Реорганизация сети городского узла электросвязи с применением цифровых систем

2580

68…

УУПТС-59

Ф50/1000(Э)

1000

59...

УВС-7

АХЕ10 (Э)

12050

7…

ПСЭ-71

АХЕ10 (Э)

10000

71...

ПСЭ-72

АХЕ10 (Э)

2050

72...

АТС-74

Пентаконта (К)

9600

74…

АТС-77

Ф50/1000(Э)

4364

77…

АТС-78

Ф50/1000(Э)

4652

78…

УСС

Алкатель 1000 S12 (Ц)

240

1...

УСП

Ф50/1000(Э)

-

9...

Типы оборудования: К -- координатное; Э - электронное; Ц- цифровое.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4 - Схема Гомельской городской телефонной сети

2.5 Характеристика станции АТС-57

Станция АТСК-57 типа «Пентаконта 1000С» имеет емкость 10000 номеров, располагается в здании УВС-5, по ул. 50 лет БССР, 2 г. Гомеля.

Особенностью городских АТС Пентаконта является способ обмена информацией внутри АТС между регистрами и маркерами блоков АИ (абонентского искания) и ГИ (группового искания). В отличие от европейских систем АТС информация передается не по разговорным трактам, а по многопроводным информационным цепям (шинам) постоянным током в коде «2 из 5». При межстанционных соединениях информация передается многочастотным способом по системе сигнализации R2 или декадным кодом.

Много характерных черт системы Пентаконта обусловлено принятым принципом построения коммутационных блоков искания, который определяет как способ управления установлением соединений, так и эксплуатационные характеристики системы. В АТС Пентаконта 1000С в основном используются двухзвенные коммутационные блоки искания, в которых для уменьшения внутренних блокировок одно звено содержит внутризвенные обходные линии и избыточная телефонная нагрузка обслуживается через три звена.

Городские АТС Пентаконта 1000 (в частности, Пентаконта 1000С) обеспечивают гибкое построение телефонных сетей с помощью выноса одного или нескольких 1000-линейных абонентских блоков и установки их в непосредственной близости от абонентов. Такой блок АИ соединяется с оборудованием опорной АТС так же, как будто он является интегральной частью станции. Оборудование этого блока носит название подстанции.

Для организации исходящих и входящих соединительных линий к АТС типа «Пентаконта 1000С» требуется использование специальных исходящих и входящих, комплектов (трансляций), представляющие собой сочетание шнурового комплекта АТС (как входящего, так и исходящего) и комплекта РСЛ. В перечне оборудования «ПЕНТАКОНТА-1000С», выпускавшегося для использования на телефонных сетях СССР эти устройства назывались исходящими и входящими трансляциями, соответственно ТИФ-3 (D-6026-385А); ТВФ-К3 (D-6026-605А).

Для подключения дополнительных релейных комплектов ТИФ/ТВФ при расширении межстанционных связей необходимо, кроме установки самих комплектов, оборудовать статив комплектом электропитания и надзора BAS, внутристативными соединительными жгутами с разъемами, промщитом концентрации (вводным устройством статива).

Все это оборудование в настоящее время не поставляется, так, как серийное производство оборудования «ПЕНТАКОНТА» предприятием-изготовителем (TELKOM-ZWUT, Польша) прекращено.

Необходимо, также, располагать достаточным количеством свободных стативов в автозале АТС (либо местом для их установки), что для АТС введенных в эксплуатацию 20-25 лет назад часто бывает проблематично. Релейных комплектов на стативе размещается всего 24 ТИФ либо 30 ТВФ.

Кроме того, необходимо соединить с комплектами и задействовать групповые и общестанционные устройства: выдержки времени (ОВВ), сигнально-вызывные устройства (СВУ), групповые приемники аппаратуры АОН, что требует дополнительных затрат на расширение межстанционных связей к АТС «ПЕНТАКОНТА» с использованием релейных комплектов ТИФ/ТВФ [21, c.4-17].

2.6 Предпосылки замены оборудования АТС-57

На сегодняшний день, телефонная сеть города Гомеля насчитывает 8 АТС координатного типа (АТС - 50; 51; 54; 57; 45; 47; 48; 74). Наличие у операторов связи таких систем, серьезно ограничивает возможности внедрения ими новых услуг и снижает возможности получения доходов. Дополнительным ограничением является также отсутствие у большинства АТСК средств повременного учета стоимости телефонных соединений (АПУС), что, безусловно, затрудняет, а порой делает невозможным, проведение правильных расчетов за предоставленные услуги, как между разными операторами, так и между операторами и абонентами.

Громкий треск многочисленных реле, частые отказы блоков и необходимость в их регулировке - это отличительные особенности многочисленных образцов АТСК, выпущенных в середине 1970-х годов и установленных на оконечных пунктах связи во всех районах Гомеля. Физическое и моральное старение оборудования этого типа уже привело пользователей к необходимости его замены или хотя бы реконструкции.

2.7 Виды цифровых коммутационных систем

2.7.1 Цифровая система коммутации SI-2000

Семейство цифровых телефонных станций SI-2000 предназначено для работы в общегосударственных сетях, ГТС, СТС, а также в гостиницах, офисах и учреждениях.

Коммутационная система нового поколения SI-2000 версии V5 с функциями ОКС№7 и ЦСИС (ISDN) обеспечивает предоставление телекоммуникационных услуг как для аналоговых абонентов, так и абонентов ISDN, а также реализацию дополнительных функций управления и технического обслуживания системы. Особенностью системы SI-2000 версии V5 является возможность ее включения как в самые современные участки сети (в том числе с помощью прямых высокоскоростных интерфейсов уровня STM-1) с предоставлением услуг интеллектуальной сети, группы услуг Centrex, услуг радиодоступа, так и в устаревшие участки сети с использованием аналоговых сигнализаций. Более того, система может использоваться в качестве шлюза между сетями ISDN и устаревшими участками сети, построенными на базе координатных телефонных станций, выполнять функцию преобразователя сигнализаций ОКС №7, DSS1, QSIG в аналоговые и цифровые межстанционные телефонные сигнализации.

Отличительными особенностями используемых в системе аппаратных средств являются:

1) новейшая технология на основе схем сверхвысокой интеграции, а также схем FPGA (Field Programmable Gate Array ? программируемая пользователем вентильная матрица);

2) механическая конструкция согласно стандарту ETSI;

3) небольшое число разнотипных съемных блоков;

4) малое энергопотребление.

Для управления всеми узлами системы разработан универсальный узел управления (Management Node), подключаемый к контролируемым узлам посредством сети TCP/IP.

2.7.2 Система Alcatel 1000 S12

Система S-12 является первой полностью цифровой системой, разработанной по всем новым концепциям управления. Особая функциональность распределенного управления и единственная в своем роде концепция цифрового коммутационного поля подвели перспективную базу под систему S-12 и ясно отличают ее от других конкурентных изделий..

Коммутационная система S-12 состоит из цифрового коммутационного поля (DSN), к которому через стандартный интерфейс подключаются различные типы терминальных модулей. Функции управления каждого модуля размещены внутри модуля. Так называемые функциональные управляющие устройства (АСЕ) выполняют общие задачи, которые не могут присваиваться терминальным модулям. Каждый терминальный модуль состоит из двух частей, из прикладного терминального устройства и терминального управляющего устройства (ТСЕ). Коммуникация между управляющими устройствами отдельных терминальных модулей осуществляется по цифровому коммутационному полю в виде стандартных сообщений. Для данного обмена сообщениями могут использоваться все пути внутри цифрового коммутационного поля. Благодаря этому нет нужды в использовании комплексной шинной системы

Система S-12 имеет модульную структуру, которая дублируется. Модульная структура системы S-12 обеспечивает возможность простой интеграции ISDN. Это обеспечивает передачу по телефонной линии не только речевых сигналов, но и данных, текстов и рисунков.

Система S-12 имеет распределенное управление, а также распределены основные функции коммутации.

Коммутационные станции создаются на основе малого количества типов аппаратных модулей, в которые загружаются только те программные модули, которые необходимы для выполнения функций данной коммутационной станции. Важное свойство системы S-12 состоит в том, что даже коммутационные станции самой малой емкости могут легко и экономно расширяться до самой большой мощности с помощью одинаковых аппаратных и программных модулей. Тем самым система S-12 обеспечивает действительную гибкость при планировании сети. Система S-12 может обслуживать 120000 абонентских линий для городских коммутационных станций; 85000 соединительных линий для транзитных станций; и обрабатывать как минимум 750000 попыток занятия в ЧНН. Системы S-12 была разработана для обеспечения возможности простого расширения сети.

2.7.3 Цифровая коммутационная система 5ESS

Система 5ESS разработана фирмой АТ&Т. Система 5ESS - цифровая коммутационная система общего пользования. Разработанная таким образом, чтобы удовлетворять потребности наиболее крупных во всем мире администраций служб связи и соответствовать международным стандартам, ее новейшая архитектура позволила этой системе постоянно использовать преимущества последних технологических разработок.

Система 5ESS является полностью цифровой коммутационной системой с разделенной архитектурой обработки данных и коммутации. Коммутация основывается на 32-канальной структуре, а обработка данных обеспечивается 32-битовыми процессорами. Использование таких мощных процессоров дало возможность гибкого определения архитектуры коммутационной системы. В соответствие с желанием обеспечить местную связь, микропроцессоры были использованы во всей сети. Так, на периферии станции, использование мощных 32-битовых процессоров дает возможность обрабатывать данные более эффективно, но оно также позволяет увеличить возможности обработки данных пропорционально увеличению емкости станции.

Гибкость системы обеспечивается за счет архитектуры, которая разработана с расчетом на максимальную нагрузку 45000 Эрл. и более 900000 вызовов в ЧНН.

Система 5ESS является универсальной цифровой коммутационной системой. Она может обслуживать как местная станция до 350 тысяч абонентских линий или до 90 тысяч соединительных линий; она также может функционировать как узловая станция, междугородная или международная станция; как коммутационный узел для обеспечения услуг интеллектуальной сети; она может работать как передвижной центр коммутации или как любая комбинация вышеперечисленного. Она может обслуживать небольшие населенные пункты с количеством абонентов 100 или большие метрополии, насчитывающие свыше 100000 абонентов [22].

2.8 Сравнительный анализ систем коммутации

Рассмотрев три наиболее передовые системы коммутации, мы убедились, что каждая из них может быть использована для реконструкции ГТС г. Гомеля. Проведем их краткий сравнительный анализ для выбора одной из них.

При создании связи в Республике Беларусь необходимо учитывать имеющееся электронное оборудование. Так как станции SI2000 на сети Республики не используются, поэтому установка этой станции нецелесообразна. К тому же, такая станция больше подходит для использования на сельской телефонной сети с небольшим количеством абонентов, а не для ГТС.

Кроме того, станции 5ESS и SI-2000 имеют иерархическое управление, а взаимосвязь между управляющими устройствами (УУ) осуществляется с помощью общей шины. Управляющие устройства поочередно (с разделением во времени) используют ее для передачи необходимой информации. В любой момент по общей шине информация может передаваться только между одной парой УУ. Использование общей шины приводит к снижению живучести системы, так как пропускная способность общей шины ограничена.

В коммутационной системе S-12 этой проблемы не существует, так как в ней полностью децентрализованное управление и коммуникация между УУ отдельных терминальных модулей осуществляется по цифровому коммутационному полю в виде стандартных сообщений. Для данного обмена сообщениями могут использоваться все пути внутри цифрового коммутационного поля. Благодаря этому нет нужды в использовании комплексной шинной системы, так как цифровое коммутационное поле станции S-12 легко перестраивается и в случае расширения коммутационной системы не требуется его реконфигурации.

Эти два фактора являются признаками самого перспективного направления в развитии цифровых систем коммутации.

С учетом вышесказанного можно сделать вывод о целесообразности замены АТС-57 именно на систему S-12, имеющую решающие преимущества перед другими перспективными системами коммутации. Такой выбор упрощается еще и тем, что на УВС-5 уже установлено оборудование станции Alcatel 1000 S12. В результате выполнение реорганизации будет сводиться к демонтажу существующей координатной станции и перенаправлению абонентских линий на абонентские платы ALCN системы Alcatel.

2.9 Архитектура и технические характеристики коммутационной системы Alcatel 1000 S12

Базовая архитектура S-12 представлена на рисунке 5. Она содержит цифровое коммутационное поле и совокупность терминальных модулей. Управляющее устройство терминалом обеспечивает логику управления и память для терминальных комплектов, имеется в каждом модуле и использует идентичное оборудование для всех модулей. Они взаимодействуют через цифровое поле коммутации по стандартному интерфейсу. Дополнительная мощность процессоров предоставляется дополнительными элементами управления АСЕ. Коммутационное поле DSN представляет собой совокупность идентичных коммутационных элементов, каждый из которых содержит логику и память, необходимые для управления полем.



Рисунок 5 - Базовая архитектура системы S-12

Коммутационная станция системы S-12 состоит из цифрового коммутационного поля DSN, к которому через стандартный интерфейс подключаются различные типы терминальных модулей.

Ядром цифровой коммутационной станции системы S-12 является цифровое коммутационное поле. Разработка системы S-12 вызвала создание коммутационного поля, которое постепенно может расширяться с помощью увеличенного ассортимента.

Разработка печатной платы (цифровой коммутационный элемент) используется для конструирования всего коммутационного поля. Цифровое коммутационное поле является четырехступенчатым расположением, которое состоит из первой ступени - входящего коммутационного поля - и группового коммутационного поля, содержащего максимально три уровня. Важным признаком структуры поля является способность к расширению емкости обработки трафика каждого терминального устройства. Это достигается с помощью повышения количества уровней группового коммутационного поля, вследствие чего практически создаются дополнительные параллельные поля.

Испытанное цифровое коммутационное поле выполняет функции пространственной и временной коммутации, каждое из которых содержит свой механизм маршрутизации и план маршрутов.

Каждая плата коммутационного элемента состоит из шестнадцати двунаправленных 32-канальных портов с способностью полной взаимозаменяемости [23].

2.9.1 Плата терминального интерфейса (TERA)

Терминальный интерфейс является интерфейсом между терминалом и цифровым коммутационным полем (DSN)

Плата TERA, включает в себя микросхему контролера портов (РОСО), пакет ОЗУ (Paket Ram) и две микросхемы квадратичных портов (QUAR). Один QUAR содержит два приемных и два передающих порта для подключения двухсторонних 32-х канальных ИКМ (РСМ) линий.

Две пары портов служат для связи с терминалом, две пары портов для связи с DSN и приемный порт соединен с системой распределения тактовых сообщений и сигналов текущего времени. Порт приема зуммеров находится в РОСО.

Все порты связаны уплотненной шиной с TDM. В TERA один входящий канал может быть подключен к множеству исходящих каналов. Это позволяет, например любой зуммерный канал с входящего канала зуммерного порта соединить с любым или со всеми исходящими каналами, и речевые сигналы в любом входящем канале подать в любой терминал системы.

Процессорные порты терминального интерфейса обеспечены буферами входящих и исходящих сообщений. Микропроцессор принимает входящие сообщения. Выдает исходящие другим процессорам и команды портам терминального интерфейса буферизация обеспечивается пакетом ОЗУ (Paket Ram) в терминальном интерфейсе.

РОСО - в принципе является интерфейсом между шиной TDM и процессорной шиной (HSB). LSB (низкоскоростная шина) позволяет относительно медленно работающему процессору обмениваться данными с (Paket Ram) посредством TDM шины.

Плата TERA содержит три функциональные части:

QUAR (квадратичные порты);

РОСО (контроллер портов с управляющим зуммером);

PRAM (пакет ОЗУ).

Функционирование платы TERA управляет соответствующая плата TCPB.

Основные функции платы TERA:

Прием и передача последовательных ИКМ данных в канальных и кадровых форматах;

Установление соединительного пути через DSN посредством команды SELECT;

Передача речи и данных между портами платы TERA;

Прием пакетов данных, счетных импульсов, отрицательных сообщений NACK (Negative Acknowledgment) сигналов и команд технического обслуживания;

Распределение зуммеров, информация о времени дня и многоадресной информации;

Выбор и регенерация тактовой частоты, генерация и распределение Frame - частоты (кадровой) 4 МГц и 8 МГц.

Совместно с терминальным управляющим устройством плата TERA устанавливает три вида соединений:

Между DSN и аппаратной частью модуля;

Между DSN и процессором;

Между аппаратной частью модуля и процессором.

Плата TERA распределяет также зуммеры и сигналы тактовой частоты поступающие от платы CCLA (плата типа А центрального генератора тактовых импульсов) [26].

2.9.2 Модуль аналоговых абонентов (АSМ)

Модуль аналоговых абонентов (ASM - Analog Subscriber Module) обеспечивает интерфейс между 128 аналоговыми абонентскими линиями и S-12. Количество АSM зависит от общего числа абонентов, обслуживаемых станцией. Линейный статив с 12 ASM включает в себя 1536 абонентов. Существует два типа РВА ALCN (16 абонентских линий) и ALCР с параметрами ALCB.

ASM включает терминал и ТСЕ. Если один ТСЕ неисправен, то другой ТСЕ может взять на себя управление, контролируя таким образом 256 абонентских линий. После замены неисправного блока один ТСЕ вновь контролирует 128 абонентских линий. Терминал содержит РВА посылки вызова (RNGA) и до 16(12) РВА аналоговых абонентских блоков (ALCB). Дополнительно, терминал делит совместно с другими ASM плату блока тестирования (ТAUA) (одна на четыре ASM) и плату стативной аварийной сигнализации (RLMA) (две на один статив).

Плата ALCB имеет восемь абонентских цепей, каждая из которых обеспечивает интерфейс для аналоговой абонентской линии. Каждый абонентский комплект выполняет следующие функции:

подключение абонентской линии;

обработка аналоговых сигналов;

ИКМ кодирование и фильтрация;

питание линии и контроль;

батарейное питание;

защита от перенапряжения;

подача сигнала посылки вызова;

кодирование и декодирование;

преобразование двух проводной системы в четырех проводную систему.

RNGA PBA генерирует стабилизированный переменный сигнал с помощью двух независимых источников вызывного сигнала для 128 абонентов. Она, также, выполняет следующие функции:

Программное управление вызывным током;

Программный контроль за выдачей вызывного сигнала и шлейфом абонентской линии;

Аппаратный выбор генератора вызывного сигнала, амплитуды сигнала, частоты и постоянной составляющей;

Буфер ИКМ линии между ALCB PBA и TCE.

2.9.3 Модуль цифровых каналов (DTM)

Модуль цифровых каналов (DTM), обеспечивает интерфейс между 32-х канальным цифровым трактом и АТС S-12. Один цифровой тракт включает в себя две линии, где каждая линия представляет односторонний путь для передачи PCM сигналов.

DTM состоит из: TCE и Терминала, представлен на рисунке 6. TCE управляет и контролирует работу терминала, с помощью форматированных и неинформационных пакетов, обычно передаваемых по 16-му каналу PCM линии между TERA и Терминалом.

Рисунок 6 Структурная схема модуля цифровых каналов

DTRX обеспечивает интерфейс к ТСЕ и выделяет сигнальные данные от речи и данных (SPATA).

Типичные функции DTМ следующие:

обеспечение интерфейса для цифрового канала;

преобразование высоко уплотненного биполярного кода HDB3 или дополнительного знакоинверторного кода AMI в NRZ;

выделение и восстановление тактовых сигналов из входящего ИКМ сигнала;

обнаружение неисправностей;

обеспечение тактовой синхронизации;

контроль и сигнализация;

образование шлейфа для тестирования каналов.

2.9.4 Модуль подключения блока удаленных абонентов

RIM обеспечивает интерфейс между блоком RSU и АТС S-12 посредством 30-ти канальной цифровой линии. К модулю может быть подключен одиночный RSU, обслуживающий 488 абонентов, а также до восьми RSU, образующих многоточечную конфигурацию с максимальным количеством абонентов 1000.

RIM имеет ту же структуру аппаратного обеспечения как и DTM. TCE управляет и контролирует работу терминала (16-ый канал в ИКМ линии между TERA и Терминалом). Терминал состоит из одного DTRA/DTRE. Функции терминала RIM идентичны функциям терминала DTM, за одним исключением, в RIM плата DTRA/DTRE управляет подключенным к нему RSU.

Каждый RIM обычно работает в параллели с другими RIM для повышения надёжности работы как показано на рисунке 7. При нормальной работе каждый Терминал управляется своим TCE.



Рисунок 7 Структурная схема модуля подключения блока удаленных абонентов

Если один TCE выходит из строя или выводится из эксплуатации с помощью команд связи “Человек Машина” (MMC Man machine communication), то второй TCE берет на себя управление обоими терминалами.

2.9.5 Блок удалённых абонентов (RSU)

RSU является маленьким линейным коммутационным блоком, находящимся на низшем иерархическом уровне S-12. Он обеспечивает экономично и эффективно предоставлять все услуги связи абонентам, живущим в малонаселённых, обычно сельских местностях. Это обеспечивается уплотнением абонентского трафика в одну или две 31-х канальные ИКМ линии два мега бита к RIM в основной станции.

Один RSU позволяет подключить 488 абонентов. А с помощью, так называемой, многоточечной конфигурации, можно подключить максимум 1000 абонентов в RSU к одному RIM с основной АТС, следовательно, он не имеет программного обеспечения, загруженного в наго.

До 61 платы ALSB может быть подключено к RSU, каждая обслуживает восемь абонентов. Модуль RSU показан на рисунке 8.

Рисунок 8 Структурная схема модуля RSU

Вызывной ток обеспечивается отдельными схемами посылки вызова RNGA PBA. Дополнительно, TAUA PBA даёт аналоговый доступ к абонентским линиям для тестирования линий. PBA комбинированных синхронизационно-аварийных цепей (CALA PBA) обеспечивает передачу аварийной информации к основной станции и имеет интерфейс для подключения портативного MMC терминала и локального дисплея аварийной сигнализации [23].

2.9.6 Модуль ОКС №7

Новый модуль общего канала сигнализации (ОКС) №7 (HCCM High Common Channel Module) разработан для использования в сети, где абонентам предлагаются услуги ISDN и показан на рисунке 9.

Рисунок 9 Структурная схема модуля ОКС 7

Один HCCM выполняет одновременно быструю обработку сообщений, передаваемых по восьми каналам ОКС 7 в обоих направлениях. Терминал модуля состоит из максимум восьми сигнальных терминалов внутристанционных линий (SLTA Signalling Link Termination) PBAs, каждый из которых физически связан через DSN с определённым DTM, таким образом один HCCM обслуживает восемь сигнальных линий. SLTA PBA включает две подсистемы микропроцессоров и выполняет так называемую функцию маршрутизации, используя данные хранящиеся в его собственных таблицах. Другими словами, каждая SLTA PBA обрабатывает сообщения независимо друг от друга, без обращения к другим источникам, за исключением того случая изменяется конфигурация подключенных линий. Во входящем направлении, сообщения приходящие по ОКС из другой АТС принимаются DTM и передаются через DSN на определенный порт HCCM. Определённая SLTA PBA обрабатывает каждое сообщение. Если сообщение предназначено для абонента собственной станции, пользовательская часть передается на определённый модуль. Если сообщение предназначено для другой станции, оно обрабатывается и передается на DTM для дальнейшей передачи на другую станцию.

В исходящем направлении, сообщение передаётся одним из станционных модулей на соответствующий ZCCM, где в начале происходит обработка этого сообщения одним из SLTA PBAs, затем обработанное сообщение переведется на DTM для дальнейшей передачи по ОКС 7 на соответствующую АТС [27].

2.9.7 Цифровая коммутационная система

Цифровая коммутационная система (DSN Digital Switching Network) предназначена для связи Управляющих элементов (CE Control Element) S-12 между собой посредством ИКМ линий (PCM Pulse Code Modulation).

DSN коммутирует речь, данные, внутреннюю сигнализацию, цифровые не кодированные зуммеры, тестовые сигналы и сообщения между управляющими элементами S-12. DSN характеризуется:

допускается плавное расширение коммутационной системы без её рекомендации;

идентичные Цифровые Коммутаторы (DSE Digital Swiching Element) на каждом звене осуществляют коммутацию в пространстве и во времени;

высокая пропускная способность с низкой вероятностью внутренних блокировок;

незначительное уменьшение пропускной способности в случае повреждения DSE, сочетается с высокоэффективной системой диагностики и устранения неисправностей.

DSN состоит из Коммутаторов доступа (AS Access Switches) и Групповой Коммутационной Системы (GS Group Switch) имеющей одно, два или три звена. AS соединены с СЕ и коммутаторами первого звена GS. GS может быть с одним или более уровнями в зависимости от поступающей нагрузки показано на рисунке 10.

Рисунок 10 Структурная схема цифрового коммутатора

Все СЕs имеют доступ к DSN через пару асинхронных последовательных ИКМ линий к паре АSs, обеспеченный терминальным интерфейсом с 60 дуплексными каналами. Поскольку DSЕ имеют возможность соединять любой вход с любым выходом, то соединительный путь для вызовов устанавливается до нужной глубины (точки отражения) коммутационной системы.

Каждый СЕ имеет свой уникальный адрес, состоящий из четырех цифр, которые позволяют управлять установлением соединения на всех четырех звеньях. Таким образом, независимо от того какой DSЕ выбран в качестве точки отражения, входная последовательность импульсов для выбора заданного СЕ будет одинаковой. По известному Системному Адресу (NА Nеtwоrk Аdrеss) по случайному алгоритму ищется соединительный путь до любого DSЕ в точке отражения, а от него устанавливается соединение к требуемому СЕ.

2.9.8 Программное обеспечение

Уникальность концепции разработки S-12 заключается в распределенной архитектуре системы и полностью распределенном процессе функционирования. Это достигается использованием Цифровой Коммутационной Системы (ЦКС) в центре, окруженной независимыми микропроцессорной управляемыми модулями.

Идентичные модули и элементы цифровой коммутационной системы могут быть дополнительно подключены к системе, в случае необходимости расширения емкости АТС. Отказ может случиться только в локализованной зоне системы и функции, которые она выполняет могут быть легко переданы другим процессорам, которые находятся в резервных модулях.

Программное обеспечение имеет модульную структуру. Используется язык высокого уровня СHILL (согласно рекомендациям ССITT). База данных также имеет модульную структуру.

2.9.9 Архитектура программного обеспечения

Архитектура программного обеспечения S-12 построена по иерархическому принципу и содержит пять главных областей. В эти области входят четыре области прикладного ПО и плюс операционная система и база данных. Они выполняют следующие функции:

ПО поддержки телефонных функций - обеспечивает сигнализацию на низком уровне и управляет устройствами интерфейса с телефонными цепями. Дополнительно, данный модуль определяет источники (приемники и передатчики, исходящие каналы) для соединения и генерации тарификационных данных.

ПО обслуживания вызовов - обеспечивает повсеместную координацию последовательности действий при установлении соединений, с привлечением ПО других областей.

Управляющее ПО - отражает требования персонала АТС к станционным полупостоянным данным базы данных. Данный модуль позволяет модифицировать данные, на которых базируются другие прикладные программы. Дополнительно, данный модуль координирует ПО при расширении аппаратного обеспечения, собирает статистику о работе АТС, дающую оператору сети контролировать условия эксплуатации АТС в телефонной сети.

ПО технической эксплуатации - обеспечивает местную и центральную эксплуатацию, а также функции восстановления работоспособности оборудования. Если неисправность невозможно устранить на местном уровне, то об этом информируется центральное ПО по технической эксплуатации, которое собирает и координирует результаты анализа неисправностей, выполняет рутинные и диагностические тесты для определения места повреждения [28].

3. Исследовательская часть

3.1 Исследование надежностных характеристик аппаратуры связи

3.1.1 Общие сведения о надежности

Важное место в техническом обслуживании сетей связи и систем ПДС занимает повышение надежности изделий и оборудования.

Согласно ГОСТ 27.002-83 надежность есть свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции в заданных режимах, условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации состоит из сочетаний следующих свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Коэффициент готовности К_Г -- вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени в период нормальной эксплуатации:

(1)

где Т_о - среднее время наработки на отказ, мин.

Т_в - среднее время восстановления, мин.

Из этой формулы следует, что коэффициент готовности характеризует одновременно два различных свойства объекта: безотказность и ремонтопригодность.

Среднее время наработки на отказ характеризует продолжительность работы восстанавливаемого объекта, приходящуюся в среднем на один отказ, в рассматриваемом интервале суммарной наработки или определенной продолжительности эксплуатации.

Значение среднего времени наработки на отказ рассчитываем из следующего соотношения:

(2)

где N(0) - число исправных объектов в начальный момент времени;

t_i - время исправной работы i-го элемента между двумя отказами, мин.

Среднее время восстановления определяется по формуле:

(3)

где m - количество отказов;

t_i - время, затраченное на отыскание m отказов, мин.

Обеспечение требуемой (заданной) надежности любой технической системы, в том числе сетей связи и систем ПДС, должно предусматриваться в процессе их проектирования, изготовления аппаратуры и оборудования (использование надежных материалов и изделий), сооружения сети связи (высокое качество строительных и монтажных работ) и, наконец, в процессе настройки и эксплуатации качественным техническим обслуживанием специалистами высокой квалификации [29, c.183].

3.1.2 Надежность аппаратуры «Alcatel 1000 S12»

Для определения надежности аппаратуры системы Alcatel 1000 S12 были рассчитаны коэффициенты готовности для станционного оборудования (абонентских плат ALCN) и оборудования кросса (разрядников).

Расчет коэффициента готовности станционного оборудования

Расчет произведен на основе данных из журнала учета повреждения станционного оборудования (2006-2008 гг.) УВС-5 г. Гомеля. Исходные данные и результаты приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Учет повреждений в станционном оборудовании

Время повреждения, ч.мин.\ дд.мм.гг.	Время исправления ч.мин.\ дд.мм.гг.	Продолжительность ч.мин.	Время исправной работы, ч.мин.	Признаки	Прибор, вышедший из строя
03.56\17.06.06	05.58\17.06.06	02.02	-	нет потоков на RSU	ПСЭ-63 ALCN
14.01\22.08.06	14.21\22.08.06	00.20	1592.03	нет потоков на RSU	ПСЭ-51
09.47\11.09.06	11.50\11.09.06	02.03	427.26	нет потоков на RSU	ПСЭ-51
02.25\25.02.07	05.15\25.02.07	02.50	3998.35	нет потоков на ПСЭ-64	ALCN
15.51\03.03.07	16.00\03.03.07	00.09	178.36	нет ОС	ПСЭ-58 ALCN
09.18\05.05.07	11.52\05.05.07	02.34	1505.18	авария на АТС-51	ПСЭ-63 ALCN
16.20\11.05.07	17.00\11.05.07	00.40	148.28	нет ОС	ПСЭ-63 ALCN
11.00\20.07.07	11.30\20.07.07	00.30	1674.00	нет ОС	ПСЭ-63 ALCN
16.00\07.09.07	16.40\07.09.07	00.40	1180.30	нет ОС	ПСЭ-68 ALCN
14.30\08.09.07	14.50\08.09.07	00.20	23.50	нет ОС	ПСЭ-62 ALCN
16.18\11.09.07	17.00\11.09.07	00.52	73.28	короткое	ПСЭ-58 ALCN
10.15\25.09.07	10.30\25.09.07	00.15	329.15	сильный треск	ПСЭ-63 ALCN
11.10\06.10.07	11.40\06.10.07	00.30	264.40	FIT. Тестирование	ПСЭ-68 ALCN
12.50\11.12.07	13.20\11.12.07	00.30	1585.10	FIT. Тестирование	ПСЭ-68 ALCN
09.30\24.01.08	09.55\24.01.08	00.25	1052.10	FIT. Тестирование	ПСЭ-63 ALCN
15.25\26.01.08	16.00\26.01.08	00.35	53.30	постоянное напряжение	ПСЭ-62 ALCN
14.00\13.03.08	14.40\13.03.08	00.40	1126.00	короткое	ПСЭ-58 ALCN
10.00\20.03.08	10.20\20.03.08	00.20	163.20	нет ОС	ПСЭ-62 ALCN
12.10\21.03.08	13.00\21.03.08	00.50	25.50	FIT. Тестирование	ПСЭ-62 ALCN
11.35\29.03.08	11.50\29.03.08	00.15	190.35	короткое	ОПТСЭ-5
16.40\16.05.08	17.00\16.05.08	00.20	1156.50	FLT	ПСЭ-68 ALCN
15.00\13.06.08	15.50\13.06.08	00.50	670.00	акустический треск	механический сброс платы ALCN

Для определения коэффициента готовности станционного оборудования необходимо вычислить значение среднего времени наработки на отказ (2) и среднего времени восстановления (3). При этом число исправных объектов в начальный момент времени (t =03.56\17.06.06 (ч.мин.\дд.мм.гг.)) N(0)=21плата.

Общее количество отказов m = 22 платы.

В результате произведенных расчетов получим:

T_o = (1045174 мин.)/(21 плата) = 49770.19048 мин.

Т_в = (1110 мин.)/(22 платы) = 50.45455 мин.

Откуда по формуле (1):

На рисунках 11 и 12 представлены графики распределения отказов станционного оборудования по месяцам и по дням недели за 2005 - 2007 годы.

Рисунок 11 - Распределение отказов станционного оборудования по месяцам за 2006 - 2008 годы



Рисунок 12 - Распределение отказов станционного оборудования по дням недели за 2006 - 2008 годы

Расчет коэффициента готовности оборудования кросса

Расчет произведен на основе данных из журнала учета повреждения оборудования кросса (2008 г.). Исходные данные и результаты приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Учет повреждений в оборудовании кросса

Время повреждения, ч.мин.\дд.мм.гг.	Время исправления ч.мин.\дд.мм.гг.	Продолжительность ч.мин.	Время исправной работы, ч.мин.	Признаки	Прибор, вышедший из строя
19.00\04.01.08	19.20\04.01.08	00.20	-	обрыв В	разрядник
09.10\15.01.08	09.25\15.01.08	00.15	133.50	земля А	разрядник
09.05\11.03.08	09.10\11.03.08	00.05	1319.40	земля В	разрядник
11.20\04.04.08	15.40\04.04.08	04.20	573.40	нет ОС	разрядник
11.07\24.04.08	15.00\24.04.08	03.53	475.27	земля А	разрядник
11.20\26.05.08	13.00\26.05.08	01.40	764.20	нет ОС	разрядник
14.08\12.06.08	16.00\12.06.08	01.52	406.52	нет ОС	разрядник
11.20\12.07.08	12.20\12.07.08	01.00	716.20	нет ОС	разрядник
08.30\17.07.08	11.10\17.07.08	02.40	123.50	нет ОС	разрядник
12.35\21.09.08	12.45\21.09.08	00.10	1582.35	нет ОС	разрядник
10.35\09.10.08	11.35\09.10.08	01.00	434.10	нет ОС	разрядник
09.15\13.12.08	09.35\13.12.08	00.20	1557.40	нет ОС	разрядник
11.55\13.12.08	12.15\13.12.08	00.20	02.20	нет ОС	разрядник
16.25\13.12.08	16.30\13.12.08	00.05	04.10	нет ОС	разрядник
16.40\13.12.08	16.50\13.12.08	00.10	00.10	нет ОС	разрядник
08.40\14.12.08	08.50\14.12.08	00.10	15.50	нет ОС	разрядник
10.10\14.12.08	10.20\14.12.08	00.10	01.20	нет ОС	разрядник
10.30\14.12.08	10.40\14.12.08	00.10	00.10	нет ОС	разрядник
16.40\20.12.08	17.10\20.12.08	00.30	150.00	нет ОС	разрядник
10.32\21.12.08	11.00\21.12.08	00.28	17.22	нет ОС	разрядник
15.00\26.12.08	15.30\26.12.08	00.30	124.00	обрыв В	разрядник
15.30\27.12.08	16.00\27.12.08	00.30	24.00	земля А	разрядник

Для определения коэффициента готовности оборудования кросса необходимо вычислить значение среднего времени наработки на отказ (2) и среднего времени восстановления (3). При этом число исправных объектов в начальный момент времени (t = 19.00\04.01.08 (ч.мин.\дд.мм.гг.)) N(0) = 21 разрядник. А общее количество отказов m = 22 разрядника.

В результате произведенных расчетов получим:

T_o = (505666 мин.)/(21 разрядник) = 24079.33333 мин.

Т_в = (1238 мин.)/(22 разрядника) = 56.27273 мин.

Откуда по формуле (1):

На рисунках 13 и 14 представлены графики распределения отказов оборудования кросса по месяцам и по дням недели за 2008 год.

Рисунок 13 - Распределение отказов оборудования кросса по месяцам за 2008 год



Рисунок 14 - Распределение отказов оборудования кросса по дням недели за 2008 год

3.1.3 Надежность аппаратуры «Пентаконта 1000С»

Для определения надежности аппаратуры системы Пентаконта 1000С были рассчитаны коэффициенты готовности для станционного оборудования (МКС).

Расчет коэффициента готовности станционного оборудования

Расчет произведен на основе данных из журнала учета повреждения станционного оборудования (2008 г.) АТСК-57 г. Гомеля. Исходные данные (за январь-февраль 2008 г.) и результаты приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Учет повреждений в оборудовании станции АТСК-57

Время повреждения, ч.мин.\дд.мм.гг.	Время исправления ч.мин.\ дд.мм.гг.	Продолжительность ч.мин.	Время исправной работы, ч.мин.	Признаки	Прибор, вышедший из строя
14.00/15.01.08	14.10/15.01.08	00.10	-	V9, V14 нет хода	ESL05 SP04
14.10/15.01.08	14.20/15.01.08	00.10	00.00	V17 нет хода	ESL05 SP05
14.20/15.01.08	14.30/15.01.08	00.10	00.00	V9 нет хода	ESL05 SP09
14.30/15.01.08	14.40/15.01.08	00.10	00.00	V8 нет хода	ESL05 ST03
14.40/15.01.08	14.50/15.01.08	00.10	00.00	V10, V13 нет хода	ESL05 ST03
14.50/15.01.08	15.00/15.01.08	00.10	00.00	V10, V11 нет хода	ESL05 ST04
15.00/15.01.08	15.10/15.01.08	00.10	00.00	V15, V9 нет хода	ESL05 ST04
15.20/15.01.08	15.30/15.01.08	00.10	00.10	V12, V20 нет хода	ESL05 ST01
15.30/15.01.08	15.40/15.01.08	00.10	00.00	V12 нет хода	ESL05 ST12
14.30/16.01.08	14.40/16.01.08	00.10	22.50	ED43D1	ESGD2 SP03
15.00/16.01.08	15.10/16.01.08	00.10	00.20	8V11 нет хода	ESL05 SP03
11.00/17.01.08	11.10/17.01.08	00.10	19.50	CP залипает	ESGD3 SP01
11.40/17.01.08	11.50/17.01.08	00.10	00.30	CP, CC нет нагрузки	ESGD3 SP00
12.00/17.01.08	12.40/17.01.08	00.40	00.10	обрыв обм. реле	D0ED01
15.00/17.01.08	15.10/17.01.08	00.10	26.20	V10 нет хода	ESGD1 SP04
11.00/18.01.08	11.10/18.01.08	00.10	19.50	CQ нет нагрузки	ESL07 SP01
11.20/18.01.08	11.30/18.01.08	00.10	00.10	CR нет нагрузки	ESL07 SP02
10.00/19.01.08	10.20/19.01.08	00.20	22.30	обрыв обм. реле	ESGA4 SS11
11.00/20.01.08	11.10/20.01.08	00.10	24.40	8V14 нет хода	ES00ST06
10.30/26.01.08	10.40/26.01.08	00.10	167.20	5V14 нет хода	ESL06 SP08
10.00/29.01.08	10.10/29.01.08	00.10	95.20	CP нет нагрузки	ESGD3 SP02
11.30/29.01.08	11.40/29.01.08	00.10	01.20	CP, CC нет нагрузки	ESGD3 SP02
12.00/29.01.08	12.10/29.01.08	00.10	00.20	CE нет нагрузки	ESGD3 SP04
10.10/01.02.08	10.30/01.02.08	00.20	70.00	MC,MN нет нагрузки	ESL03 ML2
10.30/01.02.08	10.50/01.02.08	00.20	00.00	MX,DN нет нагрузки	ESL03 ML2
11.00/01.02.08	11.10/01.02.08	00.10	00.10	CC нет нагрузки	ESL00 SP05
11.00/02.02.08	11.10/02.02.08	00.10	24.00	пр. А на корпусе	ESL09 ST10
10.00/03.02.08	10.15/03.02.08	00.15	22.50	1B нет нагрузки	ESGD0 ST01
10.00/05.02.08	10.20/05.02.08	00.20	47.45	CC, CQ нет нагрузки	ESGD3 SP04
18.20/05.02.08	18.35/05.02.08	00.15	08.00	CC нет нагрузки	ESL03 ST05
09.20/06.02.08	09.30/06.02.08	00.10	14.45	MM нет нагрузки	ESGD2 MG01
09.30/06.02.08	09.40/06.02.08	00.10	00.00	MQ нет нагрузки	ESGD2 MG01
10.20/06.02.08	10.40/06.02.08	00.20	00.40	BK нет нагрузки	48 ряд 7 ст.
10.30/07.02.08	10.40/07.02.08	00.10	23.50	BK нет нагрузки	48 ряд 12 ст.
10.20/13.02.08	10.30/13.02.08	00.10	143.40	нет питания	198 сл УВС
10.50/13.02.08	11.00/13.02.08	0.10	00.20	V03 нет нагрузки	SOCE04
11.00/13.02.08	11.10/13.02.08	0.10	00.00	V03 нет нагрузки	SOCE04
12.00/13.02.08	12.10/13.02.08	0.10	00.50	V10, V19 нет хода	ESL00 SP07
12.30/13.02.08	12.40/13.02.08	0.10	00.20	V20, V19 нет хода	ESL00 SP10
10.00/14.02.08	10.10/14.02.08	0.10	21.20	V02 нет хода	CE05S0
11.00/14.02.08	11.10/14.02.08	0.10	00.50	V03 нет хода	CE05S0
16.30/14.02.08	16.40/14.02.08	0.10	05.20	V21, V13 нет хода	ESL08 SP04
16.50/14.02.08	17.00/14.02.08	0.10	00.10	V11 нет хода	ESL08 SP05
12.00/17.02.08	12.10/17.02.08	0.10	67.00	лампы КИП	КИПD1EP05
10.10/19.02.08	10.20/19.02.08	0.10	46.00	V12 нет хода	ESL06 SP03
10.20/19.02.08	10.30/19.02.08	0.10	00.00	V12 нет хода	ESL06 SP03
09.10/20.02.08	09.20/20.02.08	0.10	22.40	V03 нет хода	CE01S1
09.20/20.02.08	09.40/20.02.08	0.20	00.00	V04 нет хода	CE02S1
09.40/21.02.08	09.50/21.02.08	0.10	24.00	V02 нет хода	CE02S1
10.20/21.02.08	10.30/21.02.08	0.10	00.30	V04 нет хода	CE02S1
09.10/22.02.08	09.20/22.02.08	0.10	22.40	TN нет нагрузки	ESL03 ST04
12.10/22.02.08	12.20/22.02.08	0.10	2.50	V18 нет хода	ESGD5 SP00
09.10/23.02.08	09.20/23.02.08	0.10	20.50	нет питания	132 сл УВС
10.00/23.02.08	10.10/23.02.08	0.10	00.40	V05 нет хода	CE04S1
10.40/25.02.08	10.50/25.02.08	0.10	48.30	V16 нет хода	ESL01 ST03

Для определения коэффициента готовности оборудования станции необходимо вычислить значение среднего времени наработки на отказ (2) и среднего времени восстановления (3). При этом число исправных объектов в начальный момент времени (t = 14.00\15.01.08 (ч.мин.\дд.мм.гг.)) N(0) = 54 МКС. А общее количество отказов m = 55 МКС.

В результате произведенных расчетов получим:

T_o = (62310 мин.)/(54 МКС) = 1153.88889 мин.

Т_в = (650 мин.)/(55 МКС) = 11.81818 мин.

Откуда по формуле (1):

На рисунках 15 и 16 представлены графики распределения отказов оборудования станции по месяцам и по дням недели за 2008 год. Данные об этих повреждениях не были приведены в таблице 5 в связи с их объемом, но результаты исследований достоверны и взяты из журнала учета повреждений станционного оборудования АТС-57.



Рисунок 15 - Распределение отказов оборудования станции АТС-57 по месяцам за 2008 год

Рисунок 16 - Распределение отказов оборудования станции АТС-57 по дням недели за 2008 год

3.1.4 Сравнительный анализ надежностных характеристик

В результате анализа надежностных характеристик оборудования кросса и станционного оборудования АТСЦ типа «Alcatel 1000 S12» можно сделать следующие выводы:

1. Коэффициент готовности станционного оборудования несколько больше ч...