Проектирование сети связи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

Курсовое проектирование заключается в выполнении следующих задач:

проектирование сети связи, включающей в себя телефонную сеть общего пользования и сеть передачи данных;

определение значения интенсивности возникающей, внутристанционной, исходящей нагрузки для каждой автоматической телефонной станции (АТС) сети;

расчет числа каналов между АТС и выбор соответствующей цифровой системы передачи;

определение объема оборудования проектируемой АТС, которой являются основная опорная станция АТСЭ № 5 и подстанция № 6.

Таблица 1 - Исходные данные для проектирования телефонной сети

Номер АТС	ОПС 1	ОПС 2	ОПС 3	ОПС 4	ОПТС 5	ПСЭ 6
Емкость АТС	7200	2300	4500	4100	13800	4800
Тип АТС	Э	Э	К	Э	S-12	Э
Структурный состав абонентов (нх, кв, тф) %	18/80/2	47/50/3	18/80/2	18/80/2	18/80/2	18/80/2
Местонахождение АТС	деловой	спальный	спальный	спальный	спальный	спальный
Численность населения	Свыше 500000 человек



1. Расчет интенсивности возникающей нагрузки на АТС

Расчет интенсивности возникающей нагрузки на каждой из АТС городской телефонной сети осуществляется согласно РД 45.120-2000 [2].

В идеальном случае расчет интенсивности нагрузки, возникающей от абонента АТС, должен основываться на статистических данных учета телефонной нагрузки на действующих АТС сети, измеренных и оцененных по методике, утвержденной Минсвязи России [1].

В тех случаях, если подобная статистика отсутствует, допускается производить расчет интенсивности нагрузок, возникающих от абонентов, на основании показателей, приведенных в таблицах 1, 2 [1].

Таблица 2 - Интенсивность возникающей нагрузки от абонента

Тип абонентской линии	Средняя интенсивность исходящей нагрузки на одну АЛ в ЧНН (у), Эрл	Время наблюдения, используемое для расчета нагрузки
Индивидуального пользования (кварт.)	0,022	Утренний ЧНН
	0,03	Вечерний ЧНН
Деловой район города	0,07	Утренний ЧНН (вечернее время)
Спальный район города	0,03	Вечерний ЧНН (утреннее время)
Таксофон местной связи	0,2	Дневной ЧНН
	0,27	Вечерний ЧНН

Таблица 3 - Значение удельной междугородной нагрузки в зависимости от емкости сети

Численность населения городов	Средняя нагрузка от одного абонента по исходящим (ЗСЛ) междугородным и входящим (СЛМ) междугородным линиям, Эрл
	ЗСЛ	СЛМ
до 20 тыс.чел.	0,0025	0,0020
от 20 до 100 тыс. чел.	0,0025	0,0020
от 100 до 500 тыс. чел.	0,0020	0,0015
от 500 до 1 млн. чел.	0,0015	0,0010



Расчет интенсивности возникающей нагрузки производится отдельно для утреннего и вечернего ЧНН и выбирается максимальное значение, которое затем принимается за расчетную нагрузку [1].

Расчет утреннего ЧНН производится по формуле (1.1):

, (1.1)

где Yутр.ЧНН - суммарная нагрузка от всех абонентов i-категории, имеющих максимальный ЧНН - утренний;

Yутр.время - дополнительная суммарная нагрузка, создаваемая во время утреннего ЧНН абонентами i-категории.

(1.2)

где Ni - количество абонентов i-категории;

yi - интенсивность нагрузки абонентов i-категории (см. таблицу 1).

, (1.3)

где Yвеч.ЧНН -суммарная нагрузка от всех абонентов i-категории, имеющих максимальный ЧНН - вечерний, Эрл;

k - коэффициент концентрации нагрузки (k = 0,1);

T - период суточной нагрузки, часов (T = 16 часов).

(1.4)

где Ni - количество абонентов i-категории;

yi - интенсивность нагрузки абонентов i-категории, Эрл (см. таблицу 1).

Нагрузка в вечерний ЧНН рассчитывается аналогично (1.5):

, (1.5)

где Yвеч.ЧНН -суммарная нагрузка от всех абонентов i-категории, имеющих максимальный ЧНН - вечерний, Эрл;

Yвеч.время - дополнительная суммарная нагрузка, создаваемая во время вечернего ЧНН абонентами i-категории, Эрл.

Таким образом, получим следующие расчетные формулы (1.6 - 1.17) для определения интенсивностей возникающих нагрузок на АТС сети. Для ОПСЭ №1:

; (1.6)

. (1.7)

Для ОПСЭ №2:

(1.8)

(1.9)

Для ОПСК №3:

(1.10)

(1.11)

Для ОПСЭ №4:

(1.12)

(1.13)

Для ОПСЭ №5:

(1.14)

(1.15)

Для ОПСЭ №6:

(1.16)

(1.17)

Из интенсивностей нагрузок в утренний и вечерний ЧНН выбирается наибольшая. В связи с тем, что ОПСЭ №6 является выносом от ОПСЭ №5, полученные значения возникающих на этих ОПС нагрузок необходимо суммировать. В дальнейшем, для краткости, данная сумма будет обозначаться как , а ОПСЭ №5 и 6, как АТСЭ №5.

Нагрузка на выходе коммутационного поля (КП) вычисляется по формуле (1.18):

'	(1.18)

где tвых и tвх и - время занятия входа и выхода КП i-й АТС, с.

Отношение (tвых/tвх) зависит от типа ОПС и представлено в таблице 4 [1].

Таблица 4 - Величина отношения (tвых/ tвх ) в зависимости от типа АТС

Тип АТС	tвых/tвх
Декадно-шаговая АТС	0,95
Координатная АТС	0,85
Квазиэлектронная и электронная АТС	1

Нагрузка на выходе КП ОПС состоит из внутристанционной нагрузки, исходящей нагрузки к другим ОПС, нагрузки на УСС, междугородней нагрузки.

Нагрузка на узел специальных служб (УСС) от каждой из ОПС составляет 2% от Yвозн :

. (1.19)

Междугородняя нагрузка от каждой ОПС в направлении АМТС состоит из исходящей нагрузки к АМТС YЗСЛ и входящей нагрузки от АМТС YСЛМ:

, (1.20)

где аЗСЛ - удельная нагрузка в направлении к АМТС, Эрл (см. таблицу 3).

, (1.21)



где аСЛМ - удельная нагрузка в направлении от АМТС, Эрл (см. таблицу 3).

Для определения внутристанционной нагрузки для каждой из АТС необходимо найти долю возникающей нагрузки для каждой АТС от общей возникающей нагрузки сети:

(1.22)

где Yсети - общая возникающая нагрузка, Эрл.

. (1.23)

По значению з определяем коэффициент внутристанционного сообщения Квн.

Расчет внутристанционной нагрузки для каждой из АТС осуществляется по формуле (1.24):

. (1.24)

Исходящая нагрузка для каждой АТС рассчитывается по формуле (1.25):

(1.25)

Результаты расчета интенсивности исходящей нагрузки для АТС города приведены в таблице 5.



Таблица 5 - Результаты расчета интенсивностей нагрузок

Номер АТС	1	2	3	4	5	6
Емкость АТС	7200	2300	4500	4100	13800	4800
Тип АТС	АТСЭ	АТСЭ	АТСК	АТСЭ	S-12	АТСЭ
Интенсивность возникающей нагрузки Yвозн, Эрл	268.38	85.56	156.6	142.68	480.24	167.04
Нагрузка на выходе ГИ Yвых, Эрл	268.38	85.56	133.11	142.68	480.24	167.04
Нагрузка на УСС YУСС, Эрл	5.368	1.711	2.662	2.854	9.605	3.341
Исходящая нагрузка на АМТС YЗСЛ, Эрл	10.8	3.45	6.75	6.15	20.7	7.2
Входящая нагрузка от АМТС YСЛМ, Эрл	7.2	2.3	4.5	4.1	13.8	4.8
Доля нагрузки з, %	20.637	6.579	12.042	10.971	36.927	12.844
Коэффициент внутристанционного сообщения Квн, %	38.5	21.7	30	28.3	50.4	31.5
Внутристанционная нагрузка Yвн, Эрл	103.326	18.567	39.933	40.378	242.041	12.844
Исходящая нагрузка Yисх, Эрл	159.686	65.282	90.515	99.448	228.594	111.082



2. Расчет межстанционной нагрузки

телефонный станция коммутационный поле

Составим матрицу распределения межстанционных нагрузок. Данная матрица представляет собой таблицу, в которую сведены все значения интенсивности нагрузок между станциями.

Вычислим нагрузку от i-ой станции к j-ой по формуле (2.1):

, (2.1)

где Yисхi - интенсивность нагрузки, исходящей от АТС № i, Эрл;

Yисхj - интенсивность нагрузки, исходящей от АТС № j Эрл.

Суммарная исходящая нагрузка от всех станций сети вычисляется по формуле (2.2).

. (2.2)

Полученное значение суммарной исходящей нагрузки =754,607 Эрл.

Значения межстанционных нагрузок, полученных в ходе расчетов по формуле (2.1), сведем в таблицу 6.



Таблица 6 - Матрица распределения нагрузок

	К АТС 1	К АТС 2	К АТС 3	К АТС 4	К АТС 5	К АТС 6	АМТС	УСС
От АТС 1	-	17.523	24.296	26.693	61.358	29.816	10,8	5,37
От АТС 2	15.123	-	8.572	9.418	21.649	10.52	3,45	1,71
От АТС 3	21,765	8.898	-	13.555	31.157	15.14	6,75	2,66
От АТС 4	24.239	9.909	13.739	-	34,699	16.861	6,15	2,85
От АТС 5	69.396	28.37	39.336	43,218	-	48.274	20,7	9,60
От АТС 6	27.564	11.269	15.624	17.166	39.459	-	7,2	3,34
От АМТС	7,2	2,3	4,5	4,1	13,8	4,8	-	-

Значения нагрузок для УСС и АМТС в таблице 5 дублируют соответствующие значения из таблицы 4.

Таким образом, получены значения возникающей, внутристанционной и исходящей нагрузок, отдельно рассчитана нагрузка, исходящая на УСС и АМТС, для всех АТС города. Рассчитана матрица распределения межстанционных нагрузок, с помощью которой составлена схема распределения нагрузок на соответствующих направлениях связи на логической схеме направлений цифрового КП (ЦКП) проектируемой АТСЭ №5 (см. рисунок 1).

Рисунок 1 - ЦКП проектируемой АТСЭ №5



3. Расчет емкости пучков межстанционных связей

Определим емкости пучков между АТС города, которые связаны по принципу каждая с каждой и емкости пучков между АТС АМТС и УСС.

Данными для расчета емкости пучков является матрица распределения нагрузок (таблица 5).

Емкость пучков межстанционных связей в направлении от АТСК определяется методом эффективной доступности. Основная идея метода заключается в том, что звеньевая схема заменяется эквивалентной ей по потерям однозвеньевой схемой [1], причем число линий в ней рассчитывается по формуле (3.1):

, (3.1)

где б и в - коэффициенты, определяемые по справочной таблице [1].

Величина эффективной доступности , согласно которой будет производиться выбор коэффициентов б и в, рассчитывается по следующим формулам (3.2 - 3.4) [3]:

,	(3.2)

где - минимальная доступность;

- число выходов из одного коммутатора звена В в данном направлении (=2 для направлений от АТС к АТС, и =1 для направлений от АТС к АМТС и УСС);

- число выходов с каждого коммутатора звена А (=20);

- число входов в каждый коммутатор звена А (=13,3).

,	(3.3)

где - среднее значение доступности;

- нагрузка на одну ступень ГИ (=0,5).

,	(3.4)

где - эмпирический коэффициент для блока ГИ-3.

Количество линий от ОПС К №3:

При

минимальная доступность

средняя доступность

эффективная доступность

Для доступности и вероятности потерь p=0.005 по таблице определяем коэффициенты и

При

минимальная доступность

средняя доступность

эффективная доступность

Для доступности и вероятности потерь p=0.005 по таблице определяем коэффициенты и а для вероятности потерь p=0.001 и .

Величина потерь по направлению от АТСК к АТСЭ, а также от АТСК к АМТС: =0,005. Потери по направлению от АТСК к УСС: =0,001 [3].

Сопоставив значения потерь по направлениям и соответствующую эффективную доступность получим значения б и в (см. таблицу 7).



Таблица 7 - Значения коэффициентов б и в по направлениям

Направление от АТСК к				,%	б	в
АТСЭ	15,4	26,7	24,44	0,005	1,25	6,4
АМТС	7,7	13,35	12,22	0,005	1,55	3,9
УСС	7,7	13,35	12,22	0,001	1,78	4,5

Емкость пучков межстанционных связей в направлении от АТСЭ определяется по первой формуле Эрланга (3.5) [1]:

, (3.5)

где Y - поступающая нагрузка, Эрл;

v - число линий;

- вероятность потерь.

Потери по направлениям от АТСЭ к АТСЭ и АТСК принимаются равными =0,01, к АМТС - =0,004, а к УСС - =0,001. Потери в направлении от АМТС равны =0,002 [1].

Определено требуемое число линий при заданной вероятности потерь между станциями сети, результаты расчета приведены в таблице 8.

Таблица 8 - Требуемое число линий

	К АТС 1	К АТС 2	К АТС 3	К АТС 4	К АТС 5	К АТС 6	АМТС	УСС
От АТС 1	-	27	35	38	76	41	20	14
От АТС 2	24	-	16	17	32	19	10	8
От АТС 3	34	18	-	24	46	26	15	10
От АТС 4	37	19	24	-	49	28	14	10
От АТС 5	85	40	52	56	-	62	33	21
От АТС 6	41	21	26	28	54	-	16	11
От АМТС	16	8	12	11	24	12	-	-



4. Определение скорости цифрового кольца

Для определения скорости кольца значения числа линий из таблицы 8 делятся на 30 и округляются до целого числа в большую сторону. Полученные значения представляют собой емкости пучков соединительных линий [1].

Таблица 9 - Емкости пучков соединительных линий

	К АТС 1	К АТС 2	К АТС 3	К АТС 4	К АТС 5	К АТС 6	АМТС	УСС
От АТС 1	-	1	2	2	3	2	1	1
От АТС 2	1	-	1	1	2	1	1	1
От АТС 3	2	1	-	1	2	1	1	1
От АТС 4	2	1	1	-	2	1	1	1
От АТС 5	3	2	2	2	-	3	2	1
От АТС 6	2	1	1	1	2	-	1	1
От АМТС	1	1	1	1	1	1	-	-

Рисунок 2 - Схема «Кольцо» SDH

Определим необходимое число каналов на каждом участке кольца по формулам (4.1 - 4.12):

,	(4.1)



где - число каналов, вводимых в мультиплексор А и выводимых из мультиплексора В;

- число каналов, идущих от i-ой АТС к j-ой АТС.

;	(4.2)
;	(4.3)
;	(4.4)
;	(4.5)
;	(4.6)
;	(4.7)
;	(4.8)
;	(4.9)
;	(4.10)
;	(4.11)
.	(4.12)

Результаты расчёта количества каналов приведены в таблице 10.

Таблица 10 - Значения первичных цифровых трактов, вводимых в i - мультиплексоре и выводимых в j-мультиплексоре

Мультиплексор ввода	Мультиплексор вывода
	A	B	C	D
A	-	3	10	4	18
B	3	-	4	2	9
C	11	4	-	7	22
D	2	1	4	-	7



Общее число первичных цифровых трактов на каждом участке кольца определяется формулами (4.13 - 4.16):

;	(4.13)
;	(4.14)
;	(4.15)
.	(4.16)

В ходе расчётов получены следующие значения количества первичных цифровых трактов на каждом участке: =26, =27, =31, =25.

Требуемая скорость цифрового кольца определяется максимальным значением пропускной способности отдельного участка. Максимальной пропускной способностью обладают третий участок.

Таким образом, требуемая скорость рассчитывается по формуле (4.17):

.	(4.17)

Полученное значение скорости Мбит/с.

Такую скорость передачи может обеспечить система передачи первого уровня иерархии SDH - STM-1 (скорость 155 Мбит/с) [2].

При этом необходимо выполнение условия (4.18):

,	(4.18)

где - коэффициент запаса на развитие сети [2].

Подставляя числовые значения в формулу (4.18), получим следующее выражение: Мбит/с - условие выполняется.



5. Расчет объема оборудования Alcatel 1000 S12

5.1 Расчет объема абонентского оборудования

Модуль аналоговых абонентских линий ASM позволяет подключить до 8 плат абонентских комплектов ALCN, при этом каждая плата содержит 16 портов для подключения аналоговых абонентских линий [1].

Таким образом, один модуль ASM может обслужить 128 абонентов [1], а требуемое число блоков ASM определяется по формуле (5.1.1):

,	(5.1.1)

где - число аналоговых абонентских линий.

Один статив позволяет разместить до 12 модулей ASM [1], поэтому число стативов модулей абонентских линий EA определяется следующим образом (5.1.2):

,	(5.1.2)

где - число блоков аналоговых абонентских линий.

Таким образом, получим следующие расчётные значения числа блоков абонентского оборудования: =108, =9.



5.2 Расчёт объёма оборудования цифровых трактов

Число модулей цифровых трактов DTM определяется числом подключенных к АТС цифровых трактов ЕA со скоростью передачи 2,048 Мбит/с, используемых для связи с другими АТС сети:

,	(5.2.1)

где и - число исходящих и входящих трактов ИКМ межстанционной связи.

;	(5.2.2)
.	(5.2.3)

В одном стативе можно разместить до 8 модулей DTM [1]; следовательно, число стативов ED определяется по формуле (5.2.5):

.	(5.2.5)

Таким образом, получим следующее значение числа стативов: =5.



5.3 Расчет числа модулей служебных комплектов SCM

Модуль SCM предназначен для обработки сигналов многочастотной сигнализации и сигналов набора номера от тастатурных телефонных аппаратов (DTMF). Всего поддерживается 6 систем сигнализации: R1, R2, МСЭ-Т № 5, многочастотная сигнализация с кодом «2 из 6», многочастотный набор номера DTMF и контроль связности соединения ССТ. Помимо этого, модуль SCM обеспечивает функцию конференцсвязи.

Расчет числа модулей SCM осуществляется исходя из поступающей на них нагрузки, требований, к качеству обслуживания и дисциплины обслуживания. Поскольку SCM обслуживает вызовы по системе с ожиданием, то расчет числа модулей осуществляется по второй формуле Эрланга [1].

Интенсивность нагрузки на модули SCM от телефонных аппаратов с многочастотным набором номера определяется по формуле (5.3.1):

,	(5.3.1)

где - доля телефонных аппаратов с многочастотным набором по отношению к общей емкости станции (;

- возникающая нагрузка на АТС, Эрл;

- время набора номера многочастотным способом, равное , с;

- значность номера;

- среднее время слушания сигнала "Ответ станции", с (=3 с);

- среднее время одного занятия при местной связи, с (=72 с).

Тогда интенсивность нагрузки на модули SCM: = 55,72 Эрл.

Интенсивность нагрузки на SCM, вызванной обслуживанием процессов установления соединений между АТС с использованием многочастотной сигнализации, определяется по формуле (5.3.2) [1]:

, (5.3.2) , (5.3.3)

где и - интенсивности исходящей и входящей нагрузок в i-м направлении при обмене сигнальной информацией многочастотным кодом «2 из 6» соответственно;

- среднее время занятия соединительной линии, с (=65 с);

и - время занятия одного SCM при исходящей и входящей связи соответственно:

- время обмена и распознавания линейных сигналов, которое для системы сигнализации многочастотного кода «2 из 6» (=200 мс);

- время передачи одной цифры номера при использовании многочастотной сигнализации, которое для системы сигнализации многочастотного кода «2 из 6» (=80 мс);

- число передаваемых в исходящем направлении цифр номера (=6).

Тогда интенсивность нагрузки на SCM, в соответствии с формулой (5.3.2), равна =0,769 Эрл.

На основе полученного значения можно определить требуемое число модулей SCM методом подбора по формуле (5.3.4) [1]:

,	(5.3.4)

где - вероятность ожидания свыше допустимого времени t;

- число приемопередатчиков обработки многочастотной сигнализации;

- средневзвешенное время занятия SCM, которое определяется по формуле (5.3.5):

,	(5.3.5)

где - интенсивность нагрузки в i-м исходящем или входящем направлении, использующем многочастотную сигнализацию, Эрл.

Согласно формуле (5.3.5): =с.

Величина определяется по формуле:

,	(5.3.6)

где - первая формула Эрланга.

Норма на вероятность ожидания свыше одной секунды в данном случае удовлетворяет условию: [1].

Методом подбора получим требуемое число модулей SCM: , при этом вероятность ожидания свыше одной секунды равна - норма на вероятность ожидания свыше 1 секунды выполняется.

(5.3.7)

где - первая формула Эрланга.

Методом подбора получим требуемое число модулей SCM:

Норма на вероятность ожидания свыше одной секунды в данном случае удовлетворяет условию: [1].

В состав одного модуля SCM входит до 32 приемопередатчиков (с учётом резервного) [1], поэтому число модулей SCM определяется по формуле (5.3.7):

,	(5.3.8)

где - число приемопередатчиков, обслуживающих многочастотную сигнализацию.

- интенсивность нагрузки на модуле SCM

Тогда, согласно формуле (5.3.7), число модулей SCM: = 3.



5.4 Расчет объема оборудования ОКС №7

В случае использования АТС в качестве ОПС или ОПТС могут быть использованы модули общего канала сигнализации (HССМ), каждый из которых обрабатывает сигнальную информацию 8 звеньев сигнализации [1]. Таким образом, расчет числа модулей HССМ выполняется по формуле (5.4.1):

,	(5.4.1)

где - количество звеньев сигнализации, подключенных к АТС.

По формуле (5.4.2) определим число звеньев сигнализации ОКС №7 с учетом резервирования

,	(5.4.2)

где - интенсивность нагрузки на звено сигнализации ОКС №7, Эрл.

,	(5.4.3)

где - общее число вызовов в секунду, обслуживаемых системой сигнализации ОКС №7;

- средний объем данных в прямом направлении на один вызов, октетов (=57 октетов);

- средний объем данных в обратном направлении на один вызов, октетов (=41 октет).

Знаменатель со значением 8000 означает скорость передачи информации в служебном канале сигнализации в байт/с.

Общее число вызовов, обслуживаемых системой сигнализации ОКС №7 равно [1]:

.	(5.4.4)

Количество исходящих вызовов возникающих от абонентов данной АТС к абонентам других станций, определяется выражением (5.4.5):

,	(5.4.5)

3,1

где - исходящая нагрузка от ОПТС к другим ОПС сети, Эрл;

- средняя длительность занятия при местном соединении, с (=72 с).

Количество входящих вызовов от абонентов других АТС к абонентам данной станции определяется выражением (5.4.6):

,	(5.4.6)



где - суммарная входящая нагрузка от всех ОПС сети к ОПТС, Эрл;

- средняя длительность занятия при местном соединении, с (=72 с).

Количество исходящих междугородних вызовов от абонентов данной АТС к АМТС определяется выражением (5.4.7):

,	(5.4.7)

где - суммарная исходящая междугородная нагрузка от ОПТС к АМТС, Эрл;

- средняя длительность занятия при исходящем международном соединении, с (=150 с).

Количество входящих междугородних вызовов от АМТС к абонентам проектируемой АТС определяется выражением (5.4.8):

,	(5.4.8)

где - суммарная входящая междугородная нагрузка от АМТС к ОПТС, Эрл; - средняя длительность занятия при входящем международном соединении, с (=126 с).

Количество вызовов к УСС определяется выражением (5.4.9):

,	(5.4.9)



где - нагрузка в направлении к УСС, Эрл;

- средняя длительность занятия при связи с УСС, с (=45 с).

Вычислив общее число вызовов, обслуживаемых системой сигнализации, по формуле (5.4.4) и подставив в (5.4.3), найдём интенсивность нагрузки на звено сигнализации: =0,115 Эрл.

Согласно (5.4.1), число звеньев сигнализации ОКС №7: =2.

Число модулей HССМ, вычисленное по формуле (5.4.1): =1.

Для размещения модулей ОКС выделяется отдельный статив.

5.5 Расчет объема оборудования коммутационного поля DSN

ЦКП станции Alcatel 1000 S12 имеет многоступенчатую структуру с использованием нескольких плоскостей и работает по принципу пространственно-временной коммутации. Первая ступень представлена коммутаторами доступа, основной задачей которых является подключение различных терминальных модулей к плоскостям групповых коммутаторов (с одновременным выполнением функции распределения нагрузки). Ступеней групповых коммутаторов может быть от одной до трех. Количество плоскостей и ступеней групповых коммутаторов коммутационного поля определяется числом терминальных модулей и общей нагрузкой, создаваемой этими модулями [1].

Основной структурной единицей цифрового коммутационного поля DSN является цифровой коммутационный элемент DSE. Каждый DSE имеет 16 двусторонних коммутационных портов, передающих данные со скоростью 4,096 Мбит/с. Данный цифровой тракт позволяет передавать данные 32-х временных каналов со скоростью 128 кбит/с [1].

Определим число коммутаторов доступа AS по формуле (5.5.1):

,	(5.5.1)

где - общее число терминальных модулей ASM и DTM.

Используя полученное значение числа коммутаторов доступа, определим общую число ступеней групповых коммутаторов, число плоскостей и общее число DSE. Для этого используется таблица [3], в которой указано число цифровых коммутационных элементов DSE для первой (GS1), второй (GS2) и третьей (GS3) ступеней группового искания соответственно, а также общее число DSE на всех ступенях группового искания и суммарное число DSE для разного числа плоскостей (2, 3 или 4 плоскости) [1].

Для числа коммутаторов доступа =18 требуется 4 DSE на первой ступени и 4 DSE на второй ступени для каждой плоскости DSN, всего - 8 DSE на групповых ступенях коммутации [3].

Число плоскостей зависит от нагрузки на коммутационное поле и определяется исходя из условия (5.5.2):

	(5.5.2)

где ,и - внутристанционная, исходящая и входящая нагрузки проектируемой АТС соответственно, Эрл;

- общее количество трактов ИКМ, включаемых в коммутационное поле АТС.

Так как , следовательно, число плоскостей DSN: =3.

Общее количество DSE при использовании трех плоскостей, рассчитанное по формуле (5.5.3) составит: =42.

.	(5.5.3)

5.6 Расчет числа дополнительных элементов управления АСЕ

Число модулей АСЕ, необходимых для модулей аналоговых абонентских линий ASM, рассчитывается исходя из следующих особенностей: каждый модуль АСЕ обслуживает 8 модулей ASM, а каждая пара модулей ASM работает в режиме перекрестного включения [1]. Число дополнительных элементов ACE, необходимых для обслуживание блоков ASM, вычисляется согласно формуле (5.6.1)

,	(5.6.1)

где - число модулей аналоговых абонентских линий ASM.

Для обслуживания группы из четырех модулей SCM требуется один модуль АСЕ. Таким образом, расчётная формула (5.6.2) имеет вид:

,	(5.6.2)



где - число модулей служебных комплектов SCM.

Произведя по формулам (5.6.1 - 5.6.2) соответствующие вычисления получим: =27, =1.

Кроме перечисленных выше модулей, требуются четыре модуля АСЕ для технической эксплуатации, два АСЕ для устройств ввода-вывода и один модуль АСЕ для текстового монитора, т.е.: =35.

5.7 Комплектация и размещение оборудования Alcatel 1000 S12

Конструкция, используемая в S12, обеспечивает быструю и простую установку, легкое наращивание и хороший доступ для ремонта и техобслуживания. Она состоит из следующих конструктивных компонентов: модулей, секций, стативов, стативных рядов.

Основу каждого модуля составляют сборки печатных плат стандартного размера (221x254 мм) и сборки преобразователей питания, которые непосредственно вставляются в секции.

В J-семействе системы S12 достигнута высокая степень совместимости между платами в позициях стативов. Каждый тип статива имеет собственную конфигурацию, определяемую числом сборок печатных плат, в которой строго определено лишь число модулей. Это означает, что никакой связи между типом статива и содержащимися в нем модулями нет.

Любая конфигурация статива является гибкой, т.е. обеспечивает возможность размещения различных модулей на разных станциях. В зависимости от числа составляющих модуль печатных плат они делятся на четыре класса:

- V01M - объединяет все модули, состоящие только из одной печатной платы (например, модуль АСЕ);

- V02M - включает все модули, состоящие из двух печатных плат (например, модуль IPTM);

- V03M - это модули, имеющие 8-12 печатных плат (например, модуль ASM и ISM);

- V04M - включает все двухплатные модули класса V02M, а также модуль DIAM и ему подобные.

В таблице 10 приводится распределение по классам наиболее важных модулей системы.

Таблица 10 - Распределение по классам модулей системы

Модуль	V01М	V02М	V03М	V04М
ACE	*
ASM			*
DTM		*		*
IRIM		*		*

Статив состоит из ряда секций, в которые вставляются платы (около 30 плат в 1 секции). В каждом стативе можно оборудовать до семи секций в виде 1, 2 или 3 полок.

Платы в секциях соединяются кроссплатами в задних рамах, которые тоже представляют собой печатные платы. Контакты, вставляемые в эти кросс-платы, обеспечивают сухое прессованное соединение с платами. Задние рамы разных секций соединяются сигнальными и питающими кабелями.

Отдельные стативы имеют высоту 2200, ширину 900 и глубину 520 мм. Стативы собраны из стального литого каркаса, закрываемого съемными передней и задней дверьми. Двери поворачиваются на 180°. Чтобы отводить теплый воздух, поднимающийся от нижних секций за пределы статива, нижние секции от верхних могут отделяться воздухоотражателем, расположенным в средней секции.

Ряды стативов рассчитаны на установку в зданиях с минимальной высотой потолка 2,4 м, считая от фальшпола, если межрядовые кабели проходят под полом или по желобам, закрепленным на потолке. Специальных мер по укреплению перекрытий не требуется.

Ниже приведены основные типы стативов и их назначение для станций средней и большой емкости:

стативы JA00-A1 и JB00-A1 в основном применяются для размещения оборудования оконечных станций;

статив JH01-A1 применяется для размещения оборудования станций всех типов;

статив JJ01-A1 применяется для размещения оборудования станций всех типов;

статив JZ00-A1 представляет собой статив питания для станций всех типов;

статив JZ01-A1 представляет собой расширяемый статив питания для станций всех типов;

При монтаже стативы соединяются между собой крепежными элементами, образуя стативные ряды, на окончаниях каждого из которых устанавливаются кольцевые панели с индикаторами. Длина стативных рядов определяется емкостью станции и размерами помещения.

По данным расчетов необходимо разместить следующее оборудование:

- 108 модулей аналоговых абонентских линий ASM (9 стативов);

- 102 модулей цифровых трактов DTM (13 стативов);

- модуль служебных комплектов SCM (21плата);

- модуль общего канала сигнализации HCCM (1 плата);

- 56 коммутационных элементов DSE(56 плат);

- 35 дополнительных элементов управления ACE (35 плат).

Так как не существует связи между типом статива и содержащимися в нем модулями, будем использовать для размещения всего оборудования стативы типа JJ01-A1, применяемые для размещения оборудования станций всех типов. Для плат DSE, ACE, SCM и HCCM (всего 85 плат) необходим 1 статив типа JJ01-A1. Также необходим статив питания JZ00-A1.

Таким образом, общее количество необходимых стативов равно 24.

На рисунке 3 приведен план размещения оборудования станции Alcatel 1000 S12.

Рисунок 3 - План размещения оборудования станции Alcatel 1000 S12



6. Расчет объема оборудования ПСЭ №6

6.1 Расчет объема абонентского оборудования

Модуль аналоговых абонентских линий ASM позволяет подключить до 8 плат абонентских комплектов ALCN, при этом каждая плата содержит 16 портов для подключения аналоговых абонентских линий [1].

Таким образом, один модуль ASM может обслужить 128 абонентов [1], а требуемое число блоков ASM определяется по формуле (6.1.1):

,	(6.1.1)

где - число аналоговых абонентских линий.

Один статив позволяет разместить до 12 модулей ASM [1], поэтому число стативов модулей абонентских линий EA определяется следующим образом (5.1.2):

,	(6.1.2)

где - число блоков аналоговых абонентских линий.

Таким образом, получим следующие расчётные значения числа блоков абонентского оборудования: =38, =4.



6.2 Расчёт объёма оборудования цифровых трактов

Число модулей цифровых трактов DTM определяется числом подключенных к АТС цифровых трактов ЕA со скоростью передачи 2,048 Мбит/с, используемых для связи с другими АТС сети:

,	(6.2.1)

где и - число исходящих и входящих трактов ИКМ межстанционной связи,

;	(6.2.2)
.	(6.2.3)

В одном стативе можно разместить до 8 модулей DTM [1]; следовательно, число стативов ED определяется по формуле (6.2.5):

.	(6.2.5)

Таким образом, получим следующее значение числа стативов: =3.



6.3 Расчет числа модулей служебных комплектов SCM

Модуль SCM предназначен для обработки сигналов многочастотной сигнализации и сигналов набора номера от тастатурных телефонных аппаратов (DTMF). Всего поддерживается 6 систем сигнализации: R1, R2, МСЭ-Т № 5, многочастотная сигнализация с кодом «2 из 6», многочастотный набор номера DTMF и контроль связности соединения ССТ. Помимо этого, модуль SCM обеспечивает функцию конференцсвязи.

Расчет числа модулей SCM осуществляется исходя из поступающей на них нагрузки, требований, к качеству обслуживания и дисциплины обслуживания. Поскольку SCM обслуживает вызовы по системе с ожиданием, то расчет числа модулей осуществляется по второй формуле Эрланга [1].

Интенсивность нагрузки на модули SCM от телефонных аппаратов с многочастотным набором номера определяется по формуле (6.3.1):

,	(6.3.1)

где - доля телефонных аппаратов с многочастотным набором по отношению к общей емкости станции (;

- возникающая нагрузка на АТС, Эрл;

- время набора номера многочастотным способом, равное , с;

- значность номера;

- среднее время слушания сигнала "Ответ станции", с (=3 с);

- среднее время одного занятия при местной связи, с (=72 с).

Тогда интенсивность нагрузки на модули SCM: = 18,096 Эрл.

Интенсивность нагрузки на SCM, вызванной обслуживанием процессов установления соединений между АТС с использованием многочастотной сигнализации, определяется по формуле (6.3.2) [1]:

, (6.3.2) , (6.3.3)

где и - интенсивности исходящей и входящей нагрузок в i-м направлении при обмене сигнальной информацией многочастотным кодом «2 из 6» соответственно;

- среднее время занятия соединительной линии, с (=65 с);

и - время занятия одного SCM при исходящей и входящей связи соответственно:

где - время обмена и распознавания линейных сигналов, которое для системы сигнализации многочастотного кода «2 из 6» (=200 мс);

- время передачи одной цифры номера при использовании многочастотной сигнализации, которое для системы сигнализации многочастотного кода «2 из 6» (=80 мс);

- число передаваемых в исходящем направлении цифр номера (=6).

Тогда интенсивность нагрузки на SCM, в соответствии с формулой (6.3.2), равна =0,322 Эрл.

На основе полученного значения можно определить требуемое число модулей SCM методом подбора по формуле (6.3.4) [1]:

,	(6.3.4)

где - вероятность ожидания свыше допустимого времени t;

- число приемопередатчиков обработки многочастотной сигнализации;

- средневзвешенное время занятия SCM, которое определяется по формуле (6.3.5):

,	(6.3.5)

где - интенсивность нагрузки в i-м исходящем или входящем направлении, использующем многочастотную сигнализацию, Эрл.

Согласно формуле (6.3.5): =с.

Величина определяется по формуле:

,	(6.3.6)

где - первая формула Эрланга.

Норма на вероятность ожидания свыше одной секунды в данном случае удовлетворяет условию: [1].

Методом подбора получим требуемое число модулей SCM: , при этом вероятность ожидания свыше одной секунды равна - норма на вероятность ожидания свыше 1 секунды выполняется.

(6.3.7)

где - первая формула Эрланга.

Методом подбора получим требуемое число модулей SCM:

Норма на вероятность ожидания свыше одной секунды в данном случае удовлетворяет условию: [1].

В состав одного модуля SCM входит до 32 приемопередатчиков (с учётом резервного) [1], поэтому число модулей SCM определяется по формуле (6.3.7):

,	(6.3.7)

где - число приемопередатчиков, обслуживающих многочастотную сигнализацию.

- интенсивность нагрузки на модуле SCM

Тогда, согласно формуле (6.3.7), число модулей SCM: = 1.



6.4 Расчет объема оборудования ОКС №7

В случае использования АТС в качестве ОПС или ОПТС могут быть использованы модули общего канала сигнализации (HССМ), каждый из которых обрабатывает сигнальную информацию 8 звеньев сигнализации [1]. Таким образом, расчет числа модулей HССМ выполняется по формуле (6.4.1):

,	(6.4.1)

где - количество звеньев сигнализации, подключенных к АТС.

По формуле (6.4.2) определим число звеньев сигнализации ОКС №7 с учетом резервирования:

,	(6.4.2)

где - интенсивность нагрузки на звено сигнализации ОКС №7, Эрл.

,	(6.4.3)

где - общее число вызовов в секунду, обслуживаемых системой сигнализации ОКС №7;

- средний объем данных в прямом направлении на один вызов, октетов (=57 октетов);

- средний объем данных в обратном направлении на один вызов, октетов (=41 октет).

Знаменатель со значением 8000 означает скорость передачи информации в служебном канале сигнализации в байт/с.

Общее число вызовов, обслуживаемых системой сигнализации ОКС №7 равно [1]:

.	(6.4.4)

Количество исходящих вызовов, возникающих от абонентов данной АТС к абонентам других станций определяется выражением (6.4.5):

,	(6.4.5)

1,543

где - исходящая нагрузка от ОПТС к другим ОПС сети, Эрл;

- средняя длительность занятия при местном соединении, с (=72 с).

Количество входящих вызовов от абонентов других АТС к абонентам данной станции определяется выражением (6.4.6):

,	(6.4.6)



где - суммарная входящая нагрузка от всех ОПС сети к ОПТС, Эрл;

- средняя длительность занятия при местном соединении, с (=72 с).

Количество исходящих междугородних вызовов от абонентов данной АТС к АМТС определяется выражением (6.4.7):

,	(6.4.7)

где - суммарная исходящая междугородная нагрузка от ОПТС к АМТС, Эрл;

- средняя длительность занятия при исходящем международном соединении, с (=150 с).

Количество входящих междугородних вызовов от АМТС к абонентам проектируемой АТС определяется выражением (6.4.8):

,	(6.4.8)

где - суммарная входящая междугородная нагрузка от АМТС к ОПТС, Эрл; - средняя длительность занятия при входящем международном соединении, с (=126 с).

Количество вызовов к УСС определяется выражением (6.4.9):

,	(6.4.9)



где - нагрузка в направлении к УСС, Эрл;

- средняя длительность занятия при связи с УСС, с (=45 с).

Вычислив общее число вызовов, обслуживаемых системой сигнализации, по формуле (6.4.4) и подставив в (6.4.3), найдём интенсивность нагрузки на звено сигнализации: =0,033 Эрл.

Согласно (6.4.1), число звеньев сигнализации ОКС №7: =2.

Число модулей HССМ, вычисленное по формуле (6.4.1): =1.

Для размещения модулей ОКС выделяется отдельный статив.

6.5 Расчет объема оборудования коммутационного поля DSN

ЦКП станции Alcatel 1000 S12 имеет многоступенчатую структуру с использованием нескольких плоскостей и работает по принципу пространственно-временной коммутации. Первая ступень представлена коммутаторами доступа, основной задачей которых является подключение различных терминальных модулей к плоскостям групповых коммутаторов (с одновременным выполнением функции распределения нагрузки). Ступеней групповых коммутаторов может быть от одной до трех. Количество плоскостей и ступеней групповых коммутаторов коммутационного поля определяется числом терминальных модулей и общей нагрузкой, создаваемой этими модулями [1].

Основной структурной единицей цифрового коммутационного поля DSN является цифровой коммутационный элемент DSE. Каждый DSE имеет 16 двусторонних коммутационных портов, передающих данные со скоростью 4,096 Мбит/с. Данный цифровой тракт позволяет передавать данные 32-х временных каналов со скоростью 128 кбит/с [1].

Определим число коммутаторов доступа AS по формуле (6.5.1):

,	(6.5.1)

где - общее число терминальных модулей ASM и DTM.

Используя полученное значение числа коммутаторов доступа, определим общую число ступеней групповых коммутаторов, число плоскостей и общее число DSE. Для этого используется таблица [3], в которой указано число цифровых коммутационных элементов DSE для первой (GS1), второй (GS2) и третьей (GS3) ступеней группового искания соответственно, а также общее число DSE на всех ступенях группового искания и суммарное число DSE для разного числа плоскостей (2, 3 или 4 плоскости) [1].

Для числа коммутаторов доступа =7 требуется 4 DSE на первой ступени и 4 DSE на второй ступени для каждой плоскости DSN, всего - 8 DSE на групповых ступенях коммутации [3].

Число плоскостей зависит от нагрузки на коммутационное поле и определяется исходя из условия (6.5.2):

	(6.5.2)

где ,и - внутристанционная, исходящая и входящая нагрузки проектируемой АТС соответственно, Эрл;

- общее количество трактов ИКМ, включаемых в коммутационное поле АТС. Так как , следовательно, число плоскостей DSN: =3. Общее количество DSE при использовании трех плоскостей, рассчитанное по формуле (6.5.3) составит: =42.

.	(6.5.3)

6.6. Расчет числа дополнительных элементов управления АСЕ

Число модулей АСЕ, необходимых для модулей аналоговых абонентских линий ASM, рассчитывается исходя из следующих особенностей: каждый модуль АСЕ обслуживает 8 модулей ASM, а каждая пара модулей ASM работает в режиме перекрестного включения [1]. Число дополнительных элементов ACE, необходимых для обслуживание блоков ASM, вычисляется согласно формуле (6.6.1):

,	(6.6.1)

где - число модулей аналоговых абонентских линий ASM.

Для обслуживания группы из четырех модулей SCM требуется один модуль АСЕ. Таким образом, расчётная формула (6.6.2) имеет вид:

,	(6.6.2)



где - число модулей служебных комплектов SCM.

Произведя по формулам (6.6.1 - 6.6.2) соответствующие вычисления получим: =10, =1.

Кроме перечисленных выше модулей, требуются четыре модуля АСЕ для технической эксплуатации, два АСЕ для устройств ввода-вывода и один модуль АСЕ для текстового монитора, т.е.: =18.

6.7 Комплектация и размещение оборудования ПСЭ №6

Рисунок 3 - План размещения оборудования станции ПСЭ №6



Заключение

В ходе выполнения курсового проекта были получены практические навыки и компетенции, в частности умения проводить расчёты по проектированию сетей, сооружений и средств связи в соответствии с техническим заданием. В частности, были получены практические навыки проектирования цифровой АТС, расчёта интенсивности нагрузки и числа каналов связи на различных направлениях [1].

Получены значения возникающей, внутристанционной, исходящей нагрузки, отдельно рассчитана нагрузка, исходящая на УСС и АМТС, для всех АТС города. Составлена матрица распределения межстанционных нагрузок.

Определено требуемое число соединительных линий при заданной вероятности потерь между станциями сети, при этом использованы метод эффективной доступности для АТСК, и первая формула Эрланга для АТСЭ.

Рассчитана скорость цифрового «кольца» SDH с учетом резерва (63,488 Мбит/с); данную скорость может обеспечить система передачи первого уровня синхронной цифровой иерархии SDH - STM-1 (155 Мбит/с) [2].

Определено количество следующих плат: аналоговых абонентских линий ASM, цифровых соединительных линий DTM, дополнительных элементов управления ACE, служебных комплектов SCM, модулей общего канала сигнализации высокой производительности HCCM. Также определено число выносных абонентских блоков RSU. Исходя из этого были выбраны число и тип необходимых стативов по каждому виду оборудования проектируемой АТС.

Выбраны размеры помещения для автозала и составлен план размещения соответствующего оборудования.



Список использованных источников

1. Заленская, М.К. Системы коммутации: учеб. пособие по курсовому проектированию / М.К. Заленская, В.В. Золотухин - Красноярск: СФУ, 2010. - 101 с.

2. Росляков, А.В. Проектирование городской телефонной сети: учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. -- М.: Связь - Самара: 1998. - 88 с.

3. РД 45.120.2000 Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети. Введен взамен ВНТП 112-92; дата введ. 26.10.2000. - М.: Министерство Российской Федерации по связи и информатизации, 2000. - 104 с.

Размещено на Allbest.ru