Теориялық мәліметтер

 

Негізгі түсініктемелер мен анықтамалар

Желілік түйін (Network Node) – электр байланысының коммутацияланушы желілерін қолданатын арналар мен тарату трактілерінің құрылуы мен жартылай тұрақты коммутациясын қамтамасыз ететін техникалық құралдар жиынтығы.

Тарату желілері (Transmission Line) – желілік түйіндерді бір-бірімен жалғауға арналған стандартты арналардың және/немесе тарату желілерінің жиынтығы.

Көліктік желі (Transport Network) – ақпараттармен алмасуға арналған арналар мен тарктілердің коммутацияланатын желілерін қамтамасыз ететін жалғаушы желілер мен тарату жолдарының жиынтығы.

Коммутациялық станция (Switching Exchange) – тұтынушылардың терминалдары арасындағы жалғаулардың орнатылуын қамтамасыз ететін, аппаратты-бағдарламалық құралдар жиынтығы.

Жергілікті станция (Local Exchange) – абоненттік терминалдардың желіге қосылуын қамтамасыз ететін коммутация жасаушы станция.

Транзитті станция (Transit Exchange) – басқа станциялармен жалғауларды орнатуға арналған коммутация жасаушы станция.

Аралас станция (Combined Local/ Transit Exchange) – жергілікті станцияның да, транзиттік станцияның да қызметтерін орындайтын коммутация жасаушы станциялар.

Коммутация жасаушы желі (Switched Network) – бір немесе одан да көп ақпарат түрлерімен алмасуға арналған, коммутациялық станциялар мен байланыс арналарының (көліктік желі ресурстарының бір бөлігі) белгілі жиынтығы. Коммутация жасайтын станциялар берілетін ақпараттың негізгі түрі бойынша (телефонды, мәліметтер тарату және басқалар) немесе оның таратылу әдісі бойынша (арналар немесе дестелер коммутациясы) топтастырылуы мүмкін.

Телефонды желі (Telephone Network) – негізінен абонеттердің телефон аппараттары арасындағы жалғауларды орнатуға арналған коммутация жасаушы желі.

Интегралды қызмет көрсетуші цифрлы желі (Integrated Services Digital Network) –тұтынушы-желі (UN) және желі-желі (NN) интерфестері арқылы цифрлы жалғауларды қамтамасыз ететін, цифрлы қызмет көрсету желісі.

Коммутация (Switching) – шақыруларға қызмет көрсету орталығының терминалы мен жұмыс орнының арасындағы немесе екі терминалдар (немесе одан да көп) арасындағы жалғауларды ұйымдастыру процессі.

Арналар коммутациясы (Circuit Switching) – терминалдар арасындағы байланысты ұйымдастыру принципі. Бұл жерде екі бағытта да ақпараттармен алмасу үшін қажет болатын ресурс байланыс сеансы аяқталғанша бекітілген жалғауды орнатуға негізделеді. Тұтынушылар ақпарат берсе де, не болмаса «үнсіз» қалса да, ресурс олардың бөлінбейтін билігінде қала береді.

Абонент (Subscriber) – электр байланыс қызметтерін пайдалану мүмкіндігі берілген жеке немесе заңды тұлға. Соңғы кездері көбінесе «Тұтынушы (User)» термині қолданылуда.

Оператор (Operator) – абонеттермен телекоммуникациялық қызметтерді көрсетуге арналған келісім шарт орнатушы эксплуатациялық компания. Бұл компания электр байланыс желілерін өзі құра алады немесе басқа операторлардан ресурстарды жалға ала алады.

 

ЖҚТфЖ (жалпы қолданыстағы телефон желісі) иерархиялық деңгейлері

 

Кез-келген ірі желіде иерархиялық деңгейді бөлектеу туралы шешім қабылданған. Бұл процесті негізгі белгі (таксон) бойынша топтастыру деп қарастыруға болады. 19-суретінде көрсетілген кубтың маңдай қырында ЖҚТфЖ-нің негізгі иерархиялық деңгейлері көрсетілген. Кубтың жанама қырында екі компонент көрсетілген (коммутацияланатын және көліктік желілер), олар өздерінің функционалдық тапсырмаларын орындау жағынан ЖҚТфЖ-нің барлық деңгейлерінде бола алады. Қажет жағдайда жоғарғы қыр басқа бір белгілері бойынша қосымша топтастыруларды енгізуі үшін өолданылуы мүмкін.

Иерархияның төменгі деңгейі ретінде тұтынушының жұмыс орнындағы желі көрсетілген. Жалпы айтқанда, оны құру мен қолдау ЖҚТфЖ Операторының біліктілігіне кірмейді. Бұндай ықпалды «тұтынушының жұмыс орнындағы желі» дегеніміздің абоненттік сыммен біріктірілген телефон аппараты мен кез келген күрделіліктегі терминалдардың жиынтығы деп қарастырғанда ғана, сенім ақталды деп есептеуге болады.

Көптеген жаңа кәсіпорындар мекемелік АТС (МАТС-УАТС), локальді есептеуші желілерді (ЛЕЖ-ЛВС) және бизнес процестерді қолдайтын телекоммуникациялық жүйелерді пайдаланады. Бұндай жағдайларда, «тұтынушының жұмыс орнындағы желі» компонентін ЖҚТфЖ иерархиясы деңгейлерінің құрамына қосуға болады.

 

 

19- сурет. ЖҚТфЖ иерархиялық деңгейлер

 

Келесі иерархиялық деңгей – қол жеткізу желісі. Оның мақсаты болып тұтынушы жабдығы мен базалық желі арасындағы байланысты ұйымдастыру табылады.

Базалық желі 19- суретінде төрт иерархиялық деңгейге бөлінген. Бұл деңгейлердің төменгісі жергілікті (қалалық немесе ауылдық) телефон желісіне жатады. Қалалық телефон желісі (ҚТЖ-ГТС) қала шегінің ішінде құрылады, ал ауылдық телефон желісі (АТЖ-СТС) – ауылдық әкімшілік аймағының территориясында құрылады. ГТС пен СТС желілерімен қатар өз кезегінде екі иерархия деңгейін бөлектеуге болады. 1- суретінде олар станцияаралық және түйінаралық байланыс желілері деп көрсетілген.

Аймақтық телефон желісі әдетте Қазақстан Республикасының облыстары шегінде құрылады. Мынадай ерекшеліктер де бар, Казақстанның бір облысы территориясында бірнеше аймақтық желілер құрылады.

Аймақтық телефон желісінің ерекше белгісі – кіретін қалааралық байланыс үшін, оған ABC әріптерімен белгіленетін бірегей кода беріледі.

Осыған ұқсас аймақтық желілер бірнеше жергілікті желілерден – ҚТЖ мен АТЖ тұрады. Жергілікті желілер өзара аймақ ішілік байланыс арналарымен байланысқан. Бұл арналар автоматты қалааралық телефон станциясында (АҚТС-АМТС) немесе аймақтық телефон түйінінде (АТТ-ЗТУ) коммутацияланады.

ЖҚТфЖ келесі иерархиялық деңгейінде қалааралық телефон желісі орналасқан. Бұл желі аймақтық телефон желілері арасындағы байланысты қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, қалааралық телефон желісінің міндетіне халықаралық коммутация орталықтарына (ХКО-МЦК) қол жеткізуді қамтамасыз ету кіреді. Бұл орталықтар ЖҚТфЖ иерархиясының жоғарғы деңгейіндегі элементтерден – қалааралық телефон желісінен тұрады.

 

Жергілікті телефон желілері. Қалалық телефон желілері (ҚТЖ)

 

XIX ғасырдың аяғы мен XX ғасырдың басында барлық барлық ҚТЖ бір ғана телефон станциясын орнату арқылы құрылған. Желілер қаратының көбеюі екінші, үшінші және тағы да басқа телефон станцияларын орнату қажеттілігіне әкеліп соқты. Бірақ сонда да, кішкене қалаларда көбінесе бір ғана АТС жұмыс істейді (20 сурет).

 

 

20 – сурет. Қолданыстағы аудандандырылмаған қалалық

телефон желісі

 

Бұндай желілер аудандандырылмаған желілер деп аталады. Декадты-адымды және координатты АТС қолдану кезінде, егер қызмет көрсетілетін абоненттердің максималды саны 8000 нөмірден аспаса, ҚТЖ-нің осындай құрылу әдісі тиімді болып табылады. Цифрлы коммутациялық станцияларды пайдалану үнемді ондаған мың нөмірлі аудандандырылмаған ҚТЖ салуға мүмкіндік береді. Осындай жағдайда ҚТЖ құрамында бөлек шағарылатын АТС модульдері – концентраторлар қолданылады.

Аудандандырылмаған ҚТЖ коммутациялық станция мен қол жеткізу желісінен тұрады. 21-суретінде төрт бөліп таратушы шкафтар (ШР) көрсетілген. Шкаф пен АТС арасында магистральді кабельдер төселген. Әдетте көп жұпты абоненттік кабельдер қолданылады. Желінің бұл бөлігі магистральді телім деп аталады. Әдетте магистральді телімінде қол жеткізу желісі жұлдыз тәрізді топологиямен құрылады. Кейбір жағдайларда шкафтар арасындағы байланыс жолдары қолданылады. 1.2-суретінде бұндай жол екінші және үшінші шкафтар арасында көрсетілген. Шкафтар арасындағы байланыс жолдарының болуы болашақта қол жеткізу желісінің сақина тәрізді құрылымына ауысуға рұқсат береді. Бұндай топология концентраторлардың АТС-мен байланысының жоғарғы сенімділігін қамтамасыз етеді.

21-суретінде цифрлы АТС орнатылған болашағы зор аудандандырылмаған ҚТЖ-нің екі құрылымы көрсетілген. Осы жерде және одан кейін де цифрлы АТС сәйкес келетін домалақтар күңгірт түске боялатын болады. (а) фрагменті үш сақина жиынтығы түрінде көрсетілген көліктік желінің құрылу принципін бейнелейді. Нөлінші желілік түйін (ЖТ-СУ) АТС ғимаратында орналасады. Қалған желілік түйіндердің нөмірлері стандартты цифрлы тракт түріндегі көліктік ресурстарды қалыптастыратын концентраторлардың нөмірлерімен сәйкес келеді. Желілік түйіндер саны мен олардың орналасу орнын таңдау – телекоммуникациялық желілерді жобалаудың бірден бір классикалық тапсырмасы.

 

 

а) көліктік желі құрылымы б) коммутацияланатын желі құрылымы

 

21- сурет. Болашағы зор аудандандырылмаған қалалық телефон желісі

 

Коммутацияланатын желінің құрылымы суреттің оң жағында орналасқан – (б) фрагменті. Ол «жұлдыз» типті топология бойынша құрылады. Анығында, АТС пен әрбір концентратор арасында көліктік желінің сақина құрылымының арқасында екі тәуелді емес (сенімділік жағынан) ақпараттармен алмасу жолдары болады.

Бөлек шығарылатын концентраторлары бар ҚТЖ құру көптеген жетістіктерге ие болады, мысалы, абоненттік желі (АЖ-АЛ) ұзындығын қысқарту (қол жеткізу желісін құруға кететін шығындарды азайту және жаңа қызмет түрлерін енгізуді қысқарту) және цифрлы АТС бағдарламалық қамтамасыз ету болжамдарын жаңартуға кететін шығындарын азайту.

Үлкен және орташа ауданды қалаларда бір коммутациялы станцияны қолдану абоненттік желінің орташа ұзындығының қарқынды өсуіне әкеліп соқты. Мысалы, формасы квадрат түріндегі қала үшін, абоненттік желінің (АЖ) орташа ұзындығы l мен станция маңындағы учаскесі S алаңының арасындағы қатынас үшін, мына қатынас тура келеді:

 

(7.1)

 

Территориясы жүздеген квадрат километрмен өлшенетін ірі қалаларда, шлейфтің үлкен қалдық өшулігі мен кедергісі үшін, АЖ қолдану негізінде мүмкін болмайды. Осындай жағдайдан шығудың дұрыс шешімі – бірнеше АТС орнату болып табылады. Территорияны фрагменттерге бөліп, олардың әрқайсысына АТС-тер орнатылады, оны аудандау деп атайды. Бұл АТС аудандық деп аталатын болды. Осыдан қысқартылған ААТС (РАТС) пайда болды.

22-суретінде бес РАТС орнатылған, аудандандырылған желіге мысал келтірілген. Барлық бес коммутациялық станциялар бір-бірімен «әрқайсысы әрқайсысымен» принципі бойынша байланысқан. Декадты-адымды және координатты АТС базасында салынған қалалық телефон станциясының (ҚТЖ-ГТС) даму кезеңінде, осындай желіні құру әдісі қолданылған, егер қызмет көрсетілетін абоненттердің максималды саны 80000 аспаса. ҚТЖ цифрлау кезінде станцияаралық байланыстың осындай құрылымы жергілікті телефон желілерінің көпшілік бөлігін құруда қолданылуы мүмкін. Тек мегаполистердегі ҚТЖ есептемегенде.

 

 

22 – сурет. Аудандандырылған қалалық телефон желісі

 

Әр бір АТС құрамында, әрине бөлек шығарылатын концентраторлар қолданылады. Бірдей сыйымдылықтағы ҚТЖ салу, саны әр түрлі аудандандырылған АТС (ААТС) орнату арқылы да болуы мүмкін. Осындай шартта ААТС орташа сыйымдылығы өзгереді. ААТС сыйымдылығын таңдау тапсырмасы тоғызыншы дәрісте қарастырылады.

ААТС саны көп болған жағдайда, жалғаушы жолдар (ЖЖ-СЛ) шоғыры шамадан тыс көп болып кетеді. Олардың сыйымдылығы үлкен емес, бұл әрбір ЖЖ төмен пайдалануына әкеліп соғады. ЖЖ шоғыры көп көліктік желіні басқару күрделірек. Декадты-адымды және координатты АТС базасында салынған ҚТЖ сыйымдылығы 80000 асқан желіде, ең тиімді болып ААТС-сын кіріс хабарлар түйіні (КХТ-УВС) арқылы жалғанған байланыс құрылымы табылған. КХТ бар желінің мысалы 23-суретінде көрсетілген. ҚТЖ құрамында екі түйінді аймақ бар деп жорамалданады. Бірінші түйінді аймақта үш ААТС орналасқан. Он бесінші нөмірдегі станция үшін, осындай үш телефон аппаратының қосылған нұсқасы көрсетілген. Екінші түйінді аймақта екі ААТС орнатылған. Бір түйінді ауданның барлық ААТС бір-бірімен «әрқайсысы әрқайсысымен» принципі бойынша байланысқан.

 

 

23 – сурет. Кіріс хабар түйіндері бар қалалық телефон желісі

 

Әр түрлі түйінді аудандардың кейбір ААТС арасында үлкен өзара тартылыс пен техникалық мүмкіндік болған жағдайда тура (КХТ арқылы өтпейтін) ЖЖ шоғыры қолданылуы мүмкін. Осындай вариант ААТС17 пен ААТС29 үшін үзікпунктирлі сызық арқылы көрсетілген. Желінің жоғарғы сенімділігін өамтамасыз ету үшін, КХТ жабдығы кем дегенде екі алаңда орнатылады. Бұндай алаңдар ААТС жабдығы орналасқан ғимаратта болады.

Үлкен қалаларда КХТ қолдану телефон желісін құрудың экономикалық тиімділігін қамтамасыз етпеді. Жүргізілген зерттеулер нәтижесі бойынша, ҚТЖ сыйымдылығы 800000 астам нөмірден тұратын болса, екі типті түйінді қолдану тиімді деп шешілді: шығыс хабарлар түйіні (ШХТ-УИС) мен кіріс хабар түйіні (КХТ-УВС).

Байланыс сенімділігін арттыру үшін, ШХТ және КХТ жабдықтары әр бір түйінді ауданда кем дегенде екі алаңға орнатылатын болды. ШХТ мен КХТ бар желі құрылымы 24-суретте көрсетілген. Бұл жерде екі түйінді аудан көрсетліген. Бірінші түйінді ауданда тек бір ААТС суреттелген. Осы ААТС үшін, дәл алдындағы суреттегідей, терминалдардың қосылуының үш варианты көрсетілген. Екінші түйінді ауданда үш ААТС салыстырылған. Олар бір-бірімен «әрқайсысы әрқайсысымен» принципі бойынша байланысқан. ШХТ2 мен КХТ22 арасындағы ЖЖ шоғыры екінші түйінді аудандағы тағы да бір ААТС арасындағы жалғауды орнату жолын қамтамасыз етеді.

 

 

24 – сурет. Шығыс және кіріс хабарлар түйіні бар қалалық

телефон желісі

 

Қала территориясы үшін түйінді аудандар саны мен олардың шегарасын анықтаудың тиімдісін таңдау – күрделі тапсырма, ол үшін қазіргі талаптарға сай экономикалы-математикалық әдістер қолданылады.