Сети связи и системы коммутации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задача № 1

Устройство на АТС содержит No = 1354 элементов (резисторы, реле, конденсаторы, трансформаторы). Фиксировались отказы через каждые 100 ч. работы. Число изделий отказавших за время n(t) = 20.

Необходимо определить критерии надёжности:

1. Вероятность безотказной работы Р(t)

2. Вероятность отказа и(t)

3. Интенсивность отказа л(t)

4. Параметр потока отказов а(t)

5. Среднее время безотказной работы Тср

Решение:

1. Вероятность безотказной работы Р(t) есть событие, при котором в определенный промежуток времени в заданных условиях эксплуатации и интервале времени не произойдет ни одного отказа

Р(t) = ,

где No - число элементов;

n (t) - число изделий, отказавших за время t

Р(t) =

2. Вероятность отказа и(t) - есть вероятность того, что при определенных условиях эксплуатации и заданном интервале времени появится хотя бы один отказ

и (t) = 1- Р(t)

и (t) = 1- Р(t)

3. Параметр потока отказов находим по формуле:

а (t) =,

а (t) =

4. Интенсивность отказа л(t), вероятностная характеристика этой величины:

л(t) =,

л(t) =

5. Среднее время безотказной работы Тср находим по формуле:

Тср = ,

Тср = .

Задача № 2

Определить количественные характеристики надёжности Тср, а(t), л(t), Р(t) интегральных микросхем (ИМС) для времени их работы t = 1456 ч. При условии, что параметр распределения у = 1242 ч, время работы (ИМС) до отказа подчиняется закону распределения Релея.

Решение:

1. Интенсивность отказа л(t),

л(t) =,

где у (ч) - параметр распределения

л(t) =8

2. Среднее время безотказной работы Тср находим по формуле:

Тср = ,

Тср =

3.Частота отказа (плотность распределения) а(t), находим по формуле:

а(t) = е,

а(t) = е= е= 9.4388 · е^{- 0,68} = 9.4388 · 0,506 = 4.7760

4. Вероятность безотказной работы Р(t), находим по формуле:

Р(t) = е,

Р(t) = е= е= е^{- 0,68} = 0,506

Задача № 3

Телефонный аппарат ТА удаленного абонента включен на телефонную станцию АТС через абонентскую линию с сопротивлением Rл = 2 кОм. Микрофон получает питание от центральной батареи ЦБ, установленной на АТС, через обмотки питающих реле ПР с сопротивлением R_пр = 500 Ом каждая и Rл. Напряжение ЦБ U_мин = 61 В, U_макс = 66 В, Rм = 160 Ом - сопротивление микрофона. С каким сопротивлением микрофон обеспечит качественную передачу речи, если для его зарядки использован порошок с d_з = 0,2 мм, а расстояние между электродами микрофона L= 1,4 мм, определить число зерен между электродами, I_{О МИН,} U_1.

Решение:

1. Если микрофон будет иметь сопротивление R_м = 160 Ом, то для поставленных условий:

I_{О МИН} = ,

I_{О МИН}= =0,0193 А

2. Число зерен между электродами n, находим по формуле:

n= ,

n=

3. Напряжение

U₁= ,

I_{О МАХ} = А,

U₁= В.

Среднеомный микрофон с R_м = 160 Ом в заданных условиях использовать нельзя, так как он будет развивать незначительную ЭДС (I_{О МИН}= 0,0208 А < 0,025 А) и не обеспечит необходимое качество передачи речи.

Задача № 4

К входам и выходам одного квадратного коммутатора N х N подключены абонентские линии одной АТС. Определить Q - количество необходимых коммутационных элементов, где n = 32 - число входов коммутатора, m = 16 - число выходов коммутатора, число КЭ (коммутационный элемент) при использовании трехзвенной схемы; телефонную нагрузку. Число абонентских линий N = 8300, число вызовов с = 1753 выз/ч, средняя длительность занятия t = 3.2 мин.

Решение:

1. Q - количество необходимых коммутационных элементов - для квадратного коммутатора

Q = N² - N(N - 1),

Q = 8300² - 8300(8300 - 1) = 68890000 - 68881700 = 8300.

2. Q - количество необходимых коммутационных элементов - при использовании трехзвенной схемы :

3. Пусть число вызовов с в течении часа равно 1753 выз/ч, а средняя длительность занятия t = 3.2 мин, тогда телефонная нагрузка

Y= с · t

Y = 1753 выз/ч · 0,053ч = 92.9Эрл

Вопросы контрольной работы

1. Системы нумерации.

2. Структура коммутационного поля.

3. АТСКЭ »Кварц»-состав оборудования.

4. Способы учёта стоимости разговоров.

Ответы на вопросы контрольной работы

1. Сеть телефонной связи нашей страны - Общегосударственная автоматически коммутируемая телефонная сеть (ОАКТС) - является составной частью Взаимоувязанной сети связи и содержит десятки миллионов телефонных аппаратов. Единая система нумерации обеспечивает возможность установления соединения между любыми двумя абонентами ОАКТС. На ОАКТС принят зоновый принцип нумерации. Обычно территория зоны телефонной нумерации совпадает с территорией области (края и т.п.). Каждой зоне присвоен свой код (АВС). В пределах каждой зоны вводится единая 7-значная нумерация . Для осуществления междугородной телефонной связи между абонентами разных зон вызывающий абонент должен набрать 10-значный номер вызываемого абонента. При установлении связи внутри зоны используется 7 цифр этого номера, которые называются 7-значным зоновым номером абонента. Для городских телефонных сетей (ГТС) в зависимости от их емкости и перспектив развития из общей зоновой нумерации выделяется одна, две и более 100-тысячных групп. Для осуществления соединений в пределах ГТС устанавливается местная 5-, 6- или 7-значная нумерация. На сети автоматической телефонной связи каждое соединение сопровождается набором различных комбинаций цифр для вызова требуемого абонента. Система нумерации представляет собой совокупность комбинаций десятичных цифр и порядок их набора для образования номера вызываемого абонента. Комбинации цифр передаются от телефонного аппарата посредством дисковых и кнопочных номеронабирателей.

Рисунок 1 - Фрагменты схем местных сетей с закрытой и открытой нумерацией абонентских линий.

Система нумерации может быть закрытая, открытая.

В закрытой (единой) системе нумерации соединение с абонентом осуществляется набором одного и того же номера независимо от места расположения вызывающего абонента и маршрута установления соединения. При этом за каждым абонентом закрепляют определенный номер, единый для всей телефонной сети.

В открытой системе нумерации номер вызываемого абонента изменяется в зависимости от места нахождения вызывающего абонента и маршрута установления соединения. В этом случае для вызова абонента одного из пунктов сети вызывающий абонент сначала выбирает маршрут соединения, а затем набирает знаки номера в соответствии с выбранным маршрутом.

Рассмотрим местную сеть, включающую в себя три АТС. За каждой АТС закреплен код станции. При закрытой системе нумерации (рис. 1, а) номер каждого абонента состоит из кода станции (первая цифра номера) и внутристанционного трехзначного абонентского номера. При вызове, например, абонентом А ТС1 абонента А ТС2 набирается номер 2ХХХ, где X -- любая цифра. В этом случае соединение между А ТС1 и А ТС2 может быть установлено по прямому или обходному пути (через А ТСЗ).

Если на сети используется открытая система нумерации (рис.1, б), то внутристанционный абонентский номер не включает в себя код АТС. Для рассматриваемого примера при установлении внутристанционного соединения набирают трехзначный номер аХХ, где а -- любая цифра, кроме 1. Абоненты разных станций соединяются между собой набором из пяти знаков; два первых знака определяют код АТС. Например, при вызове абонентом А ТС1 абонента А ТС2 набирается номер 15аХХ, и соединение устанавливается по прямому пути от А ТС1 к А ТС2. Для образования обходного пути через А ТСЗ абонент А ТС1 должен набрать номер 1615аХХ.

Закрытая система удобна в пользовании, так как абоненты при любом соединении набирают одно и то же число знаков номера. Преимущество открытой системы нумерации наглядно проявляется, если абоненты большинство соединений устанавливают внутри своей АТС, набирая при этом всего несколько цифр.

Основной единицей емкости ГТС является АТС на 10 тыс. номеров, поэтому местный абонентский номер образуется из 4-значного номера в пределах 10-тысячной группы с добавлением станционного кода. Например, ахххх, аЬхххх, аЬсхххх. В качестве знака «а» не могут использоваться цифры 0 или 8. Знаки «а» 6-значного и «аЬ» 7-значного местного номера должны совпадать с кодами 100-тысячных групп нумерации, выделенных для данной ГТС. При наличии на ГТС учрежденческо - производственных телефонных станций (УПТС) для сокращенной нумерации в пределах УПТС из состава нумерации ближайшей (опорной) районной АТС (РАТС) выделяется группа номеров, кратная 100.

Для сельских телефонных сетей в составе зоновой нумерации выделяется одна 100-тысячная группа. На СТС применяются открытая (9 - цифра выхода на вышестоящую станцию) и закрытая нумерация.

Междугородный вызов абонента ГТС осуществляется следующим образом. Набор индекса выхода на междугородную сеть 8; готовность АМТС («зуммер» или «длинный гудок»); набор 10-знач-ного номера. Если вызываемая ГТС имеет 5- или 6-значную нумерацию, то местный номер вызываемого абонента дополняется до 7 цифрами «2».

Междугородный вызов абонента СТС осуществляется следующим образом. Для установления соединения с абонентом СТС другой зоны после кода зоны набирается 2-значный код сельского района и 5-значный абонентский номер.

Коммутационное поле (КП) обычно строится из отдельных частей. На рис.2 показано КП, состоящее их трех частей: А, В и С, в котором осуществляется соединение N входов с М выходами через внутристанционные линии V1 и V2. Во входы и выходы КП включают соответственно входящие и исходящие линии. В части А осуществляется переход от большого числа мало- используемых входов (например, АЛ) N к меньшему числу внутри- станционных линий V1 с более высоким использованием, поскольку они являются линиями коллективного пользования для всех N входов и предоставляются им по мере необходимости в установлении соединения. В части В( КП) внутристанционные линии V1 коммутируются сV2, и в части С осуществляется переход от V2 внутристанционных линий к требуемому числу выходов М, причем N>V1; V1=V2; V2<M. Если на каждой из приведенных на рис.2 частей КП соединение устанавливается независимо от наличия соединительных путей к требуемому выходу в последующих частях КП, указанные части КП называются ступенями искания. Ступени искания, в свою очередь, состоят из соединенных между собой однотипных коммутационных блоков (КБ), под которым понимают совокупность коммутационных приборов, имеющих общие выходы. Объединением входов и выходов коммутационных приборов можно получить коммутационные блоки с требуемыми параметрами для построения КП или его отдельных частей. Для этого могут выполняться операции: объединение входов, объединение выходов и последовательное соединение коммутационных приборов.

В коммутационном блоке включение выходов по отношению к входам может быть полнодоступным или неполнодоступным. Полнодоступным включением называют такое, при котором любой вход блока может быть соединен с любым свободным выходом. Если вход можно соединить только с частью определенных выходов блока, то такое включение называется неполнодоступным. Число выходов блока, с которыми вход блока может получить соединение, называется доступностью. В результате операций объединения входов или выходов коммутационных приборов получаются так называемые однозвенные коммутационные блоки, т.е. между входом и выходом КБ присутствует одна точка коммутации. Для повышения надежности КБ может использоваться операция одновременного объединения входов и выходов коммутационных приборов.

Многозвенные коммутационные блоки образуются путем последовательного соединения выходов одних коммутационных приборов со входами других. Простейшим коммутационным блоком является однозвенный полнодоступный блок, в котором любой вход имеет доступ к любому выходу. Такой блок называется коммутатором. Коммутатор может быть построен на коммутационных приборах любого типа объединением входов и выходов. Для построения коммутатора на приборах типа (1x1) требуется nm приборов. Для образования n входов у каждой группы из m приборов объединяются входы. Одноименные выходы всех групп объединяются для получения m общих выходов из блока (рис. 3а). Для получения коммутатора посредством приборов типа (1*m) потребуется n приборов, у которых объединяются выходы (рис.3 б). Коммутатор на приборе типа n(1*m) получается путем объединения одноименных выходов (рис.3в). Коммутационный прибор типа (n*m) является коммутатором (рис.3,г).

электрод абонентский микрофон

Рис.2

.

Рис3.

В АТСКЭ "Квант" в качестве коммутационных приборов применяют матричные соединители на ферридах (МСФ), а система управления основана на применении специализированных электронных управляющих машин. АТСКЭ "Квант" предназначены для применения на ведомственных и на сельских сетях связи в качестве оконечной (ОС), узловой (УС), центральной (ЦС) станций и узла автоматической коммутации (УАК). Оконечные станции выполняют внутренние соединения между абонентами данной станции и внешние исходящие и входящие соединения. Узловые и центральные станции, кроме соединений, устанавливаемых ОС, осуществляют транзитные соединения между соединительными линиями внешней связи. Различие в УС и ЦС состоит в том, что на сети связи в УС включаются только ОС, а в ЦС -- оконечные и узловые станции. Узлы автоматической коммутации осуществляют только транзитные соединения между соединительными линиями внешней связи. На оконечных станциях соединения двухпроводные, а на УС, ЦС и УАК -- двух или четырехпроводные (двухпроводные при оконечных или транзитных соединениях на местной сети, четырехпроводные -- при транзитных соединениях на междугородной сети). Абонентская емкость ОС, УС и ЦС изменяется в пределах от 256 до 2048 номеров с шагом наращивания в 256 номеров. Максимальное число входящих и исходящих СЛ на ОС может достигать 256, а на УС или ЦС -- 384. Емкость УАК, оцениваемая количеством входящих (числитель) и исходящих (знаменатель) СЛ, имеет следующие значения: 64/64, 128/128 и 256/256. На ОС, УС, ЦС или УАК можно организовать до 32 направлений внешней связи, причем все СЛ станции могут быть распределены по направлениям внешней связи в любом сочетании.

Станции ОС, УС (ЦС) и УАК "Квант" (рис.4) включают в себя устройства телефонной периферии ТП и устройства управления УУ. К ТП относятся: коммутационные блоки, абонентских БАЛ и соединительных БСЛ линий , (на УС, ЦС и УАК блоки БСЛ выполняют функции блоков исходящих БИЛ и входящих БВЛ СЛ); абонентские комплекты АК; входящие ВШК и исходящие ИШК комплекты; исходящие ИК, входящие ВК и двусторонние ДК комплекты СЛ; приемники и датчики сигналов управления ПДСУ.

К управляющим устройствам относятся: центральное управляющее устройство ЦУУ, периферийные управляющие устройства ПУУ и каналы ввода-вывода КВВ. Последние обеспечивают обмен информацией между ЦУУ и ПУУ, а также непосредственно между ЦУУ и ТП. Оборудование КВВ разделяется на два ствола передачи информации (О и 1). К ЦУУ подключены внешние устройства УВ: телеграфный аппарат ТГА, устройство автоматического ввода программ УАВП, включающее в себя накопители на магнитных дисках и лентах. Телеграфный аппарат используют для диалога между оператором и ЦУУ. Устройство УАВП служит для ввода программ работы станции и данных при отключении первичного электропитания, при первичном пуске или в других аварийных случаях.

Блоки коммутации станции двухзвенные, причем БАЛ имеет звенья А и В, БСЛ или БИЛ -- С и D, а БВЛ -- Е и F. Между входами БСЛ, а также между входами БИЛ и БВЛ включены промежуточные линии, называемые перемычками (П).

В станцию "Квант" в зависимости от типа БАЛ и количества устройств телефонной периферии включаются абонентские линии с допустимой удельной нагрузкой 0,05; 0,1 или 0,2 Эрл. Соединительная линия при включении в один вход или выход (в одну точку) коммутационного поля способна обслуживать нагрузку до 0,4 Эрл, а при включении в два входа или выхода (в две точки) -- до 0,8 Эрл.

В состав ПДСУ входят: приемник батарейный, служащий для приема импульсов набора, передаваемых постоянным током декадным способом; приемник тональный, принимающий тональные импульсы набора от ТА кодом "2 из 7" или "2 из 8"; приемник и датчик многочастотные, обеспечивающие прием и передачу номерной и управляющей информации по СЛ "2 из 6" и сигналов системы автоматического определения номера и категории абонентов АОН; приемник двухчастотный П2, позволяющий принимать по СЛ от встречной станции сигналы частотой 425 Гц ("Ответ станции") и 500 Гц ("Запрос АОН").Центральное устройство управления обслуживает вызовы на всех этапах соединения и разъединения, включая предоставление абонентам дополнительных видов обслуживания. Система управления осуществляет контроль и диагностирование оборудования, что позволяет автоматизировать техническое обслуживание на станции.

Рис.4 - Структурные схемы ОС (а), УС (б) и УАК (в)

Центральное управляющее устройство. В составе ЦУУ (рис. 5) имеются две электронные управляющие машины ОЭУМ и /ЭУМ, связанные с каналами ввода-вывода. Остановка ЦУУ АТСКЭ приводит к прекращению обслуживания всех вызовов. Поэтому обе ЭУМ постоянно работают, синхронно выполняя одинаковые программы, так что при возникновении неисправности в одной из них вторая продолжает обработку вызовов. Синхронизацию и контроль за функционированием двухмашинного комплекса осуществляет устройство организации двухмашинной работы УОДР.

Эксплуатационный персонал может воздействовать на работу станции, т. е. запускать и останавливать ЭУМ, вводить директивы -- заявки на выполнение программ технического обслуживания, записывать данные в ячейки ЗУ.

Рис.5- Структурная схема ЦУУ АТСКЭ « Квант»

Взаимодействие оператора с ЦУУ организуется с использованием пульта управления ПУ и телеграфного аппарата ТГА, подключенных к ЭУМ через устройство стыковки УС_Т. Другим важным внешним устройством, необходимым для эксплуатации АТС, является устройство автоматического ввода программ УАВП. Большая часть программного обеспечения ЦУУ располагается в оперативных запоминающих устройствах ЭУМ, которые сохраняют информацию только при непрерывном электропитании.

УАВП обеспечивает загрузку программами и данными запоминающих устройств управляющих машин с гибких магнитных дисков при начальном запуске станции и в случае аварий в системе электропитания.

Электронная управляющая машина состоит из процессора Пр запоминающих устройств ЗУ и связывающей их между собой и с каналом ввода-вывода адресно-информационной магистрали М [F " 0].

В ЗУ хранятся программы работы АТС, а также данные, характеризующие структуру станции и состояния ее элементов. Процессор выполняет все операции по обработке данных и координирует работу всех узлов ЭУМ. Он последовательно считывает из запоминающих устройств и выполняет команды программ, обмениваясь данными с ЗУ и КВВ через магистраль. Магистрали обеих машин подключены к каналу межмашинного обмена КМО. Если одна из машин остановлена, то необходимо, чтобы перед запуском ее в синхронную работу содержимое ЗУ обеих ЭУМ было одинаковым. Для этого информация из работающей машины через КМО передается в ЗУ остановленной.

Электронная управляющая машина имеет 16-разрядную организацию, т. е. работает со словами длиной 16 бит. Такое слово занимает одну ячейку ЗУ и может быть параллельно передано по магистрали, состоящей из 16 линий. Процессор также оперирует 16-разрядными двоичными числами. Поскольку двоичные числа неудобны для восприятия человеком, в директивах оператора, вводимых с помощью телеграфного аппарата, в сообщениях ЦУУ, выводимых на ТГА, а также в технической документации используют условную шестнадцатеричную форму записи. Для перевода в условную форму 16-разрядное число разбивается на пять полей. Двоичное число, содержащееся в каждом поле, записывается шестнадцатеричной цифрой.

Одним из важных вопросов эксплуатации междугородных телефонных сетей является вопрос учета стоимости междугородных разговоров. Без этого учета администрации междугородных телефонных станций не имеют возможности предъявлять своим клиентам счета для оплаты стоимости предоставленных им междугородных телефонных разговоров. Стоимость междугородных телефонных разговоров, взыскиваемая с клиентов междугородной телефонной сети, определяется продолжительностью этих разговоров и расстоянием между оконечными междугородными станциями, через которые осуществляется соединение между вызываемым и вызывающим абонентами.

В соответствии с установленными администрациями связи (в РФ-- Министерством связи РФ) тарифами стоимость разговоров, хотя и зависит от расстояния между оконечными междугородными станциями, но не строго пропорциональна дальности.

При установлении междугородных соединений ручным или полуавтоматическим способами, минимум платы изымается как за трехминутный разговор. За разговоры продолжительностью более 3 мин плата исчисляется поминутно. Неполные минуты засчитываются как полные.

При автоматической междугородной телефонной связи за занятие абонентом канала продолжительностью в 1 мин и менее (с момента ответа вызываемого абонента) плата взимается в размере стоимости 1 мин разговора. Если продолжительность разговора более 1 мин, но менее 3 мин, плата взимается как за трехминутный разговор. Стоимость дополнительных услуг, оказываемых междугородными телефонными станциями, оплачивается сверх стоимости разговора. В зависимости от времени суток может применяться льготный тариф. За срочность (по просьбе клиента) междугородных телефонных соединений при ручном и полуавтоматических способах их составления оплата взимается по повышенному -- срочному тарифу.

ЛИТЕРАТУРА

1. М.А.Баркун, О.Р.Ходасевич. Цифровые системы синхронной коммутации. - М.: Эко - Трендз, 2001.- 187 с.: ил.

2. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. В 3 томах. Том 1 - Современные технологии /Б.И.Крук, В.Н.Попантонопуло, В.П.Шувалов; под ред. профессора В.П. Шувалова. - Изд. 3 - е, испр. и доп. -М.: Горячая линия - Телеком, 2004. - 647 с.: ил.

3. Гаранин М.В. и др. Системы и сети передачи информации: Учеб. пособие для вузов /М.В. Гаранин,В.И. Журавлев, С.В.Кунегин. - М.: Радио и связь, 2001. - 336 с.: ил.

4. Соловьев Ш.Г. Междугородные телефонные станции. - М.: Связь,1972.-304с.: ил.

5. Босенко В.Г., Максимов Г.З. Коммутационные станции сельских телефонных сетей. -М.:Радио и связь, 1989.-320с.: ил.

6.Романов В.В., Кубанов В.П. Системы и сети электросвязи: Учебник для техникумов. - М.: Радио и связь, 1987. - 296 с.: ил.

7. Т.Н.Дементьева и др. Основы систем и сетей связи: Учебник для техникумов. - М.: Радио и связь, 1988. - 224 с.: ил.

8. Иванова О.Н. и др. Автоматические системы коммутации.- М.: Связь,1978.-624с.: ил.

9. Гольдштейн Б.С.Система коммутации.- СПб: БХВ - Санкт-Петербург, 2003.-318с.: ил.

10. Пеленов С.М., Косенко С.С. Устройство, эксплуатационно - техническое обслуживание и ремонт междугородных телефонных станций.-М.: Высш. шк.,1987.-312 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru