ЦСП для построения цифровых и замены аналоговых систем передачи

О.А. ДЬЯКОВА, руководитель учебного центра компании «СвязьПроект», В. Е. ГРИШКИН, руководитель направления, департамент телекоммуникационных систем компании «ИМАГ»

Модернизация аналоговых линий или построение цифровых систем передачи по медным кабелям актуальна как для традиционных, так и для ведомственных операторов связи (в первую очередь, обслуживающих транспорт и трубопроводы). С подобной проблемой сталкиваются и альтернативные операторы, например, при подключении базовых станций мобильной связи или организации доступа к сетям передачи данных.

Требования к необходимому оборудованию различаются в зависимости от конкретной задачи, но практически всегда от него требуются определенный набор пользовательских интерфейсов, возможность адаптации под разную производительность, высокая функциональность, большие участки переприема и надежность. Кроме того, в число дополнительных требований могут входить совместимость с аналоговыми системами, работающими в том же многопарном кабеле, повышенная защищенность сети и устойчивость рабочих параметров.

При выборе оборудования операторы обычно стараются не в ущерб качеству минимизировать затраты не только на «железо», но и на дополнительные кабельные и строительные работы, а также на обслуживание линии и организацию единого сетевого управления. Сложность выбора оборудования и планирования линии заключается еще и в том, что специфика российских сетей не позволяет воспользоваться готовыми решениями от ведущих мировых производителей, которые ориентируются на потребности западного рынка.

Тем не менее, существует высококачественное и прошедшее проверку на реальных линиях зарубежное оборудование, которое предназначено для модернизации и построения протяженных линий связи по медным кабелям. Ведь проблема замены аналоговых систем передачи на магистральной и внутризоновых сетях знакома не только российским операторам, эксплуатировавшим оборудование типа К-60. С ней столкнулись и операторы стран Восточной Европы. В ответ на требования восточно-европейского рынка болгарский производитель «Мультиплекс» при сотрудничестве с швейцарской компанией Schmid Telecom разработал и наладил производство DSL-системы Watson Link+ и гибких мультиплексоров MX-VI-2100.

Оборудование передачи

Цифровые системы передачи семейства Watson, выпускаемые под маркой Schmid Telecom, хорошо известны российским потребителям. Это оборудование эксплуатируется на российских сетях длительное время и зарекомендовало себя как надежная и многофункциональная система, обеспечивающая уникальное для отрасли соотношение цена/качество.

Система Watson Link+ унаследовала лучшие качества оборудования Watson, но разрабатывалась именно для построения протяженных линий связи, а также для замены или совместной работы с аналоговыми системами типа К-12, К-60, К-120.
Линейный тракт Watson Link+ реализован на основе модулей SZ.376.M911M семейства Watson Link (Schmid Telecom) и специально адаптирован для достижения максимальной дальности на магистральных кабелях (МКСБ 1,2). Система основана на технологии MSDSL, в которой используется адаптивный линейный код САР 8-128.

Работа по двум парам позволяет разнести прием и передачу, что дает дополнительный выигрыш по дальности действия. DSL-модем, оснащенный компромиссным эквалайзером, позволяет увеличить перекрываемое затухание до 60 — 80 дБ (на частоте 400 кГц). Таким образом, длина регенерационного участка достигает 26 км (при использовании кабеля МКСБ 1,2). При инсталляции системы Watson Link+ на линии, где заменяется аналоговая система передачи, не требуется трудоемких дополнительных работ: рабочее расстояние регенераторов Watson Link+ соответствует расстоянию аналоговых систем.

Регенераторы монтируются в 19-дюймовые стойки, расположенные в существующих сооружениях необслуживаемых (НУП) или обслуживаемых (ОУП) пунктов.

К числу преимуществ Watson Link+ относится также возможность совместной работы с аналоговой аппаратурой по одним и тем же кабелям благодаря принципу частотного разделения каналов. Это позволяет для передачи голоса и данных использовать максимальное число пар многопарного кабеля. Кроме симметричных ВЧ-кабелей (витая пара) для связи систем Watson Link+ могут применяться и несимметричные (коаксиал).

Гибкость и уникальный набор возможностей делают Watson Link+ оптимальным выбором для многих операторских и роизводственных приложений. Элементы линейного тракта — приемопередатчики, линейные интерфейсы, регенераторы — выбираются с учетом решаемых задач. В зависимости от схемы сети и плотности размещения плат выбираются также источники питания и шасси (19-дюймовые с количеством платомест 4+4 или 14, либо герметичный контейнер). Линия связи по мере необходимости может оснащаться различными модулями и элементами.

Благодаря модульности и масштабируемости системы оптимизируются затраты на построение сети, будь то магистральная система передачи или линия технологической связи. В качестве модулей конструктива могут быть использованы платы мультиплексирования, уплотнения и кросс-коммутации, а также платы пользовательских интерфейсов. Как в ОУП, так и в НУП оборудование обладает полным набором функций, таких как ввод-вывод потоков и сервисные возможности (рис. 1). Питание может быть как локальным, так и дистанционным, обеспечивающим работу от одного ОУП до шести НУП.

Система оснащается картами с наиболее распространенными цифровыми интерфейсами: Е1 и Fractional E1, 10BaseT, V.24 (асинхронный), V.35 (синхронный), а также редко используемым Х.21. Поставляется модуль для передачи четырех потоков Е1 по оптоволоконной линии. Для передачи телефонного трафика имеются аналоговые интерфейсы Е&М (2- и 4-проводный), FXO/FXS (2-проводный), а также менее распространенный А29 (3-проводный).

Мультиплексорное оборудование MX-VI-2100, входящее в систему Watson Link+, осуществляет вставку и выделение временных интервалов из потоков Е1 (G.703), а также сборку и разборку этих потоков. В оборудовании реализована полная матрица кросс-коммутации на уровне временных интервалов 64 кбит/с, охватывающая до восьми потоков Е1 (256=6×32:2×32). Предусмотрена возможность преобразования интерфейсов и кодов модуляции (ИКМ/АДИКМ). Также реализована компрессия речевых каналов 1:2 или 1:4 (МСЭ-Т G.721, G.726) с возможностью обхода поврежденных линий и передачи факс-модемного сигнала на скорости до 9,6 кбит/с.

Уникальной особенностью MX-VI-2100 является специально разработанный модуль дистанционного питания для мультиплексора, устанавливаемого в НУП, где нет локального источника питания.

В мультиплексор могут устанавливаться xDSL-модули. Удаленные точки могут быть оборудованы устройствами интегрированного доступа (IAD), подключаемыми к IDSL-модулям мультиплексора. Терминальные устройства IAD оснащены интерфейсами FXS (до четырех) и/или V.24 (RS-232), V.35, Ethernet. Также MX-VI-2100B поддерживает все виды модемов LTU (устройства линейного окончания) Watson II, 3, 4, 5.

Для протяженных линий особенно важна стабильность рабочих характеристик системы передачи. Watson Link+ обладает повышенной стабильностью, позволяющей осуществлять свыше 10 переприемов без нарушения требований по джит-теру и вандеру (дрожанию и дрейфу фазы).

Входные цепи Watson Link+ имеют многорубежную защиту, блоки питания защищены от возможных скачков напряжения как со стороны
подачи локального или дистанционного питания, так и со стороны приемопередатчиков ЦСП. При необходимости обеспечивается «горячее резервирование» основных модулей, устанавливаемых в кассету, а также источников питания.

Отличительной чертой всех систем передачи Watson, включая Watson Link+, является высочайшая надежность (средняя наработка на отказ — 35 лет), подтвержденная расчетами независимых экспертов и опытом многолетней их эксплуатации. Все комплектующие, использованные в оборудовании, имеют расширенный температурный диапазон и поставляются известными производителями.

В систему Watson Link+ встроены различные сервисные возможности: определение запаса по шумам, диагностика линии по G.826, измерение затухания сигнала на линии, тестирование шлейфов по V.54, сбор статистики по ошибкам. Аварийные ситуации отражаются световой индикацией, а подробную информацию об их возникновении, характере и локализации можно получить с монитора локальной или удаленной систем управления.

Программное обеспечение ReMoS позволяет настраивать конфигурацию регенераторов, установленных в линию, и контролировать правильность их функционирования. Для регистрации событий ведется база данных состояния линии. Имеется возможность SNMP-управления.

Система дистанционного питания отслеживает утечки тока на линии, размыкания шлейфа питания или короткие замыкания, и при возникновении неисправностей питание автоматически отключается до устранения причин их возникновения, после чего система возобновляет его подачу. Поврежденная секция локализуется с помощью реверсирования полярности. Устойчивость системы дистанционного питания позволяет компенсировать ток утечки до 5 мА.

Благодаря своей высокой функциональности и оптимальным рабочим характеристикам, система Watson Link+ может применяться во всех случаях, когда требуется обеспечить быстрое построение или модернизацию протяженных линий связи с минимальными затратами. Качественная связь, предоставление дополнительных услуг, возможность использования существующей кабельной инфраструктуры и подготовка к развитию в будущем — все это реализуется с помощью Watson Link+.

Приложения для ТфОП

В первую очередь это цифровизация аналоговых (К-12, К-60, К-120 и др.) магистральных, внутризоновых и местных участков телефонных сетей. Массовый ввод в эксплуатацию цифрового оборудования и вывод аналогового предусмотрены Минсвязи России в «Программе развития проводного вещания на период до 2010 г. для субъектов РФ», и рано или поздно должны быть проведены на всех участках единой сети электросвязи Российской Федерации.

Устанавливая на линии оборудование Watson Link+ и MX-VI-2100, оператор не только обеспечивает высокое качество передачи и избегает дополнительных кабельно-монтажных работ, но и получает возможность расширить спектр предоставляемых услуг. Отметим, что система Watson Link+ позволяет осуществить постепенный переход на цифровую связь, допуская совместную работу с аналоговым оборудованием по одним многопарным кабелям. Другой распространенной задачей сетей связи является прокладка «последней мили»: построение соединительных линий ТфОП и корпоративных телефонных сетей (Е1, ISDN PRI) (рис. 2а, б), организация абонентских выносов. Эти приложения эффективно реализуются на базе оборудования Watson Link+.

На магистральных сетях, оснащенных ВОЛС, Watson Link+ может использоваться для резервирования каналов по медным кабелям и для создания отводов от оптоволоконных линий.

Приложения для линий связи железнодорожного транспорта

Система Watson Link+ прекрасно подходит для построения технологического сегмента сети связи железнодорожного транспорта, базирующегося на медных кабелях. В настоящее время аналоговые системы заменяются цифровыми. Это позволяет не только повысить качество передачи, но и отказаться от арендуемых каналов, а также избежать необходимости совмещения каналов (например, диспетчерской и поездной связи) за счет увеличения пропускной способности линий.

Кроме того, параллельно со строительством первичной сети технологического сегмента на базе систем SDH, внедряются системы xDSL на участке «последней мили». В число задач связистов-железнодорожников входит также разработка технических решений для организации связи на так называемых малодеятельных участках железных дорог.

Оборудование Watson Link+ предназначено именно для подобных приложений и обладает всеми необходимыми функциями, сервисными возможностями и набором пользовательских интерфейсов. На рис. 3 показана схема железнодорожной сети связи с главной магистралью, оборудованной ВОЛС, и второстепенной веткой, построенной на медных линиях. Небольшие удаленные пункты могут быть оборудованы IDSLIAD.

Приложения для нефтяной отрасли

Линии связи нефтепроводов обычно содержат большое количество необслуживаемых пунктов (НУП), в которых производится не только регенерация, но и ввод-вывод каналов. Такие функции необходимы для регистрации сигналов датчиков заслонок трубопровода (телемеханики), защиты от несанкционированного доступа и другой служебной сигнализации.

Многие линии связи, проложенные 20 — 30 лет назад, требуют модернизации. Прокладка новых ВОЛС сопровождается построением отводов и резервных линий на медных кабелях. При этом наиболее экономично применять оборудование, имеющее большие участки переприема и максимально стабильные параметры.

На рис. 4 приводится упрощенная схема линии связи нефтепровода, построенной на оборудовании Watson Link+ и MX-VI-2100. На ней показано два типа расположения НУП: удаленное и в непосредственной близости от линии связи. При значительном удалении пунктов от линии могут использоваться DSL-модули. Гибкость системы Watson Link+ позволяет реализовать множество решений для построения мультисервисных сетей связи для данной отрасли.

Пример линии связи

В заключение приведем пример реальной трассы, которая успешно эксплуатируется болгарским заказчиком «Булгар-Газ». На рис. 5 приведена схема линии связи газопровода на участке между газораспределительными станциями Софии и Ботевграда.

В качестве системы передачи использовано оборудование Watson Link+ и MX-VI-2100, а также DSL-модемы Watson (НУП 2 — Склад). Применяются различные пользовательские интерфейсы, а для голосовых каналов — уплотнение АДИКМ. Линия передачи построена на кабеле МКСБ 4×4 × 1,2 мм, по которому совместно с Watson Link+ работают аналоговые системы К-60. Тем не менее, участки переприема, обеспечиваемые Watson Link+, составляют 24 — 25 км, что подтверждает высокую стабильность параметров данного цифрового оборудования.