Необходимое число модулей МРМ равно:

N_МРМ = 2 модуля.

ТТМ - модуль испытания соединительных линий, является комплектом печатных плат и программ. Данный модуль в станции типа S-12 может использоваться для испытания и техобслуживания соединительных линий. Модуль содержит оборудование для проведения автоматических, полуавтоматических и ручных испытаний.

Количество модулей ТТМ на станции S-12 равно:

N_ТТМ = 1 модуль.

SТМ - модуль многочастотной сигнализации предоставляет сигналы, кодированные методом ИКМ, необходимые для многочастотной регистровой сигнализации. Этот модуль анализирует тональные сигналы, кодированные методом ИКМ, которые входят от соединительных линий и телефонных аппаратов с тастатурным набором номера и преобразует их в цифры.

Для расчета модулей SСМ мы должны знать нагрузку поступающего на SСМ от координатных и электронных АТС.

У_SСМ определяем по формуле:

, (3.23)

где t_SCМ,исх.= t_{SСМ,вх,к} = 2,5с для сети с 6-значной нумерацией (данные взяты из таблицы 3.3

ц_к = 0,88; t_вх,DSN= 47,64с ( из формулы 3.18);

?У_к,n = 505,89 Эрл;

к

?У_n,к = 427,21 Эрл;

к

?У_к,n и ?У_n,к - это сумма нагрузок от АТС с частным набором номера

к

Таковыми являются электронные и координатные станции сети.

Эрл.

модулей.

один модуль содержит 16 приемопередатчиков.

DSN -коммутационное поле, состоящее из двух частей: переключателя доступа и группового поля.

Основой коммутационного поля DSN являются модули GS Ѕ и GS 3. Групповое поле состоит из ступеней и плоскости переключения. Модули GS Ѕ необходимы для организации ступеней групповых переключателей. В один модуль GS Ѕ включается 480 каналов ИКМ. В нашем примере количество каналов ИКМ равно 1512, значит необходимо четыре модуля GS Ѕ. Модуль GS 3 необходим для организации плоскости переключения и устанавливается один модуль.

1512

GS Ѕ = = 4 модуля; N_{GS 3} = 1 модуль.

480

3.5 Комплектация оборудования

Комплектация стативов осуществляется на основе сделанных расчетов соединительных линий и объема оборудования.

На одном стативе ЕАО4 устанавливается до восьми абонентских модулей АSМ. В один статив ЕАО4 можно включить 1024 абонентские линии. Так как емкость станции 17000 номеров, то необходимо 17 стативов ЕАО4. А также, на 17 стативах ЕАО4 устанавливается 57 модуля DТМ. Еще необходимы стативы ЕJО3, ЕJО4, ЕJО1, ЕНО1. В комплектацию этих стативов входит модули GS Ѕ, GS3, АSW, АSМ, SСМ, ТТМ, СТМ, МРМ, АСЕ.

Необходимое количество стативов:

- ЕАО4 - 17 стативов;

- ЕJО3 - 1 статив;

- ЕJО4 - 1 статив;

- ЕJО1 - 1 статив

ЕНО1 - 1 статив

ЕКОО - 1 статив

- PDR - 2 статива

Отдельно ставится статив ЕКОО, содержащий 2 блока с магнитной лентой и статив РDR- распределения питания, один на 20 стативов.

3.6 Размещение оборудования в автозале

Оборудование АТСЭ-S-12 выполнено в виде стативов шкафного типа из жесткого металлического каркаса сварного исполнения. Каждый статив закрывается объемными передними и задними панелями.

Стативы устанавливаются в ряды и крепятся по бокам один к другому. В конце каждого ряда устанавливаются торцевые панели с устройствами сигнализации.

Подача кабелей в стативы идет сверху.

В каждом стативе имеется до семи этажей для установки плат. Для отвода теплого воздуха средний этаж не занимается

На этажах устанавливаются печатные платы размерами 221х254 мм. На одном этаже размещается до 32 печатных плат.

Размеры стативов 2100х900х500 мм.

Станционное оборудование, входящие в состав АТС типа S-12, размещается в автозале с учетом запаса площади для наращивания емкости АТС.

План расположения стативных рядов должен обеспечивать удобство эксплуатации, монтажа и рациональное использование площади автозала с учетом принятого способа вентиляции.

С этой целью стативные ряды размещаются перпендикулярно стенам со световыми проемами. Расстояние между стеной и торцами рядов должно быть с одной стороны не менее 35 см, а с другой - 120 см.

Крепление стативов к полу осуществляется с помощью шины высотой 5 см, которая также служит для компенсации неровностей пола.

В систему входит кабельный желоб, устанавливаемый над рядом стативов. По нему прокладывается как межстанционные кабели, так и кабели, исходящие из ряда стативов. Кабели АЛ и СЛ соединяются с разъемами, расположенными на лицевой панели данной платы.

Общая площадь автозала определяется, исходя из потребляемой мощности оборудования станции и способа вентиляции. Высота автоматного зала от пола до потолка должна быть такова, что бы над стативами оставалось свободное пространство не менее 0,5 м. Примерный план размещения оборудования проектируемой АТС приведен на рисунке 3.3

520

6x900 750

Рисунок 3.3 - Размещение оборудования в автозале АТС-62

4 РАСЧЕТ НАДЁЖНОСТИ

4.1 Способы обеспечения надежности оборудования

Общегосударственная коммутируемая телефонная сеть страны не может успешно развиваться без существенного повышения надежности оборудования коммутируемых узлов и станций, каналов и трактов сети. При существующем уровне надежности и организации эксплутационно-технического обслуживания оборудования связи, поставленная задача потребовала бы дополнительного привлечения трудовых ресурсов. Ожидается, что повышение надежности оборудования сети значительно повысит использование основных фондов в хозяйстве связи и косвенно окажет влияние на ускорение оборачиваемости оборотных средств, сокращение излишних запасов материалов и оборудования, уменьшение потерь на предприятиях-потребителях услуг связи, а также улучшит качество обслуживания вызовов на сети.

Под надежностью коммутационного узла, станции, пучка каналов следует понимать их свойство выполнять свои функции по установлению соединений между абонентами коммутируемой телефонной сети и удержанию соединений на время передачи информации (разговора), сохранения во времени значения показателей качества обслуживания вызовов и параметров тракта передачи в установленных пределах. Критерием отказа направления связи или пучка каналов является превышение потерями вызовов, измеренными за небольшой промежуток времени t, определенного порога.

Критерием отказа элементов тракта передачи узла, станции или отдельного канала является снижение отношения сигнал/шум ниже допустимого предела.

Современные сложные технические системы, к числу которых относятся многие системы, характеризуются многофункциональностью, многоканальностью и т.п. Поэтому традиционно использовавшиеся показатели надежности, основанные на понятии полного отказа такой системы (наработка на отказ, коэффициент готовности и т.д.), оказываются малопригодными, а то и вовсе лишены практического смысла. Это связано с тем, что отказы отдельных элементов приводят, как правило, не только к полному выходу системы из строя, а к некоторому снижению эффективности ее функционирования.

Показатель надежности подобных систем должен отражать влияние отказов отдельных элементов системы на техническую эффективность ее применения по назначению, под которой понимают свойство системы создавать некоторый полезный результат (выходной эффект) в течении некоторого периода эксплуатации в определенных условиях. Одним из таких показателей является коэффициент сохранения эффективности (КСЭ).

Рассмотрим подробней свойства этого показателя.

КСЭ - отношение показателя эффективности системы, рассчитанного с учетом возможности отказов ее элементов, к номинальному значению этого показателя, рассчитанному при условии полной работоспособности. Это означает, что в соответствии с задачами системы должен быть выбран показатель эффективности, т.е. мера качества выполнения системой своих функций.

Показатель эффективности определяется как математическое ожидание выходного эффекта. При этом рассчитывается фактическое значение показателя эффективности Э (с учетом возможности отказов) и номинальное значение этого показателя Эо (при условии полной работоспособности). При этом КСЭ будет равен:

(4.19)

Для анализа высоконадежных систем, когда КСЭ весьма близок к единице, более удобным может быть коэффициент потери (снижения) эффективности (КПЭ).

(4.20)

КСЭ (и соответственно КПЭ) имеет простой физический смысл: если, например, выходной эффект выражается числом обслуживаемых абонентов и Кс.э = 0,997 (Кп.э =0,003), то это означает, что в среднем ноль целых три десятых процента абонентов не обслуживаются из-за отказов в системе. Во многих случаях КСЭ имеет и непосредственный вероятностный смысл - например, в описанной ситуации вероятность не обслуживания произвольно взятого абонента по причине отказов в системе равна 0,003.

В качестве показателя эффективности коммутационного узла (КУ) принимается математическое ожидание доли успешно обслуженных вызовов для стационарного процесса функционирования КУ при нагрузке, равной расчетной нагрузке в ЧНН

При определение качества функционирования КУ учитываются следующие причины телефонных потерь: отсутствие свободных приборов (линейных, коммутационных, служебных и т.п.) из-за занятости или блокировки вследствие их неработоспособности приборов со скрытым (необнаруженным) дефектом, отказ прибора в процессе обслуживания вызова.

Для принятого показателя эффективности:

(4.21)

где,

-эффективность выполнения j-го этапа;

N -число этапов обслуживания вызова.

(4.22)

Можно выделить следующие разновидности этапов обслуживания вызова:

обмен сигналами с входящей станцией с участием входящего линейного комплекта (ЛК);

выбор свободного исходящего ЛК и обмен сигналами с исходящей станцией с участием исходящего ЛК;

выбор свободного группового прибора (тонального или многочастотного приемопередающего устройства и т.п.) и передача сигналов с участием группового прибора;

поиск свободных промежуточных путей и проключение соединительного тракта;

удержание установления соединения.

Для рассматриваемых разновидностей этапов обслуживания вызова методика определения состоит в следующем:

- для каждой ступени оборудования КУ, занятого в выполнении этапа j, с учетом принятых методов резервирования, контроля и техобслуживания находятся составляющие коэффициента простоя ,представляющие собой вероятности того, что в произвольный момент времени устройства ступени k будут неработоспособными (-отказ обнаружен, -отказ еще не обнаружен).

- С помощью теории телетрафика рассчитываются величины -

- вероятности блокировок при нагрузке

- -удельная нагрузка на прибор) и емкостях групп приборов.

- Определяются значения:

-соответственно доля нагрузки, не обслуженной из-за занятости приборов и приходящейся на неработоспособные приборы в состоянии

- Вычисляется значение

(4.23)

где,

Рассмотрим сеть передачи данных (ПД), предназначенную для связи ряда абонентов, имеющих абонентские пункты (АП) с центральной ЭВМ. Пусть, например, обмен данными осуществляется в диалоговом режиме сеансами. Тогда показателем выходного эффекта системы целесообразно считать число успешно проведенных сеансов. При этом КСЭ приобретает смысл вероятности того, что произвольный сеанс обмена данными между АП и ЭВМ не будет сорван по причине отказов технических средств.

Определим значение КСЭ:

(4.24)

где,

m-число АП в системе;

-среднее число сеансов между i-м АП и ЭВМ в единицу времени;

- среднее число сеансов между всеми АП и ЭВМ в единицу времени;

Si-совокупность элементов сети, обеспечивающих обмен данными между i-м АП и ЭВМ (сам АП, канал ПД, мультиплексор и т.д.)

-средняя длительность сеанса между i-м АП и ЭВМ;

- коэффициент оперативной готовности j-го элемента за

время.

Рассмотренные примеры подтверждают целесообразность использования коэффициента сохранения эффективности для анализа надежности различных систем связи и возможности его расчета. В частности, КСЭ позволяет сравнивать варианты построения системы, в том числе с учетом различных способов резервирования, организации контроля и техобслуживания, а также для расчета численности обслуживающего персонала.

4.2 Расчет надежности временного коммутатора с ненадежными линиями

Под обеспечением надежности оборудования коммутационных узлов, станций и пучков каналов следует понимать совокупность мероприятий, направленных на достижение или поддержание показателей надежности на всех стадиях их существования.

Надежность- сложное свойство, которое в зависимости от назначения оборудования и условий его эксплуатации может включать в себя безотказность, так и в определенном сочетании этих свойств. Для оборудования коммутационных узлов, станций, пучков каналов наиболее важными свойствами, составляющими надежность, являются безотказность и ремонтопригодность. Поэтому комплекс мероприятий по обеспечению надежности перечисленного оборудования можно подразделить на мероприятия, воздействующие как на его безотказность, так и на его ремонтопригодность. К первым мероприятиям можно отнести использование деталей повышенной надежности.

К мероприятиям, воздействующим на ремонтопригодность, следует отнести введение различных способов контроля работоспособности оборудования и сокращение времени его простоя путем выбора рациональной системы технического обслуживания.

Исследования показали, что время простоя направления связи зависит от простоя оборудования, удельной нагрузки на прибор, среднего времени разговора, но и мало зависит от емкости пучка. При удельной нагрузке на прибор, равной 0,7 Эрл, среднем времени разговора с и интенсивности повторных вызовов = 30 для обеспечения среднего времени простоя направления связи, равного 15 минут, можно принять, что среднее время простоя оборудования равно не более 8 минут, т.е =0,133 часа.

Очевидно, коэффициент простоя оборудования, характеризуя суммарное время простоя оборудования за заданный срок службы, тесно связан с экономической эффективностью оборудования. Поэтому для определения требований к величине коэффициента простоя оборудования, участвующего в установлении соединений на ГТС, необходимо его оптимизировать по экономическому критерию, например, по минимуму затрат и потерь предприятий связи и потребителей услуг связи при заданной трудоемкости технического обслуживания единицы емкости узла или станции. Предположим, что в результате такой оптимизации получено значение коэффициента простоя оборудования узла или станции .

Исходя , из полученных значений Тп и Кп можно определить требуемую наработку на отказ оборудования, участвующего в установлении соединений на ГТС, из выражения:

(4.25)

Тогда, То =13 300 ч

Аналогично могут быть определены показатели надежности направления связи и другие.

Современные системы связи, обладающие сложной сетевой структурой, являются разновидностью “ больших систем”, при оценке надежности функционирования которых исследуются отдельные элементы и параметры системы с точки зрения их влияния на величину суммарных средних потерь сообщений.

Системы распределения информации представляют собой весьма сложный комплекс программно- аппаратных средств, и в связи с этим надежность всей системы зависит от надежности, как программного обеспечения, так и аппаратных средств.

Элементы системы обладают конечной надежностью. Последнее означает, что на элементы системы воздействует поток неисправностей, который может быть примитивным или простейшим с интенсивностями нагрузки А для абонентских комплектов, Ак.э. для коммутационных элементов коммутационного поля, Ам.с. для монтажных соединений, Ал. Для линейных(исходящих и входящих) комплектов, Аш. Шнуровых комплектов. Поток неисправностей всегда примитивный, в тех случаях, когда параметр потока неисправностей одного элемента весьма мал, а число элементов велико, характер потока близок к простейшему.

За основу расчета примем тот факт, что реальная пропускная способность системы определяется числом только исправных элементов, образующих фактическую структуру системы. Определение пропускной способности системы с ненадежными элементами сводится к нахождению фактической структуры( или нагрузки) и расчету пропускной способности уже известными методами для систем с абсолютно надежными элементами.

Надежность коммутационных элементов и монтажных соединений внутри коммутатора намного выше надежности выходов из коммутатора, то есть Ак.э = Ам.с =0, Ал больше нуля. Предположим, что линии (выхода из коммутатора) выходят из строя на много реже, чем поступают вызовы. Тогда имеем два независимых процесса: обслуживание вызовов с переменным числом dл обслуживающих (исправных) линий, а также выхода и восстановления линий. Следовательно, вероятность потерь по времени равна:

(4.26)

Расчет надежности временного коммутатора с ненадежными линиями представлен программой вычисления потерь на персональном компьютере с использованием языка программирования Бейсик.

Программа расчета потерь в полнодоступном пучке с ненадежными линиями и примитивным потоком неисправностей приведена в приложении Г. Пусть N =17000, j =h =1, Vj =2 , S =3, где n- число входов в коммутатор; S- число звеньев коммутации.; V емкости пучка.

Вывод: таким образом при вычислении получилось, вероятность потерь P=0.796 следовательно, выхода коммутатора выходят из строя реже, чем поступают вызовы.

4.3 Определение пропускной способности коммутационной системы S-12

Определение пропускной способности коммутационной системы S-12. несколько усложняется за счёт объёмов КС что является препятствием к разработке точных методов расчета, и единственный выход - использовать методы высокой точности, поскольку только они позволяют оптимально проектировать системы коммутации, т. е. определять минимальный объем коммутационного оборудования (коммутационного поля), при котором требования к вероятностным характеристикам системы коммутации гаран-тированно выполняются.

Аппроксимация системы коммутации каналов полнодоступным пучком для исследования пропускной способности впервые была предложена А. К. Эрлангом. Им же получены первые основополагающие результаты для полнодоступного пучка с потерями в режиме стационарного равновесия.

Переходные вероятности в пучке произвольной емкости могут быть представлены в виде ряда Тейлора, элементы которого получены с помощью преобразования исходной матрицы интенсивностей переходов.

Раздельно процессы рождения и гибели частично описаны в, где приведены только начальные переходные вероятности процессов и отсутствует общая методика их нахождения. Переходный процесс рождения и гибели возникает при первоначальном запуске системы, изменении интенсивности входящего потока вызовов, перегрузках.

Рассмотрим основные расчетные соотношения, которые широко исполь-зуются в инженерных расчетах пропускной способности электронных систем коммутации, включая S-12. Определим общую модель системы массового обслуживания (СМО) и введем некоторые обозначения. Коммутационное поле (КП), рисунок 4.1 имеет N входов, выходы КП разбиты на h направлений, пучок линий в j-м направлении содержит линий, так что общее число выходов из КП . Для вызова, поступившего на вход системы, может потребоваться соединение только с одним выходом требуемого направления. При этом безразлично, с какой именно линией требуемого направления произойдет соединение и по какому конкретно пути оно будет установлено.

Поток вызовов, поступающий на вход СМО, будем считать примитивным (пуассоновская нагрузка второго рода), если число источников нагрузки ( -- параметр свободного источника вызовов, -- интенсивность обслуживания), или простейшим (пуассоновская нагрузка первого рода) в противном случае. В первом случае параметр свободного источника вызовов , интенсивность обслуживания , интенсивность поступающей нагрузки .

Рисунок 4.1 - Модель коммутационной системы

Во втором случае параметр потока вызовов , интенсивность обслуживания , интенсивность нагрузки . Вероятность того, что поступившему вызову i-го входа потребуется соединение с j-м направлением, может зависеть только от номера входа i и номера направления j и равна k_ij. При этих условиях характер потока вызовов в направлении сохранится, его интенсивность нагрузки .

Длительности занятия для всех вызовов, принятых к обслуживанию, предполагаются независимыми как друг от друга в совокупности, так и от потоков и распределены по одинаковому для всех вызовов экспоненциальному закону. Длительность занятия вызовом КП не зависит ни от каких сведений о прошлом процесса. Структурные параметры КП предполагаются известными, при этом также предполагается, что все пути соединения электрически разделены в пространстве, т. е. соединения проходят по различным путям.

Для полного определения работы рассматриваемой СМО осталось задать дисциплину обслуживания, т. е. указать правило, согласно которому принима-ется решение о порядке обслуживания вызова.

Любой вызов обслуживается по командам управляющего устройства, которое получает информацию о поступлении вызова, его требованиях (номере входа, по которому поступил вызов, и номере направления, с которым необходимо установить соединение), состоянии КП (т. е. по каким именно путям проходят уже установленные соединения) и так далее. На основании этой информации управляющее устройство (УУ) принимает и осуществляет решение об обслуживании данного вызова или отказе. Различают две стратегии УУ в обслуживании вызовов. В первом случае при невозможности немедленного установления соединения УУ принимает решение об отказе в обслуживании. Во втором случае в аналогичной ситуации УУ ставит поступивший вызов на ожидание. В соответствии с этим различают два вида потерь: явные и условные. В дальнейшем при расчете пропускной способности систем коммутации каналов используется первая стратегия, противный случай оговаривается особо. Поэтому предполагаем, что дисциплина обслуживания зависит только от трех факторов: номера входа, по которому поступил вызов, состояния КП в момент поступления вызова, т. е. того, какие промежуточные линии (ПЛ) внутри КП являются свободными или занятыми, и номера направления, с которым требуется установить соединение. Еще одно предположение будет состоять в том, что ПЛ к моменту поступления вызова заняты случайно. Наконец, предположим, что решение об обслуживании, установлении соедине-ния и отказе в обслуживании принимается мгновенно. Таким образом, процесс обслуживания однозначно определен.

Вероятность потерь можно условно разбить на две составляющие: вероятность внутренней блокировки и вероятность потерь в пучке из V_j линий:

(4.27)

Введем некоторые обозначения:

N -- число входов в КП; М - число выходов из КП;

h -- число направлений в КП; V_j - число выходов в j-м направлении ;

_j -- параметр свободного источника вызовов в направ-лении j;

^-1 -- средняя длительность занятия;

-- параметр потока вызовов в j-м направлении;

А₀ -- интенсивность общей поступающей нагрузки;

k_ij -- коэффициент тяготения нагрузки в j-м направлении;

-- интен-сивность нагрузки, поступающей в j-е направление;

-- удельная нагрузка, поступающая в j-е направление;

А_g -- общая обслуженная нагрузка на выходе g-го звена ;

A_gj -- обслуженная нагрузка j-го направления на выходе g-го звена;

d_j -- доступность в j-м направлении;

{х} -- состояние, т.е. наличие в КП х установленных соединений в j-м направлении ;

Р_б -- вероятность внутренней блокировки;

-- вероятность потерь в пучке из V_j линий;

-- условная вероятность состояния , при котором любой приходящий вызов j-го направления может быть обслужен;

-- условная вероятность потери вызова j-го направления в состоянии ;

s -- число звеньев коммутации;

-- число входов в коммутатор g-го звена;

-- то же, но выходов;

-- число коммутаторов в g-м звене;

-- число выходов j-го направления из одного коммутатора s-го звена;

-- удельная обслуженная нагрузка одним выходом коммутатора g-го звена;

-- то же, но для j-го направления;

-- нагрузка, обслуженная одним коммутатором g-го звена;

-- число коммутаторов g-го звена, доступных входящему выходу;

-- число коммутаторов (g+1)-го звена, доступных через свободные ПЛ одному из коммутаторов g-го звена.

В основном для расчета вероятности потерь в электронной АТС (системе коммутации массового обслуживания) применяется первая модель Эрланга. Рассмотрим её для следующих предположений:

число направлений в КП произвольно;

вызовы, поступающие на любое направление, образуют пуассоновский поток постоянной интенсивности с параметрами ;

длительность занятия подчиняется экспоненциальному распределению с параметром ;

вызов, не принятый к обслуживанию в момент поступления, теряется, не влияя на моменты поступления последующих вызовов;

любой из V_j выходов направления доступен, когда он свободен для любого поступающего вызова;

исходной для расчета является поступающая нагрузка;

система коммутации находится в стационарном режиме.

При этих предположениях определяется стационарная вероятность того, что х линий направления заняты (х -- положительное, целое):

(4.28)

где .

Для действительных положительных значений х = V_j известно интегральное представление:

(4.29)

С учетом пятого исходного предположения 4.27 переписываем в виде

(4.30)

Отметим, что пятое исходное предположение допускает применение модели к не блокирующим КП, в том числе многозвенным, для которых Р_б = 0. Чаще всего для определения вероятности потерь в цифровой системе коммутации используют не первую модель Эрланга, а модуль Энгсета, поэтому рассмотрим для вычисления вероятности потерь в цифровой коммутационной системе модель Энгсета.

Для этого необходимо в вести исходные данные исходя из рисунка 4.1:

число направлений в КП произвольно;

параметр потока вызовов в направлении в момент занятости х входов пропорционален числу свободных источников, т.е.

где N -- число источников вызовов (число входов в КП);

-- интенсивность поступления вызова от свободного источника в j-м направлении;

длительность занятия подчиняется экспоненциальному распределению с параметром ;

вызов, не принятый к обслуживанию в момент поступления, теряется, не влияя на моменты поступления последующих вызовов;

любой из V_j выходов направления доступен, когда он свободен для любого поступающего вызова;

исходной для расчета является поступающая нагрузка;

система коммутации находится в стационарном режиме.

Стационарная вероятность того, что х выходов направления окажутся занятыми:

(4.31)

где -- биномиальный коэффициент.

Пусть -- нагрузка, поступающая от одного источника в системе без потерь. С учетом пятого исходного предположения, что возможно применение модели к не блокирующим КП, в том числе многозвенным, для которых Р_б=0, поэтому 4.2:

(4.32)

Для инженерных расчетов предполагается пользоваться первой формулой Эрланга при , в противном случае используют формулу Энгсета.

Для цифровой системы коммутации S-12 число входов в КП равно N = 17000, а V_j -- число линий в одном направлении, тогда максимально в одном направлении на S-12 две линии ИКМ по 30 каналов в каждой, поэтому V_j = 60 линий. Подставив данные в условие получим: , т.е. условие не выполняется, т.к. число входов в КП больше числа линий в одном направлении, поэтому для определения вероятности потерь в цифровой коммутационной системе S-12 воспользуемся формулой Энгсета .

Для более точного вычисления вероятности потерь составим программу по формуле Энгсета и получим необходимые значения.

Программа вычисления вероятности потерь по формуле Энгсета в полнодоступном пучке линий при известной пуассоновской нагрузке второго рода А, емкости пучка V и числе источников нагрузки N, приведена ниже на языке Паскаль, затем даны результаты вычислений. Алгоритм программы и листинг программы приведены в приложении Д

Вывод: Таким образом при вычислении получилось, что вероятность потерь на АТС-72/79 S-12 составила E = 0, 99602 при заданных значениях

А_{вознАТС72/79} =624,99 Эрл

V =3200 каналов

N=17000

Это говорит о том, что вероятность потерять вызов в цифровой коммутационной системе S-12 очень мала, что означает пропускная способность системы очень велика и она является практически не блокируемой системой.

4.4 Система ОКС-7

Основными преимуществами общеканальной системы сигнализации 7 являются:

скорость - время установления соединения не превышает одной секунды;

высокая производительность - один канал сигнализации способен одновременно обслуживать до тысячи разговорных каналов;

экономичность - минимальное количество оборудования на коммутационной станции;

надежность - возможность альтернативной маршрутизации в сети сигнализации;

гибкость - возможность передачи любых данных (телефонии, цифровых сетей с интеграцией служб, сетей подвижной связи, интеллектуальных сетей и т.д.).

ОКС-7 на данный момент является системой, обладающей огромным потенциалом. Изначально в нее были заложены большие возможности для управления другими, еще не существующими услугами связи. Сейчас ОКС-7 является обязательным элементом следующих цифровых сетей связи:

телефонной сети общего пользования (ТФОП, PSTN);

цифровой сети с интеграцией служб (ЦСИС, ISDN);

сети связи с подвижными системами (ССПС, PLMN);

интеллектуальной сети (ИС, IN).

 

4.4.1 Расчет сигнальной нагрузки

Расчет сети сигнализации производится для определения объема оборудования, набора подсистем системы сигнализации ОКС-7.

Функционирование сети сигнализации должно осуществляться в соответствии с требованиями МСЭ-Т на следующие качественные характеристики:

вероятность задержки сигнальной единицы на звене сигнализации более чем на 300 мс не должна превышать 10-4 (рекомендация МСЭ-Т Q.725);

время простоя пучка маршрутов сигнализации не должно превышать 10 минут в год (рекомендация МСЭ-Т Q.706).

В соответствии с рекомендациями МСЭ-Т нормальной загрузкой звена сигнализации считается загрузка 0,2 Эрл. Обеспечить требования на допустимое время простоя можно путем применения различных вариантов избыточности структурных элементов сети.

В зависимости от структуры сети сигнализации и возможностей по реконфигурации сигнального оборудования достичь требуемой избыточности можно путем использования различных вариантов:

избыточность оконечного оборудования;

избыточность звеньев сигнализации внутри пучка;

избыточность сигнальных маршрутов для каждого пункта назначения.

Для обеспечения надежности сети может применяться дублирование звеньев сигнализации.

Нагрузка на звено ОКС-7 равна:

(4.33)

где -число удачных вызовов в секунду, приходящихся на пучок каналов емкостью С; (4.34)

- число неудачных вызовов в секунду, приходящихся на пучок каналов емкостью С; (4.35)

С - число каналов, обслуживаемых конкретным звеном сигнализации;

А - средняя нагрузка на разговорный канал, Эрл;

пучок каналов емкостью С;

М_eff - среднее число сигнальных единиц, которыми обмениваются пункты сигнализации для обслуживания удачных вызовов.

M_ineff - среднее число сигнальных единиц, которыми обмениваются пункты;

Сигнализации для обслуживания неудачных вызовов;

L_eff -средняя длина сигнальных единиц для удачных вызовов, байт;

L _ineff - средняя длина сигнальных единиц для неудачных вызовов, байт;

Т _eff - среднее время занятия канала для удачных вызовов, сек.;

Т _ineff - среднее время занятия канала для неудачных вызовов, сек.;

Х_eff - число от “0” до “1” являющиеся отношением количества удачных вызовов к общему количеству вызовов.

Х_eff - средняя длина сигнальной единицы для удачного вызова, L_eff, составляет 68 байт, так как для передачи номера вызываемого абонента необходимо передать семь в шестнадцатеричном коде, который будет составлять четыре байта информации.

Средняя длина сигнальной единицы для неудачного вызова, L_ine, равна 65 байт, так как при неудачном вызове в информационном поле передается один знак, занимающий один байт информации.

Среднее время занятия канала для удачного вызова:

Т eff =(tcо +ntn+tу+tпв +Тi), (4.36)

где tco-время слушания сигнала <<ответ станции>>;

tco n tn -время набора n знаков номера;

tco n tn tпв -время посылки вызова вызываемому абоненту;

tco n tn tпв Тi-средняя длительность разговора.

tco n tn tпв Тi

T_eff=(3+6 0,8+2+7,5+110)=127с

Среднее время занятия канала для неудачного вызова рассчитывается аналогично, за исключением времени разговора:

T_ineff =( tcо +n tn+tу+tпв), (4.37)

T_ineff =(3+60,8+2+7,5)=17c.

Cреднее число сигнальных единиц, которыми обмениваются пункты сигнализации для обеспечения удачного вызова:

начальное адресное сообщение (IAM);

запрос информации (INR);

сообщение о принятии полного адреса (ACM);

сообщение ответа (ANM);

подтверждение выполнения модификации соединения (CMC);

отказ модифицировать соединение (RCM);

блокировка (BLO);

подтверждение блокировки (BLA);

сообщение ответа от абонента устройства с автоматическим ответом (например, терминал передачи данных) (CON);

сообщение ответа (ANM);

освобождение (REL);

завершение освобождения (RLC).

Среднее число сигнальных единиц, которыми обмениваются пункты сигнализации для обслуживания неудачного вызова:

начальное адресное сообщение (IAM);

освобождение (REL);

завершение освобождения (RLC).

рассчитаем среднюю нагрузку на разговорный канал.

Нагрузка взята со схемы распределения нагрузок для направлений, использующих ОКС7: АТСЭпр-72/79 - АТСЭ91, АТСЭ92, ОПТС3, ОПТС4, , АМТС.

Средняя нагрузка на разговорный канал АТСЭпр-72/79 - АТСЭ91 Y=14 Эрл.

А- удельная нагрузка.

При емкости каналов С=21, отсюда А= А= (4.6)

Нагрузка на разговорные канал между АТСЭпр - АТСЭ92 Y=11Эрл. При емкости каналов С=17, отсюда А=.

Нагрузка на разговорные канал между АТСЭпр - ОПТС3 Y=161Эрл. При емкости каналов С=180, А=.

Нагрузка на разговорные канал между АТСЭпр - ОПТС4, Y=43 Эрл. При емкости каналов С=53 А=

Нагрузка на разговорные канал между АТСЭпр - АМТС, Y=30 Эрл. При емкости каналов С=42 А=

Средняя нагрузка на разговорный канал:

А=

Средняя нагрузка на разговорный канал равна =0,6 Эрл.

Отношение количества удачных разговоров к общему числу вызовов.

Возьмем статистические данные каналов, которые работают по ОКС-7 за 06-01-03, за 13-01-03, за 07-02-03.

Таблица 4.1 - Показатели качества обслуживания вызова

Дата	Направление	Попытки	Ответы
06.01.03	с АМТС на АТС521	1105	532
	с АМТС на АТС-51/52	1131	432
13.01.03	с АМТС на АТС521	1009	558
	с АМТС на АТС-51/52	780	527
07.02.03	с АМТС на АТС521	799	282
	с АМТС на АТС-51/52	733	519

Из данных, приведенных выше, найдем отношение количества удачных разговоров к общему числу вызовов с АМТС на АТС521

(4.38)

;

Среднее отношение количества удачных разговоров к общему числу вызовов с АМТС на АТС521;

.

Отношение количества удачных разговоров к общему числу вызовов с АМТС на АТС-51/52.

Среднее отношение количества удачных разговоров к общему числу вызовов АМТС на АТС-51/52.

Среднее отношение количества удачных разговоров к общему числу вызовов-0,54. По приведенным выше формулам и таблице распределения каналов по направлениям рассчитаем сигнальную нагрузку. Если нагрузка на один ОКС будет превышать 0,2 Эрл, то звенья сигнализации увеличиваются пропорционально нагрузке.

На участке STP1и STP2 при емкости каналов С=180

Эрл

Число каналов сигнализации равно 1. По приведенным выше формулам была составлена программа, представленная в приложении Е, результаты расчета сведены в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Число каналов сигнализации по направлениям

	STP2	STP3	STP4	SP1	SP2	SТP5
STP1	2	1	1	1	1	1

Нумерация кодов пунктов сигнализации.

Для идентификации пунктов сигнализации (ПС) любых сетей ОКС используется 14-битовый двоичный код (в соответствии с рекомендациями ITU-T).

Код международного ПС должен присваиваться каждому пункту сигнализации, принадлежащему к международной сети сигнализации.

Один физический узел сети может быть более одного кода ПС. Нумерация кодов международных ПС определена в рекомендации Q.708 приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Нумерация кодов

Наименование	Десятичный код	Бинарный код
АМТС STP1 513	01-000-1	00001 0000000 01
ОПТС3 STP2 532	01-005-0	00001 0000101 00
ОПТС4 STP3 540	01-007-0	00001 0000111 00
УВС5/9 STP4 520	01-002-0	00001 0000010 00
АТС-70/72 SP1 523	01-002-3	00001 0000010 11
АТС-76/77 SP2 522	01-007-2	00001 0000111 10
АТСЭ-79 SТP5 535	01-005-3	00001 0000101 11

Вывод: Таким образом, из анализа работы СМО следует, что половина сигнальных единиц получают отказ в обслуживании. Поэтому из этого следует, что длину очереди необходимо увеличить в два раза и сократить время обслуживания одной сигнальной единицы.

4.5 Расчет производительности центрального управляющего устройства

Вернемся к СМО, изображенной на рисунке 4.1. Оставив исходные пред-положения прежними, изменим дисциплину обслуживания. Любой вызов обслуживается по командам управляющего устройства (УУ), которое получает информацию о поступлении вызова, его параметрах (номере входа, по которому поступил вызов, и номере направления, с которым необходимо установить соединение), о состоянии КП (т. е. по каким именно путям проходят уже установленные соединения) и т. д. При возможности немедленного установления соединения УУ устанавливает его; в противном случае УУ ставит поступившие вызовы на ожидание и обслуживает их по мере освобождения занятых линий в порядке очереди. Число мест ожидания предполагается бесконечно большим. Определим вероятности различных со-стояний такой СМО и функцию распределения времени ожидания (ФРВО). Из результатов следует, что вероятность состояния {х}, из которого первый же поступивший вызов переводится в ожидание.

Рисунок 4.1 - Диаграмма переходов Марковской цепи с ожиданием

где вероятность «0» определяется с учетом диаграммы переходов Марковской цепи с ожиданием представлена на рисунке 4.1.

Из диаграммы следует, что вызов, поступивший в состоянии {х}, будет

поставлен на k-e место ожидания с вероятностью:

k=1, 2, 3, …, (4.1)

Поэтому вероятность того, что вызов, поступивший в состоянии {х} либо заблокирует последующие вызовы, либо сам встанет на ожидание,

Из условия нормировки следует, что:

откуда , а с учетом того, что получим:

Окончательно:

Вероятность найти в состоянии [х] все линии занятыми («вероятность ожидания») или, что то же самое, вероятность того, что время ожидания больше нуля,

После того, как вероятности состояний найдены, перейдем к определению функции распределения времени начала обслуживания вызова.

Пусть Px{y>t) -- вероятность того, что для поступившего в состоянии {x} в произвольный момент вызова время ожидания будет больше, чем t. Обозначим через Р_v+k(>t) условную вероятность того же неравенства в предположении, что вызов застал систему на k-м месте ожидания. По формуле полной вероятности:

, (4.2)

где P_v+k(>t)--вероятность того, что за промежуток времени длиной t после момента поступления рассматриваемого вызова произойдет не более k освобождений, поскольку наш вызов начинает обслуживаться после (k+1)-го освобож-дения, являясь (k+1)-м в очереди в момент своего поступления. Поток освобождений за время ожидания вызова представляет собой простейший поток с параметром х, так как вероятность того, что не произойдет ни одного освобождения за время t, равна е^-xt Для простейшего потока с параметром х вероятность освобождения

не более k вызовов за время t равна поэтому:

, (4.3)

Подставляя в формулу 4.3 в 4.2 и используя 4.1, получаем:

(4.4)

Выражение 4.4 может быть использовано для расчета времени ожидания начала обслуживания вызова в системах коммутации с внутренними блокиров-ками при условии нахождения СМО в состоянии {х}.Поскольку P_x(>t)--нормированная величина, из 4.4 легко находятся практически более полезные характеристики--вероятность ожидания начала обслуживания за время более, чем t и среднее время ожидания начала обслуживания:

Для этого рассмотрим алгоритм обслуживания сетевого соединения представлена на рисунке 4.2, который описывается многофазной однолинейной СМО с n ступенями ожидания.

Рисунок 4.2 - Упрощенный алгоритм прохождения очередей при установлении соединения на сети связи

Для нахождения времени ожидания конца обслуживания на каждой ступени воспользуемся моделью однофазной однолинейной СМО вида М/М/1/ с учетом того, что оно складывается из времени ожидания начала обслуживания и времени самого обслуживания, которые, в свою очередь, описываются соответствующими функциями распределения

где F(t-)--функция распределения времени ожидания (ФРВО) начала об-служивания; F(p-)--ее изображение (преобразование Лапласа); F(t)--ФРВО самого обслуживания; F(p)--ее изображение; F(l+)--ФРВО конца обслужива-ния; *--символ свертки, L ^-1--оператор обратного преобразования Лапласа.

Напомним, что --параметр суммарного потока вызовов, а _c -- параметр (интенсивность) обслуживания потока вызовов ЦУУ на одной ступени ожидания.

Изображение суммарного времени ожидания конца обслуживания в мно-гофазной однолинейной СМО после п-й ступени ожидания находим, используя преобразование Лапласа--Стилтьеса и теорему о свертке

(4.5)

Для нахождения оригинала 4.5 воспользуемся разложением Хевисайда для рациональных алгебраических функций:

где

Алгоритм и программа расчета производительности центрального управляющего устройства приведен в приложении Ж

Пусть на электронную АТС с числом входов N = 17000 поступает пуассоновский поток вызовов с удельной нагрузкой а₀=0,1 Эрл. Средняя продолжительность разговора t₀=3 мин. Требуется определить производитель-ность центрального управляющего устройства при обслуживании внутреннего (местного) соединения при заданной вероятности (не менее 0,95) ожидания конца обслуживания вызова (интервал времени между окончанием набора цифр номера и началом подачи зуммерного сигнала «Контроль посылки вызова» за время 0,6 с.

В обозначениях 4.6 : t=0,6 с; F_N(t₊)=0,95; = a₀N = a₀N/t₀ = 1200 ч ^-1 = 0,33с ^-1; n=1. Подставляя эти значения в 4.6, методом итеративного приближения находим _c = 5,3 3 с ^-1.

Пример 2. На ту же АТС поступает пуассоновский поток с удельной нагрузкой a₀ = 0,1 Эрл. Средняя продолжительность разговора t₀ = 3 мин. Требуется определить время окончания обслуживания вызова сетевого соедине-ния, при котором вероятность прослушивания зуммерного сигнала «Контроль посылки вызова» из последней в цепочке соединений ЭАТС будет не менее 0,95. Число ЭАТС в цепочке соединений принять равным n = 7, все ЭАТС идентичны, производительность ЦУУ каждой ЭАТС _c =5,33 с ^-1.

В обозначениях выражения 4.6: F_N(t₊)=0,95; n=7; =a₀N=0,33c ^-1; _c =5,33с ^-1. Подставляя эти значения в 4.6, методом итеративного приближения находим t =2,37 с.

Таким образом, с вероятностью 0,95 внутреннее (местное) соединение (n=1) устанавливается за 0,6с, а внешнее (исходящее) при числе транзитов n=7--через 2,37с. Если же на вход СМО будут поступать заявки только от одного источника (абонента), т. е. если = 0, то очередь на ожидание начала обслуживания исчезнет и время ожидания конца обслуживания вызова будет определяться только временем обслуживания, поэтому F(t)= 1 -- е^-ct;

Поэтому:

(4.6)

Пример 1. На электронную АТС с числом входов N = 17000 поступает пуассоновский поток вызовов с удельной нагрузкой а₀=0,1 Эрл. Средняя продолжительность разговора t₀=3 мин. Требуется определить производитель-ность центрального управляющего устройства при обслуживании внутреннего (местного) соединения при заданной вероятности (не менее 0,95) ожидания конца обслуживания вызова (интервал времени между окончанием набора цифр номера и началом подачи зуммерного сигнала «Контроль посылки вызова» за время 0,6 с.

В обозначениях 4.6: t=0,6 с; F_N(t₊)=0,95; = a₀N = a₀N/t₀ = 1200 ч ^-1 = 0,33с ^-1; n=1. Подставляя эти значения в 4.6, методом итеративного приближения находим _c = 5,3 3 с ^-1.

Пример 2. На ту же АТС поступает пуассоновский поток с удельной нагрузкой a₀ = 0,1 Эрл. Средняя продолжительность разговора t₀ = 3 мин. Требуется определить время окончания обслуживания вызова сетевого соедине-ния, при котором вероятность прослушивания зуммерного сигнала «Контроль посылки вызова» из последней в цепочке соединений ЭАТС будет не менее 0,95. Число ЭАТС в цепочке соединений принять равным n = 7, все ЭАТС идентичны, производительность ЦУУ каждой ЭАТС _c =5,33 с ^-1.

В обозначениях 4.6: F_N(t₊)=0,95; n=7; =a₀N=0,33c ^-1; _c =5,33с ^-1. Подставляя эти значения в 4.6 методом итеративного приближения находим t =2,37 с. Таким образом, с вероятностью 0,95 внутреннее (местное) соединение (n=1) устанавливается за 0,6с, а внешнее (исходящее) при числе транзитов n=7--через 2,37с. Если же на вход СМО будут поступать заявки только от одного источника (абонента), т. е. если = 0, то очередь на ожидание начала обслуживания исчезнет и время ожидания конца обслуживания вызова будет определяться только временем обслуживания, поэтому F(t)= 1 -- е^-ct;

(4.7)

Пусть 1) t=0,4 с; F_N(t₊)=0,96; = a₀N = a₀N/t₀ = 1200 ч ^-1 = 0,33с ^-1; n=1. F_N(t₊)=0,95; n=7; =a₀

2) t=0,6 с; F_N(t₊)=0,95; = a₀N = a₀N/t₀ = 1200 ч ^-1 = 0,33с ^-1; n=1

F_N(t₊)=0,95; n=7; =a₀

N=0,20c ^-1; _c =5,01с -¹

N=0,33c ^-1; _c =5,33с ^-1.

При использовании расчета производительности центрального управляющего устройства. По результатам испытаний для одного вызова Вывод: качество обслуживания вызовов для первого управляющего устройством в режиме полной загрузки выше

5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

5.1 Анализ травматизма и профессиональных заболеваний на предприятии

Анализ травматизма и профессиональных заболеваний на предприятии производится на основе аттестации по условиям труда.

Результаты аттестации используются в целях:

паспортизации организации на соответствие требованиям по охране труда;

установления коэффициента класса профессионального риска для определения страхового тарифа страхователя (работодателя) при страховании от несчастного случая и профессионального заболевания;

обоснования предоставления льгот и компенсаций работникам, заня-тым на работах с вредными и опасными условиями труда, в предусмотренном законодательном порядке для включения их в коллективный договор;

решения вопроса о связи заболевания с профессией при подозрении на профессиональное заболевание, усыновление диагноза профзаболева-ния, в том числе при решении споров, разногласий в судебном порядке;

рассмотрение вопроса о необходимости приостановления эксплуата-ции производственного объекта, изменении технологий, представляющих непосредственную угрозу жизни и здоровью работников;

планирование и проведение мероприятий по охране и условиям труда в организациях в соответствии с действующими нормативными правовыми документами;

составления отчетности о состоянии условий труда, льготах и компен-сациях, предоставляемых за работу с вредными и опасными условиями труда;

- ознакомления работников при приёме на работ) с условиями труда, их влиянием па здоровье и необходимыми средствами индивидуальной защиты.

Сроки проведения аттестации устанавливаются организацией, исходя из изменения условий и характера труда, но не реже одного раза в 3 года с момента проведения последних измерений.

Внеочередной аттестации подлежат производственные объекты после замены производственною оборудования, изменения технологического процесса, реконструкции средств коллективной защиты и другое, а также по требованию органов Государственного надзора и контроля за охраной труда при выявлении нарушений проведения аттестации.

Измерения параметров опасных и вредных производственных факто-ров проводятся лабораториями, получившими на это разрешение от регио-нальных органов охраны и условий труда.