Телекоммуникациялық желілерді құрудың жалпы принциптері

1 ДӘРІС

 

КІРІСПЕ. ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯЛЫҚ ЖЕЛІЛЕРДІ  ҚҰРУДЫҢ

ЖАЛПЫ ПРИНЦИПТЕРІ

 

Мазмұны:

1. Негізі түсініктемелер мен анықтамалар;
2. Электробайланыс желілерінің құрамы мен тағайындалуы;
3. Электробайланыс желілерінің жалпы құрылымы;
4. Телекоммуникациялық желілердің негізгі топологиялары.

 

 

Негізі түсініктемелер мен анықтамалар

 

Электробайланыс құралдарының негізінде  құрылған байланыс желілері телекоммуникациялық желілер деп аталады. Хабарларды беру мен оларды тарату үшін, тарату жүйелері мен хабарларды тарату жүзеге асырылу керек. (СПРС), яғни, кең мағынадағы байланыс жүйесі, ал оларды электробайланыс желілері деп атайды. Электробайланыс желісі дегеніміз хабарларды берілген мекен-жайға жеткізуді уақытына, сапасы мен сенімділігіне қойылған талаптарға сай қамтамасыз ететін тарату желілерінің, желілік тораптар мен желілік станциялардың күрделі жинағы. Коммутацияланбайтын желілер дегеніміз – абоненттер арасындағы  байланысты (шеткі құрылғылар (ОУ) немесе терминалдар) тұрақты бекітілген  (коммутация жасамайтын) немесе бөлектенген арналар арасында қамтамасыз ететін желілер. Коммутацияланатын желілер дегеніміз – абоненттер арасындағы байланыс бір-бірімен тікелей байланыспай, тек бір немесе бірнеше коммутация түйіндері (орталықтары) арқылы байланысқан желілер. Коммутацияланатын хабарларды беру және тарату жүйенің құрамына шеткі пунктер мен коммутация түйіндері және оларды жалғаушы тарату жолдары кіреді.

 

 

Электробайланыс желілерінің құрамы мен тағайындалуы

 

Электробайланыс желілерінің негізгі  компоненттері:

- арна құрушы аппаратуралар орнатылатын және арналарды немесе арна топтарын ауыстырып қосуды және желілік тратктілерді қамтамасыз ететін желі түйіндері мен желілік станциялар;

- желілік станциялар мен желілік тораптарды және шеткі құрылғыларды бір-бірімен байланыстыратын тарату желілері;

- хабарды мекен-жайға сәйкес таратушы коммутация (орталықтары) түйіндері (УК); коммутация түйіндері транзитті, шеткі және аралас типті болуы мүмкін;

- абонент хабарларының кіріп-шығуын қамтамасыз ететін шеткі пунктер (ОП). ОП, Абоненттің тікелей үйінде орналасқан шеткі пункт, абоненттік пункт (АП) деп аталады. АП терминал деп аталатын жеке қолданымда немесе коллективті қолданымда болуы мүмкін;

 - байланыс арналарының өткізу қабілеттілігін оларды тығыздау арқылы қолдануды қамтамасыз ететін концентраторлар мен мультиплексорлар. Арналар магистральді (коммутация түйіндері арасындағы) және абоненттік  (шеткі пункт пен коммутация түйіндері арасындағы)  болуы мүмкін;

- желілік ресурстарды тиімді пайдалануды қамтамасыз ететін көпдеңгейлі басқару жүйесі.

Қазіргі кезеңге сай телекоммуникация желілерін құру үшін, үш желілік  деңгей топтастырылады: біріншілік желі деңгейі, екіншілік желі деңгейі және электробайланыс қызметтері мен жүйелерінің деңгейі. Кез-келген нақты желінің негізі болып, арнайы мамандандырылмаған біріншілік желі деңгейі табылады. Көліктік желі желілік тораптардың, желілік коммутациялық станциялардың немесе біріншілік желінің шеткі құрылғыларының базасында және олардың тарату желілерінде құрылады. Біріншілік желі негізінде әр түрлі екіншілік желілер (ВС) құрылады. Желілік тораптар құрамына жататын біріншілік желілердің түрлеріне қарай, оларды: магистральді, аймақ ішілік, жергілікті немесе атауы бойынша корпоративті немесе ведомствалық желілер деп атайды.

Арналарды пайдаланушыларға дейін  жеткізуге арналған екіншілік желілер арнайы мамандандырылған және біріншілік арналардың немесе пайдалы жүктеме лектеріне арналған біріншілік желілердің типтік универсалды тарату арналарының негізінде құрылған.

Электробайланыс түрлеріне қарай  мамандандырылған жүйелер пайдаланушыларға арнайы қызметтер көрсетуді қамтамасыз ететін құралдар жиынтығынан тұрады. Олар электробайланыс қызметтері мен жүйелерінің деңгейін құрайды, яғни өздеріне екіншілік желілер мен бірнешежүйе қатарларын қосады. Электробайланыс желілерінің құрылымдық сұлбасы 1.1-суретте көрсетілген.

 

 

Біріншілік желі

Екіншілік желі

Электробайланыс жүйелері

Қызметтерді пайдаланушылар

 

 

1.1 сурет - Электробайланыс желілерінің жалпы құрылымы

 

Телекоммуникациялық желілердің қазіргі жағдайы біріншілік және екіншілік желілердегі интеграциялық процесстердің күшеюімен, және де біріншілік және екіншілік желілердің біріншілік желі базасындағы бірыңғай  мультисервисті желіге ауысуымен сипатталады, яғни жаңа екідеңгейлі цифрлы біріншілік желі пайда  болады – көліктік желі және қолжеткізу желісі. Қолжеткізу желісі дегеніміз – арналар мен «соңғы миль» желілерінің көмегі арқылы, әр түрлі сигналдардың пайдаланушыдан көліктік желі порттарына және керісінше жіберілуі.

Иерархиялық – бүтін элементтер мен бөлімдердің жоғарыдан төменге қарай орналасуы.  Коммуникативтілік – жүйедегі көптеген байланыстар, сыртқы – ортамен байланыс және ішкі – жүйелер мен элементтер арасындағы байланыс.

 

 

Электробайланыс желілерінің жалпы  құрылымы

 

Желі құрылымы дегеніміз – байланыс сұлбалары мен олардың элементтерінің өзара қатынасы. Желі құрылымы сипаттамасының аспектілері: физикалық, элементтердің байланысы мен құрамын анықтаушы және логикалық, желіні функциялау кезіндегі элементтердің өзара әсерін көрсетуші.

Желінің физикалық құрылымы – желі элементтерінің физикалық сұлбасы: коммутация түйіндерінің (УК), шеткі пунктердің (станциялардың) (ОП) және тарату желілерінің тарату сипаттамалары мен хабарларды таратудағы өзара келісімде орналасуымен сипатталады.

Логикалық желі құрылымы немесе топология дегеніміз – желінің физикалық құрылымының жан-жақты геометриялық моделі. Аппаратты-бағдарламалық құралдардың ең дұрыс, нақты құрамы мен олардың байланысу сұлбасы желі конфигурациясы деп аталады.

Желі архитектурасы дегеніміз – физикалық, логикалық және функционалдық құрылымдардың жинағы.

 

 

Телекоммуникациялық желілердің негізгі топологиялары

 

Желінің нақты топологиясын таңдау желінің барлық негізгі көрсеткіштерін анықтайды. Топология не алдын ала  беріледі, не болмаса жобалау кезінде анықталады және әр түрлі критерийлермен бағаланады: сенімділік, экономикалық тиімділік және т.б.

Телекоммуникациялық желілердің негізгі топологиялары:

- ағаш тәрізді топология, екі түйін арасында тек бір ғана жол бар дегенді білдіреді, желінің байланысушылығы h=1;

- тор тәрізді топология – бұл жерде әрбір түйін тек аз ғана басқа түйіндермен байланыса алады, желі байланысушылығы h > 1;

- толық байланысқан топология – бұл жерде түйіндер «әрқайсысы әрқайсысымен» принципі бойынша жалғанған;

1.2-суретте қолжеткізу желісінің базалық құрылымы көрсетілген, бұл жерде оның барлық учаскелері мен құраушы элементтері, блоктары мен жүйелері көрсетілген.

- қол жеткізу желісі (СД) (Access Network, AN) дегеніміз – абоненттік терминалдардың көліктік желіге қолжеткізуін және көліктік желіге шықпайтын жергілікті байланысты қамтамасыз ететін  абоненттік желілер мен жергілікті желілер (станция) жинағы;

 

1.2 сурет – Қолжеткізу желісінің базалық құрылымы

 

-   орталық басқарушы торап (басқарушы станция) (Center Distribution Node, CDN) абоненттік құрылғылардың қызмет көрсету тораптарына қолжеткізуін қамтамасыз етеді;

-   желілік блок {Network Unit, NU) – біріншілік қолжеткізуді трафик пен арналарды мультиплексрлеу мен концентрациялау арқылы қамтамасыз етеді;

-   желілік аяқталу (Network Termination, NT) – бір немесе бірнеше пайдаланушы терминалдарды (Termination Element ,ТЕ) қосуға мүмкіндік береді;

-   қолжеткізу желісін басқару және бақылау жүйесі (Telecommunication Management Network, TMN) – ITU (International Telecommunication Union) стандартталған бақылау интерфейстері арқылы қолжеткізу желісінің басқа  компонеттерімен байланысты. Бұдан әрі Халықаралық электробайланыс одағының (ITU, ХЭО, МСЭ) ағылшынша, қазақша және орысша аббревиатуралары қолданылатын болады.

Абоненттерді тарату желісі (Subscriber Transmission Line, STL) қызмет көрсету торабын терминалмен жалғайды да, қолжеткізу желісіне өтеді. Ол физикалық тізбекпен, арнамен (аналогты немесе цифрлы), құраушы арнамен, виртуалды арнамен немесе бір ғана, әйтпесе әр түрлі қызметтерге арналған арналар тобымен құрылуы мүмкін. Тарату желісі абоненттік желі (Subscriber Line, SL),  UNI интерфейсі, NU желілік болгы, (Distribution Network, DN) басқарушы желісі, CDN таратушы желісі,  (Backbone Network, BN) жалғаушы магистраль арқылы өтуі мүмкін. Абонеттерді тарату желісінің ең бір өзекті мәселесі болып SL (ол әдебиеттерді «соңғы миль» деп аталады) және DN басқарушы желі табылады.

Қолжеткізудің базалық құрылымы телефон  желісінің абоненттік жолынан, әсіресе, қалалық телефон желісінен  (ГТС) маңызды түрде ерекшеленеді. (1.3-сурет). ГТС-желісімен салыстырғанда, қолжеткізу желісі – кез-келген телекоммуникациялық қызмет көрсетулерді тональді (0,3...3,4 кГц) жиілік жолақтарынан ондаған және жүздеген МГц (аналогты және цифрлы форматтағы телевизиялық сигналдар үшін) жиілікте берілетін сигналдар үшін кепіл бола алатын универсалды желі болып табыла алады. Қолжеткізу желісінің универсалды мүмкіндіктерін іске асыру үшін, оптикалық тарату жүйелері, мыс сымды жолдармен берілетін жүйелер және радиожүйелер қолданылуы мүмкін.

 

 

1.3 сурет – Қалалық телефон станциясының (ГТС)

абоненттік желісін құру сұлбасы

 

 

Телефон желісінің желілері кеңжолақты қызметтер көрсетуге тиімді емес, алайда, олар біртіндеп әр түрлі учаскелердегі қол жеткізу желілеріне кіре алады, мысалы, SL қол жеткізу желісіндегі учаскеге сәйкес келетін тарату учкаскесіне (1.3 сурет).

а) б)

 

в)

 

1.4 сурет – Топология түрлері а) «каскад» (ағаш) архитектурасы;

б) «жұлдыз» архитектурасы; в) «сақина» архитектурасы

 

Телефонды типте қызмет көрсетуді  іске асыру үшін, мысалы N-ISDN (телекоммуникациялық бағыттағы толық аббревиатуралар тізімі 1 қосымшада көрсетілген), олар көбінесе ТРП немесе ПРППМ кабельдерінде жасалған, оларды есілген қос жоғарыжиілікті кабельге (5 категориялы). ауыстыру қажет болады. 

Телекоммуникалық желілерде  универсалды қолжеткізу құруға арналған тапсырмаларды шешу үшін, ITU өзінің  ұсыныстарында қолжеткізу желілерінің электрлік  және оптикалық желілердің, радиожелілердің, ашық оптикалық желілердің типтік құрылымын қолдануды ұсынды, бұған мысал 1.4 суретінде көрсетілген.  Жалпы көрініс деңгейіндегі кез-келген желі – пункттер мен оларды жалғаушы желілер жинақтарынан тұрады. Желі топологиясын оның  байланысушылығы  құрайды. Желі топологиясын зерттеу үшін, пункттерді  нүкте (ұштар) түрінде, ал жалғаушы желілерді – доға (қабырғалар) түрінде белгілейді. Осындай геометриялық фигура, алдынды айтып өткендей – граф деген атқа ие.

Графтарды құру әдістемелерін толығымен  осы пәннің тәжірибелік сабақтарында алуға болады.

 

1 дәріс бойынша сұрақтар:

(Сұрақтар 1 дәріс негізінде, 1 және 2 тәжірибелік сабақ пен 1 СӨЖ негізінде құрастырылған.).

 

1. Электробайланыс құралдарының негізінде құрылған байланыс желілері ........... деп атлады.:

(!) теле- коммуникациялық

(?) теле- интеграциялық

(?) теле- коммутациялық

(?) теле- байланысушы

(?) теле- электрлік

 

2. Хабарларды тарату және оларды тарату қай кезде мүмкін болады?

(!) тарату жүйелері мен хабарларды тарату болған кезде

(?) тарату жүйелері мен хабарларды интеграциялау болған кезде

(?) тарату жүйелері мен хабарларды қабылдау болған кезде

(?) тарату жүйелері мен хабарларды суммалау бар болған кезде

(?) тарату жүйелері мен хабарларды бақылау болған кезде

 

3. Электробайланыс желісі дегеніміз, жалпы айтқанда:

(!) тарату желілерінің, желілік түйіндердің және желілік станциялардың жинағы

(?) тарату желілерінің, желілік түйіндердің және жолдық станциялар жинағы

(?) тарату желілерінің, желілік түйіндердің және цифрлық станциялардың жинағы

(?) тарату желілерінің, желілік түйіндердің және ұялы станциялардың жинағы

(?) тарату желілерінің, желілік түйіндердің және электростанциялардың жинағы

 

4. Берілген мекен-жай бойынша жүріп өткен хабарлар келесі талаптарға сәйкес болуы керек:

(!) жеткізу уақытына, адалдыққа және сенімділікке

(?) жеткізу уақытына, жылдамдыққа және сенімділікке

(?) жеткізу уақытына, адалдыққа және жылдамдыққа

(?) жеткізу уақытына, тазалыққа және сенімділікке

(?) жеткізу уақытына, сенімділікке, өткізу қабілеттілігіне

 

5. Егер желідегі абонеттер арасындағы байланыс тұрақты бекітілген немесе бөлектенген арналар арқылы іске асырылатын болса, онда бұндай желі  ........  деп аталады.

(!) коммутацияланбайтын

(?) коммутацияланатын

(?) теле- коммутацияланатын

(?) шартты коммутацияланатын

(?) мекен-жай бойынша коммутацияланатын

 

6. Егер желідегі абонеттер арасындағы байланыс коммутация түйіні арқылы байланысатын болса, онда бұндай желі  ........  деп аталады.

(!) коммутацияланатын

(?) коммутацияланбайтын

(?) теле- коммутацияланатын

(?) шартты коммутацияланатын