УНИВЕРСАЛЬНАЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННАЯ СЕТЬ
UNIVERSAL TELECOMMUNICATION NETWORK

Изобретение относится к средствам связи, в частности к телекоммуникационным системам. Может быть использовано при создании городской универсальной телекоммуникационной сети для предоставления абонентам услуг кабельного телевидения, услуг связи по передаче данных, услуг передачи голосовой информации в сети передачи данных, доступа к телематическим службам, услуг по предоставлению каналов связи.
Известно техническое решение по свидетельству на полезную модель №19238, Н04В 7/00, 2001, где объединенные сети телевидения являются системой связи и вещания, включающей комплекс наземных станций различных сетей связи и систему управления. Сеть представляет собой многоуровневую иерархическую систему распределения информационных и управляющих потоков. Недостатком является малый спектр оказываемых услуг, невысокая выходная мощность системы.
Известна международная телекоммуникационная система и способ организации связи между ее пользователями (патент РФ на изобретение №2188515, H04L 12/28, 2002). Система содержит локальные, региональные, магистральные и промежуточные телекоммуникационные сети. Магистральные сети представляют собой клеточные линии связи, каждая из которых состоит из соединенных в кольцо территориальных и магистральных центров коммутации. Магистральные центры коммутации совмещены с попарно соединенными узлами коммутации локальных и региональных сетей и расположены на пересечении рядов и столбцов клеточной сети. Центры коммутации промежуточных телекоммуникационных сетей так же попарно соединены с территориальными центрами коммутации, либо с центрами региональной, либо магистральной сети связи. Сложная архитектура телекоммуникационной сети при охвате обширной территории, выполнение магистральной сети связи клеточной, попарное соединение узлов коммутации различных сетей приводят к вероятности вывода из строя одновременно нескольких уровней системы при локальном повреждении одного участка.
В качестве ближайшего аналога выбрано техническое решение по свидетельству на полезную модель №4846, G06F 15/16, 1997. Информационная телекоммуникационная система сетей содержит локальные, региональные и магистральные телекоммуникационные сети. Локальная сеть состоит из соединенных в кольцо цифровых приемо-передатчиков пользователей, региональная - из соединенных в кольцо территориальных центров коммутации, магистральная сеть выполнена в виде клеточной сети связи. Территориальный центр коммутации предыдущей региональной сети объединен с центром коммутации каждой последующей региональной сети, другой центр коммутации каждой региональной сети соединен с соответствующим центром коммутации магистральной сети. Каналы связи выполнены в виде волоконно-оптических кабелей. Недостатком является узкий спектр предоставляемых информационных услуг без возможности одновременного предоставления услуг кабельного телевидения и прочих услуг связи. Сложная топология общей сети, клеточное построение магистральной сети не обеспечивают достаточную надежность для обеспечения бесперебойной работы телекоммуникационной сети.
Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности работы универсальной телекоммуникационной сети при круглосуточной бесперебойной работе.
Технический результат достигается за счет того, что в универсальной телекоммуникационной сети, содержащей средства передачи и приема данных, соединенные кольцевой и линейными линиями связи, выполненной в виде многоуровневой иерархической системы, согласно изобретению, сеть разделена на подсети, состоящие из сети кабельного телевидения (TV) и сети передачи данных, с общими линиями связи. Центральная головная станция блочно-модульного исполнения со спутниковыми и эфирными антеннами, содержащая узел передачи данных и телематических служб и оптический узел кабельного телевидения, соединена по кольцевой схеме с сетью местных головных станций волоконно-оптической линией связи, имеющей прямое и резервное направление. Каждая местная головная станция, содержащая оптический кросс с волоконно-оптическим усилителем и оптическим делителем с, по крайней мере, двумя входами, соединена по схеме «дерево» с домовой распределительной сетью волоконно-оптической (ВО) линией связи через домовые оптические узлы. Каждый домовой оптический узел содержит преобразователь оптического сигнала в электрический, размещен в домовом шкафу, соединен электрической линией связи по схеме «звезда» с этажными распределительными шкафами домовой распределительной сети. Кроссовое оборудование этажных шкафов соединено электрической линией связи по схеме «звезда» с потребителями. Узел передачи данных и телематических служб связан с основным и дублирующим сервером.
Технический результат обеспечивается тем, что телекоммуникационная сеть разделена на подсети - на сеть кабельного телевидения и сеть передачи данных. Центральная головная станция снабжена спутниковыми и эфирными антеннами, содержит оптический узел кабельного телевидения и узел передачи данных, сигналы от которых передаются на местные головные станции, оптические узлы, домовые и этажные шкафы. Каждый из этих узлов сети содержит устройства для передачи сигналов кабельного телевидения и передачи данных. Использование общих линий связи и применение волоконно-оптических линий связи позволяет одновременно оказывать услуги по предоставлению услуг кабельного телевидения и услуг по передаче данных широкому кругу потребителей, что расширяет функциональные возможности телекоммуникационной системы. Выполнение центральной головной станции блочно-модульной конструкции позволяет быстро заменять неисправные элементы и блоки питания при устранении отказов в период эксплуатации, что повышает надежность работы телекоммуникационной сети. Повышение надежности сети так же обеспечивается кольцевой схемой соединения центральной головной станции с сетью местных головных станции и тем, что волоконно-оптическая линия связи на данном участке имеет прямое и резервное направление. При обрыве линии в прямом направлении на центральной головной станции переключают соединение на выходе оптического узла, в частности на выходе оптического усилителя, с прямого направления на резервное. Соединение на выходе узла передачи данных и телематических служб переключается автоматически. Каждая местная головная станция соединена с домовой распределительной сетью волоконно-оптической линией связи по схеме «дерево» через домовые оптические узлы и снабжена оптическим делителем с двумя входами для возможности резервирования по направлению (прямое-резервное) на данном участке. Соединение каждого домового оптического узла с этажными распределительными шкафами и соединение каждого этажного распределительного шкафа с потребителями выполнено по схеме «звезда». На данных участках эта схема оптимальна, т.к. используется для электрической линии связи. Локальная неисправность на одном отводе такой линии не приведет к выходу из строя всей распределительной домовой сети. Электрическая линия связи более ремонтопригодна на небольших расстояниях по сравнению с волоконно-оптической и позволяет устранить неисправность на одном ответвлении «звезды», не выводя из строя всю распределительную домовую сеть. Кроме того, наличие основного и дублирующего серверов для связи с узлом передачи данных и телематических служб так же повышает надежность работы сети передачи данных.
На чертеже представлена схема универсальной телекоммуникационной сети.
Универсальная телекоммуникационная сеть содержит центральную головную станцию 1 с эфирной антенной 2, спутниковой антенной 3, оптическим узлом кабельного телевидения 4, узлом передачи данных и телематических служб 5. Центральная головная станция 1 связана по кольцевой схеме волоконно-оптическими линиями связи 6 через разветвительные муфты 7 с местными головными станциями 8. Местная головная станция 8 содержит оптический кросс 9 с волоконно-оптическим усилителем 10 и оптическим делителем 11 и миникампусный узел 12 с коммутатором локальной сети 13 и медиаконвертером 14. Местные головные станции 8 связаны волоконно-оптическими линиям связи 6 с домовыми оптическими узлами 15. Домовой оптический узел 15 содержит медиаконрвертер 16 и оптический приемник 17 и связан по схеме «звезда» электрической линией связи 18 с этажными распределительными шкафами 19. Кроссовое оборудование этажных распределительных шкафов 19 связано электрической линией связи 18 с потребителями услуг сети 20. Узел передачи данных и телематических служб 5 связан с провайдером 21. Волоконно-оптическая линия связи 6 состоит из кабеля, жилы 22 которого служат для передачи телевизионного сигнала, жилы 23 служат для сети передачи данных.
Универсальная телекоммуникационная сеть работает следующим образом.
Спутниковые сигналы и эфирные сигналы от передающей станции через спутниковую 3 и эфирную антенну 2 поступают на оборудование центральной головной станции 1, в частности на оптический узел кабельного телевидения 4 и узел передачи данных и телематических служб 5, переводятся в диапазон рабочих частот, усиливаются до необходимого значения выходного сигнала и через разветвительные муфты 7, по волоконно-оптическим линиям связи 6 передаются на местные головные станции 8 по кольцевой схеме. Данная схема позволяет использовать принцип кольцевого резервирования. При обрыве линии в прямом направлении переключают соединение на выходе оптического узла кабельного телевидения 4 центральной головной станции 1 на резервное направление. Соединение на выходе узла передачи данных и телематических служб 5 переключается автоматически. Сигнал по жилам кабеля резервного направления проходит данный кольцевой участок сети с другого конца. Для распределения телевизионного сигнала, подаваемого с центральной головной станции 1, в местной головной станции 8 устанавливают оптический делитель 11 с двумя входами. Это дает возможность резервирования по направлению, т.е. переключать в ручном режиме на прямое или резервное направление. Местные головные станции 8 являются основными узлами коммутации сети, от них сигналы по волконно-оптической линии связи 6 по распределительной сети по схеме «звезда» поступают на домовые оптические узлы 15. В данной распределительной сети используют диэлектрический волоконно-оптический кабель, одну жилу которого используют для передачи аналогового телевизионного сигнала, вторую - для сети передачи данных, остальные жилы предназначены для резервирования либо для предоставления различных сервисов в дальнейшем. В медиаконвертере 16 домового оптического узла 15 происходит преобразование оптического сигнала в электрический. Далее сигнал по электрической линии связи 18, организованной по схеме «звезда», проложенной в трубосточной канализации, поступает в этажные распределительные шкафы 19, откуда по электрической линии связи 18 попадает на приемные или приемопередающие устройства потребителей 20.
Подключение узла передачи данных и телематических служб 5 к услугам передачи данных и телематическим службам сети связи общего пользования осуществляют посредством медиаконвертеров и коммутатора. Работу телематических служб обеспечивают основным и дублирующим серверами. Стандартными средствами операционной системы организовывается работа сервиса доменных имен, сервиса WEB-служб и сервиса электронной почты. Дублирующий сервер обеспечивает бесперебойную работу сервисов доменных имен, электронной почты и авторизации пользователей в случае выхода из строя основных серверов до их восстановления или замены.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности универсальной телекоммуникационной сети и повысить надежность ее работы при бесперебойной круглосуточной эксплуатации.