Структура телефонной сети

ЗАДАЧА 1

телефонный сигнал абонентский Изобразить схему части телефонной сети общего пользования (ТСОП), состоящей из N₁ УАК I класса, N₂ УАК II класса и N₃ АМТС, подключенных к каждому УАК II класса. Параметры N₁, N₂ и N₃ представлены в таблице 1. На схеме показать пути высокого использования и пути последнего выбора.

На схеме представить подробно две междугородные зоны, коды АМТС в которых принять равными трем последним цифрам студенческого билета, которые при необходимости скорректировать в соответствии с требованиями принятой системы нумерации.

Общее количество местных телефонных сетей и их типы заданы в таблице 1, где i — число ГТС в зоне, k — количество СТС.

Структуру ГТС следует выбрать таким образом, чтобы на схеме были представлены ГТС с 5-, 6- и 7-значной системами нумерации абонентов. На местных телефонных сетях необходимо представить нумерацию одного абонента каждой из показанных на схеме местных АТС.

Любые недостающие исходные данные для решения задачи определяются самостоятельно.

Сетью телефонной связи называется совокупность узлов коммутации (телефонных станций), оконечных абонентских устройств и соединяющих их каналов и линий связи. В отдельных случаях телефонные сети содержат не все перечисленные элементы. Так, в состав общегосударственной междугородной телефонной сети входят лишь узлы коммутации и соединяющие их каналы связи. Линейные сооружения содержат системы каналообразующего оборудования, позволяющие организовать мощные пучки телефонных каналов по кабельным, радиорелейным и спутниковым линиям связи.

Сети могут иметь различную структуру, т. е. отличаться числом и расположением узлов, а также характером их взаимосвязи. Для получения оптимальной структуры сети необходимо прежде всего определить целесообразную взаимосвязь узлов, обеспечивающую наиболее рациональный маршрут доставки информации адресату. Кроме того, должен быть произведен выбор емкости пучков каналов между узлами для передачи требуемого объема информации при заданном качестве обслуживания обеспечивающей и наиболее эффективное использование каналов и оборудования сети.

Различают телефонные сети следующих видов:

• · международные;
• · междугородные;
• · зоновые;
• · городские;
• · сельские.

Сеть последних двух видов объединяются общим названием — местные телефонные сети.

Междугородные и местные сети должны строиться на основе единых технических и эксплуатационных принципов и требований.

Городские телефонные сети (ГТС) предназначены для обслуживания телефонной связью населения городов и ближайших пригородов. Каждому абоненту городской телефонной сети через соответствующее коммутационное оборудование должна обеспечиваться возможность телефонной связи со всеми абонентами.

Простейшей городской телефонной сетью является нерайонированная ГТС. На такой сети устанавливается одна телефонная станция, куда включаются все абонентские линии ГТС; соединения между абонентами осуществляются приборами этой станции Основная часть расходов при сооружении ГТС (свыше 60%) приходится на ее линейные сооружения. Поэтому ГТС с одной телефонной станцией целесообразно строить в городах с небольшой территорией.

При увеличении числа абонентов ГТС и размеров обслуживаемой территории с целью уменьшения затрат на линейные сооружения целесообразно строить городскую телефонную сеть по принципу районирования. В этом случае территорию города разделяют на ряд районов. В каждом из таких районов размещается районная АТС (РАТС), в которую включаются абоненты этого района; соединения между РАТС осуществляются по соединительным линиям СЛ.

При районировании ГТС капитальные затраты на линейные сооружения значительно сокращаются за счет существенного уменьшения протяженности абонентских линий, имеющих низкое использование (в среднем до 0,1 Эрл в ЧНН), и введения соединительных линий с высоким использованием (0,6—0,8 Эрл в ЧНН).

Наивыгоднейшая емкость РАТС находится в пределах 6000—10 000 номеров. Поэтому при районировании номерная емкость каждой РАТС принимается равной 10 000 номеров и при пятизначной нумерации первая цифра, соответствующая десятитысячной группе, будет кодом РАТС. На ГТС при пятизначной нумерации количество РАТС обычно не превышает шести. Районные РАТС в этом случае соединяются между собой по способу «каждая с каждой».

При большом числе РАТС связь по способу «каждая с каждой» становится неэкономичной, так как в этом случае образуется большое число мелких пучков СЛ.

Таким образом, с ростом числа РАТС на сети растет число пучков СЛ, а использование линий в этих пучках падает, и поэтому резко возрастает общее количество СЛ на сети. Поэтому на крупных ГТС связь между РАТС устанавливается не непосредственно друг с другом, а через узлы входящего сообщения (УВС) при емкости ГТС до 400—500 тыс. номеров, а при еще большей емкости — через узлы исходящего и входящего сообщения (УИС—УВС). Узлы способствуют объединению нагрузки групп РАТС, в результате чего повышается использование СЛ и снижаются затраты на строительство ГТС.

Для образования сети с УВС территория города делится на узловые районы. В каждом узловом районе может быть установлено до десяти РАТС, которые соединяются между собой по принципу «каждая с каждой», соединения абонентов разных узловых районов устанавливаются через УВС.

Каждая РАТС соединяется с УВС других узловых районов исходящими СЛ, а со своим УВС — входящими СЛ. Нумерация на таких сетях — шестизначная, первая цифра является кодом узла, а первая и вторая цифры вместе — кодом РАТС. Соединительный тракт на сети с УВС состоит из следующих семи участков: Аб. л., РАТС, СЛ, УВС, СЛ, РАТС, Аб. л.

Для построения ГТС с применением УВС и УИС территория города делится на зоны, каждая из которых может включать в себя до десяти узловых районов емкостью до ста тысяч номеров каждый. Связь РАТС своего узлового района выполняется по принципу «каждая с каждой», а с другими узловыми районами — через УИС и УВС. При таком построении сети принята семизначная нумерация. Первая цифра номера определяет выход к соответствующей зоне — миллионной группе абонентов, вторая — выход к узловому району выбранной миллионной группы, а третья — выход к РАТС, в которую включена линия вызываемого абонента. Соответственно каждая РАТС на такой сети имеет трехзначный код. Соединительный тракт на сети с УВС и УИС включает в себя следующие девять участков: Аб. л., РАТС, СЛ, УИС, СЛ, УВС, СЛ, РАТС, Аб. л. При построении ГТС часто возникает Сельская телефонная сеть (СТС) предназначена для установления телефонной связи между любыми абонентами в пределах данного сельского административного района, а также для предоставления абонентам данного района выхода на зоновую и междугородную сеть. Сельские телефонные сети имеют ряд особенностей, которые в значительной степени определяют принципы построения этих сетей. Как правило, СТС охватывает значительную территорию, на которой абоненты размещаются небольшими группами на значительном расстоянии одна от другой. Это обусловливает применение телефонных станций малой емкости (от нескольких десятков до нескольких сотен номеров) и использование мелких пучков межстанционных линий большой протяженности.

Особое значение придается принципам построения СТС. Очевидно, что из-за большой территории, охватываемой одной сельской телефонной сетью, нецелесообразно непосредственное включение всех абонентских линий в одну станцию. Сельская телефонная сеть строится по наиболее экономичной — радиально-узловой системе с центральной станцией ЦC в районном центре. Центральная станция является главным коммутационным узлом СТС и одновременно выполняет функции городской телефонной станции райцентра. В населенных пунктах района устанавливаются оконечные станции (ОС), которые включаются непосредственно в ЦС. Такая схема построения сети называется одноступенчатой.

Еще более экономичным с точки зрения лучшего использования линейных сооружений является двухступенчатое построение сельской телефонной сети. Это особенно существенно на СТС со сравнительно большой территорией. При двухступенчатой структуре сельской сети удаленные от райцентра оконечные станции ОС включаются в ЦС через узловую станцию УС. Узловые станции чаще всего устанавливаются в сравнительно крупных сельских населенных пунктах и наряду с функциями по организации транзитной связи между ОС и ЦС выполняют функции телефонной станции для абонентов своего населенного пункта.

Помимо укрупнения пучков СЛ, двухступенчатое построение сети позволяет приблизить оконечную станцию к абонентским пунктам и тем самым сократить длину абонентских линий.

Возможна и непосредственная связь ОС и ЦС, если оконечная станция находится сравнительно недалеко от районного центра. Центральная станция сельской сети ЦС связывается заказно-соединительными :и оединительными линиями с междугородной телефонной станцией.

Абонентам СТС предоставляется междугородная связь только через ЦС по одному из трех маршрутов: ЦС—МТС, ОС—ЦС—МТС или ОС—УС—ЦС—МТС.

Междугородный номер абонента на сети страны содержит десять цифр и имеет следующую структуру: ABC ab ххххх, где ABC — трехзначный междугородный код зоны; ab — двузначный внутризоновый код; последние пять цифр ххххх — пятизначный местный номер абонента.

В соответствии с зоновым принципом нумерации вся территория страны разделена на отдельные зоны с единой семизначной нумерацией абонентов в пределах зоны.

Таким образом, междугородный номер абонента состоит из двух частей — кода города (зоны) из трех цифр и зонового номера абонента из семи цифр.

При автоматической междугородной связи абонент прежде всего должен набрать установленный индекс выхода на АМТС — цифру 8, затем код зоны ABC и после этого семь цифр номера абонента местной сети.

Если местный номер имеет меньше семи знаков, то перед номером абонента набирается один выравнивающий (дополнительный) нуль при шестизначной нумерации или два нуля — при пятизначной нумерации.

Набор дополнительных нулей необходимо для того, чтобы обеспечить равное количество цифр во всех номерах. Это важно для аппаратуры автоматического управления. При автоматической Зоновой телефонной связи, т. е. если абонент желает вызвать другого абонента своей зоны, код зоны ABC не набирается.

В качестве первой цифры междугородного кода зоны, т. е. в качестве А, не может быть использована цифра 2, так как она используется в качестве внутризонового индекса. Кроме того, в качестве первого знака междугородного кода (А) нельзя использовать также цифру 1, так как она используется для связи с междугородными службами АМТС. Для служб АМТС (заказная служба, стол справок, междугородная служба немедленной системы, международная связь и др.) выделены двузначные коды, начинающиеся с цифры 1. В этом случае после набора индекса выхода на АМТС (цифры 8) набирается не код зоны, а цифра 1, определяющая потребность связи с одной из служб АМТС, а следующая цифра указывает номер службы.

Таким образом, в качестве первой цифры междугородного кода, А могут быть использованы все цифры, за исключением 1 и 2. Остальные две цифры кода В и С могут быть любыми.

Последние цифры студенческого билет — 169. Исходя из вышесказанного, код первой зоны берем 369, второй 469.

На городских телефонных сетях, как правило, применяется система нумерации с номерами одинаковой значности, т. е. закрытая система нумерации. Если на ГТС принята семизначная нумерация, то местный и зоновый абонентские номера совпадают. Абонентский номер состоит из нескольких частей. Например, на районированной городской телефонной сети абонентский номер состоит из кода станции и собственного внутристанционного номера. Кодом (индексом) станции называется цифра или комбинация цифр, определяющая номер районной АТС (РАТС), в которую включена линия вызываемого абонента. Количество цифр кода зависит от емкости станции и сети. На сети с пятизначной нумерацией код станции будет однозначным. На сетях с шестизначной нумерацией код станции будет двузначным, причем первая цифра кода характеризует номер стотысячного узлового района, а вторая цифра — номер районной АТС в пределах узлового района. При семизначной нумерации номер абонента будет состоять из двузначного кода (ab) стотысячного узлового района и пятизначного номера абонента в этой стотысячной группе.

Каждой сельской сети, являющейся местной сетью, выделяется одна стотысячная группа номеров из общей номерной емкости зоны, т. е. для каждого административного сельского района выделяется стотысячная емкость. Следовательно, нумерация абонентских линий на сельской сети будет пятизначной. Каждой сельской сети присваивается внутризоновый код типа ab, который вместе с пятизначным номером абонента составляет семизначный зоновый номер. Внутризоновый код ab определяет номер сельской телефонной сети в данной зоне. В качестве цифры, а можно использовать все цифры, кроме 8 и 0, а в качестве цифры b — любые цифры. Поэтому номерная емкость зоновой сети может быть максимально разной восьми миллионам номерам.

Таким образом, сельская телефонная сеть характеризуется пятизначным абонентским номером, который состоит из кода (номера станции) и номера абонента на станции (внутристанционного номера).

Схема части телефонной сети общего пользования (ТСОП), состоящей из 3 УАК I класса, 2 УАК II класса и 1 АМТС, подключенных к каждому УАК II класса и 2 ГТС, 1 СТС представлена на рисунке 1.

Схема 1. Часть структуры телефонной сети.

ЗАДАЧА 2

Построить однозвенную полнодоступную схему с n входами и m выходами. Значения n и m приведены в таблице.

• 1. Изобразить однозвенную полнодоступную схему.
• 2. Дать определение, к какому типу коммутационных устройств относится построенная схема.
• 3. Подсчитать число точек коммутации.
• 4. Указать «крестиком» на построенной схеме соединение двух любых входов из числа n с двумя выходами из числа m и привести краткое описание соединений между ними.

Решение:

На рисунке 2 изображена однозвенной полнодоступной схемы с числом входов n =4 и числом выходов m =16.

Число точек коммутации будет равно:

T = nЧm = 4 Ч16 = 64.

Однозвенным включением называется такое включение, при котором вход и выход коммутационной системы соединяются через одну точку коммутации (коммутационный элемент). Коммутационная система может иметь различное число входов и выходов и различное число точек коммутации.

К входам коммутационной системы (n) подключаются линии, от которых поступает телефонная нагрузка, и поэтому они называются источниками нагрузки. К выходам коммутационного устройства (m) подключаются линии, которым передается нагрузка. Совокупность линий, доступных определенной группе источников нагрузки, называется пучком линий.

Полнодоступное включение характеризуется тем, что любая линия пучка, включенная в выходы коммутационной системы, доступна любому источнику нагрузки, включенному во входы коммутационной системы.

На рисунке 2 «крестиком» указано соединение входа 1 с выходом 2. И соединение входа 3 с выходом 8. В однозвенной полнодоступной схеме в процессе занятия отдельных выходов любой из оставшихся свободных выходов доступен и может быть соединен с любым входом.

Схема 2. Однозвенная полнодоступная схема (n = 4, m = 16).

ЗАДАЧА 3

На полнодоступный пучок из V линий поступает простейший поток с параметром С (на практике обычно параметр обозначается буквой С) вызовов в час. Средняя длительность обслуживания одного вызова, мин.

Определить интенсивность телефонной нагрузки V и качество ее обслуживания, т. е. величину вероятности потерь вызовов Р.

Для расчета телефонной нагрузки Y необходимо использовать формулу:

.

Значения V и Л приведены в таблице.

Решение:

Вероятность потерь вызовов р можно определить как зависимость р = f (Y, V) при помощи таблиц Пальма.

Определим интенсивность телефонной нагрузки Y. Для того чтобы получить значение нагрузки в Эрлангах, используем формулу:

Y = Л• / 60 (Эрл) Интенсивность нагрузки, выраженная в Эрлангах, равна среднему числу одновременных занятий в течение определенного промежутка времени (1 час усл. ед. вр.).

Y = 80•3 / 60 = 4 (Эрл) Зная количество линий в пучке и интенсивность телефонной нагрузки по таблице 4 (таблица Пальма) определим величину вероятности потерь вызовов Р:

Р = 0,5 308 или 0,5 308%.

Число соединительных устройств V (приборов, линий), необходимых для обслуживания телефонной нагрузки Y при заданных потерях p, зависит от величины телефонной нагрузки, характера потока вызовов, способа построения ступеней искания — однозвенные, многозвенные, способа включения соединительных устройств в направлении ступеней искания — полнодоступное и неполнодоступное, способа обслуживания вызовов — с отказами, с ожиданием.

Потоки вызовов, поступающие на станцию от различных по величине групп источников, носят различный характер. При N > 100 поток вызовов принято называть простейшим, при N < 100 — примитивным. Для простейшего потока вызовов и однозвенных ступеней искания величина потерь определяется по формуле Эрланга:

При проектировании обычно приходится определять не потери при заданной нагрузке и известном числе приборов, а число приборов или соединительных линий при заданных величинах нагрузки и потерь. Для этого используют таблицы, построенные на основании формулы, в которых приведены значения нагрузки, пропускаемой полнодоступными пучками разной величины при различных потерях. Число приборов в полнодоступном пучке при поступлении на него примитивного потока определяется по таблицам, построенными на основании формулы Энгеста.

• 1. Балабаева Н. В. Сети связи и системы коммутации: методические рекомендации к изучению дисциплины./ ГОУВПО СПбГУТ. — СПб, 2007.
• 2. Аваков Р. А., Исаев В. И., Шилов О. С. Основы автоматической коммутации. — М.: Радио и связь, 1981.
• 3. Ковалева В. Д. и др. Телефония и системы автоматической коммутации./ М., «Связь», 1976
• 4. Корнышев Ю. Н. и др. / Станционные сооружения сельских телефонных сетей/ Под ред. Корнышева Ю. Н. — М.: Связь, 1978.
• 5. Н. А. Соколов / Телекоммуникационные сети / Монография в 4 -х главах. Часть 3 — М. Альварес Паблишинг, 2004.
• 6. А. В. Абилов / Сети связи и системы коммутации: Учеб. пособие для вузов. — М.: Радио и связь, 2004.