В современных условиях, когда научно-технический процесс автоматизации технологий позволяет перейти к автоматизации управления всей отраслью железнодорожного транспорта, необычно быстро возрастает потребность в обмене информации.
Структура первичной сети на железных дорогах соответствует иерархии управления. Выбор структуры цифровой первичной сети серьезная научная проблема в комплексе задач, относящихся к оптимизации системы оперативно-технологической связи. Цикл жизни потока первичной сети обычно значительно превышает цикл жизни вторичной сети, поэтому топология перспективной первичной сети должна быть оптимальной для всех организованных на ее основе вторичных сетей и для возможного расширения их функций и интеграции. Перенос всех вторичных сетей в единые средства передачи первичной сети возможен только при условии обеспечения ее надежности. Система обеспечения надежности в перспективной первичной сети один из самых важных ее элементов. Эта задача должна решаться разработкой и использованием целого комплекса организационных, технических и сетевых решений.
Построение цифровых сетей на железнодорожном транспорте с использованием цифровых систем передачи (ЦСП) синхронной цифровой иерархии (СЦИ) рационально осуществлять связь на магистральном, дорожном и отделенческом уровнях, используя стратегию “наложения” [6]. Это позволит создать качественно новую сеть, оптимальную по структуре, управлению и возможностям ее дальнейшего развития. Местные сети целесообразно разрабатывать на базе систем передачи цифровой информации на волоконно-оптических и существующих кабельных линиях передачи, используя стратегию “замещения” аналоговых систем передачи на цифровые. Причем, на существующих кабелях с медными жилами целесообразно использовать специальные технологии семейства хDSL. Таким образом, задача оптимального построения цифровой первичной сети связи является задачей рационального выбора технических средств, обеспечивающих удовлетворение потребностей в передаче и распределении всех видов информации на любом ее уровне.
В качестве основного вида направляющей системы при новом строительстве и увеличении пропускной способности существующей сети связи используется волоконно-оптический кабель (ВОК) как обладающий наибольшими помехозащищенностью, пропускной способностью, и допускающий различные варианты подвески, прокладки в зависимости от условий эксплуатации. Волоконно-оптические кабели, используемые при строительстве ВОЛС на грузонапряженных участках, где проходят магистральные и дорожные линии связи, должны иметь не менее 16 волокон. На малозагруженных участках не менее 8 волокон для обеспечения резервирования и защиты. Кабели должны быть с одномодовыми волокнами и сертифицированы для длин волн 1,31 и 1,55 мкм. Это позволит в случае необходимости осуществлять спектральное уплотнение оптических волокон.
ОТС железных дорог России, в качестве базовой, устанавливается кольцевая 2-уровневая модель цифровой сети.
Каждое направление сети строится с использованием колец нижнего уровня, охватывающих участки железной дороги, содержащие не более 50 исполнительных станций. Кольца нижнего уровня соответствуют видам ОТС отделенческого уровня и формируются в пределах участков ОТС. Каждое кольцо нижнего уровня образовано на базе пучка ПЦК с величиной информационного потока Е1 2048 Кбит/с в каждом. Количество ПЦК в пучке зависит от суммарного информационного потока в кольце нижнего уровня.
Порядок разбиения цифровой сети на кольца нижнего уровня устанавливается на этапе проектирования системы ОТС с учетом конфигурации первичной цифровой сети МПС, реализованной в конкретном регионе. При этом полученные в результате разбиения кольца могут не совпадать с диспетчерскими кругами соответствующих служб. Количество колец ПЦК нижнего уровня, объединенных в единую сеть ОТС отделения (дороги) одним кольцом верхнего уровня должно быть не более 20.
Кольца верхнего уровня, объединяя кольца нижнего с помощью мостовых станций, соединяют их с распорядительной станцией ЕДЦУ соответствующего направления. Кольца верхнего уровня формируются в масштабах отделения (или дороги), поэтому на их базе организуются виды ОТС дорожного и магистрального уровней.
Интерфейсы ПЦК предназначены для сопряжения станции с каналами цифровой сети ОТС.
Интерфейсы абонентских окончаний должны обеспечиваться с помощью адаптеров доступа сети (АДС), входящих в состав станций. Для этого АДС реализуют протоколы сопряжения с техническими средствами абонентов.
Все параметры абонентских окончаний и комплектность АДС определяются для каждой станции на этапе проектирования.
Поток Е1, в котором выделен общий канал сигнализации (ОКС), должен проходить через все мостовые станции и распорядительную станцию данного направления.
Для организации связи диспетчеров, круги которых охватывают несколько направлений, аппаратура распорядительных станций каждого направления объединяется внутренним кольцом Е1. В аппаратуре мостовых и распорядительных станций производиться полупостоянное соединение канальных интервалов колец нижнего и верхнего уровней в соответствии со схемами диспетчерских связей каждого направления. Для организации междиспетчерских связей распорядительные станции ЕДЦУ объединяются дополнительными каналами Е1.
Возможен вариант резервирования диспетчерских связей с исполь-зованием существующей аналоговой сети и резервного диспетчерского пульта ПДР, устанавливаемого на рабочем месте диспетчера. ПДР обеспечивает возможность работы по каналу диспетчерской телефонной связи и поездной радиосвязи. Пульт ПДР подключается непосредственно к четырехпроводным каналам ТЧ аналоговой системы передачи.
В кольцевых структурах каждого уровня для обеспечения надежности (живучести) сети ОТС не рекомендуется использование «плоских» колец, организованных в одном кабеле ВОЛС.
При отсутствии возможности организации колец в разных, желательно территориально разнесенных, кабелях ВОЛС или с помощью каналов Е1 обходных направлений в дорожной сети ОТС необходимо для построения кольца использовать кабели с металлическими жилами, по которым можно (с использованием технологий хDSL или аналоговых систем передачи и трансмультиплексоров) организовать каналы Е1. Для организации «пространственного» кольца верхнего уровня рекомендуется также использовать потоки Е1, выделенные в системе передачи магистральной сети, имеющей пространственную кольцевую структуру. Как правило, это системы STM-4 или STM-16.
Должна быть предусмотрена возможность использования для организации колец нижнего уровня прямых каналов ТЧ. Количество ТЧ каналов, используемых для резервирования, должно быть равно количеству диспетчерских связей, сохраняемых при повреждении основного направления.
Объемы передаваемой информации по цифровой сети железнодорож-ного транспорта с каждым годом возрастают. Передача данных требует более высоких скоростей. Можно получать дополнительную прибыль от квартирных абонентов, желающих пользоваться услугой высокоскоростного доступа в глобальную сеть Интернет. Учитывая все это, существует потребность развития широкополосного доступа. Следует отметить необходимость создания широкополосного доступа для мобильных абонентов, именно такого доступа нет в существующих сетях.
1.2 Выбор технологии широкополосного доступа
Сети доступа должны либо создаваться заново, либо использовать имеющиеся ресурсы [1]. И если транспортную сеть оператор может строить, как хочет, то сети доступа в современных революционных условиях он вынужден строить, как может. Если есть проводная телефонная сеть – следует использовать провода (xDSL). Нет проводов – можно прокладывать волокно до пользователя (FTTx). Нет возможности проложить волокно - можно использовать радиодоступ (Wi-Fi, WiMAX, WLL и пр.). Нельзя разместить базовую станцию радиодоступа – можно использовать ресурсы сотовых сетей (GPRS). Именно поэтому в области технологий доступа богатство технических решений намного превосходит технологии транспортных сетей.
На развитие кабельного хозяйства местной связи , в течение многих лет, затрачены огромные ресурсы и силы. Поэтому самым простым и экономичным методом организации широкополосного доступа является адаптация существующего абонентского кабеля для целей сети доступа NGN.
В таблице 1.1 приведены различные стандарты технологии ADSL. Можно достаточно скептически отнестись к значениям скорости (особенно ADSL2+), и утверждать что ни один из абонентов не сможет получить 24 Мбит/с по линии вниз. Необходимо понимать, что это максимум, и технология ADSL не будет обеспечивать каждого пользователя такой скоростью. Но технология обещает максимально эффективно использовать абонентскую пару при передаче данных.
Удобство миграции абонентов из телефонной сети в сеть
NGN, которое дает технология ADSL, неоспоримо. В том случае, когда абоненту необходимо предоставить широкополосный доступ как можно быстрее и с минимальными издержками, технология ADSL почти не имеет конкурентов среди проводных решений.
Завершая рассмотрение вопроса о структуре традиционной технологии
Таблица 1.1 – Стандарты технологии ADSL
| Технология | Стандарт | Годвыпуска | Максимальнаяскорость передачи |
| ADSL | G.992.1 | 1999 | 7 Мбит/с вниз,800 кбит/с вверх |
| ADSL2 | G.992.3 | 2002 | 8 Мбит/с вниз,1 Мбит/с вверх |
| ADSL2+ | G.992.5 | 2003 | 24 Мбит/с вниз,1 Мбит/с вверх |
| ADSL2-RE | G.992.3 | 2003 | 8 Мбит/с вниз,1 Мбит/с вверх |
ADSL, обратим внимание, что эта технология при всех ее преимуществах является «заплаточной», т.е. представляется всего лишь промежуточным и временным решением между существующими в настоящее время сетями телефонии и перспективными сетями NGN.