Принципы построения первичных сетей и оптические кабельные линии связи

5

25

75

95

100

Москва
Горячая линия - Телеком
2013

УДК 621.315  
ББК 32.889  
    П60 

Р е ц е н з е н т ы :  доктор техн. наук, профессор  Б. П. Хромой,  
доктор техн. наук  Ю.Т. Ларин 

Портнов Э. Л. 
П60        Принципы построения первичных сетей и оптические кабельные 
линии связи. Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия–
Телеком, 2013. – 544 с.; ил. 

ISBN 978-5-9912-0071-4. 

Систематизированы сведения о первичных сетях связи, принципах 
проектирования, строительства, измерений и эксплуатации, месте волоконно-оптических линий в этих сетях. Рассмотрены конструктивные особенности и технические характеристики существующих типов оптических 
волокон (OВ) и оптических кабелей (ОК) применяемых на взаимоувязанной 
сети связи Российской Федерации (ВСС РФ), теоретические и практические 
вопросы, связанные с использованием ОК на различных линиях сети с 
применением оптических усилителей и регенераторов. Описаны основные 
передаточные характеристики ОВ и нелинейные эффекты, возникающие в 
ОВ при передаче сигналов по линии с учетом различных элементов, без 
которых данная линия не может функционировать. Рассмотрены основные 
принципы измерений, проектирования, строительства и эксплуатации кабельных оптических линий. 
Для студентов, обучающихся по направлению 210400 – «Телекоммуникации», будет полезна для повышения квалификации работникам предприятий связи, сотрудникам проектных отделов и техническим специалистам. 
ББК 32.889 

Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU  

Учебное издание 

Портнов Эдуард Львович 

Принципы построения первичных сетей  
и оптические кабельные линии связи  
Учебное пособие для вузов 

Все права защищены.
Любая часть этого издания не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы 
то ни было средствами без письменного разрешения правообладателя
© ООО «Научно-техническое издательство «Горячая линия – Телеком»
www.techbook.ru
© Э. Л. Портнов

Предисловие 

Книга Э.Л. Портнова «Принципы построения первичных сетей и волоконнооптические линии связи» посвящена актуальной и востребованной теме в отрасли 
телекоммуникаций. Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) занимают сегодня 
одно из ведущих мест в технологии развития современных направляющих систем 
электросвязи, постепенно вытесняя линии на электрических кабелях.  
В настоящее время строительство всех новых магистральных и внутризоновых сетей связи в нашей стране ведется именно на базе ВОЛС. Оптические кабельные линии широко внедряются и в городские сети, заменяя традиционную 
«медь» на соединительных участках между АТС и узлами доступа сетей передачи данных. Наконец, оптические сети находят все более активное применение 
для подключения конечных потребителей телекоммуникационных услуг – корпоративных и частных абонентов. Создается оптическая инфраструктура нового 
поколения, основанная на перспективных решениях FTTx, как-то: волокно в распределительный шкаф, волокно в здание (жилой дом, бизнес-центр и т.п.), волокно в офис, волокно на рабочее место, волокно на автоматизированное производство, волокно в рабочий цех. Эти подходы демонстрируют свою эффективность при реализации масштабных проектов модернизации огромных абоненских сетей связи, таких как Московская городская телефонная сеть. 
Пока, согласно действующим стандартам, электрические кабели связи 5–7 
категории еще используются в структурированных кабельных системах внутри 
зданий – на участке этажа, но и здесь им на смену идут оптические кабели, обладающие необходимыми характеристиками для предоставления всего комплекса современных телекоммуникационных сервисов, включая телефонию, широкополосный доступ в Интернет, цифровое телевидение, передачу данных.  
Предлагаемая книга содержит необходимый объем информации о первичных сетях связи, принципах проектирования, строительства, измерений и эксплуатации, месте волоконно-оптических линий в этих сетях, а также конструктивных особенностях и технических характеристиках существующих типов оптических волокон и оптических кабелей, 
Это чрезвычайно полезное пособие, утоляет информационный голод в этой 
сфере и позволяет получить студентам и начинающим специалистам необходимый объем знаний. 
Уверен, что это издание будет одинаково интересно студентам, слушателям 
курсов повышения профессиональной квалификации и широкому кругу специалистов, занимающихся вопросами внедрения и развития ВОЛС.  
 
 
Президент Группы компаний «КОМСТАР-ОТС»                Сергей  Приданцев  

Глава 1. Принципы построения первичных  
сетей электросвязи 

1.1. Основные положения развития сетей связи 

Сеть связи страны строится в соответствии с планом развития связи России и 
координационных планов ВСС РФ (взаимоувязанной сети связи Российской Федерации). Электросвязь осуществляется на основе единой технической политики с 
максимальной автоматизацией и компьютеризацией с целью удовлетворения потребности народного хозяйства и населения в передаче всех видов информации по 
всей территории страны. Она объединяет в одно целое средства электрической 
связи всех ведомств и министерств (кабельные, радиорелейные, оптические, воздушные, радиолинии, ионосферные линии и каналы, создаваемые через ИСЗ), направляя их развитие по единому плану, а также все сети магистральной, зоновой 
(областной), сельской и городской связи, обеспечивая их развитие в едином автоматизированном комплексе с единой нумерацией и коммутацией. Это позволяет в 
перспективе каждому абоненту одного населенного пункта иметь автоматическую 
связь с любым другим абонентом другого населенного пункта страны. 
Сеть обеспечивает передачу всех видов современной информации: телефонную, телефаксную, телеграфную, телевидение, видеотелефон, сигналы автоматического управления, данные ЭВМ и т. д. Предполагается, что в дальнейшем передача всех видов информации будет осуществляться едиными методами на основе единых технических решений. 
В инженерном отношении сеть представляет собой широко разветвленную 
сеть каналов связи с большой пропускной способностью и высокой верностью 
передачи информации. Сеть базируется на целесообразно размещенных по 
стране узлах автоматической коммутации, соединенных между собой большими 
пучками  каналов. Она включает электронно-вычислительные центры, в которых 
информация обобщается и систематизируется. 
Составными частями сети являются: автоматическая телефонная сеть (ТФ); телеграфная сеть (ТГ); сеть передачи данных (ПД); сеть звукового вещания (3В); сеть 
факсимильной связи (ФКС); компьютерная сеть (ВТ); сеть телевизионного вещания 
(ТВ); ведомственные сети и др. Основой сети служат современные кабельные магистрали в гармоническом сочетании с радиорелейными и спутниковыми линиями. 

1.2. Принципы построения сетей связи 

Сеть связи состоит из трех частей:  
1) систем передачи информации (линий и аппаратуры);  
2) устройств (систем) коммутации; 
3) оконечных устройств. 

Глава 1. Принципы построения первичных сетей электросвязи 

 
5 

По капитальным затратам наибольший удельный вес занимают линейные 
сооружения и аппаратура передачи информации, поэтому очень важно выбрать 
оптимальный вариант построения сети – структуру сети. 
Сеть состоит из узлов (пунктов коммутации цепей, каналов) и ребер (линий 
связи), соединяющих эти узлы между собой. 
При построении сети связи исходят из стремления сделать ее экономичной  
и надежной. Надежность обеспечивается созданием разветвленной сети, применением различных типов линий связи и прокладкой их на различных направлениях. На этих линиях организуется требуемое число каналов с обходными, 
резервными путями. Необходимо, чтобы каждый узел связи имел два-три обходных независимых пути к другим узлам. 
Возможно несколько вариантов построения сети (рис. 1.1): 
– полносвязное (каждый с каждым), при котором любой узел имеет прямые 
связи со всеми остальными узлами (рис. 1.1,а); 
– узловое, при котором несколько пунктов группируются в узлы и последние 
соединяются между собой (рис. 1.1,б); 
– радиальное (звездообразное), при котором имеется лишь один узел с расходящимися линиями' по радиусам к другим пунктам (рис. 1.1,в). 
Непосредственное соединение каждого пункта с каждым наиболее надежно, 
но в технико-экономическом отношении невыгодно. Неэкономична и узловая 
система. Радиальная система наиболее дешевая, но она не имеет никаких путей 
резервирования и не обеспечивает непрерывности связи. Наилучшие результаты дает сочетание радиальной и узловой систем. Такая система позволяет создавать разветвленную, устойчивую и в то же время довольно экономичную сеть 
связи. Принципиальная схема радиально-узловой системы построения сети показана на рис. 1.2,а. Она характеризуется тем, что одноименные узлы связи соединяются линиями не только с нижестоящими узлами, но и между собой. По 
такой системе организуются прямые связи в обход главных узлов между взаимотяготеющими крупными промышленно-экономическими районами страны, внутри 
экономических районов и т. д. 
Во всех случаях стремятся создать сетку связи  (рис. 1.2,б) при которой каждый узел связи связан со смежными ближайшими узлами или узлами, имеющими наибольшее тяготение. При этом создаются обходные, резервные пути и 
обеспечивается два–три независимых выхода к любому узлу связи. 
 

 

Рис 1.1. Варианты построения сетей связи: 
а – непосредственное соединение; б – узловое; в – радиальное 

 

Принципы построения первичных сетей и оптические кабельные линии связи 

 
6 

 

Рис 1.2. Структура сети связи: 
а – радиально-узловая; б – сетка связи; в – решетчатая структура 

Разновидностью сетевидной сети являются решетчатые (ячеистые) и кольцевые структуры (1.2,в). 

1.3. Магистральные и зоновыве сети связи 

Сеть связи страны (рис. 1.3) состоит из магистральной (рис. 1.4) и зоновых 
сетей (рис. 1.5). Зоновая сеть организуется в пределах одной-двух областей 
(или республик, краев). Она подразделяется на внутризоновую и местную. Внутризоновая связь соединяет областной (республиканский, краевой) центр с районами. Местная связь включает сельскую связь (райцентр с колхозами, совхозами и рабочими поселками) и городскую связь.  
Абоненты зоны охватываются единой семизначной нумерацией, и, следовательно, в зоне может быть до 107 телефонов. Магистральная сеть соединяет 
Москву с центрами зон (областей, республик, краев), а также зоны между собой 
(рис. 1.3). 
Внутриобластная (внутризоновая) сеть является сетью областного, краевого 
или республиканского (в республиках без областного деления) значения. Эта 
сеть обеспечивает связью областной, краевой или республиканский центр со 
своими городами и районными центрами и последние между собой, а также выход их на магистральную сеть (рис. 1.6). 
Сеть строится на основе территориально-сетевых (ТСУ) и сетевых (СУ) узлов. Кроме того, сеть связи страны подразделяется на первичную и вторичную 
(рис. 1.6). 
Первичная сеть – это совокупность всех каналов без подразделения их по 
назначению и видам связи.  В состав  ее входят линии и каналообразующая аппаратура. Первичная сеть является единой для всех потребителей каналов и 
представляет собой базу для вторичных. 

Глава 1. Принципы построения первичных сетей электросвязи 

 
7 

 

Рис. 1.3. Структура сети связи страны 

Вторичная сеть состоит из каналов одного назначения (телефонных, телеграфных, передачи газет,  вещания,  видеотелефонных,  передачи данных, теле- 
видения и др.), образуемых на базе первичной сети. Вторичная сеть включает 
коммутационные узлы, оконечные пункты и каналы, выделенные на первичной 
сети (рис. 1.7). 
 

 

Рис. 1.4. Простейшие магистральные 
сети 
Рис. 1.5. Построение зоновой сети 

 

Принципы построения первичных сетей и оптические кабельные линии связи 

 
8 

Рис 1.6. Первичная и вторичная  
сети связи России 
Рис 1.7. Вторичные сети связи: 
1 – системы передачи первичной сети; 2 – узлы 
коммутации вторичных сетей; 3 – оконечные пункты вторичных сетей; 4 – абонентские каналы или 
линии; 5 – точки, обозначающие  
границы первичной сети 

Вторичные междугородные сети подключаются к первичной сети с помощью 
соединительных линий между оконечными станциями первичной и вторичных 
сетей. 

1.4. Городские телефонные сети 

В общем случае линейные сооружения городской телефонной сети (ГТС) состоят из абонентских (АЛ) и соединительных (СЛ) линий. Для сокращения расходов на строительство линейных сооружений и повышения эффективности их 
использования в крупных городах (обычно при емкости сети свыше 10 тыс. номеров) строят несколько районных автоматических телефонных станций (РАТС). 
Такая сеть называется районированной. При этом линии, соединяющие телефонные аппараты с районной телефонной станцией, называются абонентскими, а линии, соединяющие районные станции между собой, – соединительными. 
Связь между районными станциями осуществляется одним из следующих 
способов; по принципу «каждая с каждой» (рис. 1.8,а); радиальному (рис.1.8,б)  
с УВС – узлами входящего сообщения (рис. 1.8,в) с УИС – узлами исходящего и 
входящего сообщений (рис.1.8,г). 
Первый способ обычно применяется на нерайонированных сетях общей емкостью до 80 тыс. номеров. Второй способ используется для связи РАТС с подстанциями или учрежденческими станциями. На крупных сетях образуются узловые телефонные станции с применением третьего или четвертого способа. Кро

Глава 1. Принципы построения первичных сетей электросвязи 

 
9 

ме того, для выхода на междугородную сеть РАТС связываются с междугородной телефонной станцией непосредственно или через узловые станции. 
Построение сетей АЛ осуществляется различными способами, однако все 
они могут быть сведены к двум основным системам: шкафной и бесшкафной; в 
России, как правило, применяется шкафная система. 
 
 

 

Рис. 1.8. Построение межстанционных сетей ГТС 

Принципы построения первичных сетей и оптические кабельные линии связи 

 
10 

1.5. Сети сельской телефонной связи и проводного вещания 

В сельской местности на территории административного района создаются 
следующие виды сетей электросвязи, входящие в зоновую (областную) связь: 
– общего пользования (телефонной связи, факсимильной связи, передачи 
вещания); 
– внутрипроизводственные (связь внутри колхозов, совхозов, а также внутри 
строек и предприятий района); 
– учрежденческо-производственной связи (связь предприятий различных ведомств). 
По месту на сети сельской телефонной связи (СТС) различают станции: 
– центральную (ЦС), расположенную в районном центре, являющуюся одновременно станцией района; 
– узловую (УС), расположенную в любом из населенных пунктов сельского 
района. В эти станции включаются соединительные линии оконечных станций; 
– оконечные (ОС), расположенные в любом из населенных пунктов сельского 
района. 
Сельская телефонная сеть строится по радиально-узловой системе. Она 
наиболее экономична и в то же время достаточно надежна. Пример построения 
СТС приведен на рис. 1.9. Оконечные станции включены в центральную и узловые станции. Из-за большого тяготения между абонентами станций ОС7 и ОС8 
организована рокадная связь. 
В сельском районе, обычно в райцентре, строится радиотрансляционный 
узел (мощностью 1, 2, 5 или 10 кВт). Радиотрансляционная сеть узла обычно 
состоит из местной (двух- и трехзвенной) сети, обслуживающей все остальные 
населенные пункты района. Если не представляется возможным охватить системой высоковольтных фидеров населенные пункты, удаленные от райцентра 
(высокая стоимость, неудовлетворительные качественные показатели), то  
в районе сооружается дополнительно несколько усилительных подстанций. 
 

 

Рис.1.9. Построение сельской телефонной сети связи