Проектування АТСЕ типу 5ESS на МТМ-5
Курсова
робота
з
дисципліни: «Проектування комутаційних систем»
на
тему:
Проектування
АТСЕ типу 5ESS
на
МТМ-5
ЗМІСТ
Завдання
на
курсовий проект
Вступ
1. Розробка
структурної схеми МТМ
2. Розрахунок
інтенсивності телефонного навантаження
. Розрахунок
числа ЗЛ і ГТ між станціями
. Розрахунок
обладнання на ОПС
. Розробка
функціональної схеми ОПС
Висновок
Перелік
посилань
ЗАВДАННЯ НА КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
Міська телефонна мережа з
п’ятизначною нумерацією (МТМ-5) обслуговує центр міста і складається з трьох
РАТС:
- РАТС-2, координатної системи
(КС), типу АТСК, ємністю 6000
індивідуальних номерів і 300
таксофонів;
- РАТС-3, КС, типу АТСК-У,
ємністю 8000
індивідуальних номерів і 180
таксофонів;
РАТС-4, цифрової системи
(ЦСК), типу EWSD,
ємністю 7000
індивідуальних номерів і 80 таксофонів.
Частка квартирних ТА на КС дорівнює
0,55.
Відстані від РАТС-2 до РАТС-3 і 4 складають L2-3
= 7 км і L2-4
= 7,5 км відповідно. Вузол спеціальних служб знаходиться у приміщенні РАТС-3.
У місті працює АМТС типу EWSD.
Для вилученого мікрорайону
впроваджується ЦСК типу 5ESS.
Вона складається з опорної станції (ОПС), ємністю 14000 номерів, з них 150
таксофонів, і однієї підстанції (ПС), ємністю 2000 номерів, з них
150 таксофонів. Підстанція розміщується в будинку РАТС-2.
Частка квартирних ТА на ОПС і ПС
дорівнює 0,9. Відстань від ОПС
до РАТС-2
складає L0-2
=
12 км.
ВСТУП
Виділяють два класи в
телекомунікаційних системах зв’язку(комутації). Це аналогові і цифрові системи.
Аналогові системи передачі і
зв’язку(комутації)
В аналогових системах
всі
процеси (прийом, передача, зв’язок ) ґрунтуються на аналогових сигналах.
Прикладів таких систем безліч: телевізійне мовлення, радіо, телефонна комутація
(зв’язок).
Цифрові системи передачі і
зв’язку(комутації)
В цифрових системах всі процеси
виникають від цифрових (дискретних) сигналів. Прикладами є - сучасні об’єкти
зв’язку, цифрова телефонія, цифрове телебачення. Еволюційний процес переходу
від аналогових систем до цифрових зв’язаний:
1. ера нових технологій, відповідно
в техніці все більше розповсюджуються мікропроцесорні технології обробки
сигналів;
2. створюється високошвидкісна
павутина цифрових телекомунікаційних мереж.
1.
Розробка структурної схеми МТМ
Відстані між РАТС визначаються
методом трикутника в масштабі 1см= 1 км.
Тип з’єднувальних ліній визначається
з економічної точки зору та технічними можливостями мережі. Між аналоговими
РАТС використовуються лінії однобічної дії в залежності від відстані між
станціями. Якщо довжина ЗЛ менше, ніж 1,5 км, то використовуються трьохпроводові
ФЗЛ, якщо від 1,5 до 10 км, - двохпроводові ФЗЛ, якщо більше, ніж 10-15 км -
ІКМ тракти.
ЗЛ між між ЦСК і аналоговими РАТС -
цифрові, при цьому на аналоговій РАТС установлюється напівкомплект ІКМ для
переходу з цифрового сигналу на аналоговий.
ЗЛ між цифровими станціями -
двосторонньої дії цифрові типу Е1.
Нумерація МТМ залежить від кількості
РАТС і ємності мережі. Так як проектована ОПС має ємність, більшу за 10 000, то
доцільно використовувати змішану нумерацію (на ОПС - шестизначну, а на існуючій
мережі - п’ятизначну).
Структурна схема МТМ наведена на
рисунку 1.1.
2.
Розрахунок інтенсивності телефонного навантаження
Категорії джерел навантаження
відрізняються інтенсивностями питомих абонентських навантажень. У завданні
прийняті три категорії:
- абоненти ділового сектору -
категорія 1;
- абоненти квартирного
сектору - категорія 2;
універсальні таксофони -
категорія 3.
Структурний склад абонентів по
категоріям для існуючих РАТС визначаємо в залежності від частки абонентів
квартирного сектору, так як таксофони виділені в окрему групу. Тому
, (2.1)
, (2.2)
де 
- частка
абонентів квартирного сектору;
- кількість абонентів
індивідуальних;
, 
- кількість абонентів по категоріях
- ділового і квартирного секторів відповідно.
NІД2 =
(1-0,55)×6000
= 2700 (аб.)
NІК2 =
0,55×6000 = 3300 (аб.)
NІД3 =
(1-0,55)×8000 = 3600 (аб.)
NІК3 =
0,55×8000 = 4400 (аб.)
NІД4 =
(1-0,55)×7000 = 3150 (аб.)
NІК4 =
0,55×7000 = 3850 (аб.)
NІДО =
(1-0,9)×13850 = 1385 (аб.)
NІКО =
0,9×13850 = 12465 (аб.)
NІДП =
(1-0,9)×1850
= 185 (аб.)
NІКП =
0,9×1850 = 1665
(аб.)
Структурний склад для ЦСК
визначаємо за винятком універсальних таксофонів. Кількість індивідуальних
телефонів дорівнює:
, (2.3)
NОІ =
2000-150 = 1850 (аб.)
NОІC =
14000-150 = 13850 (аб.)
Знаючи кількість
індивідуальних ТА, визначаємо кількість абонентів ділового та квартирного
секторів, користуючись формулами (2.1) та (2.2). При цьому заміняємо
на 
.
Прогнозоване абонентське
навантаження визначаємо у годину найбільшого навантаження (ГНН). Наведено
значення питомих абонентських навантажень для ранкової ГНН - місцевого
вихідного 
, місцевого
вхідного 
і
міжміського вихідного 
і вхідного 
.
Інтенсивності навантажень на
ЦСК:
, (2.4)
УВ.АБ.2 =
2700×0,074+3300×0,025+300×0,09 = 310 (Ерл)
УВ.АБ.3 =
3600×0,074+4400×0,025+180×0,09 = 393 (Ерл)
УВ.АБ.4 =
3150×0,074+3850×0,025+80×0,09 = 337 (Ерл)
УВ.АБ.О =
1385×0,074+12465×0,025+150×0,09 = 428 (Ерл)
, (2.5)
УВх.АБ.2 =
2700×0,07+3300×0,023 = 265 (Ерл)
УВх.АБ.3 =
3600×0,07+4400×0,023 = 354 (Ерл)
УВх.АБ.4 =
3150×0,07+3850×0,023 = 310 (Ерл)
УВх.АБ.О =
1385×0,07+12465×0,023 = 384 (Ерл)
УВх.АБ.П =
185×0,07+1665×0,023 = 52 (Ерл)
, (2.6)
УМВ.АБ.О =
1385×0,01+12465×0,001+150×0,05 = 34 (Ерл)
УМВ.АБ.П =
185×0,01+1665×0,001+150×0,05 = 12 (Ерл)
. (2.7)
УМВх.АБ.О =
1385×0,008+12465×0,001 = 24 (Ерл)
УМВх.АБ.П =
185×0,008+1665×0,001
= 4
(Ерл)
Значення місцевих навантажень
розраховуються для всіх станцій мережі, а міжміських - лише для проектуємої
(ОПС і ПС).
Навантаження до спецслужб
визначаємо як частку інтенсивності вихідного абонентського навантаження:
, (2.8)
де 
=0,3…0,5 -
частка навантаження, що направляється до спецслужб.
УВ.СП.2 =
0,5×310 = 155 (Ерл)
УВ.СП.3 =
0,5×393 = 197 (Ерл)
УВ.СП.4 =
0,5×337 = 169 (Ерл)
УВ.СП.О =
0,5×428 = 214 (Ерл)
УВ.СП.П =
0,5×69 = 35 (Ерл)
Інтенсивність вихідного
навантаження, що залишилося:
. (2.9)
УВих.АБ.2 = 310-155 = 155
(Ерл)
УВих.АБ.3 = 393-197 = 196
(Ерл)
УВих.АБ.4 =
337-169 = 168 (Ерл)
УВих.АБ.О =
428-214 = 214 (Ерл)
УВих.АБ.П = 69-35 = 34
(Ерл)
По отриманим даним необхідно
побудувати схему розподілу навантаження на ЦСК. Навантаження вихідні зовнішні з
АМ на групові тракти 
менше
навантаження абонентських ліній через різницю часу заняття АЛ і ліній ГТ.
Аналогічно і для аналогових АТС - навантаження виходу ГП менше вхідного
навантаження. Ця відмінність визначається коефіцієнтом 
, значення
якого залежить від виду зв'язку:
, 
, (2.10)
де 
- середня
тривалість заняття АЛ,
- середня тривалість слухання
сигналу станції, рівна 3 с,
- час встановлення з'єднання, = 0,
-
час набору номера, що залежить від способу передачі номера від ТА.
qВ = (63-12)/63 =
0,81
Для імпульсного способу
(ДКШІ) =1,5хn с,
а для частотного способу (DTMF) = 0,4хп с, де п - число цифр,
що набираються, і залежить від нумерації на мережі. У КП всі ТА з набором ДКШІ.
= 3+9+0 = 12 с
При вихідному зв’язку
приймається n=5
або n=6
у залежності від значності нумерації. Так як у нашому випадку змішана
нумерація, визначаємо середньозважене значення п:
, (2.11)
де 
- частка
викликів, що направляються до РАТС із 5-ти значною нумерацією. Величина дорівнює:
, (2.12)
де 
і 
- загальна
ємність РАТС відповідно з 5-ти і 6-ти значною нумерацією.
р5 =
(6000+8000+7000)/(6000+8000+7000)+(14000+2000) = 0,6
n
= 0,593×5+(1-0,593)×6 = 5
При вихідному
міжміському зв'язку величина п дорівнює:
, (2.13)
де 
= 0,6, 
= 0,3, 
= 0,1 частки
викликів при зоновому міжміському і міжнародному зв'язку відповідно. Тому:
n =
0,6 x 9 + 0,3 х 11+0,1 х 14= 10,1.
Коефіцієнт 
дорівнює:
, (2.14)
де 
. q МВ =
(77-9)/77 =
0,9
Для спецслужб час довідки 
= 30 с, а
число цифр, що набираються, дорівнює двом, таким чином,
=
+ 1,5 х n = 3
+ 1,5 х 2 = 6 с.
Величина qСП
дорівнює:
=0,8. (2.15)
При вхідному зв'язку на ЦСК
прийом номера і встановлення з'єднання дуже малі, як при місцевому, так і при
міжміському зв'язку, тому 
=1.
При вхідному зв'язку на
аналогових РАТС розрахунок 
роблять
з урахуванням типу станції:
- для
координатної РАТС при прийомі номера кодом МЧК (
=2 с):
. (2.16)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
Вихідне від аналогових АТС
навантаження:
. (2.17)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
Зовнішні навантаження на
груповий тракт з урахуванням різниці заняття АЛ і ГТ відповідно рівні:
, (2.18)
(Ерл)
, (2.19)
(Ерл)
(Ерл)
, (2.20)
(Ерл)
(Ерл)
, (2.21)
(Ерл)
(Ерл)
, (2.22)
(Ерл)
(Ерл)
. (2.23)
(Ерл)
(Ерл)
Навантаження
групового тракту дорівнює сумі навантажень (див. рис. 2.1) і без втрат
проходить через ОПС або ПС. Тому можна стверджувати:
; 
. (2.24)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
Міжстанційне
навантаження від станції J
до станції К визначаються по формулі:
, (2.25)
де YB -
інтенсивність вихідного від РАТС-J (ОПС, ПС)
навантаження,
YВХ.К
-
інтенсивність вхідного навантаження до РАТС-К,
YВХ
(ГТС)Z -
сума вхідних на всі РАТС, ОПС, ПС ГТС навантажень, нормована коефіцієнтами
тяжіння відносно РАТС-J, (nJ-Z);
nJ-K -
нормований коефіцієнт тяжіння від станції J до
станції К.
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
телефонний
станція з'єднувальний лінія
Послідовність розрахунку
міжстанційного навантаження рекомендується наступна.
Після розрахунку зовнішніх
навантажень на ОПС, РАТС-2, РАТС-3, РАТС-4 і ПС дані розрахунку заносять у
таблицю 2.1.
Таблиця 2.1
Інтенсивність
вихідного і вхідного навантаження мережі (Ерл)
|
РАТС
|
ОПС
|
РАТС-2
|
РАТС-3
|
РАТС-4
|
ПС
|
|
YВ ,
Ерл
|
174
|
246
|
312
|
268
|
28
|
|
YВХ,
Ерл
|
428
|
274
|
366
|
320
|
69
|
Визначаються
нормовані коефіцієнти тяжіння, на основі якої складають таблицю міжстанційного
тяжіння, (табл. 2.2).
Таблиця 2.2 -
Коефіцієнти тяжіння
|
від доОПСРАТС-2РАТС-3РАТС-4ПС
|
|
|
|
|
|
|
ОПС
|
1
|
0,43
|
0,48
|
0,48
|
1
|
|
РАТС-2
|
0,43
|
1
|
0,55
|
0,6
|
|
РАТС-3
|
0,48
|
0,55
|
1
|
0,43
|
0,48
|
|
РАТС-4
|
0,48
|
0,6
|
0,43
|
1
|
0,55
|
|
ПС
|
0,38
|
1
|
0,48
|
0,55
|
1
|
Використовуючи
формулу (2.26), обчислюємо розподіл вихідного навантаження від ОПС до станцій
мережі (YO-O,
YO-J,
YO-K).
Внутрішньостанційне навантаження YO-O
дорівнює:
. (2.26)
Позначимо:
. (2.27)
Тоді навантаження
внутрішньостанційне
,
навантаження до РАТС - J
дорівнює:
,
навантаження до РАТС - K
дорівнює:
.
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
Аналогічно розраховується
розподіл навантаження від РАТС та ПС.
Результати заносимо у таблицю
міжстанційного навантаження (табл. 2.3).
Таблиця 2.3
Інтенсивність
міжстанційного навантаження
|
від до
доОПСРАТС-2РАТС-3РАТС-4ПС
|
|
|
|
|
|
|
ОПС
|
78.88
|
49.561
|
74.266
|
62.186
|
5.302
|
|
РАТС-2
|
73.788
|
54.478
|
49.763
|
8.932
|
|
РАТС-3
|
32.377
|
54.21
|
132.309
|
47.638
|
5.737
|
|
РАТС-4
|
28.308
|
51.705
|
49.742
|
96.864
|
5.737
|
|
ПС
|
4.832
|
7.061
|
11.472
|
11.487
|
2.249
|
Результати
розрахунку навантажень на ОПС заносимо на схему розподілу навантаження на ОПС.
Навантаження на
пучки ЗЛ визначаються за результатами розрахунку міжстанційних навантажень
(табл. 2.3) з урахуванням навантаження, поступаючого від цифрової системи до
ВСС і АМТС. Для визначення навантаження на пучки ЗЛ зображують схему розподілу
навантаження (рис. 2.3).
Навантаження на ЗЛ
від ПС:
(2.28)
(Ерл)
(2.29)
(Ерл)
(2.30)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(2.31)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(2.32)
(Ерл)
. Розрахунок кількості ЗЛ і ГТ між
станціями
Кількість ЗЛ від
РАТС КС визначається за методом ефективної доступності. Приймаємо, що втрати
викликів явні і рівні р = 0,005.
На ступені ІГП
використовується двокаскадний комутаційний блок ГП-3 з параметрами NхVхM=80х120х400
типу ВП-ВП.
Метод розрахунку
полягає в тім, що двокаскадна блокуємо комутаційна схема розглядається як
однокаскадна неповнодоступна схема з деякою ефективною доступністю DE.
,
де Θ = 0,75-0,85
емпіричний коефіцієнт;
- мінімальна доступність;
- середня доступність;
- навантаження на ПЛ одного
комутатора каскаду А, для якого 
Для КБ ГП-3 mA=20
- кількість виходів з одного комутатора каскаду А, q-
число виходів з одного комутатора каскаду В в одному напрямку.
Підставляючи числові
значення, отримаємо:
;
;
- середня доступність;
.
Далі визначення ємності пучка
вихідних ЗЛ з поля ГП-3 зводиться до використання формули О’Делла, яка може
бути приведена до вигляду:
,(3.1)
де 
- розрахункове
значення навантаження;
= 1,19 і 
= 7,5 -
коефіцієнти, значення яких наведені в таблиці [2].
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
Кількість ЗЛ від ЦСК визначаємо для
повнодоступного пучка, не блокуємого. Втрати явні і для ЗЛ між ЦСК і аналоговою
АТС приймають 0,005. Між ЦСК і ВСС чи ЗЛМ (АМТС) - 0,001. Для розрахунку ЗЛ
використовують таблицю Ерланга та значення обслуженого навантаження:
. (3.2)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(Ерл)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
Розрахунок числа ГТ
виконується в залежності від типу і кількості ЗЛ з урахуванням того, що тракт
Е1 має швидкість 2048 кбіт/с, забезпечуючи при цьому 30 інформаційних канальних
інтервалів:
- для ЗЛ
однобічної дії (наприклад, між ОПС і РАТС-J):
; (3.3)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
(ЗЛ)
Кількість ГТ
округлюють до найближчого більшого.
. Розрахунок
кількості обладнання на ОПС типу 5ESS
Абонентські лінії безпосередньо
включаються в інтегральний блок АЛ ISLU,
який входить до складу SM.
В кожен ISLU
можна включити до 1024 індивідуальних аналогових або цифрових АЛ:
В SM
може бути до 8 ISLU або RISLU, але при
цьому загальне число АЛ для SM не повинно
перевищувати 5120, тому:
5. Розробка
структурної схеми
Архітектура 5ESS
базується
на трьох головних елементах: комутаційних модулях SM,
модулях зв’язку СМ, модулях управління і експлуатації АМ.
Комутаційний модуль SM
- основна одиниця нарощування ємності системи. До SM
підключають абонентські і зовнішні, відносно 5ESS,
з’єднувальні лінії, він виконує більшість функцій по обслуговуванню викликів.
Модуль зв’язку СМ забезпечує
комутацію каналів між SM
і комутацію пакетів для обміну управляючими повідомленнями між процесорами SM
або SM
и АМ.
Програмне управління є розподіленим
і забезпечується потужними 32-розрядними мікропроцесорами. Але ті функції
управління, для яких економічно доцільна централізація, виконує модуль
управління і експлуатації АМ. Він забезпечує: вибір шляхів з’єднання в модулі
СМ; розподіл загальних ресурсів системи; збереження повного програмного
забезпечення і загальних даних; збереження і обробку статичної інформації,
зокрема аварійних і тарифних даних, автоматичне діагностування і реконфігурація
обладнання АМ і СМ; доступ до системи адміністративного і експлуатаційного
персоналу.
Рисунок 6.1 - Функціональна
схема 5ESS
Висновок
Цифровізація МТМ здійснюється
впровадженням ЦСК методами «накладення» ЦСК на існуючу аналогову мережу і
«цифровими островами», коли ЦСК працює в одному мікрорайоні. У курсовому
проекті передбачається використовувати перший метод, тобто встановити ОПС в
одному з районів міста і включити в неї виносний комутаційний модуль, що
виконує роль підстанції, яка розміщена у будинку РАТС-2.
З’єднувальні нитки павутини -
магістралі, які представляють собою набір цифрових каналів комутації
(зв’язку)
глобального і локального масштабу. Звернення до цих каналів дозволено різним
державним структурам, підприємствам бізнесу, приватним користувачам. Якість
передачі і зв’язку відповідно дуже високе.
Переваги цифрових систем передачі і
обробки даних над аналоговими системами:
1. надійність передачі даних , також
висока перешкодостійкість;
2. зберігання даних на
найвищому рівні;
. зав’язана на обчислювальній
техніці;
. мінімізація виникнення
помилок при обробці, передачі, комутації (зв’язку)
даних;
Перелік посилань
1. Кирпач
Л.А., Срібна І.М. Методичний посібник для виконання курсового проекту з
дисципліни „Проектування комутаційних систем” для студентів денної та заочної
форм навчання спеціальності ІМЗ.-К., 2010.
2. Стеклов
В.К., Беркман Л.Н. Проектування телекомунікаційних мереж. Київ, «Техніка», 2009
р.- 790 ст.