Расчет основных параметров коммутируемой сети

Содержание Введение Задача 1

Задача 2

Задача 3

Задача 4

Задание 5

Заключение

Список литературы

Целью работы является расчет основных параметров коммутируемой сети: разработка схем организации связи коммутационных станций, каналов, децентрализованных и централизованных систем сигнализации и синтез модулей цифровой коммутации.

Задача курсовой работы заключается в закреплении навыков расчета основных параметров коммутируемой сети. Кроме того, в процессе выполнения изучается справочная литература по теории коммутируемой телекоммуникационной сети, закрепляются навыки выполнения технических расчетов с использованием персональных ЭВМ. Также имеет место и отработка, таких необходимых в инженерской деятельности навыков, как изложение результатов технических расчетов, составление и оформления технической документации и др.

Задача 1

Разработать схему организации связи двух зон, присвоить коды зонам и местным сетям в составе зон. Привести примеры структуры сети и планов нумерации для одной из ГТС и одной из СТС, указав местные и междугородные номера абонентов. Пояснить структуру местных и междугородных номеров. Составить структурную схему соединительного тракта между двумя абонентами ГТС разных зон. Пояснить распределение адресной информации. Перечислить возможные варианты установления соединения между абонентами разных зон.

Исходные данные:

Решение задачи:

1. Разработка схемы организации связи зон ГТС и СТС.

Согласно указанию, в зоне ГТС 3 станций, в зоне СТС — 4

Сеть ГТС построена по принципу районированная ГТС со связью РАТС по принципу «каждая с каждой», являющихся коммутируемыми узлами для концентрации нагрузки. В данном случае зона делится на узловые районы, каждый из которых имеет свою нумерацию. Внутри узлового района РАТС связываются по принципу «каждая с каждой».

Сеть СТС построена по радиальному принципу. Основой сети СТС является центральная станция (ЦС), в которую включаются линии от вышестоящей АМТС и оконечных станций (ОС). Оконечные станции включаются в ЦС. Оконечная станция предназначена для подключения абонентов.

В целом, две сети образуют внутризоновую телефонную сеть. Коммутационным центром сети является автоматическая междугородная телефонная станция (АМТС), через которую осуществляется выход на другие внутризоновые сети, а также связь внутри зоны между местными станциями.

В АМТС включается центральная станция (ЦС) сельской сети и РАТС городской сети. РАТС соединяются с АМТС через узлы городской сети (УВС). Между местными сетями и АМТС имеются соединительные линии:

— исходящие — заказно-соединительные линии (зсл) в направлении к АМТС;

— входящие — соединительные линии междугородные линии (слм) от АМТС к местным сетям.

Также возможны другие варианты построения сети ГТС, такие как районированная, с узлами исходящих и входящих сообщений (УИС и УВС).

Что касается сетей СТС, то возможны также радиальный-узловой способ построения и комбинированный.

Выбор варианта сети зависит от абонентской емкости и размеров обслуживаемой территории, а также количества затрат на линейные сооружения.

Проектируемая схема связи приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Схема организация связи на ГТС и СТС

2. Разработка планов нумерации Приведем планы нумерации для одной из ГТС и одной из СТС, указав местные и междугородные номера абонентов.

3. Структурная схема соединительного тракта Приведем структурную схему соединительного тракта между двумя абонентами ГТС разных зон.

Если абонент вызывает станцию, то сработавшее в АК линейное реле создает цепь занятия маркера блока АВ и последний осуществляет свободное искание. В результате вызывающая АЛ через блок АВ подключается к свободному ИШК. Затем маркер блока МРИА выбирает свободный абонентский регистр АРБ, откуда абонент получает сигнал «Ответ станции» и приступает к набору номера.

В процессе приема номера анализируется код станции с применением АКС (анализаторы кода станции), и, поскольку в данном случае он соответствует своей АТС, соединение начинается только после фиксации всех цифр номера. При этом к регистру с помощью маркера кодовых приемников МКП подключается один из КПП, обслуживающих статив регистров. Затем АРБ через ИШК отмечает плюсом вход блока I ГИ, по которому устанавливается соединение.

Эта адресная информация принимается МГИ и используется для включения, соответствующего реле направления. Последнее подключает для пробы 20 исходящих линий к ступени II ГИ своей станции. Из комплекта РСЛ создается цепь занятия маркера II ГИ, который посылает в АРБ частотный сигнал запроса «Передать следующую цифру частотным способом». Получив цифру тысяч, маркер блока II ГИ выбирает требуемое направление к тысячной абонентской группе и свободному доступному ВШК (или РСЛ, если выбрано направление к подстанции ПСК или УПАТС. Цифра сотен используется для выбора нужного сотенного блока АВ, а цифры десятков и единиц передаются из МСД в МАВ многопроходным способом кодом «1 из 10» для выбора вызываемой АЛ. Линейное искание на ступени АИ осуществляется совместно маркером МСД и МАВ.

Если АЛ свободна, то полностью устанавливается соединение на ступени АИ, освобождаются все управляющие устройства, а информационные сигналы посылки вызова и КПВ посылаются из ВШК. После ответа вызываемого абонента устанавливается разговорный тракт.

Структурная схема разговорного тракта приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 — Схема организации связи в узле РАТС 31

4. Возможные варианты установления соединения Для соединения между абонентами разных зон сети возможны варианты:

· РАТС-АМТС-УВС-РАТС;

· РАТС-РАТС;

· РАТС-АМТС-ЦС-ОС;

· ОС-ЦСОС;

· ОСЦС-АМТСРАТС.

Задача 2

Разработать фрагмент федеральной сети, показав подключение заданной СПС. Составить план нумерации для абонентов СПС, если известна точка доступа MSC (MTX) к ТФОП. Указать местные и полные номера абонентов сети СПС.

Исходные данные:

Решение задачи:

Разработанная сеть СПС приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 — Фрагмент схемы организации связи на базе местной сети Сотовые сети имеют радиальный или радиально-узловой принцип построения, в их состав входят три вида станций:

1. ТФОП — телефонная сеть общего пользования ;

2. MSC- (Mobile Service Switching Sentre) — Центральная коммутационная станция СПС;

3. АМТС — автоматическая междугородняя телефонная станция;

4. АТС — автоматическая телефонная станция;

5. УПАТС — учрежденческо — производственная автоматическая телефонная станция;

6. Параметры сети СПС При создании сети СПС важным вопросом является определение оптимальных размеров ячейки, т. е. размеры зоны обслуживания одной BS. Этот вопрос связан с выбором частот для ячейки. Для исключения взаимного влияния BS в смежных ячейках устанавливаются разные диапазоны рабочих частот. Для двух BS может быть установлен один и тот же частотный диапазон, если они удалены друг от друга на расстояние D, называемое защитным интервалом. Количество BS, для которых установлены разные диапазоны различных частот и которые являются смежными, называется повторяемостью использования ячеек и обозначается через С. Соотношение между С и D зависит от формы ячейки, которая определяется способом размещения антенны на BS ее видом. Оптимальным считается соотношение при шестиугольной форме. Группа ячеек с различными наборами частот называется кластером.

7. План нумерации В соответствии с принципами создания ВСС России и рекомендациями МСЭ и ETSI нумерация абонентов сотовой сети должна входить в план нумерации ТФОП.

Полный номер абонента сотовой сети должен иметь стандартную форму:

DEFx1x2x3x4x5

На федеральной сети подвижной связи за сетями стандарта NMT — 450 закреплен код 901, GSM — код 902.

Знаки DEF — негеографический код, определяющий принадлежность к сети определенного стандарта.

Нумерация абонентов региональных сетей назначается из номерной емкости местных телефонных сетей, в пределах которых создается СПС.

В данной задаче так как сеть NMT то код DEF = 901.

Выносной блок на несколько тысяч номеров имеет следующую нумерацию:

8−901−33−40 000

8−901−33−43 999

Структура: DEFx1x2x3x4x5

8. Расчёт величины защитного интервала В зависимости от радиуса и повторяемости ячеек величина защитного интервала определяется по формуле Где R — радиус зоны обслуживания БС (км),

С — повторяемость ячеек.

Подставим значения и произведем вычисления Для городов с высокой плотностью населения уменьшение радиуса ячейки увеличивает количество прерываний связи при перемещении АС из одной ячейки в другую (длительность одного прерывания от 300 — 800 мс, на один вызов в среднем приходится от 2 до 4 прерываний). Для телефонной связи такие прерывания практически не заметны. Однако при передаче данных они приводят к значительным потерям информации.

Задача 3

Разработать схему организации связи сети ОКС № 7 для заданной ГТС и рассчитать потребное число звеньев для одного из оконечных пунктов сигнализации. Привести пример этикетки маршрутизации MSU для одного из сигнальных соединений в сети ОКС.

Исходные данные:

Решение задачи:

1. Разработка схем организации ОКС № 7

Исходя из заданной емкости городской телефонной сети 360 000 номеров и максимальной емкости АТС в 10 000 номеров следует, что для построения данной сети требуется 36 АТС. Из них по условию 22 АТС электронные. Остальные 14 АТС координатной системы.

При емкости сети в 360 000 номеров сеть строится с УВС. Для данного случая сеть будет разделена на 4 узловых района. По возможности в узловые районы объединяют АТС одной системы и для УВС применяется оборудование той же системы. Электронные системы всегда образуют самостоятельные узловые районы со своими УВСЭ. Поэтому будет 4 узловых района по 5 и 6 электронных АТС в каждом соответственно, и 2 узловых района по 7 координатных АТС в каждом При емкости сети в 360 000 номеров будет использоваться 6-ти значная нумерация:

Х2Х3Х4Х5Х6 Х7

Где Х2Х3 — индекс АТС.

При построении сети ОКС № 7 на ГТС следует иметь ввиду, что сеть ОКС № 7 должна быть в основном связанной. Квазисвязанный способ должен быть предназначен для работы в аварийном режиме или при перегрузках, поэтому всегда должны предусматриваться альтернативные сигнальные маршруты. На ГТС с узлообразованием, внутри каждого узлового района, между электронными АТС должны быть организованы прямые звенья сигнализации. Прямые звенья ОКС № 7 могут быть организованы и между электронными АТС разных узловых районов при наличии достаточной нагрузки.

Схема организации связи сети ОКС № 7 приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 — Схема организации связи сети ОКС № 7

Система сигнализации ОКС № 7 используется на электронных АТС.

Координатные АТС данную систему сигнализации не поддерживают. Поэтому сеть связи ОКС № 7 будет строиться только в 1,2 и 3 узловых районах. Между электронными станциями внутри каждого узлового района должны быть организованы прямые сигнальные маршруты. Необходимо предусмотреть альтернативные сигнальные маршруты на случаи аварии или перегрузок.

Схема организации связи сети ОКС № 7 для заданной ГТС будет иметь вид, приведенный на рисунке 4.

2. Расчет времени передачи одной значащей СЕ (MSU) заданной длины и одной заполняющей СЕ (FISU) длиной 7 байт.

Расчет времени передачи MSU и FISU производить для канала со скоростью передачи 64 Кбит/с:

Где Vскорость передачи 64 Кбит/с;

LFISU — длина заполняющей сигнальной единицы в байтах;

LMSU — длина значащей сигнальной единицы в байтах.

3. Расчёт времени передачи заданного числа MSU для одного соединения в случае отсутствия искажений:

Тп = Мзп (2Тзп + 2Тзп + 2Тр + 2То) Где Мзп — количество значащих СЕ для одного соединения;

Тзп, Тзп — соответственно время передачи одной заполняющей СЕ;

Трвремя распространения сигналов по ОКС;

Товремя обработки сообщений на стороне SPB (SPA).

Подставим значения и произведем вычисления:

Тп = 102· (1,5·10−3 + 0,854· 10−3 + 10· 10−3 + 60· 10−6) = 248,6мс.

4. Расчёт интенсивности MSU:

5.

6. Расчёт числа сигнальных сообщений в направлении Где yi — суммарная исходящая и входящая нагрузка направления;

t — средняя продолжительность занятии информационного канала;

Мзп — число MSU, передаваемых для одного соединения.

Подставим значения и произведем вычисления:

7. Расчёт числа звеньев сигнализации (SL) для одного из оконечных пунктов (SPi)

Подставим значения и произведем вычисления Произведен расчёт числа звеньев сигнализации сети ОКС № 7 и разработана схема организации связи сети ОКС № 7.

8. Этикетка маршрутизации MSU для направления STP17 — АМТС в междугороднем направлении Код пункта сигнализации на междугородной сети РФ состоит из двух полей:

— КСЗ — Код Сигнальной Зоны (8 бит),

— КПЗ — Код Пункта в Зоне (6 бит).

Сигнальные зоны, а соответственно и КСЗ, закреплены за МЦК (международными центрами коммутации).

Рисунок 5 — Формат этикетки MSU в направлении SP17 — АМТС

Задача 4

Выполнить синтез модуля пространственной коммутации (МПК) с использованием заданной элементной базы. Пояснить работу МПК при коммутации заданных каналов.

Исходные данные

Решение задачи:

1. Каждому входному тракту поставим в соответствие логическую переменную, а исходящему — ;

2. Введём обобщенную переменную определяющую адрес коммутации канала.

3. Функция пространственной коммутации:

Матрица множества логических уравнений Это множество используется как основа для синтеза МПК различных структур. Наиболее распространенные структуры получены методом декомпозиции по выходам и по входам (в рассматриваемом случае — по входам). Каждый столбец определяет функции выходов от переменной входа. Разбиение производится по столбцам, декомпозиция по входам .

Каждому столбцу соответствует субмодуль, имеющий 16 входов и 32 выхода. При декомпозиции по входам выбираем функции пространственной коммутации. Содержащие переменные одноименными индексами j.

Для любого исходящего тракта можно записать Это равенство справедливо для любого тракта, поэтому модуль можно описать системой:

Структурный эквивалент МПК строится в соответствии с уравнением (1). Функция каждого тракта реализуется своим сибмодулем, поэтому их число равно число исходящих трактов.

Реализацию МПК при декомпозиции по входам осуществим посредством демультиплексора типа 1×32, который осуществляет коммутацию входного сигнала на тридцать два выходных.

Длина адреса равна Следовательно адрес является пятиразрядным.

Рис.6

Для укрепления МПК при декомпозиции по входам используем адресную управляющую память (АЗУ), в которой каждый массив закреплен за одним коммутатором.

В соответствии с исходными данными Рисунок 7

Для демультиплексора адрес коммутации определяется по номеру входящего тракта. Длина адреса равна Следовательно адрес является пятиразрядным.

Рисунок 8

Управляющее устройство, произведя выбор временных каналов, заполняет ячейки адресных ЗУ. Запись адресов управления производится в ациклическом режиме. Число строк (ячеек) управляющей памяти для МПК может быть определено из выражения:

= 32· K

где 32 — объем одного массива;

К — количество коммутаторов в блоке пространственной коммутации (количество массивов в АЗУ).

=32· 16 = 512

Если соединительный путь через систему коммутации с общим управлением найден, то устройство управления коммутационной схемой передает в систему информацию, необходимую для выбора соответствующей точки коммутации. В нашем случае управление организуется по входам коммутационной схемы. Коммутация заданных каналов сводится к коммутации трактов в заданном временном интервале, адрес, а = 11101(S29; 29=24 +23 +22 +20) подаётся на входы во временном интервале, поэтому кодовая группа канала 15 — 0 входящего тракта выставляется в четырнадцатый временной канал тринадцатого исходящего тракта.

Задание 5

Выполнить синтез модуля временной коммутации (МВК) с использованием заданной элементной базы. Рассчитать количество каналов, которое может обслужить МВК при заданном быстродействии ЗУ и сделать вывод о возможности использования указанной элементарной базы для реализации МВК.

Исходные данные:

Решение:

Временная коммутация осуществляется в модуле временной коммутации МВК, который при поступлении управляющей информации выполняет коммутацию канала входящего тракта с любым каналом исходящего тракта.

Существует несколько вариантов организации МВК, но во всех случаях в его состав входят два вида запоминающих устройств ЗУ.

1) информационное (речевое)

2) адресное (управляющее) ЗУ реализуется на микросхеме полупроводниковых ОЗУ с произвольным доступом.

Объём информационного ЗУ

— ячейки где Nчисло входящих трактов, nчисло каналов в тракте приёма.

Таким образом, для реализации временной коммутации необходимо использовать 2 модуля 8 микросхем.

Адрес ячейки ИЗУ соответствует порядковому номеру канала приёма.

ИЗУ работает в двух режимах:

ИЗУ последовательной (циклической) записи и произвольного ?(ациклического) чтения.

ИЗУ произвольной (ациклической) записи и последовательного? (циклического) чтения.

Объём адресного ЗУ Где Мчисло исходящих трактов,

mчисло каналов в тракте передачи.

ячейки Длина адреса АЗУ Разрядность ячеек

Для реализации временной коммутации необходимо использовать 2 модуля Количество микросхем 141 в одном модуле Работа блока временной коммутации заключается в циклической записи всех информационных слов в порядке их поступления (т.е. в порядке следования каналов) и в считывании этих слов во временном интервале, заданном управляющей программой с помощью адресной памяти. УУ после выбора исходящего канала для дальнейшего установления соединения в режиме (?) заносит в ячейку АЗУ исходящего канала адрес ячейки ИЗУ входящего канала, с которым производится коммутация.

Ячейки ИЗУ заполняются информацией входящих каналов в режиме (). Ячейки АЗУ «просматриваются» УУ в режиме (). Если при обращении к ячейке АЗУ в ней обнаруживается адрес, то по нему происходит обращение к ИЗУ и содержимое ячейки ИЗУ выставляется в исходящую линию. Таким образом, информация входящего канала выставляется в нужный исходящий канал.

Перенос информации из канала приёма в канал передачи производится циклически до тех пор, пока из ячейки АЗУ исходящего канала не будет стерт адрес ячейки ИЗУ входящего канала.

Требования к быстродействию МВК являются достаточно жесткими и для их удовлетворения необходимо выбирать соответствующую элементную базу с высокими показателями по быстродействию, либо применять структурные методы.

Одним из основных требований к микросхемам ОЗУ, на которых строятся МВК, является время обращения к памяти, определяющее частоту работы ЗУ. Реализация процесса временной коммутации требует двух обращений к памяти в течении одного временного интервала для каждого входящего и исходящего канала.

Тогда время обращения к ЗУ (длительность цикла).

Где — длительность цикла

nколичество каналов в цикле По известному типу микросхемы можно определить количество каналов, обслуживаемых при заданном быстродействии ЗУ:

каналов Необходимо построить МВК для обслуживания 8192 каналов.

Время обращения к ЗУ:

Этому требованию не удовлетворяет заданная микросхема, поскольку при заданном быстродействии способна обслуживать только 417 каналов.

Рисунок 9 — Структурная схема ИЗУ МВК.

Рисунок 10 — Структурная схема АЗУ МВК.

Заключение

Были рассчитаны основные параметры коммутируемой сети; разработаны схемы организации связи коммутационных станций, каналов; децентрализованных систем сигнализации и синтез модулей цифровой коммутации.

Выполнена основная задача курсовой работы — закрепление навыков расчета основных параметров коммутируемой сети. Кроме того, в процессе ее выполнения было продолжено знакомство с учебной и справочной литературой по теории коммутируемой телекоммуникационной сети, закреплены навыки выполнения технических расчетов с использованием персональных ЭВМ. А также имела место отработка навыков изложения результатов технических расчетов, составления и оформления технической документации.

цифровой схема канал сигнализация

1. Абилов А. В, Сети связи и системы коммутацииМ: Радио и связь 2004

2. Бакланов И. Г. NGN: принципы построения и организации. — М.: ЭКОТРЕНДЗ, 2008

3. Букрина Е. В. Сети связи и системы коммутации /Учебное пособие. — Екатеринбург: УрТИСИ ГОУ ВПО"СибГУТИ", 2007.

4. Башлы П. Н. Современные сетевые технологии. Учебное пособие. — М.: Горячая линияТелеком, 2006.

5. Ромашова Т. И. Система Si 2000 MSAN /Учебное пособие. — Новосибирск: СибГУТИ, 2008.

6. Росляков А. В. и др. Сети следующего поколения NGN — М.: ЭКОТРЕНДЗ, 2009.

7. Баркун М. А. Цифровые системы синхронной коммутации. — М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001.

8. Булдакова Р. А. Принципы построения цифровых коммутационных полей. Учебное пособие. — Екатеринбург: УрТИСИ — СибГУТИ, 2002.

9. Потаскуева Л. П., Сети связи и системы коммутации. Методические указания по изучению дисциплины и выполнению курсовой работы — Екатеринбург: УрТИСИ ГОУ ВПО «СибГУТИ», 2007. — 61 с.