Проектування АТСЕ типу EWSD на МТМ-5
Курсова
робота
з
дисципліни: «Проектування комутаційних систем»
Проектування
АТСЕ типу EWSD
на
МТМ-5
Вступ
телекомунікаційний
аналоговий цифровий зв’язок
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) грунтуються 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.
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;
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 7000
індивідуальних номерів і 100
таксофонів;
- РАТС-3, КС, типу АТСК-У,
ємністю 10000
індивідуальних номерів і 50
таксофонів;
РАТС-4, цифрової системи
(ЦСК), типу EWSD,
ємністю 9000
індивідуальних номерів і 160
таксофонів.
Частка квартирних ТА на КС дорівнює
0,5.
Відстані від РАТС - 2 до РАТС - 3 і 4 складають L2-3
= 5 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
=
11 км.
1. Розробка
структурної схеми МТМ
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.
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).
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 =
(1-0,5)Ч7000 = 3500 (аб.)
NІК2 =
0,5Ч7000 = 3500 (аб.)
NІД3 =
(1-0,5)Ч10000 = 5000 (аб.)
NІК3 =
0,5Ч10000 = 5000 (аб.)
NІД4 =
(1-0,5)Ч9000 = 3150 (аб.)
NІК4 =
0,5Ч9000 = 4500 (аб.)
NІДО =
(1-0,8)Ч14000 = 2800 (аб.)
NІКО =
0,8Ч14000 = 11200 (аб.)
NІДП =
(1-0,8)Ч2000 = 400 (аб.)
NІКП =
0,8Ч2000= 1600
(аб.)
Структурний склад для ЦСК
визначаємо за винятком універсальних таксофонів. Кількість індивідуальних
телефонів дорівнює:
, (2.3)
NОІ = 14000-250 =
13750
(аб.)
NОІC = 2000-100 =
1900
(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). У таблиці
додатку 2 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 =
3500Ч0,074+3500Ч0,025+100Ч0,09 = 452 (Ерл)
УВ.АБ.3 =
5000Ч0,074+5000Ч0,025+50Ч0,09 = 500 (Ерл)
УВ.АБ.4 =
4500Ч0,074+4500Ч0,025+90Ч0,09 = 454 (Ерл)
УВ.АБ.О =
2800Ч0,074+11200Ч0,025+250Ч0,09 =510 (Ерл)
УВ.АБ.П =
400Ч0,074+1600Ч0,025+100Ч0,09 = 79 (Ерл)
, (2.5)
УВх.АБ.2 =
3500Ч0,07+3500Ч0,023 = 326 (Ерл)
УВх.АБ.3 =
5000Ч0,07+5000Ч0,023 = 465 (Ерл)
УВх.АБ.О =
2800Ч0,07+11200Ч0,023 = 454 (Ерл)
УВх.АБ.П =
400Ч0,07+1600Ч0,023 = 65 (Ерл)
, (2.6)
УМВ.АБ.О =
2800Ч0,01+11200Ч0,001+250Ч0,05 = 52 (Ерл)
УМВ.АБ.П =
400Ч0,01+1600Ч0,001+100Ч0,05 = 11 (Ерл)
. (2.7)
УМВх.АБ.О =
2800Ч0,008+11200Ч0,001 = 34 (Ерл)
УМВх.АБ.П =
400Ч0,008+1600Ч0,001 = 5 (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 = 0,3Ч452
= 136 (Ерл)
УВ.СП.3 = 0,3Ч500
= 150 (Ерл)
УВ.СП.4 = 0,3Ч454
= 137 (Ерл)
УВ.СП.О = 0,3Ч153
= 153 (Ерл)
УВ.СП.П = 0,3Ч24
= 24
(Ерл)
Інтенсивність вихідного
навантаження, що залишилося:
. (2.9)
УВих.АБ.2 = 452-32 = 420
(Ерл)
УВих.АБ.3 = 500-45 = 455
(Ерл)
УВих.АБ.4 = 454-41
= 168 (Ерл)
УВих.АБ.О = 510-34
= 476 (Ерл)
УВих.АБ.П = 79-5 =
74 (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 (додаток 2),
- 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) = 0,7
n = 0,7Ч5+(1-0,7)Ч6 = 5,3
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 
визначається
з таблиці додатку 2.
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)
(Ерл)
, (2.19)
(Ерл)
(Ерл)
, (2.20)
(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)
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
|
409
|
355
|
392
|
359
|
59
|
|
YВХ, Ерл
|
510
|
468
|
517
|
470
|
79
|
Визначаються
нормовані коефіцієнти тяжіння використовуючи додаток 2, на основі якої
складають таблицю міжстанційного тяжіння, (табл. 2.2).
Таблиця
2.2 - Коефіцієнти тяжіння
|
від до
|
ОПС
|
РАТС-2
|
РАТС-3
|
РАТС-4
|
ПС
|
|
ОПС
|
1
|
0,55
|
0,7
|
0,8
|
1
|
|
РАТС-2
|
0,55
|
1
|
0,7
|
0,6
|
0,9
|
|
РАТС-3
|
0,7
|
1
|
0,7
|
0,75
|
|
РАТС-4
|
0,8
|
0,6
|
0,7
|
1
|
0,6
|
|
ПС
|
0,6
|
1
|
0,75
|
0,6
|
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 до
|
ОПС
|
РАТС-2
|
РАТС-3
|
РАТС-4
|
ПС
|
|
ОПС
|
131,66
|
72,39
|
92,14
|
105,3
|
131,65
|
|
РАТС-2
|
66,43
|
120,79
|
72,47
|
108,71
|
|
РАТС-3
|
93,4
|
93,4
|
133,43
|
93,4
|
100,07
|
|
РАТС-4
|
97,04
|
72,78
|
84,91
|
121,3
|
72,78
|
|
ПС
|
12,23
|
20,38
|
15,29
|
12,23
|
20,38
|
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 И = 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 (додаток 3) 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.
4.
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 или RISLU, но
при цьому загальне число АЛ для SM не повинно
перевищувати 5120, тому:
.
. Розробка структурної схеми
Архітектура 5ESS
базуєтся 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
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.
Виділяють два класи в
телекомунікаційних системах зв’язку(комутації). Це аналогові і цифрові системи.
В аналогових системах всі процеси
(прийом, передача, зв’язок) грунтуються на аналогових сигналах. Прикладів таких
систем безліч: телевізійне мовлення, радіо, телефонна комутація (зв’язок).
В цифрових системах всі процеси
виникають від цифрових (дискретних) сигналів. Прикладами є - сучасні об’єкти
зв’язку, цифрова телефонія, цифрове телебачення.
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.
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», 2009р.- 790ст.