Телефония. Техника телефонной связи

Конспект содержит лекционный материал по второй части специальной дисциплины «Системы коммутации», читаемой для студентов дневного и заочного отделений по специальности 210406 «Сети связи и системы коммутации», в котором подробно рассматриваются основные технические характеристики, структурные схемы и процессы установления соединений в зарубежных и отечественных цифровых системах коммутации, широко используемых на телефонных сетях в России. Отдельные разделы посвящены принципам технического обслуживания и проектирования цифровых систем коммутации.

Общие положения по технической эксплуатации транспортных сетей связи. Техническая эксплуатация (ТЭ) – основной вид производственной деятельности предприятий электросвязи, реализуемый посредством системы технической эксплуатации. ТЭ сети отдельного оператора представляет собой совокупность методов и алгоритмов технического обслуживания (ТО), которые обеспечивают организацию эксплуатации и поддержание в требуемых пределах установленных норм для любого объекта технической эксплуатации (ОТЭ).

В настоящее время продолжают интенсивно развиваться системы связи, в которых используются устройства тактовой и фазовой синхронизации. Автор рассматривает задачу оценивания в дискретном времени параметров случайного сигнала, наблюдаемого на фоне аддитивного шума с неизвестным законом распределения. В данной работе предложен подход, основанный на методе решения системы нелинейных уравнений, использующем теорию вариационного исчисления. Метод позволяет производить оценки при ограниченной выборке наблюдаемого сигнала и не требует знания плотности вероятности шума.

Предложен структурный метод защиты беспроводной сенсорной сети от потоков ложных событий. Доказано, что существует оптимальное значение плотности (числа) узлов в первой и второй областях сенсорного поля, обеспечивающее максимальное время жизни сенсорной сети. Определены соответствующие численные характеристики сенсорных полей разной плотности.

Рассматривается метод оценки вариации задержки пакетов, которая нормируется для сети следующего поколения как один из показателей качества обслуживания. Предлагается использовать ряд Эджворта для аппроксимации функции распределения времени задержки пакетов, которая позволяет вычислить искомую вариацию задержки. Оценивается ошибка, обусловленная использованием ряда Эджворта.

Степень влияния чрезвычайных ситуаций (ЧС) на работу сети электросвязи зависит от множества факторов [1]. В некоторых случаях ЧС приводит к длительным отказам элементов сети электросвязи. Для поддержки телекоммуникационных услуг необходимо воспользоваться резервными техническими средствами (РТС). При формировании и использовании таких средств возникает ряд задач организационного и технического характера. Некоторые из них обсуждаются в данной статье.

Определяются основные причины необходимости изменений в традиционных подходах к обеспечению качества услуг в современных сетях связи. Предложены базовые сценарии реализации услуг и ключевые механизмы разработки мер и механизмов обеспечения качества.

Изображения, полученные во время аэрофотосъемки при больших скоростях движения летательного аппарата и на малых высотах, практически всегда подвержены искажению (смаз). При этом часто съемка осуществляется с перекрытием, что позволяет использовать несколько кадров для улучшения качества изображения. В работе предлагается метод восстановления смазанных изображений по двум кадрам. Восстановление изображения производится итеративно на отдельном шаге по методу сопряженных градиентов с регуляризацией. Полученные результаты подтверждают улучшение качества по сравнению с восстановлением по единственному изображению, так как появляется возможность восстановить частоты, которые теряются вследствие смаза.

В зависимости от телекоммуникационных технологий изменяется содержание основополагающих задач синхронизации и способы их решения. Поэтому фундаментальные изменения сетевой инфраструктуры, обусловленные переходом к сетям следующего поколения (NGN), не могли не повлиять на подходы к решению основных задач синхронизации.

Исследования трафика всепроникающих сенсорных сетей показали, что свойства потока трафика при передаче изображений зависят от доли узлов сети, передающих эти данные. При увеличении доли узлов изменяется степень самоподобия трафика (коэффициент Хёрста). Получена зависимость коэффициента Хёрста от доли узлов, передающих изображения, причем было показано, что эта зависимость имеет выраженный максимум. Проведен анализ влияния числа объединяемых потоков трафика на величину коэффициента Хёрста. Дается теоретическое обоснование данного явления, а также исследуется зависимость свойств потока обслуженных заявок от интенсивности входящего трафика для всепроникающие сенсорных сетей

Журнал «Электросвязь» — ежемесячный научно-технический журнал по проводной и радиосвязи, телевидению и радиовещанию, предназначенный для широкого круга специалистов в области связи и информатизации. Основан в 1933 г. Журнал «Электросвязь» — это: - результаты новейших научных исследований, обеспечивающих повышение эффективности сетей связи, методы их проектирования с использованием перспективных технологий как отечественных, так и зарубежных; - вопросы создания экономически эффективных служб связи, внедрения новых услуг, управления сетями, их технического обслуживания на основе современных решений; - оперативная информация о деятельности и технической политике Министерства информационных технологий и связи РФ, администраций связи других стран СНГ, Регионального содружества в области связи, Международного союза электросвязи. Публикации в «Электросвязи» учитываются Высшей Аттестационной Комиссией при Министерстве Образования РФ при защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук.

В учебном пособии рассматриваются вопросы построения современной вычислительной техники, сетей и телекоммуникаций. Рассматриваются физические основы средств вычислительной техники и передачи информации, принципы работы устройств инфокоммуникационных технологий, сетевые протоколы SIP, H.323, TCP/IP, архитектура сетей связи следующего поколения, архитектура современных вычислительных систем.

В учебном пособии рассматриваются вопросы использования аппаратных средств в телекоммуникационных системах и средствах связи. Приводится базовая информация по аппаратным средствам, сведения по архитектуре и способам построения современных аппаратным средствам. Даются общие сведения по архитектуре, характеристикам и способам применения сетевых процессоров, процессоров ввода/вывода, процессоров цифровой обработки сигналов. Приводятся сведения по тенденциям развития аппаратных средств.

Основные проблемы с обеспечением качества услуг, с которыми сталкиваются операторы в сетях связи следующего поколения (NGN) это: рост нагрузки в транспортной сети за счет увеличения ширины полосы пропускания, доступной каждому абоненту, использование ресурсов разнородных сетей с коммутацией каналов и пакетов, сетей фиксированной и мобильной связи за один сеанс, снижение коэффицента надежности сети из-за использования большого количества разнотипных программных и аппаратных средств. Исправить ситуацию позволит внедрение системы управления сетевыми ресурсами, о которой идет речь в статье.

Рассмотрены основы построения инфокоммуникационных систем и сетей с коммутацией каналов и пакетов. Учебник написан в соответствии с Учебным планом подготовки бакалавров по направлению 11.03.02 - «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».

В статье [1] были представлены исследования поведения узла коммутации NGN (сети следующего поколения) при резком росте обслуживаемого трафика. Предложенная модель позволила получить ряд полезных аналитических соотношений. В заключительной части той статьи было отмечено, что необходимо провести исследования для более общих предположений относительно характера поступающего трафика и дисциплин его обслуживания. С этой целью была создана имитационная модель, основные результаты разработки которой содержатся в данной статье. В качестве трех важнейших характеристик модели исследуются нормированные в рекомендации ITU-T Y.1541 [2] математическое ожидание времени задержки IP-пакетов между двумя интерфейсами (пользователь – сеть) – IPTD, вариация этой же случайной величины – IPDV и вероятность потери IP-пакетов – IPLR.

В ближайшем будущем в соответствии с прогнозами развития телекоммуникаций в мире [1, 2] будет насчитываться несколько триллионов беспроводных телекоммуникационных устройств. Можно предположить, что значительная часть этих устройств будет работать в беспроводных сенсорных сетях (БСС), осуществляющих мониторинг различных характеристик окружающей среды и расположенных в ней объектов. В связи с этим все большую актуальность приобретают исследования как сенсорных сетей в целом, так и трафика, генерируемого в этих сетях, в частности. В статье рассмотрены два приложения всепроникающих сенсорных сетей (USN – Ubiquitous Sensor Networks): медицинская БСС и БСС слежения за целью. Выявлено, что в обоих сценариях трафик, поступающий на шлюз сети, обладает свойством самоподобия. Для оценки степени самоподобия трафика использованы три метода вычисления параметра Хёрста: R/S-анализ, метод Хигучи и локальный метод Виттла. Кроме того, обнаружена зависимость показателя Хёрста от интервала между передачей пакетов в сценарии для медицинской сенсорной сети.

Статистические исследования подтверждают самоподобную природу мультимедийного трафика. Вследствие этого корректной моделью теории массового обслуживания, описывающей узлы мультисервисной сети, будет модель типа G/G/1 или G/G/n. Одним из способов представления узла мультисервисной сети при его исследовании как системы массового обслуживания является нахождение распределения времени ожидания и среднего времени ожидания пакетов мультимедийного трафика в очереди с помощью решения интегрального уравнения Линдли.

Исследование процессов обмена IP-пакетами в сети следующего поколения (NGN) связано с изучением распределения заявок в сети массового обслуживания (СеМО). Характер распределения потока заявок (IP-пакетов), определяемый матрицей коэффициентов тяготения между узлами коммутации (УК), обычно стабилен [1], но может существенно меняться при возникновении внешних воздействий, типичным примером которых служат чрезвычайные ситуации (ЧС).

Статья описывает новая идеология верификации оборудования, протоколов и услуг, которая соответствует подходу ETSI к проведению интегрального тестирования.

В статье обсуждаются три перспективные задачи улучшения обслуживания трафика в чрезвычайных ситуациях. Во-первых, необходима информационная обратная связь между участниками процесса обслуживания трафика. Вовторых, следует создать базу знаний для обобщения опыта разных операторов связи по организации работы сетей электросвязи в условиях чрезвычайных ситуаций. В-третьих, представляется целесообразным активно использовать когнитивные технологии для эффективного управления ресурсами сети электросвязи.

Оцениваются параметры случайного сигнала для дальнейшей компенсации его искажений на фоне белого аддитивного шума и межсимвольной интерференции (МСИ). МСИ возникает из-за несогласованности канала с сигналом, что позволяет несколько увеличивать скорость передачи информации, но ухудшает качество приема сигнала. Проводится сравнение двух процедур оценивания, позволяющих бороться с МСИ: метода нелинейной фильтрации и вариационного алгоритма

Рассматриваются принципы маршрутизации и коммутации сообщений в сетях пакетной коммутации, основные технологии локальных сетей, принципы и средства межсетевого взаимодействия, принципы построения и функционирования глобальных сетей. Описано функционирование и основные характеристики коммутаторов и маршрутизаторов, приводятся примеры технологий конфигурирования сетевых устройств, их проверки и отладки.

При предоставлении инфокоммуникационных услуг в NGN-сетях тарификация услуг все чаще осуществляется по количеству (объему) информации, что ставит перед операторами задачу учета трафика передачи данных. Учет объема переданной и принятой информации зависит от настроек, а также от программной и аппаратной реализации оборудования. В статье показана необходимость обеспечения единых способов учета объема переданной и принятой информации для тарификации за услуги с целью защиты интересов пользователей услуг связи.

Основным показателем качества обслуживания в междугородных и международных телефонных сетях является двухточечная или сквозная вероятность потерь Pm между двумя точками сети. В статье приводится автоматизированная методика расчета вероятности потерь на данном направлении при независимых и зависимых путях в маршруте этого направления.

Для поддержания качества услуг электросвязи на стабильно высоком уровне одним из существенных факторов является обеспечение цифровых сетей электросвязи сигналом синхронизации (СС) с заданной стандартами нестабильностью фазы. Наиболее сложный для контроля вид фазовой нестабильности – дрейф фазы, или вандер, к которому условно отнесены флуктуации фазы с частотой ниже 10 Гц. Чаще всего под контролем качества СС подразумевают именно контроль уровня вандера.

Основным направлением развития рынка телекоммуникационных услуг в последние десять лет стало удовлетворение бурно растущего спроса на услуги ШПД с использованием средств мобильной связи (Mobile Broadband, МВВ). Доля этих услуг увеличилась с 2% в 2000 г. до почти 60% в 2011 г., а число пользователей услугами МВВ уже приближается к одному миллиарду [1].

В учебно-методической разработке приводится систематизированный материал по методике измерения параметров волоконно-оптического кабеля при входном контроле.

Рассматриваются принципы построения систем связи с подвижными объектами, основные технологии беспроводных сетей доступа, способы взаимодействия между мобильными и базовыми станциями и схемы построения приемо-передающих устройств радиосвязи. Описываются принципы формирования канальных сигналов в системах с кодовым разделением, GSM, Wi-Fi, LTE, принципы помехоустойчивого кодирования для борьбы с пакетными ошибками, приводятся примеры расчета характеристик сотовых систем, уровней радиосигнала для систем связи с подвижными объектами и устройств, компенсирующих канальные искажения.

Рассмотрено влияние сверхкоротких электромагнитных импульсов на типовую структуру всепроникающей сенсорной сети. Приведено формализованное описание задачи по повышению помехоустойчивости USN на базе вычисления коэффициента сохранения эффективности сети. Предложено решение, в результате которого можно определить варианты применения методов и средств защиты в USN, обеспечивающих заданный показатель коэффициента сохранения эффективности и повышения стойкости сети. Решение представлено в виде пошагового описания четырех этапов, на основе которых выбираются методы защиты с минимальной стоимостью на разработку и внедрение в элементах USN.

В учебно-методической разработке приводится систематизированный материал по методу и средствам измерения вносимого затухания оптического волокна на макроизгибах. Рассмотрены физические механизмы возникновения потерь на макроизгибах и методика теоретического расчета.

Учебное пособие содержит материал по второй части специальной учебной дисциплины «Сети связи и системы коммутации», читаемой для бакалавров дневного и заочного отделений по направлению подготовки 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи». В пособии рассматриваются базовые принципы построения и функционирования сетей электросвязи. Основное внимание уделено телефонным сетям, сетям доступа, сетям ОКС№7, рассмотрены также перспективные сети NGN, IMS, будущие сети (Future Networks) и Интернет вещей.

Известно [1–4], что сети синхронизации цифровых телекоммуникационных сетей представляют собой сети распределения сигналов эталонной частоты, если речь идет о сетях тактовой сетевой синхронизации (ТСС), и/или сети распределения сигналов времени применительно к сетям единого точного времени (ЕТВ). Сети ТСС осуществляют необходимую поддержку цифровых сетей, обеспечивая доставку сигналов эталонной тактовой частоты к аппаратуре этих сетей. Сети ЕТВ развертываются для согласования местных шкал времени генераторов-часов в аппаратуре и оборудовании цифровых сетей со шкалой единого координированного времени. Вместе системы и сети ТСС и ЕТВ часто рассматриваются как соответствующие подсистемы и подсети общей системы, известной как система частотно-временного обеспечения (ЧВО) телекоммуникаций [4].

Предлагается новый адаптивный алгоритм кластеризации для беспроводных сенсорных сетей с мобильными узлами под названием MACA (Mobility Adaptive Clustering Algorithm). В разработанном алгоритме кластеризации мобильный сенсорный узел выбирает себя головным узлом кластера на основе простого точечного предиктора SPP (Single Point Predictor) для комбинированного критерия прогнозирования (алгоритм DCA). Другие узлы представляют собой члены кластера, определяемые на основе некоторого значения, указывающего на их пригодность для подключения к конкретному головному узлу (алгоритм MBC). Сочетание двух известных алгоритмов обеспечивает существенное увеличение длительности жизненного цикла сети, ее стабильности, а также уменьшение потери пакетов в кластере. Разработанный алгоритм предназначен, в том числе, и для использования в наземном сегменте летающих сенсорных сетей.

Существующая сеть радиовещания исключает возможность ее оптимизации, по крайней мере, если оставаться в рамках аналогового вещания. Поэтому, чтобы решить задачу равномерного покрытия всей территории России высококачественным многопрограммным вещанием, следует рассмотреть иные схемы и технологии радиофикации страны: цифровые форматы вещания и спутниковые средства вещания и распространения контента.

Разработка алгоритмов маршрутизации и выбора головного узла в разнообразных самоорганизующихся сетях — одна из важнейших задач в настоящее время. Актуальнейшим направлением разработки алгоритмов маршрутизации и выбора головного узла для самоорганизующихся сетей является создание биоподобных алгоритмов. В статье анализируются существующие биоподобные алгоритмы, такие как алгоритмы поведения колонии муравьев и колонии пчел. Для самоорганизующихся беспроводных сетей предлагается использовать так называемые «полеты Леви».

Представлен новый отказоустойчивый алгоритм кластеризации для беспроводных сенсорных сетей (БСС) – FT- TEEN (Fault-Tolerance Threshold-sensitive Energy Efficient Network algorithm), являющийся модифицированной версией хорошо известного алгоритма TEEN. Разработанный алгоритм отличается от TEEN наличием резервных головных узлов кластера, обнаружением и восстановлением отказов в БСС и позволяет увеличить число пакетов, успешно полученных как в головных узлах кластеров, так и на базовой станции (БС). Результаты моделирования показали, что алгоритм FT-TEEN существенно увеличивает число успешно переданных пакетов от членов кластера к головному узлу и от головного узла к БС (шлюзу) по сравнению с алгоритмом TEEN. Новый алгоритм предполагается использовать в наземных сегментах летающих сенсорных сетей.

Рассматриваются принципы построения сетей пакетной коммутации, основные технологии локальных сетей, принципы и средства межсетевого взаимодействия, принципы построения и функционирования глобальных сетей. Описано функционирование и основные характеристики коммутаторов и маршрутизаторов, приводятся примеры технологий конфигурирования устройств, их проверки и отладки.

Конспект содержит лекционный материал по специальной дисциплине «Сигнализация в цифровых сетях», читаемой для студентов дневного и заочного отделений по специальности 210406 «Сети связи и системы коммутации». В лекциях подробно рассматриваются основные принципы реализации и протокольные процедуры общеканальной системы сигнализации №7 (ОКС№7) и системы сигнализации по двум выделенным сигнальным каналам (2ВСК), широко используемых на телефонных сетях связи в России. Рассмотрены базовые процессы установления телефонных соединений с использованием данных систем сигнализации. Отдельные разделы посвящены принципам построения и проектирования сетей сигнализации ОКС№7, а также перспективному протоколу SIGTRAN.

Рассматриваются принципы построения сетей пакетной коммутации, основные технологии локальных сетей, принципы и средства межсетевого взаимодействия, принципы построения и функционирования глобальных сетей. Описано функционирование и основные характеристики коммутаторов и маршрутизаторов, приводятся примеры технологий конфигурирования устройств, их проверки и отладки. Данное учебное издание рекомендуется Учебно-методической комиссией ФГОБУ ВПО ПГУТИ к использованию в качестве учебного пособия по дисциплине «Технологии пакетной коммутации», входящей в учебный план направления подготовки бакалавров 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».

Статья посвящена описанию и многомерному представлению архитектурной функциональной модели сети синхронизации. Для формального описания модели предлагается использовать математический аппарат N-мерных матриц.

В пособии рассмотрены структура, принципы построения, основы конфигурирования, мониторинга и эксплуатации цифровых АТС на базе оборудования «Протон-ССС», производимого научно-производственным предприятием «СПЕЦСТРОЙ-СВЯЗЬ» (г. Таганрог).

Комплекс лабораторных работ посвящен конфигурированию на базе программного пакета Packet Tracer интерфейсов маршрутизаторов, паролей, созданию подсетей, конфигурированию адресов IPv6, а также созданию на базе реального оборудования распределенной сети и ее конфигурированию. В методических указаниях приведены схемы сетей, адреса устройств, порядок выполнения лабораторной работы, примеры конфигурирования устройств.

В статье приведены принципы, положенные в основу проведения работ по управлению качеством. Предложена методика конструирования модели оперативного менеджмента, являющейся главной моделью целого модельного комплекса.

В учебном пособии приводится систематизированный материал по курсу «Специальный курс по рабочей специальности» для бакалавров направления подготовки 11.03.02 - «Инфокоммуникационные технологии и системы связи». 

Рассматриваются принципы и средства межсетевого взаимодействия, принципы маршрутизации сообщений в глобальных сетях пакетной коммутации, основные технологии. Описано функционирование и основные характеристики маршрутизаторов, приводятся примеры конфигурирования сетевых устройств, их проверки и отладки. Данная дисциплина «Технологии пакетной коммутации глобальных сетей» входит в учебный план подготовки магистров по направлению «11.04.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи». Учебное пособие может быть также полезно студентам по направлению подготовки специалистов 090302 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем», а также слушателям курсов повышения квалификации в Самарском региональном техническом тренинг центре.

Модельное обеспечение - одна из главных составляющих систем оперативного менеджмента предприятий, создающая инструментальную базу технологий управления. В данной статье предлагается подход, позволяющий упростить постановку задач и конструирование моделей систем оперативного менеджмента.

Для решения главной задачи систем оперативного менеджмента производства и качества продукции необходимо решить ряд вспомогательных логистических и сервисных задач. Их модели представлены в данной статье.

О применении услуги конвергенции мобильной и фиксированной связи (Fixed-Mobile Convergence, FMC) рассказывает руководитель направления конвергентных и голосовых услуг компании "ВымпелКом" Юлия Бабкина.

Появление в последнее время термина «Интернет вещей» ознаменовало новый этап развития Интернета [1]. Концепция Интернета вещей является не чисто технологической, но во многом социально-технологической, что обусловлено влиянием на общество XXI века современных информационных технологий. Его прорывной потенциал ничуть не меньше, чем у самой Всемирной паутины. В рамках этой концепции, которая на международном уровне уже обретает черты сформировавшейся технологии, ведутся активные работы в области стандартизации архитектуры, технических компонентов, приложений.