Публикации в СМИ

Вторая жизнь аналоговых систем передачи в цифровой сети связи

В настоящее время цифровизация магистральной сети Российской Федерации на большинстве направлений осуществляется путем прокладки ВОЛС, установки оборудования цифровых систем передачи (ЦСП) и цифровых коммутационных станций. Часто единственным средством доставки цифровых потоков к потребителю остаются аналоговые системы передачи (АСП), использующие медные линии связи. Подавляющее большинство мощных магистральных АСП еще долго будут эксплуатироваться. Потребители же, которые имеют доступ только к ним, нуждаются в получении цифровых услуг (в первую очередь, в доступе в Интернет и др.), однако цифровизация разветвленной сети АСП в большинстве случаев затруднена по технико-экономическим причинам.

При отсутствии возможности прокладки ВОЛС цифровизация аналоговой сети может осуществляться:

  • посредством реконструкции магистралей, когда аппаратура АСП полностью демонтируется и вместо нее устанавливается оборудование ЦСП (типа ИКМ) или модемы xDSL. При этом требуются значительные материальные затраты, большой объем монтажных и пусконаладочных работ, организация дистанционного питания и т. д. (например, на участке стандартной длины 280 км при замене АСП К-60П необходимо установить не менее 14 комплектов НРП и соответствующее станционное оборудование);
  • без реконструкции магистралей, когда в точках ввода/вывода цифровой информации устанавливаются групповые модемы. В этом случае капитальные затраты и объем монтажных работ минимальны и связаны с приобретением и установкой, как правило, одной пары модемов на каждый групповой тракт.

При использовании первого варианта цифровизации АСП, несмотря на значительные материальные затраты на реконструкцию, эксплуатационные расходы на содержание сети не уменьшаются, так как вместо НУП создается такое же количество НРП, а требования к параметрам медного кабеля, проложенного 20 - 30 лет назад, ни в коей мере не снижаются.

В условиях дефицита средств, а также значительной протяженности линий связи очевидны преимущества использования второго варианта: отсутствует необходимость в реконструкции магистралей, требуется минимальное количество дополнительно устанавливаемой аппаратуры, цифровизация осуществляется в короткие сроки. Следует учитывать, что реализация данного варианта предполагает соответствие электрических параметров групповых трактов АСП существующим нормам Минсвязи России. Кроме того, такая организация высокоскоростной передачи цифровой информации в АСП предусмотрена Рекомендацией G.941 МСЭ-Т. Именно по этому пути пошла зеленоградская компания "Зелакс", предложив модем М-АСП-ПГ, который обеспечивает высокоскоростную передачу цифровых потоков по первичным групповым трактам ДСП.



Пример организации передачи цифровых потоков в АСП: ГМ-2 - гибкий мультиплексор компании Зелакс
 

Особенности применения модемов

Качественные показатели передачи цифровых потоков на сети АСП должны соответствовать "Временным нормам на электрические параметры цифровых трактов и каналов, образованных в аналоговых системах передачи (АСП) магистральной и внутризоновых первичных сетей сети связи общего пользования", введенным приказом No 91 Госкомсвязи России от 09.12.97 г., а также рекомендациям G.821 и G.826 МСЭ-Т.

Достижение этих, достаточно жестких норм требует осуществления комплекса мер, включая соответствующую идеологию построения модема и сети, специальное его подключение к аппаратуре АСП.

Модемы групповых трактов АСП работают в канале с ограниченной полосой частот при отношениях сигнал/флуктуационная помеха более 25 дБ. Обеспечение эффективного использования полосы частот требует реализации удельной скорости передачи не менее 6,5 бит/с/Гц.

Для получения высоких показателей достоверности передачи в модеме должны применяться близкие к оптимальным методы обработки сигнала, включая адаптивную обработку и каскадное исправляющее кодирование совместно с амплитудно-фазовой модуляцией и многомерным модуляционным кодированием.

В М-АСП-ПГ используются высокоскоростные процессоры цифровой обработки сигналов и программируемые логические интегральные схемы. Установлена следующая градация скоростей: 64. 128, 192 и 256 кбит/с. В стадии испытаний находится модификация программного обеспечения (ПО), при использовании которой модем обеспечивает скорость передачи 320 кбит/с.

Для обеспечения максимальной помехозащищенности передачу цифровой информации в первичных группах (ПГ) АСП целесообразно осуществлять на основе простых групповых трактов с использованием цифровых транзитных соединений.

При применении простых первичных групповых трактов (ПГТ) модем включается в тракт передачи и приема ПГ без транзитных фильтров (ТФ). Контрольная частота (КЧ) 84,14 кГц и соответствующий ей заграждающий фильтр (ЗФ) должны быть отключены. Система АРУ по контрольной частоте в ПГТ переводится в ручной режим. Функцию контроля состояния первичного группового тракта АСП модем "берет на себя".

Чтобы выполнить требования МСЭ-Т к уровню помех, вносимых в каналы ТЧ соседних ПГ, в модеме обеспечивается уровень внеполосных составляющих сигнала не более минус 73 дБм0п.

Введение цифровых транзитных соединений обеспечивает цифровую регенерацию сигнала, что ограничивает протяженность участка накопления помех до расстояния между модемами.

В результате величина отношения сигнал/помеха на входе модема каждого участка регенерации существенно увеличивается. Кроме того, при организации передачи цифровой информации в АСП на базе простых ПГТ обеспечивается возможность выделения части цифрового потока в любом сетевом узле, где осуществляется цифровой транзит. Это может оказаться весьма удобным при построении цифровой сети.

При организации передачи цифровой информации в АСП должны использоваться второй и четвертый простые ПГТ Применение ПГ1, ПГЗ и ПГ5 возможно при отключении КЧ (групповых или линейных), попадающих в полосу частот той или иной ПГ, и обходе соответствующих контрольным частотам ЗФ.

Существуют примеры практического использования модемов в ПГ1 и ПГ5 без отключения линейных КЧ К-60П, но достижение высших скоростей передачи при этом не гарантируется.

При высоком отношении сигнал/помеха можно использовать составные ПГТ, образованные из простых с помощью аналоговых транзитных соединений ПГ (до трех транзитов). Возможность применения модема как на простых, так и на составных ПГТ предоставляет потребителю возможность выбора экономически обоснованного решения при построении сети и практически снимает ограничения по дальности цифровой передачи.

Существенное влияние на качество передачи данных в АСП оказывают импульсные помехи, возникающие в моменты переключения цепей автоматики и контроля на стойках аппаратуры АСП. Поэтому при использовании модемов в АСП необходимо провести профилактические мероприятия по максимальному снижению уровня импульсных помех, т. е. заменить электромеханические реле электронными, включить искрогасящие цепочки и др..

Управление модемом и пользовательский сервис

В модеме реализованы интерфейсы RS-232 (V.24/V.28), V.35, V.36, RS-449, RS-530, X.21, V.10, V11 и RS-422. Предусмотрен модуль для подключения к сети Ethernet.

Управление осуществляется с передней панели модема, на которой размещены клавиатура и жидкокристаллический индикатор, Существует возможность по встроенному служебному каналу управлять режимом работы удаленного модема. М-АСП-ПГ обеспечивает проверку канала передачи данных с помощью встроенного тестера, выполненного в соответствии с Рекомендацией МСЭ-Т G.821. Также возможно обновление версии ПО через порт RS-232.

Результаты испытаний и опытной эксплуатации

Линейные испытания модема М-АСП-ПГ проводились в Санкт-Петербурге и Ленинградской области на АСП К-60П и К-1920П. В системе К-60П использовались составные ПГТ с одним и тремя транзитами по ПГ при максимальной длине линейного тракта (ЛТ) 203 км. В АСП К-1920П испытания проводились в простом ПГТ с длиной ЛТ 315 км. При этом показатели ошибок оказывались ниже пороговых значений; определенных отраслевыми нормами по приказу No 91.

Пробная передача сигналов стереофонического вещания через ПГТ АСП К-60П на междугородной телефонной сети Санкт-Петербурга также дала положительные результаты.

Проведенные тестовые испытания модема в ПТУС "Севергазсвязь" на магистрали Ухта-Грязовец на составном ПГТ длиной 502 км (АСП К-1020С) при скорости передачи 256 кбит/с тоже привели к результатам, удовлетворяющим нормам приказа No 91.

Успешно проходит опытная эксплуатация модема в сети ТЦМС-8 ОАО "Ростелеком" на ЛТ длиной около 600 км - Новосибирск - г Рубцовск (Алтайский край). Составной ПГТ образован в системах VLB-24R и К-1920 с одним аналоговым транзитом. В АСП VLB-24R модемы работают в ненормированных условиях: линейная КЧ 104 кГц не снята и сигнал модема проходит через ЗФ 104 кГц. Несмотря на это, достигнута скорость передачи 256 кбит/с при статистике ошибок, удовлетворяющей нормам приказа No 91.

Модемы М-АСП-ПГ эксплуатируются на трассе Надым - Уренгой - Сургут. Общая протяженность ЛТ около 700 км. Здесь модемы подключены к аппаратуре фирмы LTT (Франция), уровни передачи и приема в которой отличаются от значений, принятых в оборудовании отечественного производства. Возможности ПО модема позволили осуществить необходимое согласование уровней.

По результатам разработки и применения модемов М-АСП-ПГ на сети можно сформулировать следующие выводы:


  • в модеме достигнуты скорости передачи цифровой информации, близкие к пропускной способности стандартных трактов АГ АСП с возможностью передачи на предельные для сетей РФ дальности;
  • широкий набор интерфейсов, возможность изменения параметров и режимов работы, а также удобство контроля и управления модемом должны обеспечить решения большинства задач, возникающих при высокоскоростной передаче информации.

Статья в журнале "Вестник Связи" No 12 2002 г.

Авторы: В.А. ЕГОРОВ, научный консультант компании "Зелакс", кандидат технических наук, М.А. МЕНДЕЛЬСОН, ведущий научный
сотрудник, кандидат технических наук, доцент, С.М. СУХМАН, технический директор "Зелакс"

Нашли ошибку? Выделите её и нажмите CTR + ENTER
RSS-новости Zelax Zelax на Twitter Zelax на YouTube