Публикации в СМИ

Расширение возможностей цифрового доступа через аналоговые системы передачи

Основная особенность сети связи Российской Федерации состоит в наличии территорий (особенно в сельских районах), где единственным средством доставки цифровых потоков к потребителю являются аналоговые системы передачи (АСП). Внедрение ВОЛС в таких местах затруднено по технико-экономическим причинам. Наиболее эффективное решение - применение высокоскоростных модемов, работающих по групповым и линейным трактам ДСП. В данном случае реконструкция кабельных магистралей, в отличие от вариантов на основе цифровых систем передачи (ЦСП) или xDSL, не требуется. Экономический эффект достигается за счет минимального объема капитальных затрат и монтажных работ, которые связаны с приобретением и установкой модемов в групповом или линейном тракте. В условиях дефицита средств и значительной протяженности линий связи РФ названные обстоятельства зачастую являются определяющими при выборе способа цифровизации.

При применении высокоскоростных модемов потребителям обеспечивается возможность доступа к широкому спектру цифровых услуг: выход в Интернет, использование IP-телефонии, подключение удаленных базовых станций сети подвижной связи стандарта GSM и др. Модемы М-АСП-ПГ "Зелакс" были разработаны для пользователей, потребности которых в скоростях передачи данных ограничены пропускной способностью тракта первичной группы (ПГ) АСП. В первую очередь они ориентировались на организацию цифрового доступа через системы передачи типа К-60П и ей подобные, в составе которых из имеющихся пяти трактов первичных групп 1-2 тракта ПГ выделялись под передачу данных (рис. 1). Остальная загрузка АСП оставалась стандартной - каналы тональной частоты (ТЧ). Максимальная скорость передачи данных в тракте ПГ зависит от помеховой обстановки в тракте и достигает 320 кбит/с.

 
 
Рис. 1. Использование М-АСП-ПГ для организации передачи данных по тракту ПГ

С ростом потребностей в цифровой передаче, приобретением и распространением положительного опыта в использовании модемов М-АСП-ПГ возникла необходимость в увеличении возможностей таких модемов - повышении скоростей передачи, расширении набора интерфейсов и реализации ряда дополнительных функций, включая преобразование интерфейсов. Модемы стали применять в более мощных АСП типа К-120, К-300, К-1020 и К-1920. Учитывая потребности рынка, компания "Зелакс" разработала новое поколение модемов М-АСП-ПГ-2, в котором достигнута вдвое большая скорость передачи - 640 кбит/с. При этом базовой осталась версия, рассчитанная на тракт ПГ, а пять новых версий занимают ширину полосы частот двух первичных групп каждая.

Таблица 1. Основные параметры версий модема М-АСП-ПГ-2

При выбранном расположении энергетических спектров сигналов модемов версий ЛТ60н и ЛТ60в в полосе частот АСП (рис. 2а) обеспечивается сохранение передачи линейных контрольных частот АСП К-60П 16, 112 и 248 кГц и преобразованной в полосу линейного тракта К-60П групповой контрольной частоты (КЧ) вторичной группы (ВГ) 411,86 кГц.

 


Рис. 2. Расположение энергетических спектров сигналов
различных версий модемов в полосе частот АСП:
а - в линейном тракте К-60П; б - в тракте ВГ

Для версий модемов ВГн и ВГв расположение сигнала по оси частот (рис. 2б) дает возможность сохранить передачу групповой КЧ ВГ 411,86 кГц. Кроме того, при преобразовании сигналов модемов версий ВГн и ВГв в полосу частот линейного тракта К-60П, что необходимо при транзите через линейный тракт этой аппаратуры, спектры сигналов модемов попадают точно между КЧ этой системы. Тем самым успешно решается задача транзита. Аналогично, при транзите сигналов модемов версий ЛТ60н и ЛТ60в через тракт ВГ выбранное расположение спектров сигналов модемов оказывается согласованным с расположением КЧ ВГ.

Для увеличения скорости передачи предлагается использовать одновременную работу двух пар модемов версий ЛТ60н и ЛТ60в в линейном тракте К-60П (или версий ВГн и ВГв в тракте вторичной группы). В состав модемов включены устройства суммирования и разделения сигналов (УСР). С помощью УСР сигналы с выходов двух модемов на передающей стороне сначала складываются, затем подаются в тракт АСП, а на приемной стороне сигнал с выхода тракта АСП разветвляется на два направления для подачи на входы двух модемов (рис. 3). При этом свободную от сигналов модемов полосу частот 112...152 кГц линейного тракта К-60П и 412...452 кГц ВГТ можно с помощью устройств УСР второй пары модемов использовать под передачу до 10 каналов ТЧ третьей ПГ.

Схемотехническое и программное построение модемов предусматривает возможность специальной поставки модемов версий ВГн и ВГв с формированием сигналов в полосах частот 312...408 и 456...552 кГц соответственно. Тогда в полосе 408...456 кГц обеспечивается передача всех 12 каналов ТЧ третьей ПГ. Однако в данном случае не гарантируется транзит сигналов этих модемов через линейный тракт аппаратуры К-60П вследствие влияния заграждающих фильтров линейных КЧ.

Наличие встроенных устройств УСР позволяет реализовать и другие варианты загрузки тракта АСП. Например, возможно использование только одной пары модемов в нижней (или верхней) части полосы ВГТ либо линейного тракта К-60П с выделением остальной части полосы трактов под каналы ТЧ.

К модемам может быть подключено оборудование с использованием различных цифровых интерфейсов. В модем встроен универсальный периферийный интерфейс (УПИ-2), поддерживающий семейство стандартных синхронных и асинхронных интерфейсов V.35, RS-232 и др. Дополнительно может быть установлен либо модуль Ethernet-мост МПГ-МБЕ100 для подключения к локальным сетям, либо модуль МПГ-Е1, обеспечивающий подключение модемов непосредственно к оборудованию с интерфейсом G.703/G.704 (цифровые коммутаторы и мультиплексоры, цифровые АТС, базовые станций сетей подвижной связи и т. д.).

Модуль Ethernet МПГ-МБЕ100 предназначен для подключения модемов к сетевому оборудованию, соответствующему стандарту IEЕЕ 802.3 и спецификации на Ethernet 10/100Base-Tx. Модуль обеспечивает прозрачную пересылку кадров виртуальных ЛВС (VLAN), сформированных в соответствии со стандартом IEEE 802.1q. В приведенной на рис. 3 схеме организации связи разделение/объединение исходного цифрового потока от каждой сети на два потока осуществляется с помощью маршрутизаторов.
 



Рис. 3. Организация связи со скоростью 1280 кбит/с между двумя
локальными сетями через АСП с помощью двух пар модемов М-АСП-ПГ-2

В тех случаях, когда передаваемый цифровой поток имеет структуру El (G.703/G.704), вместо маршрутизаторов должны использоваться инверсные мультиплексоры, например MM-202RC-UNI ("Зелакс"), а в модемы должны быть дополнительно установлены интерфейсные модулиМПГ-Е1 (рис. 4).

 



Рис 4. Передача неполного потока Е1 через тракт ВГ
со скоростью 1280 кбит/с с помощью двух пар модемовМ-АСП-ПГ-2
 

Модуль МПГ-Е1 работает в режиме Nx64, где N - количество передаваемых временных канальных интервалов (КИ) потока Е1, которое имеет (при скорости передачи 640 кбит/с) максимальное значение 10, без учета передачи КИ0. Передача КИ0 осуществляется с прореживанием через служебный канал модема. Это позволяет при скорости передачи модема 640 кбит/с организовать передачу 9 информационных КИ и КИ16, несущих сигналы управления и взаимодействия АТС.

Применение модемов с установленными модулями МПГ-Е1 для построения сети подвижной связи GSM существенно повышает эффективность использования аналоговых систем передачи (АСП). В передаваемых на скорости 640 кбит/с 10 КИ потока Е1 размещаются 32 речевых канала GSM вместе с каналами управления вместо 24 каналов ТЧ при стандартном использовании АСП.

При использовании модулей МПГ-Е1 имеется возможность выбора для передачи одного из четырех вариантов (планов) расположения информационных КИ в потоке Е1 и еще одного дополнительного КИ из четырех возможных вариантов, в состав которых также входят КИ16 и КИ31 (КИ сигнализации). Благодаря этому упрощается решение задачи передачи выбранных канальных интервалов потока Е1 через АСП, что особенно важно при передаче потока Е1 через несколько параллельных трактов ПГ или трактов на основе версий модема ВГ и ЛТ. Установка различных вариантов расположения КИ при организации связи с помощью трех пар модемов М-АСП-ПГ с модулями МПГ-Е1 применена на участке сети GSM Камчатского филиала ОАО "Дальсвязь" в АСП К-1020С (рис. 5).

 



Рис 5. Организация связи между коммутатором и базовой станцией GSM
с помощью трех пар модемов М-АСП-ПГ, объединенных с помощью мультиплексора ГМ-2-4

Распределение КИ по отдельным потокам (парам модемов), которое реализовано в специально разработанной для этого участка сети версии программного обеспечения модема, приведено в табл. 2.

 
 
Таблица 2. Назначение КИ номерам планов расположения каналов в М-АСП-ПГ

Путем установки несовпадающих параметров расположения информационных КИ и канала сигнализации в локальном и удаленном модемах можно изменить исходное расположение каналов в потоке Е1 в результате прохождения сигнала через тракт АСП. При этом возможен переход из любого плана расположения КИ на передаче (План 1...План 4) в любой план расположения КИ на приеме (План 1...План 4).
 

 
 
Рис 6. Пример изменения расположения передаваемых КИ с помощью М-АСП-ПГ-2
при установке модуля МПГ-Е1

На рис. 6 приведен пример реализации изменения расположения выделенных КИ в потоке Е1, когда в локальном модеме (версия ПГМ) установлена передача КИ по Плану 1 (КИ1, КИ2, КИЗ, КИ4) и канала сигнализации КИ16, а в удаленном модеме выполнена установка КИ по Плану 4 (КИ25, КИ26, КИ27, КИ28) и канала сигнализации КИ31.

Установка различных типов интерфейсных модулей на местном и удаленном модемах и выбор режима работы модуля МПГ-Е1 позволяют с помощью модемов М-АСП-ПГ-2 реализовать конвертер интерфейсов, например Ethernet в Е1 или V.35 в Е1. На рис. 7 показана организация связи между двумя сетями с проходом через аналоговую и цифровую сети, при которой произведено преобразование стыка Ethernet  (в  модем  установлен модуль МПГ-МБЕ100) в стык Е1 (установлен модуль МПГ-Е1).

 


Рис 7. Организация связи между двумя сетями с реализацией
функции конвертера интерфейсов в модемах М-АСП-ПГ-2
 

При необходимости модемы М-АСП-ПГ-2 можно использовать для работы по физическим линиям. В этом случае модемы версий ЛТ60н и ЛТ24 с дополнительно установленными устройствами защиты УЗ-2-12-М ("Зелакс") обеспечивают при диаметре жилы кабеля 0,5 мм дальность связи до 7 км (при уровне передачи -6 дБн и скорости 640 кбит/с).

Следовательно, на основе модемов М-АСП-ПГ и М-АСП-ПГ-2 не только осуществляется передача цифровой информации через АСП с возможностью подключения цифрового оборудованиями с разнообразными типами интерфейсов, но и в ряде случаев реализуются функции цифрового коммутатора (кросс-коннектора) и преобразователя (конвертера) цифровых интерфейсов.

Таким образом, большинство задач, возникающих при организации цифрового доступа через АСП, могут быть решены применением различных версий модема М-АСП-ПГ-2, обеспечивающих широкий выбор скоростей передачи, расширенный набор интерфейсов, изменение параметров и режимов работы модемов.

 

Опыт успешной эксплуатации М-АСП-ПГ и М-АСП-ПГ-2 подтверждает достоинства предлагаемого способа цифровизации существующей разветвленной сети АСП с возможностью интеграции в цифровую сеть электросвязи РФ.

 

Авторы: 

Вадим ЕГОРОВ  к.т.н., научный консультант компании "Зелакс"
Марк МЕНДЕЛЬСОН - к.т.н., ведущий научный сотрудник компании "Зелакс"
Сергей СУХМАН - генеральный директор компании "Зелакс"

Источник: Журнал "Connect", №9 - №10, 2006 г.

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