса;
2. обеспечение технического обслуживания линии и контроля рабочих характеристик;
3. синхронизация;
4. подача питания;
5. мультеплексирование;
6. обеспечение управление доступом

NT2 - сетевое скончание 2, функции которого следующие:

1. коммутация;
2. концентрация;
3. функции технического обслуживания;
4. обеспечение интерфейса;
5. обработка протоколов уровней 2 и 3.

LT - линейное окончание станционного оборудования (функции аналогичны NT1);

ET - станционное окончание (функции аналогичны NT2);

R - интерфейс между ТЕ2 и ТА;

S - четырехпроводный интерфейс " пользователь-сеть), через который терминалы пользователя стандартным образом взаимодействуют с ЦСИО;

T - стандартизованный интерфейс (аналогичен S);

U - интерфейс между NT1 и LT, включающий в себя физическую линию;

V - интерфейс между LT и ET (аналогичен Т интерфейсу)

Как видно из рисунка 6.1 абонентский доступ в ISDN включает в себя активные устройства ТА и NT (на стороне абонента, активные устройства ET на стороне АТС), а также пассивные физические цепи, из которых: линии на U-интерфейсе представляют прежние магистральные и распределительные абонентские линии (2-х проводные), а 4-х проводные линии на S-интерфейсе заменяют прежнюю "лапшу" внутри квартиры или офиса.

Наименее стандартизированным является U-интерфейс, в силу уже упоминавшихся национальных особенностей состояния и вида существующих абонентских линий.

Решение вопроса "последней мили" (U-интерфейса) в настоящее время возложено на операторов местных сетей.

Суть проблемы заключается в следующем:

Одно из требований МККТТ на U-интерфейсе состоит в обеспечении затухания на частоте 96 кГц - не более 6 дБ. Очевидно что это затухание сильно зависит от расстояния от NT до АТС.

Вначале внедрения ISDN на U-интерфейсе использовалось кодирование сигналов 4В3Т (4 бита в 3-х уровнях), но на Российских абонентских линиях этот код не обеспечил необходимой дальности в 1.5 - 2 км (т.е. затухание на этих расстояниях существенно превышало 6 дБ на частоте 96 кГц, вследствие чего помехоустойчивость передачи цифровых сигналов была очень низкой). Поэтому Мин. Связи России запретил использование на российских сетях кода 4В3Т (и, соответственно, NT, поддерживающие этот код на U-интерфейсе).

Был рекомендован для U-интерфейса код 2В1Q (два бита в 4-х уровнях), который дает сужение спектра передаваемых цифровых сигналов до 80 кГц и увеличение дальности до 2 -2.5 км.

В последние 2 года произошел прорыв в решении вопроса "последней мили", а именно - разработана и широко внедряется на U-интерфейсе так называемая хDSL-технология, позволяющая путем использования сигналов специальной формы, специальных видов модуляции и кодирования увеличить пропускную способность абонентских линий от 0.5 до 9 Мбит/с !!! при расстояниях от 5.5 до 2 км, что позволит довести до абонента по существующим линиям не только базовый, но и первичный доступ 30*В + D. В настоящее время эта технология в основном выступает как конкурент ISDN-технологии на абонентском доступе, т.е. позволяет предоставлять абонентам высокоскоростной цифровой доступ как в аналоговых телефонных сетях (вместо обычных низкоскоростных модемов), так и в ISDN на U-интерфейсе. Следует отметить, что полноценное использование высокой пропускной способности xDSL-технологии (до 9 Мбит/с) достигается на выделенных каналах при использовании АТМ-коммутаторов.

x - A,H,RA,V или S -технология (модем)

D - Digital

S - Subscriber

L - Line

В настоящее время определены два вида абонентских окончаний на уровне контрольных точек S и T :

1. основное абонентское окончание (базовый доступ);
2. абонентское окончание с первичной скоростью цифрового потока (первичный доступ).

При базовом доступе до абонентских аппаратов доводится цифровой тракт 144 кбит/с (160), обозначаемый как 2В+D, при этом B=64 кбит/с,а D=16 кбит/с.

Реальная скорость цифрового потока с первичной скоростью составляет 1984 кбит/с на сетях Европы и России и 1536 кбит/с на сетях Америки и Японии.

В таблице приведены нормализованные структуры стыков для обоих видов абонентских окончаний.

Структура стыков в контрольных точках S и T

D*- 64 кбит/с

Устройство пользователя получает доступ к каналам через стык пользователь - сеть. Для эталонных конфигураций уже получены электрические и процедурные характеристики.

Существуют три эталонные конфигурации:

1. от точки к точке
2. пассивная шина
3. протяженная пассивная шина.

В конфигурациях с пассивными шинами сеть может управлять до восьми оконечными устройствами, подключенных к одному абонентскому окончанию.

Рисунок 6.2 - Эталонные конфигурации S- интерфейса

ТЕ подключается к розетке соединительных линий, соединяющей ТЕ и NT, с помощью приборного шнура (ПШ) длиной до 10 м и стандартного международного штекера с восьмью контактными штифтами.

Допустимое ответвление линии между розеткой и СЛ может быть максимум 1м. Устройство NT связывается с СЛ постоянно, или подключается к ней с помощью штекера.

Вся СЛ (исключая розетку) остается "пассивной" для всех трех конфигураций, т.е. она выполняет функции усиления, памяти и обработки. Во избежании отражения сигналов на каждом конце СЛ требуется поддержание определенного сопротивления абонентского окончания.

Радиус действия для всех конфигураций ограничен временем распространения сигнала и затуханием.

Все отдельные сигналы, т.е. сигналы Д-канала, В-канала, сигналы управления и т.д., объединяются с применением временного разделения, т.е. в каждом направлении передачи по отдельной 2-х проводной цепи передается групповой сигнал.

Процедура доступа к Д-каналу требует, чтобы NT в тех случаях, когда хотя бы одно оконечное устройство передает в Д-канал ноль принимало всегда ноль, а когда все оконечные устройства передают единицу или не передают ничего, принимало единицу. В качестве кода передачи используется код АМI со 100%-ной длительностью импульса. В отличие от обычного кода АМI здесь с помощью импульса передается нуль, а с помощью паузы единица. Процедура доступа требует в случае шинной конфигурации, чтобы оконечные устройства не мешали друг другу при одновременной передаче сигналов в Д-канал.

Обычно в каждый момент времени в В-каналы передает сигнал только одно оконечное устройство. Для этого служит коммутационное устройство; оно с помощью сигнализации предоставляет в каждый момент времени каждый из В-каналов только одному оконечному устройству.

Оконечное устройство приступает к передаче в Д-канал лишь тогда, когда оно путем контрольного прослушивания установило, что в направлении NT Д-канал свободен. Критерием этого служит последовательность из восьми единиц. Каждый информационный блок начинается с нуля. Оконечные устройства, передающие нули, получают преимущества перед оконечными устройствами, передающими единицы. Оконечные устройства, имеющие преимущества продолжают передачу, а другие оконечные устройства должны передачу прекратить. Перед началом передачи по Д-каналу любой NT прослушивает его состояние по эхо В-каналу