Введение

Широкое внедрение цифровой и вычислительной техники в системе связи обусловило необходимость ориентации и подготовки студентов на перспективную технику коммутации и управления, на внедрение достижений микропроцессорной техники в системе коммутации.

Данный курс закладывает фундамент специальных знаний в области цифровой техники коммутации, управления, распределения информации и сетей связи, в него включены наиболее важные, основополагающие вопросы, которые образуют теоретические основы построения цифровых систем коммутации и сетей связи с учетом новейших достижений науки и техники. Курс системы коммутации и сети электросвязи предназначен для углубленной подготовки студентов специальности Сети связи и системы коммутации. Курс базируется на изучаемых ранее дисциплинах:

Техника цифровой коммутации, Теория распределения информации. Курс направлен на создание теоретической основы для проектирования и технической эксплуатации сетей электросвязи.

В соответствии с программой, в курсе рассматриваются вопросы

построения коммутационных полей в различных коммутационных системах,

системы сигнализации, построение управляющих устройств, особенности проектирования и расчета цифровых систем автоматической коммутации;

вопросы, относящиеся к общим характеристикам сетей связи, элементов сетей и их взаимосвязь, методы структурного анализа сетей, вопросы анализа и синтеза сетей с коммутацией и без коммутации,

методы оптимизации сетей,

принципы нахождения сетей с интеграцией служб, вопросы технической эксплуатации сетей.

Основным методом изучения курса является самостоятельная работа с учебными пособиями и учебниками. По курсу предусматривается выполнение курсовой работы. Для оценки знаний студентов по теоретической и практической части курса сдается экзамен.

1. Основные особенности и характеристики АТСЭ S-12

Система-12 (S-12) разработана фирмой ALKATEL при участии фирм Бельгии, Германии, Италии, США в 1982 году и получила массовое внедрение на телефонных сетях России в середине 90-х годов.

Система коммутации является универсальной и может использоваться, в качестве городских АТС емкостью от 512 до 100 тыс, абонентских линий в качестве междугородных и международных станций емкостью до 60 тыс. соединительных линий и каналов, а также в качестве сельских АТС. Система в состоянии обработать 750 тыс. вызовов в час при объеме нагрузки до 25 тыс. Эрланг, в последней модификации до 2 млн. в час.

Основными особенностями системы является глубокая децентрализация управления и использования, унифицированного двухстороннего коммутационного элемента.

Децентрализация управления системой осуществляется из модулей оконечных устройств. При таком способе управления адресная информация от абонентского аппарата принимается и анализируется в абонентском модуле или в многочастотном приемопередатчике. На основе этой информации вырабатываются сигналы управления цифровым коммутационным полем (ЦКП), при котором каждый элемент ЦКП устанавливает соединения независимо один от другого, обладает высокой надежностью, так как выход из строя любого из элементов не приводит к аварии всей системы.

Цифровое коммутационное поле строится на основе двухстороннего единого коммутационного элемента (КЭ), в каждый из которых включается 32 тракта передачи и 32 тракта приема одной линий ИКМ. Наличие двухстороннего элемента позволяет установить соединение через различное число ступеней искания, что способствует увеличению пропускной способности ЦКП. Кроме того, наличие единого КЭ для построения ЦКП позволяет наращивать емкость и пропускную способность ЦКП без существенного изменения программы работы системы.

Передача аналоговых цифровых сообщений проводится не по отдельным тактам, а по единому ЦКП, что позволяет уменьшить общий объем оборудования. Структурная схема станции ALCATEL 1000 S-12 приведена на рисунке 2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 - Структурная схема станции ALCATEL 1000 S-12

- ASM (Analogue Subscriber Module) - модуль аналоговых абонентов;

- ISM {ISDN Subscriber Module) - модуль ISDN абонентов;

- IRIМ (Remote Subscriber Unit Interface Моdulе)-модуль подключения RSU, интерфейс к IRSU;

- HCCM (High Performance Common Channel Modulе)-модуль OKC, может обрабатывать до восьми каналов ОКС -7;

- SCM (Service Circuit Мос!и1е)-модуль многочастотной сигнализации, управление DTMF и MF сигнализацией;

- ТТМ (Trunk Test Module) - модуль тестирования каналов;

- DTM (Digital Trunk Module)-модуль цифровых соединительных линий;

- P&L (Peripheral & Load Module)-содержит всю периферию: PC,MTU, HDD,

- C&T (Clock & Tone Module)-генерирует тактовую частоту(8.192Мгц);

- DIAM (Digital Integrated Announcements Module)-обеспечивает извещения;

- DLM (Data Link Module)-может обрабатывать два аналоговых модемных соединения плюс;

- ГТМ (Integrated Packet Trunk Module) обеспечивает обработку номер семь, Х25, ISDN (PRI);

- АСЕ (Auxiliary Control Element)-дополнительное управляющее устройство.

Телефонные функции сосредоточены в специальных модулях, которые содержат аппаратную и программную части. Например, Модуль Аналоговых Абонентов (ASM), Модуль Цифровых Каналов (DTM) и т.д.

Все модули имеют одинаковую структуру. Они состоят из двух частей: Терминала и Управляющего Устройства терминала (ТСЕ - Terminal Control Element).

Терминал содержит специальные терминальные схемы для выполнения различных задач, например, обслуживание аналоговых линий или цифровых каналов.

Аппаратная часть ТСЕ всех модулей идентична. ТСЕ обеспечивают управление логическими цепями и памятью терминалов; они имеют стандартные интерфейсы для связи с DSN и терминалом. Сердцем ТСЕ является микропроцессор.

Дополнительные возможности и мощности управления обеспечивают Дополнительные Управляющие Устройства (АСЕ Auxiliary Control Element), которые имеют аппаратную часть, идентичную аппаратной части ТСЕ, но не связаны с терминалом. Они выполняют только программные задачи.

Терминальные элементы Управления (ТСЕ), содержащие управляющую логику и память для данного устройства, присутствуют в каждом модуле. Дополнительные элементы управления (АСЕ) предназначены для выполнения функций поддержки ТСЕ. Они выполняют специфические задачи, такие как обработка ошибок, анализ префикса, идентификация местного абонента и др. Они взаимодействуют через DSN по стандартному интерфейсу

Интерфейс между модулем и DSN использует две двунаправленные 32-х канальные ИКМ линии. DSN используется не только для передачи данных и речи между терминалами системы (или абонентами), но также для связи между СЕ модулей и установления соединительного пути между ними. Это позволяет обойтись без системы шин, между СЕ; что даёт возможность плавного расширения емкости АТС.

Модуль аналоговых абонентских линий (ASM) состоит из элемента управления и линейного оборудования, обеспечивающего подключение аналоговых абонентских линий. Различные виды абонентских установок (обычные таксофоны, абоненты с высоким приоритетом и др.) могут подключаться к одним и тем же линейным комплектам.

Модуль цифровых абонентов (ISM) выполняет функцию подключения максимально 64 цифровых абонентов с базовым интерфейсом доступа к DSN. Интерфейс позволяет осуществить цифровую передачу и приём от абонента по двум информационным каналам 64кбит/с (В - канал) и один канат 16кбит/с (Д - канал) для сигнализации передачи данных.

Модуль цифровых трактов (DTM) соединяет цифровые соединительные линии от и в направлении других коммутационных станций с DSN. Он является интерфейсом между трактом ИКМ со скоростью 2Мбит/с и внутренними звеньями станции со скоростью 4 Мбит/с, а в некоторых случаях этот модуль является интерфейсом между сигнализацией, используемой в модуле и станционным управлением.

Модуль интерфейса выносного абонентского блока служит для аналоговых и цифровых абонентов (GUM). Концентратор является коммутационной станцией, которая обеспечивает малому количеству пользователей доступ к коммутационной станции.

Модуль общего канала высокой производительности (НССМ) -обеспечивает формирование и расшифровку сообщений передачи данных системы сигнализации ОКС-7. Проверяет блоки на правильность приёма и отправляет сообщения в двухпортовую память, оповещая при этом процессор ОВС. ОВС читает сообщение и продолжает процесс его передачи в соответствии с указанным адресом назначения.

Таким образом, он направляет сообщение DTUA, которому принадлежит речевой канал, соответствующий коду идентификатора канала (СЮ), или направляет это сообщение в блок SLTA, соответствующий исходящему каналу сигнализации, который используется для передачи в пункт назначения.

Модуль автоответчика (DIAM) используется для передачи абонентам сообщений о различных изменениях, например, что номер вызываемого абонента изменен на другой и т.д. Он используется также для сообщений времени, то есть в роли "говорящих часов".

Модуль служебных комплектов (SCM) обрабатывает сигналы многочастотной 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.

Модуль тактов и тонов (С&Т) используется для представления основного тактового сигнала коммутационной станции, который при необходимости может синхронизироваться выбранным внешним опорным тактовым сигналом. Модуль, кроме этого, генерирует все акустические сигналы для станции и содержит датчик времени.

Модуль периферийных устройств и загрузки (P&L) - выполняет функцию технического обслуживания программных и аппаратных средств S12, управление внешней памяти с периферийными устройствами, обеспечивающими взаимодействие обслуживающего персонала с системой, а также предназначен для загрузки программного обеспечения станции. Этот модуль обеспечивает подключение различных периферийных устройств (видеотерминалов связи человек-машина, принтеров, магнитофонов, дисководов и другое), а также панелей и ламп сигнализации. Они обслуживают аварийную сигнализацию на статное и главную панель аварийной сигнализации. На каждой станции обязательно оборудуются два модуля, работающие в режиме активный/резервный.

Модуль звена данных (DIM). Модули системы Alcatel 1000 S-12 не поддерживают подключения модемов. Поэтому, когда требуется подключение аналогового модема (например, соединение с Электронным Центром Обработки Данных через сеть с коммутацией пакетов или соединения для использования аналоговой сигнализации ОКС-7), то используется дополнительный модуль: M3D. Сообщения сигнализации ОКС-7 формируются в модуле НССМ или в ГРТМ. Оттуда они передаются непосредственно в модуль DLM, который подключается к модему с помощью интерфейса V.24.

Модуль тестирования соединительных линий (ТТМ) предназначен для проверки соединительных линий во время аварийных ситуаций и для периодических эксплуатационных проверок. ТТМ может тестировать соединительные линии других типов станций, не являющихся S-12.

2. Расчетная часть

2.1 Расчет интенсивности телефонной нагрузки

Расчет интенсивности нагрузки, поступающей на различные приборы и линии, производится после того, как определены структура сети емкости входящих в нее станций.

Структурный состав источников нагрузки и параметры нагрузки.

Рассмотрим структурную схему городской телефонной сети, имеющей три АТС: электронная АТСЭ-14 емкостью номеров, электронная АТСЭ-15 емкостью номеров, электронная АТСЭ-16 емкостью номеров,АТСКЭ-17 емкостью номеров, координатная АТСКУ-11 емкостью номеров и координатная АТСКУ-12 емкостью номеров, АТСКУ-13 емкостью номеров. Емкость проектируемой АТСЭ-18 системы S-I2 составляет номеров. Емкость сети номеров. Нумерация абонентских линий на ГТС - шестизначная.

Количество ПСЭ 1. Емкость ПСЭ номеров.

Первая цифра шестизначного номера определяет направление, вторая- узел и следующие четыре цифры определяют группу абонентов данной АТС. Выход на АМТС осуществляется путем набора индекса выхода "8", а к узлу специальных служб (УСС) - "0".

Все АТС соединены по принципу "каждая с каждой".

Все соединения осуществляются по цифровым соединительным линиям (ЦСЛ).

Поэтому на стороне электромеханических АТС устанавливается оборудование аналогово-цифрового преобразования аппаратуры ИКМ, обеспечивающей связь по цифровым линиям.

Нумерация абонентских линий приведена в таблице 4.1.

Таблица 6 - Нумерация абонентских линий на АТС сети

2.2 Расчёт категорий источников нагрузки

По исходным данным определим категории аппаратов в данном узловом районе:

(1)

где количество аппаратов i-го сектора;

процентная доля абонентов i-го сектора.

(2)

где количество аппаратов i-го сектора с j-ым способом набора номера;

процентная доля абонентов i-го сектора с j-ым способом набора номера. автоматический телефонный станция управление

Аппараты народно-хозяйственного (делового) сектора:

т.а.

с частотным набором:

т.а.

с декадным способом:

т.а.

Аппараты квартирного сектора:

т.а.

с частотным набором:

т.а.

с декадным способом:

т.а.

Таксофоны:

т.а.

с частотным набором:

т.а.

с декадным способом:

т.а.

2.3 Расчёт поступающей от абонентов нагрузки

Согласно нормам технологического проектирования, следует различать три категории (сектора) источников: народнохозяйственный, квартирный и таксофоны. При этом интенсивность местной возникающей нагрузки может быть определена, если известны следующие основные параметры:

- число телефонных аппаратов делового сектора, квартирного и таксофонов;

- среднее число вызовов в ЧНН от одного источника i-ой категории;

- средняя продолжительность разговора абонентов i-ой категории.

Интенсивность возникающей нагрузки источников i-ой категории, выраженная в Эрлангах, определяется формулой

(3)

где средняя продолжительность одного занятия, с

(4)

Продолжительность отдельных операций по установлению связи, входящих в формулу, принимают следующей:

-время слушания сигнала ответа станции с;

-время набора n знаков номера с дискового ТА с;

-время набора n знаков номера с тастатурного ТА ,с;

-время посылки вызова вызываемому абоненту при состоявшемся разговоре с;

-при расчете по формуле можно принять: с.

Соотношение абонентов, имеющих ТА с дисковым номеронабирателем и тастатурным, выбирается самостоятельно студентами.

Коэффициент учитывает продолжительность занятости приборов вызовами, не закончившимися разговорами. Его величина в основном зависит от средней длительности разговора Ti и доли вызовов, закончившихся разговором Р_р, определяется по графику рисунка 4.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4 - Зависимость коэффициента б от T_i и P_p

По формуле 1.1 определим среднюю продолжительность одного занятия для телефонных аппаратов (ТА) народнохозяйственного сектора. При Т_нх = 115 с и P_p=0.55 по рисунку 4 определяем б_нх = 1.23. Тогда для ТА с декадным набором:

с

Y_дд=26002.3 90,421=150,199Эрл

для ТА с частотным набором:

с

Y_дч=14002.3 87,648= 78,396Эрл

Для квартирного сектора:

для ТА с декадным набором:

с

Y_кд=32591.3 87,85=103,387Эрл

для ТА с частотным набором:

с

Y_кч=6211,3 85,050=19,072Эрл

Для таксофонов:

для ТА с декадным набором:

Y_тд=1139 81,862=23,126Эрл

для ТА с частотным набором:

с

Y_тд=7979.043=1,383Эрл

Таким образом, возникающая на входе ЦКЛ местная нагрузка от абонентов различных категорий, включенных в проектируемую станцию, определяется равенством

, (4.5)

Эрл.

Нагрузка на ЦКП будет равна

(4.6)

Суммарная интенсивность поступающей нагрузки распределяется по следующим направлениям:

а) к спецслужбам нагрузка составляет величину порядка 0,03 от

(4.7)

б) внутристанционная нагрузка к абонентам своей станции

(4.8)

где коэффициент внутристанционного сообщения, который определяется по коэффициенту веса станции .

(4.9)

в) междугородная и международная исходящая нагрузка по ЗСЛ от одного абонента в ЧНН принимается равной Эрл. Тогда интенсивность поступающей нагрузки на АМТС

(4.10)

г) суммарная исходящая нагрузка от проектируемой АТС к другим АТС сети будет равна:

(4.11)

Для нашего случая:

Эрл.

из таблицы 3.4 [1] %

Эрл.

Эрл.

Эрл.

Интенсивность поступающей от абонентов нагрузки на другие станции с учетом того, что структурный состав источников нагрузки принят одинаковым, пропорционален емкостям станций

(4.12)

На АТСКУ-11 и 12

Эрл.

Эрл.

Эрл.

из таблицы 4.2 [1]

Эрл.

Эрл.

Эрл.

На АТСКУ-13

Эрл.

Эрл.

Эрл.

из таблицы 4.2 [1] %

Эрл.

Эрл.

Эрл.

На АТСЭ -14,15,16

Эрл.

Эрл.

Эрл.

из таблицы 3.4 [1] %

Эрл.

Эрл.

Эрл.

На АТСЭ-17

Эрл.

Эрл.

Эрл.

из таблицы 4.2 [1] %

Эрл.

Эрл.

Эрл.

На ПСЭ-186:

Эрл.

Эрл.

Эрл.

из таблицы 4.2 [1] %

Эрл.

Эрл.

Эрл.

Таблица 4.2 - Результаты расчётов интенсивности внутристанционной нагрузки, к УСС и АМТС

2.4 Определение исходящих и входящих потоков нагрузок к станциям сети

С учетом типа встречной станции можно найти значения потоков сообщений, поступающих на исходящие пучки линий от каждой АТС ко всем другим станциям сети (узлового района), и по полученным результатам составить полную матрицу межстанционных нагрузок. Не умаляя решения данного вопроса, можно ограничиться расчетом матрицы исходящих и входящих нагрузок для проектируемой АТСЭ и ПСЭ.

Нагрузка на входе ЦКП проектируемой АТС, которая будет направлена к другим станциям, доля исходящих потоков этих станций в их общем исходящем сообщении распределяется пропорционально.

Величина нагрузки, направляемая к i-ой станции, рассчитывается по формуле

(4.13)

Нагрузка, поступающая от других узловых районов:

Эрл.

От АТСЭ-17 к АТСКУ

Эрл.

От АТСЭ-17 к ПСЭ-186:

Эрл.

От ПСЭ-186 к АТСКУ

Эрл.

От АТСЭ-17к АТСЭ-14

Эрл.

От ПСЭ к АТСЭ:

Эрл.

От АТСКУ-11 к АТСЭ-17

Эрл.

От АТСКУ-11 к АТСЭ-14

Эрл.

От АТСЭ к АТСЭ (14,15,16)

Эрл.

От АТСКУ-11 к АТСКУ-11:

Эрл.

ОТ АТСКУ -13 к АСТКУ-13

Эрл.

ОТ АТСКУ -13 к АСТКУ(11,12)

Эрл.

ОТ АТСКУ -13 к АСТКЭ

Эрл.

ОТ ПСЭ к АТСКУ-13

Эрл.

Заключение

В ходе выполнения данной курсовой работы были рассмотрены вопросы проектирования коммутационного оборудования цифровых АТС на телефонные сети. Была приведена схема городской местной сети, заданной емкости, с внедренной, в ее структуру, электронной АТС S-12. Все абонентские линии для каждой АТС получили свою нумерацию. При выборе АТСЭ были сделаны соответствующие обоснования данного выбора, а также приведены основные технические характеристики. Очень важным заданием данной курсовой являлось изучение основных блоков и узлов, а также изучение структуры АТСЭ S-12.

Также был произведен расчет интенсивности телефонной нагрузки, и как это и требовалось по заданию, один из расчетов был произведен с помощью ЭВМ в приложении Mathcad.

Список литературы

Система Alcatel 1000 S-12. Концепция и технология. - Алматы: Учебный отдел "Казахтелеком", 1999. - 415 с.

Alcatel 1000 S-12. Техническое описание. - Алматы: Учебный отдел "Казахтелеком", 2000. - 245 с.

Обзор Alcatel 1000 S-12. - Алматы: Учебный отдел "Казахтелеком", 1999. - 356 с.

Баркун М.А., Ходасевич О.Р. Цифровые системы синхронной коммутации. М.: Эко-Трендз, 2001. 192 с.

Гольдштейн Б.С., Системы коммутации. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2003.-318с.

Размещено на Allbest.ru