Распределенная система связи с коммутацией пакетов для стационарных и фиксированных абонентов
Изобретение относится к области телекоммуникаций, в частности к построению распределенных систем связи (сетей) с коммутацией пакетов. Изобретение может быть использовано для построения сетей связи в мегаполисах и районах с высокой плотностью населения (городах). Технический результат изобретения - создание эффективной широкополосной системы связи, удовлетворяющей современным требованиям по передаче информации и в то же время имеющей низкую стоимость из-за того, что абонентские линии минимизированы приближением узловых станций к абонентским терминалам. Для этого предлагается распределенная система связи с коммутацией пакетов для стационарных и фиксированных абонентов, содержащая узловые станции, расположенные в местах с большой плотностью расположения абонентских терминалов, причем каждая узловая станция соединена, по крайней мере, с четырьмя соседними узловыми станциями волоконно-оптическими линиями, образуя архитектуру сети в виде координатной сетки, причем каждая узловая станция содержит приемопередающий узел, соединенный с волоконно-оптическими линиями и с каналообразующим узлом, при этом каналообразующий узел соединен соответственно с узлом коммутации направлений, узлом коммутации информационных услуг и узлом коммутации междугородной связи, к которым подключен абонентский узел, к которому абонентскими линиями подключены абонентские терминалы, при этом узел коммутации направлений, выполненный аналогично с узлом коммутации информационных услуг и узлом коммутации автоматической междугородной связи, содержит транзитный узел, соединенный с каналообразующим узлом и абонентским узлом, блок сравнения направлений, соединенный с каналообразующим узлом, абонентским узлом и блоком памяти адресов направлений, а также управляющий блок, соединенный с транзитным узлом, блоком памяти адресов направлений и блоком сравнения, причем у узловых станций, находящихся поблизости от базовых станций мобильной связи, каналообразующий узел соединен волоконно-оптической линией с базовой станцией мобильной связи, у узловых станций, находящихся поблизости от автоматических междугородных телефонных станций (АМТС), каналообразующий узел соединен волоконно-оптической линией с АМТС, а у узловых станций, находящихся поблизости от центров предоставления информационных услуг, каналообразующий узел соединен волоконно-оптической линией с центром предоставления информационных услуг, при этом у узловых станций, находящихся поблизости от автоматических телефонных станций (АТС), каналообразующий узел соединен волоконно-оптической линией с АТС, причем каналообразующий узел содержит, по крайней мере, три каналообразующих блока, а приемопередающий узел содержит, по крайней мере, три приемопередающих блока, каждый из которых соединен, по крайней мере, с четырьмя волоконно-оптическими линиями, соединенными с соседними по координатной сетке узловыми станциями. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области телекоммуникаций, в частности к построению распределенных систем связи (сетей) с коммутацией пакетов. Изобретение может быть использовано для построения сетей связи в мегаполисах и районах с высокой плотностью населения (городах).
Известны телекоммуникационные системы с коммутацией пакетов, содержащие множество узлов коммутации, соединенные в кольцо с обслуживанием каждым узлом множество терминалов и предназначенные для назначения в режиме реального времени адресов пакетов для динамически поддерживаемой ширины полосы пропускания в блокирующей коммуникационной сети, т.е. в системе, где количество адресов пакетов меньше, чем количество станций сети (ЕР 0256526 А, H 04 L 12/64, 1988).
Недостаток данного решения заключается в том, что блокирующая система требует динамического распределения адресов пакетов с помощью централизованного устройства, а также раздельной и последовательной передачи управляющих пакетов и пакетов сообщений для обеспечения связности. Использование центрального устройства блокирующей системы приводит к необходимости затрат значительных ресурсов процессора и связанной контрольной ширины полосы пропускания для управления и динамического назначения пакетных адресов. Кроме того, использование централизованного устройства требует наличия схемы резервирования во избежание отказов в центральном адресе ячейки запоминающего устройства, выводящих систему из строя.
Известны также другие коммуникационные системы с коммутацией пакетов (SU 1069185 A, H 04 L 12/64, 1984, ЕР 0119105 A, H 04 L 12/64, 1984, US 5187740 A, H 04 L 12/64,1993, SU 1626444 А1, H 04 L 12/64 1991).
Недостатками данных систем является большая стоимость элементов систем, в основном кабельных линий, соединяющих абонентские терминалы со станциями. Кроме того, к недостаткам известных систем можно отнести недостаточную ширину полосы систем для того, чтобы оперировать такой информацией, как видео и мультимедиа, а также то, что требуются коммутационные станции большой емкости.
Наиболее близким по технической сути к предложенному изобретению является расширяемая телекоммуникационная система (RU 2154346 С1, H 04 L 12/64, 10.08.2000).
Расширяемая телекоммуникационная коммутационная система, содержащая множество программируемых телекоммуникационных коммутационных средств для динамического соединения или разъединения коммуникационных линий относительно различных портов из их множества, в которой каждое из указанных телекоммуникационных коммутационных средств включает: средства для временной коммутации информации, направляемой к указанным портам или от них, причем каждое из указанных средств для временной коммутации имеет коммутационную емкость, соответствующую максимальному числу портов, которые физически могут быть связаны с указанными средствами; средства для передачи и приема пакетированной информации; средства, соединенные с возможностью обмена данными с указанными коммутационными средствами для образования интерфейса с одной или большим количеством общественных или частных сетей, представляющих указанные порты, причем указанные средства, соединенные с возможностью обмена данными, содержат шину для пересылки данных к указанным портам и от них, и средства для соединения друг с другом указанного множества телекоммуникационных коммутационных средств с возможностью обмена данными и с возможностью совместной работы с указанными передающими и принимающими средствами для пересылки указанной пакетированной информации между указанными телекоммуникационными коммутационными средствами, так что информация, включая данные коммутации каналов, отправленная из любого порта любых из указанных телекоммуникационных коммутационных средств, может передаваться, по существу, непрерывно, к любому другому порту тех же или других телекоммуникационных коммутационных средств.
К недостаткам известной системы можно отнести большую сложность оборудования на каждой станции, поскольку на них производится полная обработка информации. Кроме того, стоимость системы, складывающаяся в основном из стоимости абонентских линий, в виду их протяженности значительна.
Технический результат изобретения заключается в создании эффективной широкополосной системы связи, удовлетворяющей современным требованиям по передаче информации и в то же время имеющей низкую стоимость из-за того, что абонентские линии минимизированы приближением узловых станций к абонентским терминалам.
Для этого предлагается распределенная система связи с коммутацией пакетов для стационарных и фиксированных абонентов, содержащая узловые станции, расположенные в местах с большой плотностью расположения абонентских терминалов, причем каждая узловая станция соединена, по крайней мере, с четырьмя соседними узловыми станциями волоконно-оптическими линиями, образуя архитектуру сети в виде координатной сетки, причем каждая узловая станция содержит приемопередающий узел, соединенный с волоконно-оптическими линиями и с каналообразующим узлом, при этом каналообразующий узел соединен соответственно с узлом коммутации направлений, узлом коммутации информационных услуг и узлом коммутации междугородной связи, к которым подключен абонентский узел, к которому абонентскими линиями подключены абонентские терминалы, при этом узел коммутации направлений, выполненный аналогично с узлом коммутации информационных услуг и узлом коммутации междугородной связи, содержит транзитный узел, соединенный с каналообразующим узлом и абонентским узлом, блок сравнения направлений, соединенный с каналообразующим узлом, абонентским узлом и блоком памяти адресов направлений, а также управляющий блок, соединенный с транзитным узлом, блоком памяти адресов направлений и блоком сравнения, причем у узловых станций, находящихся поблизости от базовых станций мобильной связи, каналообразующий узел соединен волоконно-оптической линией с базовой станцией мобильной связи, у узловых станций, находящихся поблизости от автоматических междугородных телефонных станций (АМТС), каналообразующий узел соединен волоконно-оптической линией с АМТС, а у узловых станций, находящихся поблизости от центров предоставления информационных услуг, каналообразующий узел соединен волоконно-оптической линией с центром предоставления информационных услуг, при этом у узловых станций, находящихся поблизости от автоматических телефонных станций (АТС), каналообразующий узел соединен волоконно-оптической линией с АТС, причем каналообразующий узел содержит, по крайней мере, три каналообразующих блока, а приемопередающий узел содержит, по крайней мере, три приемопередающих блока, каждый из которых соединен, по крайней мере, с четырьмя волоконно-оптическими линиями, соединенными с соседними по координатной сетке узловыми станциями.
На фиг.1 представлена структурная схема распределенной системы связи с коммутацией пакетов для стационарных и фиксированных абонентов. На фиг.2 представлена структурная схема узловой станции. На фиг.3 представлена структурная схема узла коммутации направлений, выполненного аналогично с узлом коммутации информационных услуг и узлом коммутации междугородной связи.
Распределенная система связи с коммутацией пакетов для стационарных и фиксированных абонентов содержит узловые станции 1, базовые станции системы мобильной связи 2, междугородные телефонные станции 3, центры предоставления информационных услуг 4, автоматические телефонные станции 5, каналообразующий узел 6, узел коммутации направлений 7, узел коммутации информационных услуг 11, узел коммутации междугородной связи 12, приемопередающий узел 10, абонентский узел 8, абонентские терминалы 9, блок памяти 13, блок сравнения направлений 14, транзитный узел 15, управляющий блок 16.
Распределенная система связи с коммутацией пакетов для стационарных и фиксированных абонентов работает следующим образом:
Работа осуществляется путем пакетной передачи информации синхронным способом.
Весь регион делится на четыре части, которые могут совпадать со сторонами света и иметь произвольные формы и размеры. Рассмотрим работу системы на примере передачи информации от абонентского терминала, включенного в узловую станцию А, находящуюся в восточной части региона на абонентский терминал, включенный в узловую станцию В, находящуюся в северной части региона.
Нумерация абонентских терминалов в данной системе связи предусматривает начало номера с цифры, указывающей на регион (например, юг - 1, запад - 2, север - 3, восток - 4). Абонент терминала, включенного в узловую станцию А, набирает номер, начинающийся с цифры 3, за которой следуют цифры, указывающие номер узловой станции В (например, 32х-ааа, где х - номер узловой станции, а ааа - номер абонентского терминала) и далее следует номер требуемого абонентского терминала.
Данный номер поступает на абонентский узел 8 узловой станции А, который может быть выполнен в виде мини-АТС. С абонентского узла 8 номер поступает в узел коммутации направлений 7, где осуществляется в блоке сравнения направлений 14 его сравнение с номерами, записанными в блоке памяти 13. Сравнивается сначала первая цифра номера, и если она не совпадает с цифрой, характеризующей регион, в котором находится данная узловая станция (в нашем случае это не 4), с помощью транзитного узла 15 по команде блока управления вся информация передается посредством соответствующего каналообразующего блока каналообразующего узла 6 и соответствующего приемопередающего блока приемопередающего узла 10 на ближайшую узловую станцию 1 в направлении севера. На данной узловой стации также анализируется только первая цифра номера и осуществляется дальнейший транзит информации. На узловой станции 1 региона север первая цифра номера совпадает с номером региона и осуществляется дальнейшее сравнение цифр номера (в нашем примере 32х) и осуществляется дальнейший транзит информации (без полной ее обработки) до достижения ее узловой станции с указанным номером. На этой узловой станции информация в виде пригодном для обработки ее абонентским узлом 8 поступает на указанный узел, который осуществляет вызов необходимого абонентского терминала 9. При этом, поскольку осуществляется пакетная передача информации, данные об абонентском терминале отправителя присутствуют у принимающего абонента для организации передачи обратной информации.
При осуществлении междугородной связи осуществляются аналогичные действия с той разницей, что первая цифра набираемого номера отражает не регион, а выход на междугородную станцию, и узел коммутации междугородной связи 12 осуществляет передачу информации на ближайшую станцию междугородной станции 3 путем транзита без полной обработки передаваемой информации на каждой узловой станции 1 (на каждом переприемном пункте).
Аналогично производится обращение к центрам предоставления информационных услуг 11, к которым относятся услуги мультимедиа (просмотр телепрограмм, прослушивание музыки и т.д.), и связь с абонентскими терминалами мобильной связи через базовые станции системы мобильной связи 2 и абонентами сети автоматической телефонной связи через автоматические телефонные станции 5. Последнее позволяет совместить предлагаемую систему с уже имеющейся системой телефонной связи. Поскольку для осуществления связи между абонентскими терминалами 9 данной системы, осуществления междугородной связи и обращения к центрам предоставления информационных услуг 11 используются отдельные каналообразующие и приемопередающие блоки, общее число волоконно-оптических линий, подходящих к узловой станции 1, соединенной с четырьмя соседними узловыми станциями (для образования координатной структуры) и не подключенной АТС 5, базовой станцией системы мобильной связи 2, центром предоставления информационных услуг 11 и междугородной телефонной станцией составляет 4 (направления)×3 (число приемопередающих блоков) х 2 (прием/ передача)= 24 линии. Поскольку при транзите полной обработки информации не производится, реализация элементов системы не вызывает затруднений и при использовании современной электронной базы узловая станция стоит немного дороже собственно мини-АТС в нее входящей. Распределенная система связи с коммутацией пакетов для стационарных и фиксированных абонентов позволяет осуществлять связь в широком диапазоне частот и достаточна проста и дешева в реализации.
1. Распределенная система связи с коммутацией пакетов для стационарных и фиксированных абонентов, содержащая узловые станции, расположенные в местах с большой плотностью расположения абонентских терминалов, причем каждая узловая станция соединена, по крайней мере, с четырьмя соседними узловыми станциями волоконно-оптическими линиями, образуя архитектуру сети в виде координатной сетки, причем каждая узловая станция содержит приемопередающий узел, соединенный с волоконно-оптическими линиями и с каналообразующим узлом, при этом каналообразующий узел соединен соответственно с узлом коммутации направлений, узлом коммутации информационных услуг и узлом коммутации междугородной связи, к которым подключен абонентский узел, к которому абонентскими линиями подключены абонентские терминалы, при этом узел коммутации направлений, выполненный идентично с узлом коммутации информационных услуг и узлом коммутации междугородной связи, содержит транзитный узел, соединенный с каналообразующим узлом и абонентским узлом, блок сравнения направлений, соединенный с каналообразующим узлом, абонентским узлом и блоком памяти адресов направлений, а также управляющий блок, соединенный с транзитным узлом, блоком памяти адресов направлений и блоком сравнения, причем у узловых станций, находящихся поблизости от базовых станций мобильной связи, каналообразующий узел соединен волоконно-оптической линией с базовой станцией мобильной связи, у узловых станций, находящихся поблизости от автоматических междугородных телефонных станций (АМТС), каналообразующий узел соединен волоконно-оптической линией с АМТС, а у узловых станций, находящихся поблизости от центров предоставления информационных услуг, каналообразующий узел соединен волоконно-оптической линией с центром предоставления информационных услуг.
2. Распределенная система связи с коммутацией пакетов для стационарных и фиксированных абонентов по п.1, отличающаяся тем, что у узловых станций, находящихся поблизости от автоматических телефонных станций (АТС), каналообразующий узел соединен волоконно-оптической линией с АТС.
3. Распределенная система связи с коммутацией пакетов для стационарных и фиксированных абонентов по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каналообразующий узел содержит, по крайней мере, три каналообразующих блока а приемопередающий узел содержит, по крайней мере, три приемопередающих блока, каждый из которых соединен, по крайней мере, с четырьмя оптико-волоконными линиями, соединенными с соседними по координатной сетке узловыми станциями.
