Расчёт объёма аппаратуры телефонного узла г. Любань

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ВЫСШИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ

ФАКУЛЬТЕТ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ

КАФЕДРА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К ДИПЛОМНОЙ РАБОТЕ

на тему: «Расчёт объёма аппаратуры телефонного узла г. Любань»

МИНСК 2004

ВВЕДЕНИЕ

Общепризнано, что комплексное и приоритетное развитие связи является обязательным условием функционирования любой динамичной экономики рыночного типа. Создание современной системы связи является одним из приоритетных направлений развития экономики Республики Беларусь и необходимым условием превращения республики в экономически развитое государство.

Уже сейчас состояние системы телекоммуникаций является более чем удовлетворительным: телефонизировано более 90% квартир в городах и 45% - в сельских населенных пунктах (и этот процесс продолжается), активно внедряется новые технологи, такие, как Internet, мобильная связь различных стандартов, спутниковая связь и другие.

Постепенно идет техническое перевооружение как станционных сооружений, так и линий связи. Волоконно-оптические связи, к примеру, на данный момент составляют более трети от всех находящихся в эксплуатации линий связи. Что же касается модернизации и цифровизации автоматических телефонных станций, то на международных и междугородных сетях данный процесс уже успешно завершен (с использованием оборудования «EWSD” фирмы “Siemens” (Германия) и AXE-10 фирмы «Ericsson» (Швеция) модернизированы автоматическая междугородные телефонные станции (АМТС) в г. Минске и во всех областных центрах республики, а также международный центр коммутации (МЦК) в г. Минске, а в настоящее время идут работы на зоновых и местных телефонных сетях. Следует отметить и тот факт, что на протяжении последнего времени вводится в строй исключительно цифровая аппаратура, например, доля цифровых автоматических телефонных станций выросла с 3% в 1996 году до 25% в 2003 году.

Цифровизация коммутационной техники осуществляется с использованием импортного и отечественного оборудования. В Республику Беларусь свою продукцию поставляют такие предприятия, как «Siemens» (Германия), «Ericsson» (Швеция), «Iskratel» (Словения), «Alkatel» (Германия). Что же касается белорусских производителей, то наиболее крупным из них является ЗАО «Связьинвест», выпускающее автоматические телефонные станции «Ф 50/1000» и ЦСФ «Неман», и Минское Производственное Объединение Вычислительной Техники (МПОВТ), выпускающее автоматическую телефонную станцию "Бета".

Следует отметить одно негативное обстоятельство: активное осваивание цифровой телекоммуникационной техники происходит в основном на городских телефонных сетях (ГТС), в то время как на сельских телефонных сетях (СТС), если и происходит изменения, то очень незначительные. Это обусловлено многими факторами, и в первую очередь - нехваткой денежных средств. Но, несмотря на все трудности, цифровизация СТС продолжается.

В частности, реализация современной коммутируемой сети связи райцентров предполагает использование ЦАТС ёмкостью 20-40 тысяч точек подключения с возможностью распределения ёмкости АТС по местам концентрации пользователей, предоставления расширенных услуг, включая услуги ISDN. К сожалению, отечественной продукции соответствующей емкости и качеста у нас нет. Решить эту задачу можно только, используя мировой опыт разработок и производства современных ЦАТС в виде приобретаемой за границей телекоммутационной техники [5 ].

Среди всего используемого импортного коммутационного оборудования выделяется продукция международного концерна "Ericsson". Коммутационная система AXE-10, выпускаемая этим концерном, применима во всех существующих сетях, легко адаптируема к будущим требованиям и службам.

Кроме необходимой ёмкости коммутационного оборудования для центральных станций важнейшими требованиями при выборе коммутационной системы является возможность их взаимодействия по современным системам сигнализации и интеграции систем технического обслуживания и эксплуатации с протокольными и аппаратно-программными средствами систем связи высшего уровня - областных центров и международной сетью связи, а также, что не менее важно, возможность организации централизованной системы эксплуатации и обслуживания 15 - 25 сельских оконечных станций.

Выбранная коммутационная система должна стать базой для дальнейшего расширения ёмкости и предоставления современных услуг, что однозначно связано с необходимостью реализации общеканальной сигнализации по протоколу №7.

Система AXE-10 разработана для использования в коммутируемой телефонной сети общего пользования и обеспечивает подключение аналоговых абонентов, абонентов ЦСИС, УПАТС, вынесенных блоков и т.п. Более того, система может взаимодействовать с сетью пакетной коммутации, широкополосной ЦСИС, интеллектуальными сетями, сетью управления связью и другими [5].

Целью дипломного проекта является расчет объема оборудования и количества соединительных линий модернизированной АТС - 4 на базе оборудования AXE - 10 г. Любань.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА СЕТИ Г. ЛЮБАНЬ

Город Любань является промышленным и культурным районным центром Минской области. На территории города находится крупное рыбное хозяйство, комбинат строительных материалов, завод стеновых блоков, масло-сыр завод, льнозавод, успешно развивающийся консервный завод, а также функционирует швейная фабрика, продукция которой пользуется большим спросом не только в республике, но и в странах СНГ и зарубежья.

Численность населения города на 1 марта 2004 года составила 34520 человек.

С января 1996 года Любанский районный узел связи реорганизован путем разделения в Любанский районный узел почтовой связи и Любанский районный узел электросвязи. Для успешной работы предприятий, а также обеспечения населения услугами электросвязи Любанская городская телефонная сеть постоянно развивается и совершенствуется. В настоящее время ГТС предоставляет своим абонентам наряду с традиционными услугами сети общего пользования также возможность подключения к сети БелПак (сети передачи данных с коммутацией пакетов) и НЦС (наложенной цифровой сети). В Любани насчитывается 84 абонентов сети БелПак и 8 абонентов НЦС, на базе EWSD, находящейся в г. Минске.

На 1 января 2004 г. в городской телефонной сети г. Любань насчитывается 17180 основных телефонных аппаратов. Из них квартирных - 15179 телефонных аппаратов. В городе установлено 74 городских и 25 междугородних таксофонов. Из них 18 универсальных таксофонов. Городская телефонная сеть районирована, строится по принципу “каждая с каждой“. Районирование ГТС предполагает децентрализацию станционного оборудования, заключающееся в приближении АТС к абонентам, в результате чего сокращается длина абонентских линий и затраты на них. На сети используются три АТС различных типов. Структурная схема Любанской ГТС изображена на рисунке 1.1. приложения А.

АТС-2 типа АТСЭ "Ф-50/1000, ёмкостью 2000 номеров.

АТС-3 типа АТСКУ, ёмкостью 2000 номеров.

В 1998 г. была введена в эксплуатацию принципиально новая АТС типа АХЕ-10 завода-изготовителя “Никола Тесла” Хорватия по лицензии шведской фирмы “Эрикссон” ёмкостью 3052 номеров. В 2000 г. введен в эксплуатацию второй этап АХЕ-10 ёмкостью 5128 номеров. Финансирование проекта производится Министерством связи и информатики РБ.

С 2000 г. по 2003 г. были введены в эксплуатацию новые станции типа АТСЭ "Ф - 50/1000" общей ёмкостью 2000 номеров.

СТС Любанского района построена по радиальному принципу. Центральной станцией СТС является координатное СПУ, но происходит переключение на оборудование AXE - 10. В настоящее время на СТС Любанского РУЭС эксплуатируются АТСК 50/200, АТСК 100/2000, КЭАТС "Квант" и АТСЭ "Ф - 50/1000". Для организации СЛ между оконечными станциями и СПУ используется аппаратура уплотнения с временным разделением каналов (ВРК) типа ИКМ-15 и ИКМ-30. В качестве СЛ используется симметричный высокочастотный кабель СТС марки КСПП.

На СТС применяется открытая система нумерации. При такой системе нумерации внутристанционная связь осуществляется набором сокращенного трехзначного номера, в случае же выхода за пределы своей АТС, набирается вначале индекс выхода на вышестоящую центральную станцию, а затем единый пятизначный номер вызываемого абонента СТС или ГТС. В качестве индекса выхода используется цифра "9". Вызов спецслужб осуществляется набором сокращенного номера 01-09, после набора индекса выхода на ЦС. Также следует отметить комплекс ведомственной сети связи "НПЗ", ЗКД, ТЭЦ, ЛПДС. Тип и монтированная емкость станций на этих предприятиях сведены в таблицу 1.2.

Для организации СЛ между ОС и ЦС используется аппаратура уплотнения с ВРК типа ИКМ-15, ИКМ-30.

Таблица 1.1 - Тип и емкость существующих АТС г. Любань

№ п./п.	Тип АТС	Ёмкость	Нумерация № №
1	АТС - 2	2000	20000 - 21999
2	АТС - 3	2000	30000 - 31999
3	АТС - 4	8180	40000 - 48179
	AXE - 10 (SS 0) AXE - 10 (SS 1) AXE - 10 (RSS 1) AXE - 10 (RSS 2) AXE - 10 (RSS 3)	2052 1000 2000 1056 2072	40000 - 41999 48000 - 48051 42000 - 42999 44000 - 44999 43664 - 43687 45000 - 45999 48052 - 48107 46000 - 47999 48108 - 48179
3.1	КЭАТС “Квант”	1000	50000 - 50999
3.2	АТСЭ "Ф - 50/1000"	2000	52000 - 53999
3.3	АТСК 100/2000	1000	54000 - 54999
3.4	АТСЭ "Ф - 50/1000"	1000	55000 - 55999

В данном дипломном проекте будет произведено расширение АТС - 4, на базе оборудования АХЕ - 10 на 2048 абонентов.

2. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ КОММУТАЦИИ

2.1 Обзор систем коммутации, выпускаемых белорусскими предприятиями

Рассмотрим электронные цифровые автоматические телефонные станции, выпускаемые предприятиями Республики Беларусь. Это такие станции, как ЦСФ "Неман", ЭАТС "Ф - 50/1000" (обе - производство ОАО"Связьинвест"), АТС "Бета" (производитель - МПОВТ).

Все представленные выше станции обладают типичными достоинствами цифровых АТС (повышение качества передачи и коммутации, расширение спектра предоставляемых услуг, уменьшение объема работ при монтаже и обслуживании и т.д.), но по сравнению с зарубежными аналогами они имеют одно неоспоримое преимущество - цену. Стоимость одного номера в 2-4 раза меньше, чем на аналогичных импортных АТС, а если учесть значительное снижение эксплуатационных расходов в течение 25 лет эксплуатации, то экономический выигрыш будет еще более ощутим. Поэтому неудивительно, что предпочтение на ввод абонентской емкости на местных сетях отдается продукции именно белорусских производителей. Этому также способствует и то обстоятельство, что Государственная Программа импортозамещения предписывает использовать исключительно отечественное оборудование.

Основные технические характеристики ЦАТС, производимых в Республике Беларусь, приведены в таблице 2.1. В то же время нельзя не отметить тот факт, что зарубежные ЦАТС предоставляют абонентам гораздо больший перечень оказываемых услуг. Еще один недостаток ЦАТС, производимых в нашей республике, состоит в малой емкости (до 10000 портов) выпускаемых станций. Отсюда следует вывод: для успешного решения задачи, поставленной в моем дипломном проекте, продукция белорусских предприятий, к сожалению, не подходит [5].

Таблица 2.1 - Техническая характеристика ЦАТС, производимых в Республике Беларусь

Наименование параметров	Бета 180	Бета 760	Ф - 50/1000	ЦСФ "Неман"
Максимальная абонентская емкость, номеров	340	760	8160	4080
Максимальное количество СЛ	60	180	960	960
Максимальное количество вызовов в ЧНН	1400	4400	7200	6500
Максимальный трафик в ЧНН (Эрл)	96	240	2000	1284
Нагрузка на линии (Эрл): Соединительные; Абонентские	0,15 0,7	0,15 0,7	0,8 0,15	0,15 0,7
Потребляемая мощность на один номер (Вт)	1,2	1,15	<1	0,7
Число портов на 1 плате	8	8	4	4

2.2 Обзор импортных систем коммутации

Для моего дипломного проекта наиболее подходят следующие коммутационные системы: DX-200 фирмы "Telenokia" (Финляндия), SI 2000 фирмы "Iskratel" (Словения), AXE-10 фирмы "Ericsson" (Швеция), EWSD фирмы "Siemens" (Германия), S12 Alkatel фирмы "Alkatel" (Германия).

Электронная цифровая коммутационная система DX-200.Система DX-200 активно используется во всем мире уже в течение многих лет и за это время заслужила уважение своей надежной и качественной работой. Система DX-200 характеризуется временным разделением каналов в коммутационном поле и цифровым способом передачи информации на основе системы передачи ИКМ-30/32. Управление осуществляется по записанной программе с применением распределенных функциональных управляющих устройств, реализованных на микропроцессорах. Система построена по модульному принципу, как аппаратных средств, так и программного обеспечения. Все функциональные блоки и программные средства подразделяются на независимые друг от друга модули. Модули взаимодействуют посредством стандартизированных сигналов.

Cистема DX-200 может использоваться в качестве опорной станции, транзитной станции, а также абонентских концентраторов.Опорная станция обеспечивает установление оконечных соединений между телефонными аппаратами абонентов местных сетей, а также выход на зоновые, междугородние и международние сети. Станции предназначены также для работы на районированных сетях с узлами входящего и исходящего сообщения, а также на сетях без узлообразования. На сетях может использоваться 5-, 6- и 7- значная нумерация, а также смешенная нумерация.

Транзитная станция предназначена для коммутации каналов, пропуска транзитной нагрузки на городскую телефонную станцию и обеспечивает организацию узлов входящего сообщения, узлов исходящего сообщения, узлов входящего междугороднего сообщения, узлов заказно-соединительных линий, совмещенных узлов, объединяющих вышеперечисленные узлы, узлов учрежденческих сетей.

Система DX-200 обеспечивает взаимодействие с существующими на сетях станциями: декадно-шаговыми, координатными, квазиэлектронными автоматическими телефонными станциями, а также со специальными информационными службами городской телефонной станции.

Для абонентов DX-200 предусмотрен целый ряд дополнительных видов услуг:

1) сокращенный набор номера;

2) прямая связь;

3) повторный вызов без нового набора номера;

4) запрет входящей и исходящей связи;

5) передача вызова в случае занятости вызываемого абонента на другой телефонный аппарат;

6) передача вызова на автоинформатор или телефонистке;

7) определение номера вызываемого абонента.

В системе DX-200 повременной учет стоимости разговора осуществляется при исходящей связи с учетом категории абонентов.

В состав системы DX-200 входят два типа автоматических телефонных станций: DX-210 и DX-220. Станция DX-210 в основном испольуется в качестве автоматической телефонной станции малой емкости [6 ]. Основные характеристики системы DX-200 приведены в таблице 2.2.

Электронная цифровая коммутационная система SI 2000.Система SI 2000 предназначена для обслуживания телефонных сетей пригородной и сельской местности. Передовая концепция организации сети SI 2000 является базовой стратегией. В противоположность другим решениям данная концепция обеспечивает несравнимую экономическую выгоду и гибкость. Сети связи многих стран большей частью являются еще аналоговыми, и осуществить немедленную цифровизацию всех путей передачи практически невозможно. Наряду со стандартными возможностями система SI 2000 имеет еще некоторые специфические особенности, служащие для оптимизации решений, связанных с созданием цифровой сети связи.

Во всех телефонных станциях SI 2000 интегрированы аналоговые линейные комплекты. Такое решение для имеющегося аналогового оборудования передачи является экономически наиболее выгодным.

Разработка оптимизированной сети, ориентированной на пригородную и сельскую местность, требует создания цифровых островов. Способность SI 2000 синхронизироваться от цифровой сети позволяет выполнить цифровизацию подчиненных оконечных автоматических телефонных станций и трактов передачи. Для обеспечения беспрепятственного развития сети связи узловая SI 2000 будет выполнять в целом коммутацию и аналого-цифровое преобразование. Если будет смонтирована главная цифровая городская автоматическая телефонная станция, синхронизация SI 2000 будет выполняться от нее без какого-либо дополнительного оборудования.

Абонентом системы SI 2000 предоставляет следующие услуги:

декадный или частотный набор номера;

наличие контрольного счетчика у абонента;

наблюдение;

запрет некоторых видов исходящей связи;

переадресация вызова;

сокращенный набор номера (прямой вызов);

установка на ожидание

и многие другие со всей необходимой поддержкой по учету их стоимости.

Выносные модули в SI 2000 оптимизированы в соответствии с передовой концепцией организации сети. При возникновении потребности в больших емкостях используется автономные автоматические телефонные станции семейства SI 2000. Автономная автоматическая телефонная станция может быть преобразована в выносной модуль или, наоборот, без каких-либо изменений в аппаратных средствах.

Передача по маршрутам большой протяженности в сельской местности является более дорогостоящей, чем в городских зонах. Для того, чтобы сэкономить на оборудовании передачи, в систему SI 2000 интегрировано, в качестве обязательного, устройство ответвления каналов тракта ИКМ-30. В одном тракте ИКМ поток может быть разделен максимально по 15 станциям. Оборудование передачи данных может вводить или выделять свыше двух потоков данных со скоростью 64 килобит в секунду.

Основными достоинствами системы SI 2000 является надежность (менее 0,5 отказов на 100 линий в год), простота, распределенность и модульность, экономичность [ 7 ].

Основные характеристики системы SI 2000 приведены в таблице 2.2.

Электронная автоматическая коммутационная система AXE-10.Система коммутации AXE-10 может использоваться в качестве опорной автоматической телефонной станции, в качестве различных узлов связи (включая международние), а также в качестве центральных, узловых и оконечных автоматических телефонных станций малой емкости на сельских телефонных сетях.

В зависимости от варианта предлагаемого использования различают:

1) местную станцию AXE;

2) транзитную станцию;

3) станцию мобильной (подвижной) связи для создания сотовой сети связи.

Максимальная емкость AXE-10, используемой в качестве местной автоматической телефонной станции, составляет 200000 абонентских линий при средней продолжительности разговора 100 секунд и нагрузке на одну абонентскую линию до 0,1 эрланга.

Транзитная станция типа AXE-10 рассчитана до 2048 цифровых соединительных линий, позволяет пропускать нагрузку транзита до 200 тысяч абонентских линий, включаемых в местные автоматические телефонные станции. Допустимая нагрузка на один канал соединительной цифровой линии установлена равной 0,8 Эрланга.

Для аналого-цифрового преобразования используется импульсно-кодовая модуляция со скоростью передачи информации 2048 килобит в секунду.

Обмен управляющими сигналами с координатными автоматическими телефонными станциями осуществляется на базе системы сигнализации R2 посредством многочастотного кода "2 из 6".

При междугородней связи используется преимущественно одночастотная система сигнализации, применяется также система сигнализации по общему каналу сигнализации №7.

Посредством системы эксплуатации и технического обслуживания обеспечивается постоянное и всестороннее наблюдение за порядком и результатами установления соединений, контроль поступающей нагрузки.

Основные услуги, предоставляемые абонентам:

1) сокращенный набор номера;

2) прямая связь без набора номера;

3) наведение справки во время разговора;

4) переадресация вызова к телефону или на автоинформатор;

5) автоматическая конференц-связь;

6) установка на ожидание в случае занятости абонента с уведомлением;

7) вызов абонента по заказу;

8) сопровождающий вызов;

9) переключение на другой аппарат при занятости или при не ответе абонента;

10) ограничение исходящей связи;

11) определение номера вызывающего абонента при наличии заявки от вызывающего абонента;

12) автоматическая побудка.

Система коммутации может быть использована для планирования и разработки сетей связи в сельской местности. При этом должны учитываться большие расстояния, низкая телефонная плотность. В основе системы AXE-10 для сельской местности лежит тот же состав оборудования, что и для цифровой сети города. Дополнительно включается в поставку удаленный абонентский мультиплексор, позволяющий подключить до 128 абонентских линий. Предусмотрено использование кабельных цифровых линий связи или линий радиосвязи для соединения удаленных абонентских мультиплексоров с опорной автоматической телефонной станцией. Разработаны варианты размещения оборудования в специальных контейнерах, содержащих необходимые устройства для включения в сеть электропитания немедленного ввода в эксплуатация.

Для абонентов учрежденческого сектора специально разработаны такие услуги, как Центрекс и передача данных по специально выделенным каналам. С помощью этой услуги часть абонентов системы коммутации объединяется в группы с закрытой нумерацией и общим вызовом со стороны телефонной сети по выделенному номеру. Практически могут создаваться учрежденческие автоматические телефонные станции на базе одного и того же оборудования коммутации.

Система коммутации AXE-10 рассчитана на использование в качестве центральной станции сотовой сети связи типа NMT-450. Разработка специальной подсистемы для включения подвижной телефонной связи позволила организовать сопряжение системы AXE-10 с базовыми станциями сотовой связи [8].

Основные характеристики системы AXE-10 приведены в таблице 2.2.

Электронная автоматическая коммутационная система EWSD.Система EWSD приобрела прекрасную репутацию во многих странах мира благодаря своей надежности, экономической эффективности и многообразию предоставляемых услуг.

Цифровая электронная станция EWSD применяется: с использованием удаленного цифрового блока для оптимизации абонентской сети или для внедрения в зоне новых услуг, в качестве местной телефонной станции, в качестве транзитной телефонной станции, в качестве городской и транзитной междугородней станции, в качестве коммутационного центра для подвижных объектов, в качестве сельской станции, станции малой емкости, как контейнерная станция, в качестве коммутационной системы, в качестве центра эксплуатации и технического обслуживания группы станций, в качестве узла в системе общеканальной сигнализации, в цифровой сети интегрального обслуживания, для предоставления специальных услуг.

EWSD обеспечивает эксплуатационные компании многими преимущественными возможностями, которые, в свою очередь, обуславливаются универсальностью, гибкостью и эксплуатационными качествами коммутационной системы. К основным характерным возможностям EWSD можно отнести: интегрированный надзор, включающий надзор за работой, индикацию ошибок, процедуры анализа ошибок и их диагностику, внедрение в существующие сети, выбор маршрута, выбор альтернативного маршрута, регистрация учета стоимости телефонных разговоров, измерение нагрузки, управление базой данных и других.

В EWSD могут быть использованы все стандартные системы сигнализации. Передача сигнализации также осуществляется стандартными системами. Станция может работать как с абонентами с декадным набором номера, так и с абонентами с тональным набором номера. Для регистрации учета стоимости используются все стандартные методы.

Аналоговому абоненту могут быть представлены следующие виды услуг:

1) сокращенный набор номера;

2) соединение без набора номера (прямая связь);

3) соединение без выдержки времени;

4) передача входящего вызова при отсутствии абонента на службу отсутствующих абонентов;

5) автоинформатор с заранее записанными фразами;

6) запрет некоторых видов исходящей связи;

7) временный запрет входящей связи;

8) постановка вызова на ожидание (в случае занятости вызываемого абонента);

9) наведение справки во время разговора;

10) конференц-связь;

11) распечатанная запись длительности и стоимости разговора;

12) автоматическая побудка;

13) специальный абонент;

14) приоритет вызовов

и другие.

Для абонентов цифровой сети интегрального обслуживания дополнительно могут быть предоставлены следующие виды услуг:

1) подключение до восьми оконечных устройств одновременно;

2) изменение оконечного устройства, выбор оконечного устройства;

3) мобильность оконечного устройства;

4) индикаторы услуги;

5) изменение услуги во времени вызова;

6) работа с одновременным пользованием двумя услугами;

7) регистрация учета стоимости разговора по отдельным услугам;

8) вызова, оплачиваемые абонентом и другие [9].

Основные характеристики системы EWSD приведены в таблице 2.2.

Электронная автоматическая коммутационная система Alkatel S12. При разработке системы большое внимание уделялось проблемам экономичности в производстве и эксплуатации. Экономичность производства обеспечивается высокой степенью унификации оборудования.

Главной функциональной характеристикой станции "Alkatel S12" является децентрализованная структура, основанная на полностью распределенном управлении, как функциями обработки информации, так и непосредственно процессами коммутации.

В сочетании с модульностью аппаратных и программных средств распределенное управление обеспечивает:

1) высокую надежность работы оборудования;

2) возможность построения станции в широком диапазоне емкостей;

3) гибкость в плановом наращивании емкостей системы по требованиям заказчика;

4) устойчивость к изменениям системных требований в будущем, поскольку новые применения будут связаны только с доукомплектованием станции новыми аппаратными или программными модулями без изменения архитектурных принципов и базовых аппаратно-программных средств;

5) упрощение программного обеспечения.

Модульная архитектура станции обеспечивает гибкое внедрение новых технологических решений и предоставление новых услуг в условиях эксплуатации без перерывов в работе. Новые технологические решения и версии программного обеспечения внедрены на сетях различных стран, доведя "Alkatel S12" до совершенного уровня соответствия требованиям к функциональным и технико-эксплуатационным характеристикам, а также обеспечив ее дальнейший эволюционный переход к узкополосной и широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания.

Оборудование станции "Alkatel S12" предназначено для применения на сетях общего и специального назначения, охватывая спектр применения от малых вынесенных абонентских блоков до крупных городских и междугородних станций. Основными вариантами конфигурации оборудовании являются:

1) городские автоматические телефонные станции малой емкости (от 256 до 5376 абонентских линий);

2) городские автоматические телефонные станции средней и большой емкости (до 100000 абонентских линий);

3) транзитные узлы коммутации (до 60000 соединительных линий);

4) вынесенные абонентские концентраторы (до 976 абонентских линий).

Станции "Alkatel S12" обеспечивает предоставление абонентам следующих видов связи:

1) автоматическая внутренняя связь между всеми абонентами станции;

2) автоматическая входящая и исходящая местная связь к абонентам других станций;

3) транзитная связь между входящими и исходящими линиями;

4) автоматическая связь внутри определенной группы абонентов;

5) автоматическая исходящая связь к справочным службам;

6) полупостоянная коммутация.

Абонентам "Alkatel S12" предоставляются следующие виды дополнительных телефонных видов услуг:

1) переадресация входящего вызова к другому аппарату;

2) переадресация вызова в случае занятости абонента;

3) переадресация входящего вызова на автоинформатор или оператора;

4) сопровождающий вызов по паролю на аппарат, с которого заказывались услуги;

5) поисковая сигнализация;

6) установка на ожидание освобождения вызываемого абонента (ожидание с обратным вызовом);

7) повторный вызов без набора номера;

8) соединение с абонентом по предварительному заказу;

9) конференц-связь и другие.

Основные характеристики системы "Alkatel S12" приведены в таблице 2.2 [10].

Таблица 2.2 - Основные характеристики импортных систем коммутации

Наименование параметров	DX-210 (DX-220)	SI 2000	AXE-10	EWSD	Akatel S12
Максимальная абонентская емкость, номеров	3500 (39000)	10400	200000	250000	120000
Максимальное количество СЛ	16 (200)	3600	60000	60000	85000
Пропускная способность,(Эрл).	450 (2500)	2500	30000	25200	30000
Максимальное количество вызовов в ЧНН	12000 (100000)	80000	1000000	1000000	1000000
Минимальное количество портов на 1-ой плате	60	16	128	256	16
Потребляемая мощность на один номер,(Вт).	0,6..0,9	0,7..1,0	0,65..0,7	0,6..1,2	0,7..1,1
Нагрузка на линии, (Эрл): Соединительные; Абонентские.	0,8 0,15	- 0,1	0,8 0,1	0,8 0,15	0,8 0,1

Как видно из вышесказанного, параметры импортных систем коммутации близки друг к другу, и в этом случае решающее значение имеет стоимость. Вот именно по этому критерию мной выбрана система коммутации AXE-10, как наилучшая по соотношению "качество-цена".

3. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ АХЕ-10

3.1 Характеристика системы АХЕ-10

В настоящее время телефонные сети на базе станции AXE-10 применяются в более чем 113 странах мира, количество задействованных или заказанных телефонных линий превышает 96 миллионов. Гибкость построения сети позволяет использовать станцию в различных конфигурациях и с различными емкостями от небольших выносов на несколько сотен абонентов до глобальных телефонных систем крупных мега полисов. Системы серии AXE-10 хорошо известны и устанавливаются на территории бывшего СССР уже более 16 лет. В России более 1 млн. линий AXE устанавливаются или находятся в эксплуатации.

Выбор системы цифровой коммутации является ответственным шагом для телекоммуникационных ведомств, поскольку от производительности, надежности и универсальности коммутационных систем в значительной степени зависит рентабельность всей сети в течение продолжительного времени. Для такого выбора важно детально оценить техническую основу системы и ее производительность. Не менее важна, однако, оценка "зрелости" системы и ее поведения в имеющихся установках.

Насколько испытана система в работе? Каков опыт поставщика при использовании системы в различных типах сетей? Насколько хорошо способна система обрабатывать специальные виды сигнализации?

Почти половина установленных в мире современных цифровых международных коммутаторов имеет марку АХЕ; более 40% абонентов мобильной телефонии в мире подключены к сетям АХЕ. Учитывая, что в настоящее время продано более 96 млн. линий и системы АХЕ установлены или заказаны в 113 странах, можно без сомнения утверждать, что АХЕ стала мировым стандартом цифровой коммутации.

В данном разделе рассмотрим основные характеристики системы АХЕ-10. Ключ к успеху системы АХЕ-10 - уникальная гибкость и модульность. Модульность позволяет АХЕ-10 легко приспособиться к изменяющимся требованиям сети и конечных пользователей. Модульность в системе АХЕ-10 осуществляется по ряду направлений:

1) функциональная модульность;

2) модульность программного обеспечения;

3) модульность аппаратных средств;

4) технологическая модульность.

Система АХЕ-10 разработана таким образом, что из общего комплекта системы могут быть генерированы узлы с различными функциями. Это достигается благодаря модульности аппаратных средств и программного обеспечения.

Система АХЕ-10 создана как комплект независимых блоков построения (известных как функциональные блоки), каждый из которых выполняет определённую функцию и связан с другими посредством определённых сигналов и интерфейсов. Модульность программного обеспечения означает, что функциональные блоки могут быть добавлены, удалены или изменены для того, чтобы требовать изменения других частей системы.

Блочность системы АХЕ-10 определяет высокую степень её гибкости. Блочные системы способствуют облегчению системы эксплуатации в процессе проектирования, производства, монтажа, эксплуатации и обслуживания. Основные элементы компановки блоков пакетной системы - печатные платы и контейнеры для печатных плат, кассеты. Печатные платы могут заменяться и удаляться без нарушения другого оборудования.

АХЕ-10 - открытая платформа коммутации. Это позволяет добавлять новые технологии и функции, что, в свою очередь, позволяет АХЕ-10 непрерывно развиваться.

В АХЕ-10 аппаратные средства и концепции программного обеспечения были разработаны параллельно. Аппаратные средства разработаны фирмой ERICSSON и приспособлены к специфической среде работы в реальном масштабе времени. Используемые языки программного обеспечения были разработаны специально, чтобы обеспечить требования работы систем в реальном масштабе времени.

АХЕ представляет собой современную телекоммуникационную систему, обеспечивающую естественный и эффективный переход к цифровым сетям завтрашнего дня. АХЕ не имеет никаких ограничений для собственного развития благодаря уникальной, гибкой системной архитектуре, называемой "функциональная модульность". АХЕ определена в виде набора своих функций и сопряжения между ними. Можно добавлять, исключать или видоизменять определенные функции - без воздействия на другие функции, независимо от того, реализованы ли эти функции программным и аппаратным путем или только программным путем.

Эта открытая архитектура АХЕ является предпосылкой ее неограниченной гибкости. Можно построить коммутаторы любой производительности и для любых видов сетей путем простого выбора соответствующих подсистем из набора стандартных "строительных блоков".

АХЕ может использоваться для локальных, транзитных и промежуточных, а также для международных коммутаторов. Система может применяться в сетях мобильной телефонии, в сетях для передачи данных и в сетях для сельской местности.

Цифровые системы АХЕ в сочетании с высокопроизводительными оптическими системами передачи дают возможность подключения к Интегрированной Цифровой Сети (ISDN), уже находящейся в коммерческой эксплуатации в соответствии и международными стандартами.

Модульная архитектура АХЕ обеспечивает возможность использования новой техники и постоянного развития в соответствии с изменяющимися требованиями к работе сети и потребностями заказчиков.

По сути дела. АХЕ - не только изделие, а настоящая системная концепция, позволяющая проводить непрерывное усовершенствование изделия. Каждая поставляемая система AXE отражает самые последние достижения в этом постоянном развитии.

АХЕ является идеальным решением наиболее сложной проблемы планирования сетей: создание таких высокоразвитых систем, которые отвечали бы техническим спецификациям сегодняшнего дня, обеспечивали бы все услуги, необходимые заказчикам, и одновременно были бы способны развиваться в техническом отношении в течение длительного времени - другими словами, систем, выдерживающих "испытание временем".

В АХЕ используется самая современная техника на уровне компонентов, блоков и систем. Схемы со сверхвысокой интеграцией (VLSI) в сочетании с современной технологией монтажа электронных элементов обеспечивают большую емкость коммутатора при малых размерах оборудования.

Процесс миниатюризации продолжается. системы АХЕ используют новые технические решения - при условии. Что они доказали свою пригодность и прошли полевые испытания.

Поставляемые сегодня коммутаторы АХЕ являются иллюстрацией того, как модульная системная архитектура позволяет непрерывное развитие и усовершенствование. Все оборудование монтируется в компактных автономных шкафах - в отличие от традиционных стоек - и поставляется потребителю в полностью укомплектованном виде.

В районах с небольшим количеством абонентов - например, в сельской местности - оборудование может быть смонтировано в специальных шкафах для установки в помещении или на открытом воздухе. Такие "Дистанционные Абонентные Ступени" соединены с управляющими коммутаторами АХЕ и обеспечивают для абонентов такую же производительность, как и основные коммутаторы. Они оборудованы собственными процессорами, обеспечивающими местную связь при повреждении линии связи с основным коммутатором.

Для связи "Дистанционных Абонентных Ступеней" (RSS) с основным коммутатором АХЕ используется система Номер 7. Эта система с общим каналом будет преимущественно применяться в цифровых сетях в будущем. Она используется в коммутаторах АХЕ с начала 80-х годов.

В процессорной архитектуре АХЕ используется логическое и эффективное сочетание как централизованной, так и распределенной обработки данных. Выполнение простых и часто исполняемых функций производится в региональных процессорах. Сложная обработка на системном уровне выполняется высокопроизводительным центральным процессором, который специально сконструирован для удовлетворения требований максимальной надежности при работе в реальном масштабе времени.

Тип центрального процессора может быть выбран в зависимости от линейной нагрузки. При высокой нагрузке используется наиболее производительный телекоммуникационный центральный процессор из имеющихся в эксплуатации. Начиная с 1984 г., этот процессор тщательно испытывался в различных сетях с высокой нагрузкой, например, в международных коммутаторах и коммутаторах крупных городов. Непрерывное усовершенствование процессоров, как и других компонентов системы АХЕ, происходит в рамках единой системной концепции. Поставляемые сегодня центральные процессоры состоят из меньшего числа блоков, потребляют меньше энергии и намного более компактны, чем их предшественники, хотя и справляются с гораздо большей линейной нагрузкой.

Производительность процессора в цифровом коммутаторе является решающим фактором для будущего наращивания коммутатора и увеличения производительности новых цифровых сетей. Процессор должен не только обеспечить выполнение всех линейных функций, но и обладать такими качествами, которые необходимы для введения новых функций и услуг. Функциональная модульность АХЕ означает способность процессоров к дальнейшему развитию для удовлетворения потребностей "интеллектуальных" сетей завтрашнего дня [8].

3.2 Главная структура АХЕ-10

Система АХЕ-10 физически функционирует под воздействием памяти управления программ (SPC), т.е. программы, хранящиеся в компьютере, управляют коммутационным оборудованием.

Система АХЕ-10 структурирована иерархически и имеет несколько функциональных уровней. На самом высоком уровне АХЕ-10 разделена на две части:

1) АРТ - коммутационная часть, которая обеспечивает управление всеми функциями коммутации каналов;

2) АРZ - управляющая часть, которая содержит программное обеспечение, требуемое для управления операциями, выполняемыми коммутационной частью.

На рисунке 3.1 изображена иерархия и функциональные уровни системы АХЕ-10.

АРТ и АРZ, в свою очередь, разделены в подсистемы, каждая из которых имеет определённую функцию. Каждая подсистема разработана с высокой степенью автономии и подключается к другим подсистемам через стандартные интерфейсы.

Название каждой подсистемы отражает её функцию. Например, подсистема магистральной связи и сигнализации (ТSS) ответственна за сигнализацию и контроль подключений магистральной линии к другому коммутационному оборудованию.

Каждая подсистема разделена на функциональные блоки. Название каждого функционального блока также отражает его функцию. Например, ВТ - функциональный блок магистральной связи, который управляет магистральной линией, несущей трафик в обоих направлениях между коммутаторами.

На самом низком функциональном уровне функциональный блок разделён на функциональные устройства. Функциональное устройство - это или аппаратные средства, или программное обеспечение [1].

4. РАСЧЕТ ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕЛЕФОННОЙ НАГРУЗКИ И КОЛИЧЕСТВА СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

Интенсивность телефонной нагрузки - это основной параметр, который определяет объем всех видов оборудования АТС (коммутационного, линейного, управляющего). Поэтому расчет возникающей и входящей от других АТС телефонной сети нагрузок, распределение их по направлениям проектируемой станции является очень важной задачей.

Для определения интенсивностей нагрузок, поступающих на все пучки соединительных устройств проектируемой АТС, необходимо знать схему организации связи, емкости и типы действующих АТС (раздел 1 дипломного проекта).

4.1 Расчет возникающей нагрузки

Возникающую нагрузку создают вызовы (заявки на обслуживание), поступающие от абонентов и занимающие на некоторое время различные соединительные устройства станции.

Согласно ведомственным нормам технологического проектирования следует различать три категории источников: народно-хозяйственный сектор, квартирный и таксофоны.

Зная численность населения города (111300 тыс. человек) и структурный состав абонентов (число абонентов квартирного сектора свыше 65%, таксофоны 2%) находим по таблице 3.1 [2] параметры нагрузки и сводим их в таблицу 4.1.

Величина интенсивности возникающей нагрузки i-й категории источников, выражается в Эрлангах, определяется по формуле (4.1):

Таблица 4.1 - Основные параметры нагрузки

Тип абонентской линии	Количество абонентских линий	Среднее число вызовов в ЧНН,Сi	Средняя продолжительность разговора,Тс	Доля вызовов закончившихся разговором
Народно-хозяйственный сектор	526	2,7	90	0,5
Квартирный сектор	1522	1,2	140	0,5
Таксафоны	54	10	110	0,5

Y = 1 / 3600 N_i C_i t_i, Эрл. (4.1)

где N_i - количество телефонных аппаратов абонентов i-й категории, штук;

C_i - среднее число вызовов в ЧНН от абонентов i-й категории;

t_i - среднее время занятия коммутационного оборудования в ЧНН при поступлении вызова от абонентов i-й категории, секунды.

Среднее время занятия вызова коммутационного оборудования при поступлении вызовов от абонентов i-й категории определяется по формуле (4.2):

t_i = _iP_p (t_co + nt_n + t_yc + t_пв + T_i),с, (4.2)

где Р_р - доля вызовов, закончившихся разговором, Р_р=0,50,7;

t_co - среднее время сигнала "ответ станции", t_co=3 с;

nt_n - число цифр и среднее время набора одной цифры для ТА, t_n=0,8;

t_yc - среднее время установления соединений с учётом наличия на сети квазиэлектронных, координатных и декадно-шаговых АТС, t_yc=3 с;

t_пв - время посылки вызова вызываемому абоненту при состоявшемся разговоре, t_пв=78 с;

_i - коэффициент, учитывающий продолжительность занятия коммутационного оборудования вызовами, не закончившихся разговором.

Его величина определяется из графика и зависит от доли вызовов, закончившихся разговором Р_р и средней длительности разговора T_i, т.е. =f(T_i) при Р_р=const. Для абонентов учрежденческого сектора _уч=1,21, для квартирного сектора _кв=1,16, для таксофонов _тф=1,175

Рассчитаем продолжительность одного занятия для каждой категории по формуле (4.2).

t_кв = 1,16 0,5 (3+5· 0,8+2+7+140) = 90,48, с,

t_уч = 1,21 0,5 (3+5 · 0,8+2+7+90) = 64,13, с,

t_та = 1,175 0,5 (3+5· 0,8+2+7 + 110) = 76,03, с.

Средняя длительность одного занятия при наборе номера с аппарата многочастотного набора несколько ниже, чем рассчитанное время для дисковых аппаратов. Проектируемая АТС должна обеспечивать стопроцентную возможность использования всеми абонентами аппаратов с многочастотным набором, что можно учесть расчете количества многочастотных приемопередатчиков. Нагрузку, большую чем абоненты с аппаратами многочастотного набора, создают абоненты с аппаратами дискового набора. Поэтому отдельно рассчитаем среднюю продолжительность одного занятия для тастатурных аппаратов и интенсивность возникающей нагрузки. Полученные данные сведем в таблицу 4.2.

Величину интенсивности возникающей нагрузки i-й категории источников рассчитаем по формуле (4.1):

Y_кв = 1 / 3600 959 1,2 90,48 = 28,923,Эрл,

Y_уч = 1 / 3600 412 2,7 64,13 = 19,81,Эрл,

Y_та = 1 / 3600 5 10 74,03 = 1,0282,Эрл.

Полученные данные заносим в таблицу 4.2

Таблица 4.2 - Возникающая нагрузка на входе ступени ГИ

Тип н/н	Категория Линий	Количество ТА, Ni,	Коэффициент, i	Продолжительность одного занятия, ti,с	Возникающая нагрузка, Yi, Эрл
Дисковый	Квартирные	959	1,16	90,48	28,923
	Административные	412	1,21	64,13	19,81
	Таксафоны	5	1,175	74,03	1,0282
	Суммарная нагрузка				49,38
Тастатурный	Квартирные	563	1,16	91,06	16,98
	Административные	114	1,21	64,735	5,48
	Таксафоны	-	-	-	-
	Суммарная нагрузка				71,84

Общестанционная возникающая нагрузка Y, т.е. нагрузка в ЧНН на соединительные устройства от начала до окончания любого вызова, не зависимо от его исхода, получается суммированием нагрузок Y_i от всех категорий абонентов, включенных в станцию.

Y_исх = (Y_кв.д + Y_уч.д + Y_та.д) + (Y_кв.т + Y_уч.т + Y_та.т) = 49,38 +22,46 = =71,84, Эрл.

4.2 Распределение возникшей нагрузки

Местная нагрузка от абонентов AXE-10, поступающая на ступень ГИ, распределяется по станциям сети и к узлу спецслужб. Распределение нагрузки по станциям сети имеет случайный характер, зависящий от неподдающейся учету взаимной заинтересованности абонентов в переговорах. Поэтому точное определение межстанционных потоков нагрузки при проектировании АТС невозможно. Это можно сделать лишь после введения станции в эксплуатацию путем анализа проведенных измерений.

Для дальнейших расчетов используем способ распределения нагрузки, рекомендованный в [2], по которому достаточно знать возникающую местную нагрузку каждой станции сети.

Одна часть нагрузки Y_N,_N замыкается внутри станции, а вторая - образует потоки к действующим АТС, к узлу спецслужб и к АМТС.

Нагрузка, направленная к узлу спецслужб рассчитывается по формуле 4.3:

Y_СПj = К_СП Y_N, Эрл, (4.3)

где К_СП - коэффициент, характеризующий долю нагрузки, поступающей на узел спецслужб - К_СП = 0,03…0,5.

Y_СП,₄ = 0,03 71,84 = 2,1552,Эрл.

Внутристанционная нагрузка к абонентам своей станции Y_N,N определяется по формуле 4.4:

Y_N,N = (Y_N - Y_СП), Эрл, (4.4)

где - коэффициент внутристанционного сообщения, зависит от коэффициента веса с, %.

_с = N_n / N_ГТС, (4.5)

где N_n - номерная емкость станции, NN;

N_ГТС - емкость сети, с учетом проектируемой станции, NN.

_с = 2048 / 38884 100% = 5,2%.

Зависимость коэффициента внутреннего сообщения от коэффициента веса с определяются по таблице 3.2 [2].

= 19,8 %

Y_4,4 = 0,198 71,84 = 14,22 Эрл.

Общая исходящая междугородняя нагрузка рассчитывается по формуле 4.6:

Y_АМТСj = Y_ЗСЛ (N_n - N_Т), Эрл. (4.6)

где Y_ЗСЛ - средняя нагрузка на заказно-соединительную линию, равная 0,003 Эрл;

N_n - емкость проектируемой станции, NN;

N_Т - количество таксафонов, штук.

Y_АМТС,₄ = 0,003 (2048 - 5) = 6,129, Эрл.

В целях упрощения, входящую междугородную нагрузку можно принять равной исходящей.

Нагрузка на всех действующих АТС Y_j, Y_СПj, Y_АМТСj, Y_N,N

рассчитываются аналогично с расчетами для проектируемой станции.

Удельная нагрузка и структурный состав абонентов для АТСЭ - 2 и АТСКУ - 3 сведены в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 - Основные параметры нагрузки

№ АТС	Тип абонентской линии	Количество абонентских линий	Среднее число вызовов в ЧНН,Сi	Средняя продолжительность разговора,Тс	Доля вызовов закончившихся разговором
АТСДШ - 2	Народно-хозяйственный сектор	1698	2,7	90	0,5
	Квартирный сектор	5288	1,2	140	0,5
	Таксафоны	14	10	110	0,5
АТСКУ - 3	Народно-хозяйственный сектор	1549	2,7	90	0,5
	Квартирный сектор	5433	1,2	140	0,5
	Таксафоны	18	10	110	0,5

Величину интенсивности возникающей нагрузки i-й категории источников рассчитываем по формуле 4.1. Среднее время занятия коммутационного оборудования в ЧНН при поступлении вызова от абонентов i-й категории возьмем значение рассчитанное по формуле 4.2.

Расчет сделаем для АТСДШ - 2:

Yкв = 1 / 3600 · 5288 · 1,2 · 90,48 =159,48, Эрл,

Yнх = 1 / 3600 · 1698 · 2,7 · 64,15 = 81,695, Эрл,

Yт = 1 / 3600 · 14 · 10 · 74,03 = 2,879, Эрл.

Общестанционная возникающая нагрузка на АТСДШ - 2 будет равна:

Y2 = 159,48 + 81,695 +2,879 = 244,06, Эрл.