Назначение каждой СТС состоит в том, чтобы обеспечить обслуживание абонентов, которые располагаются в границах одного сельского административного района. На начальном этапе развития СТС одной из главных задач считалась организация внутрипроизводственной телефонной связи, что предопределило применение коммутационных станций малой емкости. Примерно 88% емкости российской ТФОП установлено в городах. По количеству эксплуатируемых АТС статистика иная. Свыше 60% всех коммутационных станций установлено в сельской местности.
Еще одна важная особенность СТС заключается в том, что ее ресурсы (в основном, речь идет о транспортной сети) активно использовались для телеграфной связи, подачи программ звукового вещания и обмена данными. Типичная структура СТС приведена на рисунке 3.9. Она иллюстрирует два используемых в СТС способа связи между ОС и ЦС: радиальный и радиально узловой. ОС902 и ОС903 соединены с ЦС непосредственно. Этот способ связи называется радиальным. ОС911 и ОС912 включены в УС, что соответствует радиально узловой схеме.
Рис. 3.9. Структура типичной сельской телефонной сети
Штрихпунктирной линией на рисунке 3.9 показан прямой пучок СЛ между двумя ОС. Такая возможность предусмотрена принципами построения системы сельской связи, но на практике используется очень редко.
В ряде руководящих документов встречался термин "комбинированная сеть". Он использовался для того, чтобы отметить возможность создания в районном центре ГТС. Тогда на территории сельского административного района формально сосуществуют и СТС, и ГТС. В официальных документах, опубликованных в последние годы, термин "комбинированная сеть" не используется.
Сети дальней связи
Термин "зоновая телефонная сеть" появился как следствие разработки системы и плана нумерации ТФОП. Термин "зоновая сеть" не встречается в зарубежной технической литературе. Тем не менее, его использование в руководящих документах Администрации связи России можно считать логичным. На рисунке 3.10 изображены основные компоненты зоновой телефонной сети, подтверждающие целесообразность выделения одноименного уровня иерархии в ТФОП. Важнейшим компонентом зоновой телефонной сети считается ГТС, расположенная в центре крупного административного района. Для России таким районом является субъект Федерации. Пучками ЗСЛ и СЛМ эта сеть связана с ГТС всех крупных городов, которые – административно – обычно подчиняются центру субъекта Федерации. На рисунке 3.10 предполагается, что в составе субъекта Федерации создано 
таких ГТС. С центром субъекта Федерации связаны также 
сельских сетей. В их состав входят и ГТС районных центров. При большом взаимном тяготении между ГТС крупных городов и ЦС некоторых сетей сельской связи могут создаваться прямые пучки ЗСЛ/СЛМ. На рисунке 3.10 такой пучок ЗСЛ/СЛМ показан для 
ГТС и первой СТС.
Рис. 3.10. Основные компоненты зоновой телефонной сети
На рисунке 3.11 показаны основные виды соединений, устанавливаемые в сети внутризоновой телефонной связи. Эти соединения можно проиллюстрировать для трех терминалов, включенных в РАТС, ЦС и одну из ОС.
Рис. 3.11. Виды соединений при внутризоновой телефонной связи
При установлении соединения между ТА1 и ТА2 тракт обмена информацией будет установлен через РАТС, АМТС (либо ЗТУ) и ЦС. В данном случае в ГТС райцентра подразумевается установка ЦС. Если в СТС используется УСП, то ТА2 включается в одну из РАТС, входящих в состав ГТС районного центра. При установлении соединения между ТА1 и ТА3 разговорный тракт проходит через пять коммутационных станций: РАТС, АМТС (либо ЗТУ), ЦС (либо УСП), УС и ОС. Соединение между ТА2 и ТА3 осуществляется в пределах СТС.
В течение XX века междугородная и международная телефонная связь в России предоставлялась одним Оператором. В начале XXI века началась демонополизация рынка междугородной и международной телефонной связи. Связь абонентов, включенных в разные ГТС (" 
" и " 
" на рисунке 3.12), может осуществляться через несколько сетей междугородной связи, которые эксплуатируются разными Операторами. Для рассматриваемой модели изображено 
сетей междугородной связи.
Рис. 3.12. Современные принципы организации междугородной телефонной связи
Целесообразно выделить два важных аспекта междугородной телефонной связи. Во-первых, Россия расположена в десяти часовых поясах. Поэтому для некоторых субъектов Федерации комфортный период времени для телефонных разговоров существенно меньше, чем аналогичная величина в местных сетях. Во-вторых, соотношение капитальных затрат на коммутационные станции и соединяющие их каналы (вместе с системами передачи), как правило, существенно различается для сетей междугородной и местной связи. В частности, при построении ГТС основная доля инвестиций Оператора направляется на приобретение и установку коммутационного оборудования. При построении междугородной телефонной сети (особенно между городами, существенно удаленными друг от друга) основная доля затрат Оператора приходится на каналы между коммутационными станциями. Поэтому оптимизационные задачи, решаемые при построении междугородной и местных сетей, имеют определенные различия.
Каждая из сетей междугородной телефонной связи строится различными способами. Тем не менее, все Операторы руководствуются идентичными соображениями. Поэтому структуры этих сетей будут похожи. Этот вывод позволяет остановиться на анализе структуры междугородной телефонной связи, созданной до демонополизации рынка дальней связи. Ее модель приведена на рисунке 3.13. Она иллюстрирует возможные пути для установления соединения между абонентами, находящимися в городах " " и " ". Для рассматриваемого фрагмента ТФОП показан участок между двумя АМТС. Кроме двух АМТС показаны также узлы автоматической коммутации (УАК), выполняющие функции транзитных станций. Обязательные направления связи выделены сплошными линиями. Пунктирные и штрихпунктирные линии соответствуют тем направлениям связи, которые создаются при соответствующем технико-экономическом обосновании.
Рис. 3.13. Структура эксплуатируемой междугородной телефонной связи
Все УАК соединяются между собой по принципу "каждый с каждым". Любая АМТС должна быть связана, как минимум, с двумя УАК. При значительном трафике между АМТС может организовываться прямой пучок междугородных каналов. Обычно емкость таких пучков рассчитывается при высокой вероятности потерь. Тогда прямые пучки используются весьма продуктивно, а избыточная нагрузка обслуживается за счет обходных путей. Среди возможных маршрутов выделяют путь последнего выбора (ППВ). Он выбирается в том случае, когда соединение не может быть установлено по иному, более "короткому", пути. Обычно ППВ проходит через два УАК.
Модель, показанная на рисунке 3.13, позволяет выделить возможные варианты установления соединения между абонентами, включенными в ГТС городов " " и " ". Между двумя АМТС могут быть установлены такие виды соединений:
· АМТС1 – АМТС2 (если существует прямой пучок каналов);
· АМТС1 – УАК4 – АМТС2 (если существует обходной пучок каналов);
· АМТС1 – УАК3 – АМТС2 (если существует обходной пучок каналов);
· АМТС1 – УАК4 – УАК3 – АМТС2.
Последним маршрутом следует считать ППВ. Это означает, что транзитные соединения через три УАК (например, АМТС1 – УАК4 – УАК1 – УАК3 – АМТС2) не предусматриваются. В настоящее время практически все АМТС и УАК в российской ТФОП построены на базе современного цифрового коммутационного оборудования. Цифровизация трактов между коммутационными станциями и узлами междугородной телефонной сети осуществляется медленнее.
Трафик дальней связи постоянно растет, что стимулирует организацию множества прямых пучков междугородных каналов. Иерархические принципы, использованные при формировании структуры междугородной сети, могут оказаться малоэффективными. В частности, некоторые Операторы дальней связи, работающие в странах с небольшой территорией, стали использовать неиерархические сети. В них используются АМТС двух видов: оконечные и оконечно-транзитные.
Фрагмент такой сети, состоящей из пяти оконечно-транзитных и одной оконечной АМТС, показан на рисунке 3.14. Изменение структуры междугородной телефонной сети в России будет определяться множеством различных факторов. Из этих факторов следует выделить технико-экономическую целесообразность создания прямых пучков каналов междугородной связи и влияние технической политики Операторов межрегиональных компаний (МРК), создающих и эксплуатирующих фрагменты ТФОП в границах, которые, в основном, определяют территории Федеральных округов.
Рис. 3.14. Структура перспективной междугородной телефонной связи
Целесообразность создания прямого пучка каналов между каждой парой АМТС определяется в результате анализа количества телефонных разговоров и их длительности в течение определенного времени. Как правило, чем больше субъекты Федерации удалены друг от друга, тем меньше целесообразность организации прямого пучка каналов между соответствующими АМТС.
Общие принципы организации международной телефонной связи показаны на рисунке 3.15. Рассматриваемая модель содержит три МЦК. Эти центры размещаются в трех разных странах. Связь между МЦК, расположенными в странах 
и 
, может осуществляться по прямому пучку международных каналов или через транзитный центр, который находится в стране 
.
Рис. 3.15. Связь международных центров коммутации
Прямой пучок каналов создается при значительном числе соединений, которые устанавливаются между терминалами абонентов двух стран. Если результаты технико-экономического анализа не подтверждают целесообразность организации пучка каналов, который напрямую связывает МЦК двух стран, то используется возможность создания транзитных связей. Эти связи могут устанавливаться и в тех случаях, когда прямой пучок международных каналов недоступен. Рекомендация МСЭ E.171 ограничивает количество транзитных международных каналов между МЦК двух стран. Их должно быть не более четырех. Это означает, что в соединении не должно участвовать более трех транзитных МЦК.
Структуры телефонных сетей всех уровней иерархии постепенно меняются, что обусловлено рядом причин. В первую очередь, следует выделить причины внутреннего характера, связанные с развитием ТФОП. Важнейшей из соответствующих причин можно считать цифровизацию телефонной сети.
Внешние причины изменения структуры ТФОП обусловлены переходом к сети следующего поколения, известной по аббревиатуре NGN – Next Generation Network. Их анализ содержится в лекции, посвященной сети следующего поколения.
Дополнительная литература к лекции 3
- S.R. Ali. Digital Switching Systems: System Reliability and Analysis. – McGraw-Hill, Inc, 1998.
- John C. Bellamy. Digital Telephony.
- Jim Van Meggelen. The Future of Telephony.
- Harte Lawrence, Ofrane Avi.Telecom Systems, PSTN, PBX, Datacom, IP Telephony, IPTV, Wireless and Billing.
[1] Основы телефонии изложены в Приложении I