ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДЛЯ ДВУХ СВОБОДНЫХ КАБЕЛЬНЫХ ПАР, НЕ ВЫЗЫВАЮЩАЯ НАВОДОК В АНАЛОГОВОЙ СИСТЕМЕ СВЯЗИ С ЧАСТОТНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ

1. Название полезной модели
Цифровая система передачи для двух свободных кабельных пар, не вызывающая наводок в аналоговой системе связи с частотным уплотнением.
Далее заявляемая полезная модель кратко именуется - «МЕГАТРАНС. Область техники: Электросвязь. Системы передачи данных. Индекс рубрики МПК: H04J.
2. Уровень техники
Системы высокоскоростной цифровой передачи данных по медно-кабельной линии с применением амплитудно-фазовой модуляции без передачи несущей (Carrierless Amplitude and Phase Modulation, сокращенно CAP), выполненные в соответствии с технологией цифровой абонентской линии (Digital Subscriber Loop, сокращенно DSL), отвечающей стандартам международного союза электросвязи, сектор стандартизации электросвязи (International Telecommunication Union Telecommunications Standartization Sector, сокращенно ITU-T) документами за номерами G.703 иО.704.
Наиболее близкий аналог - оборудование HDSL (High-bit-rate DSL), разработки фирмы Paradyne Corporation, основанной на технологии САР со скоростью передачи данных до 2 мбит/с (например, изделие Hotwire 798X TDM HDSL Endpoints .См. Интернет-сайт: http://www.paradyne.com/. а применение технологии САР в HDSL системах описано в статье Garrick Case, Kevin Mullaney. Performance Technologies to use Paradyne HDSL system. AT&T News Release, JUNE 10,1992)
3. Сущность полезной модели
Цель полезной модели
Цель полезной модели МЕГАТРАНС состоит в увеличении дальности и помехозащищенности цифровых систем передачи до уровня, которого требует решение проблемы цифровизации магистральных, зоновых и местных меднокабельных линий связи, уплотненных аналоговой аппаратурой с частотным разделением каналов.
Задача и характеристики полезной модели
Полезная модель «МЕГАТРАНС - это специально подобранная оригинальная комбинация технических решений, позволяющая реализовать сформулированную выше цель решением следующей задачи:
обеспечение передачи цифрового потока данных El (ITU-T G.703 / G.704) по свободным медно-кабельным линиям аналоговой системы частотного разделения каналов, оснащенной аппаратурой типа К-60, с возможностью продолжения работы аналоговых частотных каналов и реализации до 180-и новых аналоговых каналов тональной частоты или цифровых каналов с пропускной способностью  кбит/с, ,2, ...32.
модели МЕГАТРАНС на большинстве кабельных линий, оборудованных системами типа К-60);
обеспечение работоспособности в системе с регенераторами с установкой параллельно усилителям аналоговой системы до 12 дистанционно питаемых линейных регенераторов в герметичных корпусах, пригодных к монтажу в контейнерах необслуживаемых усилительных пунктов (НУП) с возможностью управления цифровой системой и замены системы передачи сигналов телемеханики и служебной связи, действовавшей в аналоговой системе, на систему телемеханики и служебной связи, действующую в цифровой системе;
при монтаже системы МЕГАТРАНС свободные пары действующей аналоговой системы связи, оснащенной оборудованием типа К-60, должны использоваться для цифровой передачи потока Е1 без отключения и без проведения каких-либо кабельных работ с использованием только существующих сооружений НУП и ОУП (обслуживаемый усилительный пункт) с полной реализацией функции служебной связи и телемеханики.
Оригинальная комбинация технологий, заложенная в полезной модели
Линейное кодирование
Существует много видов систем цифровой передачи данных типа DSL (см., например, книгу О.М. Денисьева, Д.Г. Мирошников. Средства связи для «последней мили. Издание третье. М., Эко-трендз - НТЦ НАТЕКС, 2000. 137 с). Рассмотрим наиболее подходящие для решения поставленной задачи - HDSL (высокоскоростная DSL), MDSL (Multi Rate DSL - многоскоростная DSL), IDSL (DSL с применением цифровой сети интегрального обслуживания IDSN) .
Система IDSL - низкоскоростная (128 кбит/с), поэтому для организации первичного потока 2 Мбит/с потребуется слишком много кабельных пар.
HDSL обеспечивает дуплексную передачу потока 2 Мбит/с по двум парам, Первая техническая проблема заключается в том, что длина регенерационного участка аналоговых систем (до 22 км, кабель с жилой 1,2 мм) на самом деле превышает возможности технологий HDSL. Для систем HDSL при скорости 2 мбит/с, использующих кодирование 2В1Q, максимум, что можно получить - 13... 14 км. Для оборудования HDSL, использующего более совершенную модуляцию САР, обычное значение дальности передачи данных при скорости передачи 2 мбит/с - 15... 17 км.
MDSL с САР-модуляцией передает поток переменной скорости (от 128 до 2048 кбит/с) по одной паре на расстояние 13-14 км при скорости 2 мбит/с.
В системе «МЕГАТРАНС предлагается использовать многоскоростную асимметричную технологию DSL с САР-модуляцией с применением схемы аналоговой обработки и коррекции сигнала, с возможностью подстройки глубины асимметрии (например, АОКС разработки и производства ЗАО «НТЦ НАТЕКС) с использованием двух пар, когда по двум парам передается информация в прямом и обратном направлении с различными скоростями, что позволяет поток Е1 (2048 кбит/с) передавать на 22 км, что достаточно для решения задач цифровизации магистральных линий, так как подавляющее большинство существующих усилительных участков К-60 короче 22 км.
Схема линейного согласования
наводок зависит от длины участков регенерации, типа кабеля и подбора пар. Полностью избежать наводок с использованием стандартных xDSL-решений не удается; особенно с учетом того, что параметры линии с диаметром жилы 1,2 мм, характерные для аналоговых систем связи типа К-60, существенно отличаются от параметров линии 0,4мм, на которые обычно рассчитаны конструктивные европейские решения по реализации DSL технологий.
В системе «МЕГАТРАНС предлагается оптимизированное под поставленную задачу решение этой проблемы, заключающееся во включении в систему специальной схемы согласования с линией (разработки и производства ЗАО НТЦ НАТЕКС) с возможностью дорегулировки параметров согласования и нагрузки, что позволяет практически ликвидировать взаимовлияние системы цифровизации и аналоговой аппаратуры.
Регенераторы и дистанционное питание
Аналоговые системы типа К-60 обеспечивают увеличение дальности установкой усилителей через 15-22 км с дистанционным питанием, расположенных в необслуживаемых пунктах по трассе. Стандартные системы xDSL такой возможности не имеют.
В системе «МЕГАТРАНС предлагается использовать параллельно с оборудованием аналоговых систем в тех же контейнерах НУП регенераторы (например, разработки и производства ЗАО «НТЦ НАТЕКС) и источники дистанционного питания этих регенераторов (например, разработки и производства ЗАО «НТЦ НАТЕКС) для обеспечения электропитания регенераторов по сигнальным парам в варианте до 6 регенераторов с каждой стороны.
Управление и передача сигналов телемеханики и служебной связи
Магистральная трасса может иметь сотни километров в длину. При этом оператор должен иметь возможность увидеть с оконечной точки, где произошло какоелибо повреждение кабельного сегмента или сооружения НУП (затопление и т. д.). Ремонтная бригада должна иметь служебную голосовую связь из помещения НУП с оператором. Все эти функции, естественно, отсутствуют в обычных модемах xDSL.
В системе «МЕГАТРАНС предлагается использовать для решения проблемы управления и передачи сигналов систем телемеханики и служебной связи персональный компьютер (например, со специальным программным обеспечением разработки ЗАО «НТЦ НАТЕКС) или видеотерминал (например,УТ-100).
Итак, заявленная система «МЕГАТРАНС выполнена на основе технологии DSL с САР-модуляцией с асимметричной многоскоростной передачей по двум свободным парам с применением схемы аналоговой обработки и коррекции сигнала со схемой согласования с линией с использованием регенераторов и дистанционного питания регенераторов по сигнальной паре и с применением системы управления и передачи сигналов телемеханики и служебной связи на базе персонального компьютера или видеотерминала, что полностью решает поставленную выше перед полезной моделью задачу.
4. Перечень фигур
5. Сведения, подтверждающие возможность осуществления
Полезная модель «МЕГАТРАНС применяется для реализации цифровой системы передачи для кабельных линий большой протяженности на базе оборудования серии «MEGATRANS (в рамках универсальной платформы FlexGain, разработки и производства ЗАО «НТЦ НАТЕКС) с использованием свободных пар систем аналоговой связи на базе аппаратуры типа К-60. Это оборудование в исполнении MEGATRANS-2 L применяется для организации линейных трактов с большим количеством дистанционно питаемых регенераторов - от 2 до 6 с каждой из сторон. Достигается длина линии до 240 км без промежуточных точек подвода электропитания (кабель с диаметром жилы 1,2 мм). Оконечное оборудование линейного тракта поставляется в кассетном исполнении (модульная кассета 19, блок дистанционного питания регенераторов , плата высоковольтного интерфейса LIU, блок линейного окончания LTU или блок сетевого окончания NTU). Регенератор поставляется в пластмассовом влагозащищенном или в металлическом герметичном корпусе.
Аппаратура цифровизации «MEGATRANS основана на современной элементной базе и высокопроизводительных микропроцессорных устройствах. Каждый сегмент линейного тракта постоянно диагностируется встроенными средствами системы «MEGATRANS в полном соответствии с рекомендацией ITU G.826.
Данные мониторинга работы каждого сегмента системы, а также возможности дистанционного конфигурирования доступны оператору с любой из оконечных точек. Таким образом, существенно упрощается поиск повреждений на кабельной трассе. Возможно подключение переносного терминала управления к любому из линейных регенераторов. Управление системой осуществляется с помощью терминала VT-100 либо персонального компьютера.
Линейные тракты системы «MEGATRANS строятся, как правило, по двухкабельной схеме, в каждом из кабелей задействуется одна пара (Фигура 1). В кабеле приема и кабеле передачи свободные от использования аппаратурой К-60 жилы применяются для передачи цифрового потока Е1 от автоматической телефонной станции (АТС) или мультиплексора MUX. Регенератор системы «MEGATRANS монтируется в существующих сооружениях (цистернах) НУП или ОУП во влагозащищенном или герметичном корпусе (под давлением). Благодаря большой длине регенерационного участка в подавляющем большинстве применений не требуется установка дополнительных регенераторов по трассе: используются существующие контейнеры НУП аналоговых систем передачи. В редких случаях при плохом состоянии линейно-кабельных сооружений для перекрытия особенно длинных участков можно использовать снижение линейной скорости, задействовать дополнительные пары или устанавливать дополнительный регенератор.
В регенераторах «MEGATRANS имеется возможность подключения переговорного устройства и установки модулей телемеханики для подсоединения датчиков затопления, вскрытия и т.д. В оконечных точках либо в оконечных и промежуточных точках может устанавливаться мультиплексорное оборудование либо оборудование передачи данных. Мультиплексорное оборудование обеспечивает преобразование агрегатного потока Е1 в аналоговые 2...4-проводные каналы (тональной частоты) либо в аналоговые каналы с сигнализацией по шлейфу . Возможен вывод каналов передачи данных со скоростью  Кбит/с (,3,.. .32) с интерфейсами V.24, V.35, V.36, Х.21, в том числе с протоколами Frame Relay и IP.
полезной модели
При необходимости преобразования потока Е1, имеющегося на выходе оборудования линейного тракта, в два потока Е1 либо в 60 аналоговых каналов (тональной частоты) может применяться транскодер ИКМ/АДИКМ (ИКМ- импульснокодовая модуляция, АДИКМ - адаптивная дифференциальная ИКМ). Транскодирование осуществляется в соответствии с рекомендацией ITU G.726. Обеспечивается существенное улучшение качества передачи речевого сигнала по сравнению с аналоговыми системами.
По каждому из каналов возможна передача модемных и факсимильных сообщений со скоростью до 9600 бит/с. Возможно выделение одного или нескольких не компрессированных каналов (ИКМ 64 Кбит/с) для работы модемов со скоростью до 33600 Кбит/с.
Для целей передачи данных, а также для существенного увеличения пропускной способности линейного тракта рекомендуется применение оборудования передачи данных, использующего асинхронный метод передачи (ATM).
На систему «MEGATRANS выдан сертификат Минсвязи России (№ ОС/1-СП599) для применения на всех участках сетей связи России. В сертификате, в частности, отмечено, что «принятая у производителя система качества обеспечивает стабильность характеристик сертифицированного оборудования и соответствует ГОСТ Р ИСО 900196.