Реферат: Перед вами пустая тетрадь, с ней еще предстоит натерпеться. (Булат Окуджава) сети абонентского доступа. Принципы построения 1999 год

Н.А. СОКОЛОВ


Кабы ведать о том, кабы знать:

чем дышать, на кого опереться!..

Перед вами - пустая тетрадь,

с ней еще предстоит натерпеться.

(Булат Окуджава)


СЕТИ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА.


ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ


1999 год


УДК 621.395


Соколов Н.А.


СЕТИ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ.


Абонентская сеть, соединяющая терминальное оборудование с коммутационной станцией, считалась самым консервативным элементом телекоммуникационной системы. В конце XX века ситуация кардинально изменилась; к абонентской сети предъявляются новые требования. Выполнение этих требований ведет к существенным изменениям принципов построения и дальнейшего развития абонентской сети. В своем новом качестве она стала называться сетью абонентского доступа.

В книге рассматриваются принципы построения перспективных сетей абонентского доступа, обеспечивающих эффективное развитие телекоммуникационной системы в целом. Основное внимание уделяется тем аспектам абонентского доступа, которые связаны с использованием в местных телефонных сетях цифровой техники передачи и коммутации, а также с практическим применением новых телекоммуникационных технологий. Книга предназначена для широкого круга специалистов, занимающихся научными исследованиями, разработкой технических средств и проектированием в области местных сетей связи. Она будет полезна студентам и аспирантам вузов связи.


Научно-техническое издание


Уважаемый Читатель! Если эта книга Вам понравилась, то Вы должны знать, что ее публикация стала возможной благодаря финансовой и организационной помощи ОАО «Уралсвязьинформ» (Н.А. Соколов)


® Соколов Николай Александрович, 1999


СОДЕРЖАНИЕ


^ СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ


ПРЕДИСЛОВИЕ


I. АБОНЕНТСКИЕ ЛИНИИ МЕСТНЫХ ТЕЛЕФОННЫХ СЕТЕЙ


1.1. Исторические аспекты развития системы абонентского доступа

1.1.1. Основные этапы развития системы абонентского доступа

1.1.2. Формальное описание характеристик абонентской сети


1.2. Термины, определения и основные понятия

1.2.1. Общие замечания

1.2.2. Модели сети абонентского доступа

1.2.3. Перечень основных терминов


1.3. Функции сети абонентского доступа в современной системе электросвязи

1.3.1. Функции абонентской линии

1.3.2. Функции сети абонентского доступа

1.3.2.1. Изменение требований, предъявляемых к сети доступа

1.3.2.2. Сеть доступа и процессы интеграции

1.3.2.3. Сеть доступа и процессы интеллектуализации

1.3.2.4. Сеть доступа и процессы персонализации

1.3.2.5. Сеть доступа и обмен видеоинформацией


1.4. Структурные характеристики абонентских сетей

1.4.1. Основные понятия

1.4.2. Распределение длин абонентских линий

1.4.3. Распределение емкости абонентского кабеля


1.5. Основные тенденции эволюции абонентских линий

1.5.1. Общее

1.5.2. Пропускная способность абонентской сети

1.5.3. Структура абонентской сети

1.5.4. Среда распространения сигналов

1.5.5. Расширение полосы пропускания существующих АЛ

1.5.5.1. Актуальность проблемы

1.5.5.2. Общая идея технологий xDSL

1.5.5.3. Технология ADSL

1.5.5.4. Технология VDSL

1.5.6. Прогнозы развития сетей абонентского доступа


1.6. Дополнительные комментарии к первой главе


Литература к главе 1


^ 2. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СЕТИ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА


2.1. Подключение абонентов к цифровым телефонным станциям

2.1.1. Несколько предварительных замечаний

2.1.2. Некоторые особенности цифровизации местных телефонных сетей

2.1.2.1. Сетевые аспекты

2.1.2.2. Экономические аспекты

2.1.3. Подключение к ТФОП новой группы абонентов

2.1.4. Замена аналоговой АТС на цифровую коммутационную станцию

2.1.5. Замена нескольких АТС одной коммутационной станцией

2.1.6. Несколько общих замечаний к разделу 2.1


2.2. Варианты организации сети доступа в узкополосной ЦСИО

2.2.1. Общие принципы интегрального обслуживания

2.2.2. Рекомендации по созданию сети доступа в ЦСИО

2.2.2.1. Проблемы организации U-интерфейса

2.2.2.2. Концепция “наложенной” сети для ЦСИО

2.2.2.3. Развитие ЦСИО в процессе цифровизации ТФОП

2.2.3. Нужна ли сегодня узкополосная ЦСИО?


2.3. Широкополосные сети доступа

2.3.1. Виды широкополосных сетей доступа

2.3.2. Комбинированная среда “волокно-коаксиал”

2.3.3. Пассивная оптическая сеть


2.4. Варианты организации сети доступа в широкополосной ЦСИО

2.4.1. Некоторые особенности Ш-ЦСИО

2.4.2. Технология АТМ

2.4.3. Интерфейс пользователь-сеть Ш-ЦСИО

2.4.4. Сеть доступа для Ш-ЦСИО

2.4.4.1. Общие соображения

2.4.4.2. Вероятные сценарии создания Ш-ЦСИО

2.4.4.2.1. Небольшое предисловие

2.4.4.2.2. Технология АТМ в корпоративных сетях

2.4.4.2.3. Технология АТМ в сети общего пользования

2.4.4.2.4. Создание ядра сети АТМ

2.4.4.2.5. Расширение ядра сети АТМ: размещение концентраторов

2.4.4.2.6. Расширение ядра сети АТМ: замена коммутационных станций

2.4.4.2.7. Расширение ядра сети АТМ: иерархические аспекты

2.4.4.2.8. Сосуществование разных видов распределения информации

2.4.4.3. Варианты реализации сети доступа в Ш-ЦСИО


2.5. Доступ к телекоммуникационной системе по эфиру

2.5.1. Несколько предварительных замечаний

2.5.2. Оценка экономической эффективности технологии WLL

Основные сценарии построения сети абонентского доступа

2.5.4. Сеть абонентского доступа, основанная на технологии LMDS

2.5.5. Поддержка функций мобильности сетью абонентского доступа

2.5.6. Интеграция стационарных и мобильных сетей связи


2.6. Дополнительные комментарии ко второй главе


Литература к главе 2


ПОСЛЕСЛОВИЕ


ПРИЛОЖЕНИЕ «Анализ документов МСЭ и ETSI, относящихся к сетям абонентского доступа»


П.1. Вопросы, рассматриваемые в Приложении


П.2. Рекомендация МСЭ G.902


П.3. Средства передачи информации в сети абонентского доступа


П.4. Рекомендация МСЭ Q.512


П.5. Технический отчет ETR 248 (ETSI)


П.6. Технический отчет ETR 306 (ETSI)

П.6.1. Структура Технического отчета ETR 306

П.6.2. Интерфейсы, использующие проводные средства связи

П.6.2.1. Существующие технологии

П.6.2.2. Перспективные технологии

П.6.3. Интерфейсы, использующие радиотехнические средства


П.7. Технический отчет ETR 139 (ETSI)


П.8. Несколько слов вместо раздела “Выводы”


Литература к Приложению


^ СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ


В тексте монографии используются русскоязычные и англоязычные аббревиатуры. В разделе I приведены основные русскоязычные аббревиатуры. Если в англоязычной технической литературе есть идентичные (по смыслу) аббревиатуры, то они указаны в скобках. В разделе II перечислены основные англоязычные аббревиатуры. Они сопровождаются переводом на русский язык, который, как правило, отражает смысловое значение термина. Соответствующий текст не следует рассматривать как предлагаемый автором перевод терминов. Некоторые аббревиатуры, перевод которых не представляется целесообразным, используются в тексте монографий на языке оригинала.


I. Русскоязычные аббревиатуры


АВУ – абонентская высокочастотная установка

АДИКМ (ADPCM) – адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция

АЗУ – абонентское защитное устройство

АК (SLIC) – абонентский комплект

АЛ – абонентская линия

АМТС – автоматическая междугородная телефонная станция

АТС – автоматическая телефонная станция

БС (BS) – базовая станция

ВКУ – вводно-коммутационные устройства

ВЛС – воздушная линия связи

ГТС – городская телефонная сеть

ЗСЛ – заказно-соединительная линия

ККС – комбинированная коммутационная станция

КТВ – кабельное телевидение

КЯ – кабельный ящик

ЛВС (LAN) – локальная вычислительная сеть

МВК (ADM) – мультиплексор с выделением каналов

МС (LE, CO) – местная станция

МСЭ (ITU) – Международный Союз Электросвязи

ОАО – открытое акционерное общество

ОВ (FO) – оптическое волокно

ОК – оптический кабель

ОС (LE) – оконечная станция

ОЦК – основной цифровой канал

ПД – передача данных

ПД-КП – передача данных с коммутацией пакетов

ПК – персональный компьютер

РАТС (CO, LE) – районная АТС

РК (DP) – абонентская распределительная коробка

РРЛ – радиорелейная линия

СКС – структурированная кабельная система

СЛ – соединительная линия

СЛМ – междугородная соединительная линия

СПС (PCN) – сеть персональной связи

СТС – сельская телефонная сеть

СУ (NN) – сетевой узел

ТА (TS) – телефонный аппарат

ТВЧ (HDTV) – телевидение высокой четкости

ТФОП (PSTN) – телефонная сеть общего пользования

ТЧ (VF) – тональная частота

УВС – узел входящего сообщения

УИС – узел исходящего сообщения

УПАТС (PABX) – учрежденческо-производственная АТС

УПС (UPT) – Универсальная персональная связь

УС – узловая станция

ФР (d.f.) – функция распределения

ЦКП – центр коммутации пакетов

ЦКУ (DXC) – цифровой кроссовый узел

ЦС – центральная станция

ЦСИО (ISDN) – цифровая сеть интегрального обслуживания

ЦСП – цифровая система передачи

ЦТА – цифровой телефонный аппарат

ЦТЭ – центр технической эксплуатации

ШР – шкаф кабельный распределительный

Ш-ЦСИО (B-ISDN) – широкополосная ЦСИО


II. Англоязычные аббревиатуры


ADSL – Asymmetrical Digital Subscriber Line (асимметричная цифровая АЛ)

ATM – Asynchronous Transfer Mode (асинхронный режим переноса)

CDMA – Code Division Multiple Access (множественный доступ с кодовым разделением каналов)

DECT – Digital Enhanced Cordless Telecommunications (европейский стандарт для беспроводной цифровой связи)

ETSI – (Европейский институт по телекоммуникационным стандартам)

FR – Frame Relay (ретрансляции кадров; технология обмена данными)

FTTA – Fiber To The Apartment (доведение оптического кабеля до квартиры жилого дома)

FTTB – Fiber To The Building (доведение оптического кабеля до здания)

FTTC – Fiber To The Curb (доведение оптического кабеля до того места, где установлен кабельный шкаф)

FTTH – Fiber To The Home (доведение оптического кабеля до жилого дома)

FTTO – Fiber To The Office (доведение оптического кабеля до офиса)

FTTOpt – Fiber To The Optimum (общий термин, означающий доведение оптического кабеля до некой оптимальной, с точки зрения Оператора и/или пользователя, точки)

FTTR – Fiber To The Remote (доведение оптического кабеля до удаленного модуля, концентратора, мультиплексора или УПАТС)

FTTZ – Fiber To The Zone (доведение оптического кабеля до некоторой зоны)

HDSL – High-speed Digital Subscriber Line (высокоскоростная цифровая АЛ)

HFC – Hybrid Fiber/Coax (комбинированная среда “волокно-коаксиал”)

IDN – Integrated Digital Network (интегральная цифровая сеть)

IMT-2000 – International Mobile Telecommunications (концепция МСЭ по созданию международной системы мобильной связи XXI века)

IWF – Interworking Functions (функции взаимодействия сетей)

LMDS – Local Multipoint Distribution Services (услуги распределения информации для группы терминалов в границах местной сети)

MAN – Metropolitan Area Network (общегородская сеть; термин используется специалистами по передаче данных)

MPEG – Motion Picture Experts Group (экспертная группа по стандартам для передачи движущихся изображений; также названы и стандарты, разработанные этой группой)

PON – Passive Optical Network (пассивная оптическая сеть)

RADSL – Rate Adaptive Digital Subscriber Line (цифровая абонентская линия с адаптивной скоростью);

SDH – Synchronous Digital Hierarchy (синхронная цифровая иерархия ЦСП)

SDSL – Symmetrical Digital Subscriber Line (симметричная цифровая абонентская линия)

SMDS – Switched Multimegabit Data Services (услуги передачи данных на скоростях, измеряемых Мбит/с, с установлением коммутируемых соединений)

STM – Synchronous Transfer Mode (синхронный режим переноса)

TDMA – Time Division Multiple Access (множественный доступ с временным разделением каналов)

TMN – Telecommunications Management Network (сеть технической эксплуатации средств электросвязи)

TPON – Telephony over Passive Optical Network (телефонная связь через пассивную оптическую сеть)

U-ADSL – Universal Asymmetrical Digital Subscriber Line (универсальная асимметричная цифровая АЛ)

UMTS – Universal Mobile Telecommunications System (концепция ETSI для построения универсальной системы связи с подвижными объектами)

VDSL – Very High-speed Digital Subscriber Line (цифровая АЛ с очень высокой скоростью передачи)

WAN – Wide Area Network (территориально распределенная сеть; термин обычно используется специалистами по передаче данных)

WDM – Wavelength Division Multiplex (мультиплексор с разделением каналов по длинам волн)

WLL – Wireless Local Loop (беспроводная АЛ)

WPABX – Wireless PABX (беспроводная УПАТС)

xDSL – “x” Digital Subscriber Line (цифровая АЛ; общее обозначение для ряда технологий: ADSL, HDSL, VSDL и им подобных)


^ Wer A sagt, muss auch B sagen

(кто говорит “А”, тот должен сказать и “Б”)

ПРЕДИСЛОВИЕ

История развития телефонии началась в 1876 году, когда Александр Белл получил патент на одно из самых замечательных изобретений XIX века. От первых шагов по практической реализации сетей телефонной связи до наших дней прошло более ста двадцати лет. Телефонная связь существенно изменилась. Но даже такие глубокие изменения, как переход к цифровым методам передачи, коммутации и обработки информации или применение кабелей связи с оптическими волокнами (ОВ), почти не коснулись принципов построения абонентской линии (АЛ).

Из истории развития техники известны факты, когда продолжительный и медленный процесс сменяется периодом весьма радикальных преобразований. Мне кажется, что начавшееся в последние годы изменение принципов построения АЛ можно рассматривать как один из примеров подобного явления. Особенность современной телекоммуникационной системы заключается в том, что роль АЛ и принципы ее создания изменяются весьма существенно.

Термин “Абонентская линия” уже не отражает суть элемента сети электросвязи между терминалом пользователя и коммутационной станцией. В технической литературе появился новый, принятый уже в международных стандартах и рекомендациях, термин “Access Network”. Дословный перевод - “Сеть доступа” - будет, вероятно, не совсем удачен с точки зрения отечественной терминологии в электросвязи. Поэтому в тексте всех глав книги чаще используется термин “сеть абонентского доступа”.

Читатель, вероятно, обратит внимание и на некоторые другие особенности монографии, касающиеся аспектов терминологии. В частности, предпринята попытка (возможно, не всегда удачная) более точного перевода некоторых терминов с английского языка. В частности, термин “Transport Network” переводится словосочетанием “Транспортная сеть”. Тем не менее, после слова “транспортная” в скобках (по крайней мере, в первой главе монографии) указывается другое, более привычное, прилагательное “первичная”. Соответственно, вместо слов “вторичная сеть” чаще используется выражение “коммутируемая сеть”. Мне кажется, что такой перевод ближе по смыслу к оригиналу - “Switched Network”.

Монография, по первоначальному замыслу, должна была состоять из четырех глав. Ее первое название - ”Сети абонентского доступа. Принципы построения и методы расчета” уже подразумевало, что будут рассмотрены два, отчасти самостоятельных, вопроса. Две первые главы я планировал посвятить принципам построения сетей абонентского доступа. Методы расчета, нацеленные на разработку инструмента для инженерного проектирования сетей абонентского доступа, намечалось изложить в третьей и четвертой главах.

Когда заканчивалась работа над второй главой монографии, мне показалось, что целесообразно разделить весь материал на две части. Это, в первую очередь, обусловлено тем, что принципы построения сетей абонентского доступа будут интересны более широкому кругу читателей. Математические методы, которые - как я надеюсь - станут темой следующей монографии, будут полезны, в основном, специалистам по планированию сетей, то есть более узкому кругу читателей.

Предварительно я бы хотел отметить, что вскоре должна быть опубликована книга Б.С. Гольдштейна, рабочее название которой - “Сети абонентского доступа. Интерфейсы и протоколы”. Эта книга будет логическим продолжением его монографии “Сигнализация в сетях связи”, опубликованной в 1997 году. В планах издательства ЭКО-ТРЕНДЗ анонсирована книга «Сети связи с беспроводным доступом», написанная К.М. Великановым с соавторами. В этой монографии, по всей видимости, будут изложены вопросы, касающиеся сетей доступа, основанных на беспроводных технологиях. Эти две монографии, я надеюсь, помогут читателям составить достаточно полное представление о проблемах развития сетей абонентского доступа и путях их решения.

Итак, вернемся к монографии ”Сети абонентского доступа. Принципы построения”. Первая глава начинается экскурсом в историю развития абонентского доступа. Многие читатели по историческим кинолентам или старым гравюрам помнят громоздкие (но не лишенные определенного изящества) аппараты, имеющие микрофон в корпусе и телефон на коротком шнуре. Можно сказать, что такая конструкция телефонного аппарата “привязывала” абонента к терминалу, почти не позволяя ему двигаться. Миниатюрные современные терминалы не только не препятствуют передвижению абонента (даже в любых транспортных средствах), но могут передавать различные виды информации. Естественно, что подобные возможности обусловили существенное изменение функций, которые выполняют сети абонентского доступа в системе электросвязи.

Далее, в первой главе вводятся термины и определения, касающиеся излагаемых в монографии вопросов. Раздел “Структурные характеристики абонентских сетей” содержит статистические данные по распределению длин и емкостей линейно-кабельных сооружений. Заканчивается первая глава изложением основных тенденций, определяющих эволюцию АЛ.

Во второй главе формулируются основные принципы построения перспективных сетей абонентского доступа. Первый раздел второй главы посвящен вариантам подключения абонентских терминалов к цифровым коммутационным станциям. Рассматриваются различные аспекты применения выносных концентраторов и мультиплексоров, позволяющих эффективно организовывать сети абонентского доступа при цифровизации телефонной сети общего пользования (ТФОП). На базе цифровой ТФОП могут вводиться различные услуги электросвязи, часть из которых требует определенной модернизации сети абонентского доступа. Характерный пример такой ситуации - создание цифровой сети интегрального обслуживания (ЦСИО). Во второй главе рассматриваются принципы создания сети доступа как для обычной (узкополосной), так и для широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания (Ш-ЦСИО).

Концепция интегрального обслуживания не может быть реализована для всей телекоммуникационной системы. Параллельно с ЦСИО будут развиваться самостоятельные коммутируемые (вторичные) сети. Поэтому один из разделов второй главы посвящен принципам построения широкополосной сети доступа, реализация которой не совпадает с концепцией ЦСИО. Заканчивается вторая глава разделом, содержащим краткие сведения о сетях абонентского доступа, ориентированным на использование эфира в качестве среды распространения сигналов.

Приложение к монографии содержит краткий анализ документов Международного Союза Электросвязи (МСЭ) и ETSI (Европейский институт по телекоммуникационным стандартам), имеющих прямое или косвенное отношение к сетям абонентского доступа. Монография может рассматриваться как самостоятельная работа, призванная сформулировать основные направления, по которым будут развиваться сети абонентского доступа. Кроме того, изложенный материал служит основой для второй монографии, которую я надеюсь опубликовать в самом начале XXI века.

Идея изучения сетей абонентского доступа зародилась у меня в процессе работы над монографией “Эволюция местных телефонных сетей”, изданной в 1994 году (благодаря бескорыстной финансовой и организационной помощи открытого акционерного общества «Уралсвязьинформ»). Это обстоятельство и определило выбор эпиграфа к Предисловию. Я буду искренне рад получить конструктивные замечания по изложенным в книге вопросам.

Если читатель найдет в монографии что-нибудь полезное, то он должен знать, что к этому “приложили руку” С.А. Брусиловский, Б.С. Гольдштейн, С.И. Лопатин, В.А. Соколов и П.А. Юнаков. Замечания и предложения моих коллег, прочитавших рукопись, очень помогли при подготовке окончательной редакции монографии. Львиная доля редакторской работы выполнена В.А. Соколовым. Благодаря усилиям М.Ю. Соколовой, моей жены, и Ю.Н. Соколова, нашего старшего сына, текст монографии стал в большей степени отвечать канонам русского языка.


^ Я верю, что наука проста,

потому что она доступна

мне, простому человеку

(Эрнест Резерфорд)

^ 1. АБОНЕНТСКИЕ ЛИНИИ МЕСТНЫХ ТЕЛЕФОННЫХ СЕТЕЙ


Вот и прожили мы больше половины.

Как сказал мне старый раб перед таверной:

"Мы, оглядываясь, видим лишь руины".

Взгляд, конечно, варварский, но верный.

(Иосиф Бродский. Письма к римскому другу)

^ 1.1. Исторические аспекты развития системы абонентского доступа


1.1.1. Основные этапы развития системы абонентского доступа

Не следует воспринимать эпиграф как прелюдию к критике принципов построения существующей системы абонентского доступа. Я разделяю мнение той группы психологов, которая считает критику самым неэффективным способом исправления каких-либо упущений в деятельности людей. Выбор этих строк Иосифа Бродского продиктован стремлением подчеркнуть тот факт, что существующие сети абонентского доступа начинают тормозить дальнейшее развитие всей телекоммуникационной системы. Раздел “Исторические аспекты ...” включен в первую главу монографии для того, чтобы обратить внимание читателя на те основные проблемы, которые возникли как следствие принятых ранее решений. Для этого - немного истории.

Первые сети телефонной связи состояли - с точки зрения линейных сооружений - только из АЛ. Эти АЛ включались в ручные коммутаторы, операторы которых осуществляли соединения между абонентами.

Первые АЛ были созданы на базе воздушных линий связи. В [1] приводятся интересные подробности о строительстве Санкт-Петербургской телефонной сети: “...вся сеть проектировалась на столбах по однопроводной схеме с использованием гальванизированной проволоки диаметром 2,2 мм”. Подобный подход был типичен для конца XIX века и для начала нашего столетия. Провода обычно подвешивались на столбах. Подведение проводов к телефонной станции осуществлялось через специальные стойки. Суммарное число проводов, которые должны были подключаться к коммутаторам, исчислялось десятками и даже сотнями. Высота соответствующих стоек достигала на некоторых телефонных станциях 13 метров [2].

Подземный телефонный кабель был впервые проложен в России в 1885 году при строительстве Нижегородской телефонной сети [2]. Длина десятижильного кабеля составляла около одного километра. Но его прокладка стоила дорого, а при эксплуатации возникли весьма сложные проблемы. В результате дальнейшее развитие абонентских сетей осуществлялось за счет воздушных линий и кабелей, подвешиваемых на столбах. С 1886 года в России в некоторых сетях стали использоваться двухпроводные АЛ и, соответственно, двухпроводные шнуровые коммутаторы.

Необходимость в создании кабельной канализации стала очевидной после стихийного бедствия 21 ноября 1902 года, практически парализовавшего работу телефонной сети в столице Российской Империи [1]. Сильное обледенение привело к тому, что почти четыре тысячи проводов были оборваны и перепутаны. В следующем году из-за обледенения произошло 28367 обрывов (емкость Санкт-Петербургской телефонной сети составляла чуть более пяти тысяч абонентов).

Строительство телефонной канализации в Санкт-Петербурге началось 15 мая 1903 года. Трубопроводы из керамических труб поставлялись Боровическим заводом. К 1 октября 1903 года было проложено 17 км магистральных трубопроводов, что составляло 210 каналокилометров. В 1904 году было проложено еще 18,5 км трубопровода или 214 каналокилометров. В том же году начались работы по прокладке кабеля с диаметром жил 0,7 мм. Эти работы проводились регулярно; к 1915 году общая протяженность телефонной канализации составила 118,3 км. В 1916 году работы были приостановлены. К этому времени в телефонной сети Санкт-Петербурга было проложено:

- 10,5 км кабеля ТГ 1200х2;

- 33,4 км кабеля ТГ 1000х2;

- 87 км кабеля ТГ 800х2;

- 10,9 км кабеля ТГ 600х2;

- 119,1 км кабеля ТГ 400х2.

К 1912 году емкость первой телефонной станции в столице (40 тысяч номеров) была полностью задействована. Ее расширение позволило довести номерную емкость до 58 тысяч номеров. После октября 1917 года расширение телефонной сети практически не проводилось. Ликвидация последствий пожара 1921 года, возникшего в кроссе центральной телефонной станции, затянулась на семь лет.

Московская телефонная сеть, емкость которой к 1916 году составила чуть более 52 тысяч номеров, развивалась по аналогичному сценарию. Для организации двухпроводных АЛ использовались преимущественно кабели связи емкостью 400 пар. Одновременно создавались сети и в других городах России - Одессе, Риге, Харькове, Казани ... На 1 января 1916 года было создано 334 городские телефонные сети (ГТС), из которых 211 (63 процента) принадлежали Правительству и 123 (37 процентов) - концессионерам. В частном пользовании находилась только часть телефонных аппаратов - порядка 17 процентов.

По мере развития телефонных сетей повышалась длина АЛ. Возникла проблема повышения дальности связи. Английский ученый О. Хевисайд в 1893 году сформулировал условия минимума энергетических потерь сигнала, передаваемого по линиям связи. Искомый минимум достигался за счет подбора четырех основных параметров кабельных пар: активного сопротивления жил (R), индуктивности (L), емкости (С) и проводимости изоляции (G). Проще всего - с практической точки зрения - изменять индуктивность.

В 1900 году были разработаны два метода повышения индуктивности кабельных пар - пупинизация [3] и крарупизация [4]. Первый метод, предложенный М. Пупином, основывался на включении в кабельные пары катушек индуктивности. Это позволяло повысить дальность связи в три - пять раз, что соответствовало дальности связи (в зависимости от диаметра жил кабеля) от 10 до 100 км. Второй метод, разработанный К.Э. Крарупом, заключался в том, что кабель обматывался лентой из тонкой проволоки в один, два или три слоя.

Оба метода повышения дальности связи стали применяться с 1902 года. Пупинизация более широко использовалась в местных (городских и сельских) телефонных сетях. Крарупизация оказалась эффективнее для кабелей, прокладываемых под водой. Это объясняется тем, что такой кабель не содержит утолщений, образуемых при включении катушек Пупина. Обратная сторона повышения индуктивности - образование фильтра нижних частот, который создает препятствия для уплотнения кабельных пар. По этой причине пупинизация и крарупизация вскоре перестали широко применяться для повышения дальности связи.

Гражданские сооружения для телефонной сети выполнялись на весьма высоком (для того времени) техническом уровне. Здания, предназначенные для размещения коммутаторов, обычно проектировались квалифицированными архитекторами. В [5] приведена фотография здания, в котором была смонтирована московская телефонная станция, построенная в 1904 году. В той же работе можно найти фотографию красивого здания Санкт-Петербургской телефонной станции.

Несколько слов следует сказать и о коммутационном оборудовании, которое, правда, не является элементом сети доступа, но оказывает заметное влияние на ее реализацию. Первые коммутаторы были похожи на аналогичные устройства, используемые в телеграфной связи. Они назывались коммутаторными досками Гилеланда и представляли собой простейший однопроводный коммутатор. Эти коммутаторы обслуживались телефонистками, которых абоненты называли почти забытым ныне словом “барышня”. В начале девяностых годов прошлого века стали использоваться коммутаторы шкафного типа. Они также обеспечивали однопроводную коммутацию и ориентировались на телефонные аппараты с питанием от местной батареи и индукторным вызовом.

Любопытны и некоторые экономические оценки, хотя сравнивать цены начала и конца XX века очень сложно. На выставке “НОРВЕКОМ-97”, проходившей в Санкт-Петербурге в феврале 1997 года, среди посетителей распространялась газета “ЭКСПО новости”. В статье В. Решетова “Навстречу 115-летию Петербургской телефонной сети” мне показался очень интересным следующий отрывок: “Подключение к сети стоило 250 рублей. Вспомним, что еще существовала копейка, американский доллар стоил от силы рубль, а корову можно было купить за 10 рублей”.

Если кто-либо захочет сейчас быстро установить телефон, он, как правило, должен обратиться к Оператору коммерческой сети. Стоимость подключения в этом случае составляет порядка 500 долларов США, если судить по рекламным материалам, распространявшимся на уже упомянутой выставке “НОРВЕКОМ-97”. Таким образом, абонент заплатит примерно вдвое дороже, но корову - насколько мне известно - за 20 американских долларов не купишь.

Кроме того, абонент может обратиться и к Оператору ТФОП. В апреле 1997 года абонент с местной пропиской в Санкт-Петербурге платил за установку телефона 750 тысяч рублей (около 130 долларов по курсу Центрального Банка России в апреле 1997 года). Если человек не имел прописки в Северной Столице, то он должен был заплатить 1 миллион рублей, то есть в 1,33 раза дороже (влияние прописки на стоимость установки телефона - предмет отдельного исследования, лежащий вне сферы технических вопросов).

Автоматизация ГТС, начало которой было положено введением в эксплуатацию машинной станции 3 августа 1926 года в Ростове-на-Дону [2, 5], не привела к изменению принципов реализации АЛ. Своим чередом шел процесс перехода от воздушных цепей к кабельным линиям. Существенно то, что однопроводные АЛ постепенно заменялись двухпроводными. Тем не менее, по данным на 1 января 1928 года [2] общая протяженность воздушных линий связи в ГТС составляла 14,3 тысячи км против 2,3 тысяч км кабельных линий (или 14 процентов). Это соотношение постепенно менялось за счет увеличения доли кабельных линий связи. К 1945 году удельный вес кабельных линий в ГТС (правда, по протяженности жил, а не по общей длине) составил уже 94 процента [2]. Естественно, что число повреждений на воздушных линиях было очень велико.

В послевоенные годы, практически во всех городах, кабельную канализацию стали строить с использованием асбоцементных труб и сборных смотровых устройств. В больших городах нашли применение коллекторы, в которых размещались все сооружения коммунального хозяйства (кабели связи и энергосистемы, трубопроводы различного назначения и т.п.). Свинец, использовавшийся ранее в качестве оболочки кабеля, постепенно заменяется синтетическими материалами. На длинных АЛ стали использоваться усилители мостового типа. Для удовлетворения заявок новых абонентов применяется спаренное подключение двух телефонных аппаратов (ТА) к одной АЛ. Например, на 1 января 1962 года подобным образом в Москве было подключено 52515 ТА, а к 1 января 1965 года - уже 250981 ТА [2]. Иными словами, за три года спаренное включение в Московской ГТС стало применяться почти в пять раз чаще. Безусловно, спаренное включение ТА несколько снизило затраты на развитие ГТС, но оно имело и ряд отрицательных последствий, часть которых наиболее ярко проявляется только в настоящее время.

Заметное изменение в принципах построения сети доступа произошло при внедрении первой подстанции (концентратора) ПС-МКС-100 в 1957 году. Позднее была создана подстанция емкостью до 1000 номеров - ПСК-1000. Использование подстанций приводит к сокращению средней длины АЛ. Это, в свою очередь, улучшает качество передачи информации, повышает эффективность использования АЛ и обеспечивает ряд преимуществ, существенных с точки зрения эволюции ТФОП.

Все изложенное выше относится, в большей степени, к городским, а не сельским телефонным сетям (СТС). Сельская связь развивалась по весьма специфическим сценариям. Такое положение было обусловлено двумя основными факторами:

- технические средства, используемые для построения сетей электросвязи, еще не обеспечивали возможность создания унифицированных коммутационных станций, систем передачи и линейно-кабельных сооружений для всех уровней иерархии ТФОП;

- система сельской связи была ориентирована на обеспечение потребностей сельскохозяйственного производства (органов управления колхозов и совхозов) при незначительной телефонизации квартир и домов проживания населения.

Построение абонентских сетей в сельской местности велось с широким использованием воздушных линий связи. Это не обеспечивало хорошего качества передачи речи и приемлемой надежности связи. По данным за 1950 год на 100 км воздушных линий было зафиксировано 1,6 повреждений со средним временем простоя 6 часов [2]. Эта статистика относится ко всем линейным сооружениям, включая участок абонентского доступа.

Последние два десятилетия внесли свой вклад в развитие абонентских сетей. Самым существенным - с точки зрения вопросов, рассматриваемых в монографии, - можно назвать: использование систем передачи, применение концентраторов при установке цифровых коммутационных станций и организацию доступа (для некоторых групп абонентов) по эфиру.

Одной из первых систем передачи, разработанных для уплотнения АЛ, стала абонентская высокочастотная установка (АВУ). Она предназначалась для организации одного дополнительного канала за счет уплотнения АЛ. АВУ состоит из двух комплектов. Комплект, располагаемый на автоматической телефонной станции (АТС), питается от станционной батареи. Комплект, устанавливаемый у абонента, питается от сети переменного тока 220/127 В или (для помещений с повышенной электробезопасностью) 36 В [6]. Оборудование АВУ использует несущие частоты 28 кГц (от абонента к станции) и 64 кГц (от станции к абоненту). Аппаратура АВУ представляет собой одноканальную систему уплотнения. Это, по определению, приводит к низким технико-экономическим показателям ее применения. С другой стороны, оборудование типа АВУ весьма эффективно при необходимости быстро организовать одну дополнительную АЛ.

Следующее поколение абонентских систем передачи отличалось двумя важными показателями: использование цифровых методов передачи сигналов и многоканальность. Характерный пример - цифровая система передачи с временным разделением каналов и дельта-модуляцией Д-АВУ [6]. Эта аппаратура позволяет организовать 10 АЛ по двум парам абонентского кабеля. Оборудование Д-АВУ рассчитано на подключение специализированных ТА, имеющих четырехпроводное окончание. Питание ТА осуществляется дистанционно, то есть работоспособность Д-АВУ не зависит от состояния сети переменного тока. Область использования Д-АВУ существенно ограничивается двумя факторами:

- длина линии между ТА и комплектом, размещаемым на стороне подключаемых к системе абонентов, не должна превышать 200 м;

- кабель, уплотняемый системой передачи Д-АВУ, должен быть однородным.

При размещении абонентского комплекта Д-АВУ в пределах одного подъезда или даже в одном доме, ограничение длины линии величиной 200 м не представляется очень существенным. Иная ситуация складывается с требованиями к однородности кабеля.

Дальнейшее применение систем передачи в абонентской сети осуществлялось в двух направлениях:

- использование стандартных цифровых систем передачи (ЦСП), разработанных для уплотнения пучков соединительных линий (СЛ) между коммутационными станциями;

- создание новых систем передачи, ориентированных, в основном, на абонентскую сеть.

Стан