Основная тенденция развития сетей связи связана с переходом к единой сети следующего поколения (NGN), использующей коммутацию пакетов.
Представление информации в виде IP-пакетов должно обеспечивать транспортировку и коммутацию трех видов трафика (голоса, компьютерных данных и видео), а также оказание на этой технологической основе широкого спектра цифровых услуг. К тому же необходимо, чтобы новые сети могли взаимодействовать с унаследованными, что подразумевает сосуществование в рамках единой сети двух технологий — коммутации каналов с использованием аппаратуры временного разделения каналов (TDM) и коммутации пакетов (IP).
Для связи фрагментов сети TDM через пакетную среду IP разработаны специальные шлюзы, эмулирующие каналы TDM в IP-сети (TDMoIP). Особенностью этой технологии является прозрачная передача телефонной сигнализации TDM через пакетную сеть. Однако сосуществование двух видов технологий связи во взаимоувязанной сети Российской Федерации осложняется наличием (преимущественно в сельской местности) таких территорий, на которых единственным средством связи являются аналоговые системы передачи (АСП) на базе медного кабеля.
Если в этих районах невозможно проложить ВОЛС, единственным способом цифровизации сети остается реконструкция линейных трактов (рис.1). АСП полностью демонтируется, и вместо нее устанавливается цифровая система передачи (ЦСП) на основе технических решений xDSL или же используется классическая ЦСП на базе медного кабеля. В таких случаях требуются значительные материальные затраты на приобретение новой аппаратуры (линейных регенераторов и станционного оборудования), большой объем монтажных и пуско-наладочных работ.
Другой вариант цифровизации АСП (рис.2) – с применением групповых модемов (или модемов линейного тракта). При этом вся магистральная аппаратура АСП сохраняется, а в точках ввода/вывода цифровой информации устанавливаются групповые модемы. В результате капитальные затраты и объем монтажных работ минимальны и связаны только с приобретением и установкой модемов на групповом (линейном) тракте.
Оба способа цифровизации обеспечивают одинаковые наборы интерфейсов для подключения оконечного оборудования и доступ пользователей к одинаковым цифровым услугам в пределах закрепленных за ними скоростей передачи. Решающим фактором при выборе варианта модернизации АСП является экономическая эффективность. При сравнительно близкой стоимости модемов для АСП и оконечного оборудования на основе xDSL или классических ЦСП реконструкция магистралей обходится дороже (даже без учета затрат на монтажные и пуско-наладочные работы), поскольку необходима покупка линейных регенераторов. Чем протяженнее магистраль и чем больше необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП) насчитывает линейный тракт, тем более значительную экономическую выгоду дает использование групповых модемов. В условиях хронического дефицита средств очевидны преимущества варианта цифровизации без реконструкции магистралей.
Применение высокоскоростных модемов (таких как М-АСП-ПГ компании Zelax), работающих по групповым и линейным трактам АСП, обеспечивает пользователю доступ ко всем распространенным цифровым услугам. Среди них – организация доступа к Internet, IP-телефония, подключение удаленных базовых станций сетей мобильной связи и др. Высокоскоростная передача данных в АСП осуществляется как по групповым трактам (первичным – ПГТ, вторичным – ВГТ, третичным – ТГТ и т.д.), так и по линейным (ЛТ).
Из таблицы, в которой указаны скорости передачи разных трактов АСП, видно, что групповые модемы предоставляют возможность выбора скоростей соединения для формирования конкретных параметров цифровых услуг. Подчеркнем: для достижения указанных в этой таблице скоростей передачи данных характеристики АСП должны соответствовать эксплуатационным нормам. Значения максимальных скоростей передачи модемов для АСП сопоставимы со скоростями, которые могут быть достигнуты благодаря внедрению на магистралях оборудования xDSL или классических ЦСП.
При реконструкции магистралей К-60П, основанных на медном кабеле с диаметром жилы 1,2 мм, обеспечивается скорость 2048 Кбит/с (поток Е1). Это соответствует передаче 30 стандартных телефонных каналов вместо 60 каналов тональной частоты, поддерживаемых аналоговыми системами. Предлагаемые на рынке системы на базе модемов xDSL, которые позволяют передавать два потока Е1 по двум парам кабеля с сечением 1,2 мм, могут ограниченно применяться лишь на отдельных трассах, поскольку они не поддерживают связь на усилительных участках К-60П длиной до 25 км. А необходимость прохождения участков такой протяженности обусловлена следующими обстоятельствами.
При номинальной длине усилительного участка аппаратуры К-60П, составляющей 19,5 км, из-за особенностей местности проектные нормы допускают превышение этого значения на 10%. Учтем, что магистральный кабель с диаметром жил 1,2 мм был проложен свыше 20 лет назад. А значит, его электрические характеристики из-за старения и других причин могут соответствовать показателям усилительных участков длиной до 25 км. Однако при реконструкции магистралей К-60П требования к параметрам медного кабеля, срок службы которого формально уже истек, не только не снижаются, но даже ужесточаются, поскольку для передачи сигналов xDSL-модемов и классических ЦСП необходима более широкая полоса частот, чем при использовании К-60П.
Дополнительным достоинством цифровизации АСП на основе модемов линейного тракта является полная совместимость их сигналов с аппаратурой К-60П. При использовании xDSL-модемов и классических ЦСП вследствие высоких мощностей передачи (13,5 дБм и более) не исключено наведение помех на тракты К-60П, действующие по соседним медным парам. Групповые модемы работают с номинальными уровнями сигнала, принятыми в АСП (примерно 0 дБм при полной загрузке), поэтому перекрестных помех не возникает.
Групповые модемы обеспечивают дополнительную гибкость при организации высокоскоростной цифровой передачи данных с частичным сохранением каналов аналоговой телефонии. При этом количество доступных потребителям телефонных каналов остается намного большим, чем в случае реконструкции всего тракта. Например, при организации цифрового канала с быстродействием 640 Кбит/с на базе модема М-АСП-ПГ-2 в тракте К-60П сохраняются 35 каналов ТЧ. При реконструкции сети и необходимости передачи данных со скоростью 640 Кбит/с возможна передача только 20 стандартных телефонных каналов.
Модемы в тракте АСП могут работать на весьма значительных расстояниях. Модемы для организации ПГТ, ВГТ и ТГТ совместимы с любыми АСП (К-120, К-300, К-1020С, К-1920 и др.), имеющими в своем составе тракты К-60П. Они характеризуются исключительной особенностью – возможностью доставки через аналоговые сети цифровых услуг на удаленные объекты (расстояние свыше 1500 км) с сохранением остальной нагрузки АСП. Реконструкция магистралей не позволяет решать такие задачи.
Итак, применение групповых модемов (или модемов линейных трактов) при цифровизации АСП является конкурентоспособным решением по сравнению с реконструкцией аналоговых магистралей с помощью технологий xDSL или ЦСП. Наряду с экономической эффективностью данный метод обеспечивает значительную дальность связи и возможность организации высокоскоростной передачи данных с частичным сохранением функций TDM-телефонии. Вместо дорогостоящей реконструкции аналоговых сетей на основе аппаратуры xDSL или классических ЦСП лучше установить групповые модемы и выработать ресурс АСП до полной амортизации, а попутно строить, насколько позволяют возможности, инфраструктуру ВОЛС.
Вадим Егоров (egorov@sut.ru) – канд. техн. наук, научный консультант компании Zelax;
Марк Мендельсон (mark@onilvu.sut.ru) – канд. техн. наук, доцент, ведущий научный сотрудник Zelax;
Сергей Сухман (direct@zelax.ru) – генеральный директор Zelax