Организация сети местной телефонной связи

• Введение
• 1. Характеристика объекта
• 1.1 Определение конечной емкости станции
• 1.2 Выбор нумерации абонентов и соединительных линий
• 1.3 Сведения об условиях электропитания и наличия помещений
• 2. Разработка схемы сети местной телефонной связи узла
• 3. Расчет средних телефонных нагрузок приборов АТС, абонентских и соединительных линий и числа соединительных линий
• 3.1 Расчет числа соединительных линий
• 4. Оптимальное расположение проектируемой АТС
• 5. Расчет надежности управляющих устройств
• 6. Технико-экономическое обоснование построения местной телефонной сети
• 7. Техническое обслуживание проектируемой АТС
• 8. Разработка плана помещений и размещения оборудования АТС
• 9. Определение стоимости строительства проектируемой АТС
• Заключение
• Список использованных источников
• Приложения

Для планирования работы транспорта, оперативного управления перевозочным процессом и предупреждения потерь создают системы передачи информационных потоков, основное требование к которым — осуществление своевременной доставки неискаженной информации.

Совершенствование транспортных технических средств и методов управления оказывают значительное влияние на развитие средств связи, повышает ее роль в организации работы железнодорожного транспорта. В сложном транспортном комплексе важное место занимает автоматически коммутируемая сеть телефонной связи. Среди всех видов связи телефонная связь обладает техническими и экономическими преимуществами. Поэтому так актуальны задачи поиска более совершенных путей проектирования и эксплуатации телефонной связи, расширения количества предоставляемых услуг абонентам.

Начало 80-х годов ознаменовалось появлением на мировой арене нового поколения коммутационной техники в виде электронных систем коммутации с программным управлением.

Переход от электромеханических к электронным системам коммутации и цифровым сетям характеризуется образованием единой системы передачи и коммутации информации.

Оборудование цифровой или аналого-цифровой сети представляет собой сложный комплекс, объединяющий множество технических систем различного назначения и разной структуры.

Цель создания нового поколения коммутационной техники на основе использования цифровых способов передачи и коммутации заключается в повышении гибкости и экономичности системы связи, сокращении затрат и трудоемкости эксплуатации, упрощении и удешевлении производства, а также в расширении видов услуг для абонентов.

По функциональному признаку электронная коммутационная станция содержит следующие системы: коммутационных устройств, управления, сигнализации, передачи информации по соединительным и абонентским линиям, синхронизации, оконечных устройств, программного обеспечения, технической эксплуатации.

Целями курсового проектирования является построение местной телефонной сети, закрепление и расширение теоретических и практических знаний, приобретение навыков организации телефонной связи, изучение основных принципов и особенностей построения систем автоматической коммутации. B процессе проектирования решаются следующие задачи: разработка схемы сети связи, расчет телефонных нагрузок приборов ATC и соединительных линий, расчет количества оборудования ATC, выбор типа проектируемой ATC, разработка плана помещения и размещение устройств связи.

1. Характеристика объекта

1.1 Определение конечной емкости станции

При проектировании АТС построение структурной схемы и расчет числа оборудования производится исходя из ёмкости станции, количества видов внешней связи, применяемой системы нумерации абонентских и соединительных линий, типов встречных телефонных станций и дополнительных видов обслуживания.

Расчет оборудования производится для монтируемой и конечной ёмкости станции.

Монтируемая емкость — число абонентских линий, которые могут быть подключены к станции непосредственно либо через устройства спаренного включения, либо через выносные станции или УПАТС и которым присвоены индивидуальные номера, входящие в нумерацию данной ATC. B монтируемую емкость не включаются линии таксофонов, исходящие и входящие соединительные линии подстанций, УПАТС.

Конечная ёмкость — максимальное число номеров, которые могут быть задействованы в течении всего срока эксплуатации станции. По ее величине определяется площадь помещений и мощность источников электропитания.

Конечная ёмкость определяется на основании перспективных планов развития объекта, для которого проектируется станция и превышает на 30−50% монтируемую емкость АТС.

Число абонентов Управления дороги приблизительно в 1,5 — 2 раза больше числа абонентов отделения, а число абонентов отделения приблизительно в 2 раза больше числа абонентов крупной железнодорожной станции. Число абонентов квартирного сектора принимается равным 20% от емкости станции.

сеть местная телефонная связь Исходя из того, что проектируемая АТС обслуживает абонентов станции дороги, резерв для развития принимаем равным 30% и получим конечную монтируемую емкость 5100 номеров.

1.2 Выбор нумерации абонентов и соединительных линий

Система нумерации представляет собой совокупность принятых комбинаций десятичных цифр и установленный порядок их использования для образования номера вызываемого абонента. Система нумерации должна отвечать требованиям создания удобств абонентам и эффективного использования оборудования телефонной сети. C этой целью стремятся уменьшить число цифр номера абонентов, что ускоряет набор номера.

В целях повышения оперативности на сетях связи железнодорожного транспорта применяется единая система нумерации абонентских и соединительных линий. Абонентским линиям в зависимости от ёмкости и типа АТС присваиваются трёх — и четырёхзначные номера. При управлениях железных дорог, отделениях и крупных станциях используется четырёхзначная нумерация.

Применение единой системы нумерации облегчает пользование автоматической телефонной связью. Первая цифра номера указывает на принадлежность абонента к административному центру и установлена: для абонентов управления дороги — 4, отделения — 3 и железнодорожной станции — 2. Определённым группам руководящих и оперативных работников, часто вызываемым по сети дальней связи, присваиваются номера, закреплённые за должностями этих работников.

Исходя из условий приведенных выше получим распределение ёмкости по группам следующее:

1) 80% железнодорожная станция (номеров);

2) 20% квартирный сектор (номеров).

Конечная ёмкость (по группам абонентов):

1) номеров

2) номеров.

Номера присваиваются с таким расчетом, чтобы в номере содержалось минимальное число цифр 0, 7, 8, 9 (для уменьшения времени набора дисковыми номеронабирателями номера).

Связь с городской АТС осуществляется путем набора однозначного номера 7, а выход на дорожную автоматически коммутируемую телефонную

сеть ДАКТС — набором цифры 0. Соединительным линиям, идущим к другим учрежденческим телефонным станциям УПАТС1, УПАТС2, присваиваются номера «81» и «82» .

Линиям спецслужб присваиваются трехзначные номера, начинающиеся с «1». Например, некоторые из них: стол справок АТС — 131, стол заказов МТС — 121, ввосстановительный поезд — 157, пожарная охрана — 155, скорая медицинская помощь — 153.

Так как для подключения в АТС необходимо более 1000 абонентских линий от управления дороги, то для их нумерации будем использовать незадействованные номера с первой цифрой 2, 3, 4, 5.

Для квартирного сектора номера начинаются с цифры 6.

Информация о нумерации абонентских и соединительных линий разных категорий приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 — Нумерация абонентских и соединительных линий

1.3 Сведения об условиях электропитания и наличия помещений

Электропитающие устройства объединяют источники первичного электропитания (источники снабжения электрической энергией) и вторичного электропитания (преобразователи количественных и к характеристик электроэнергии, коммутационные, распределительные и другие устройства).

Комплекс сооружений, обеспечивающих электроснабжение, освещение, питание аппаратуры связи, а также работу различного силового электрооборудования хозяйственного назначения как в нормальных условиях внешнего электроснабжения, так и в аварийных, образует электроустановку предприятия (объекта) связи. Электроустановки объектов связи должны строиться на базе применения современного промышленного оборудования, быть максимально автоматизированными и экономичными в эксплуатации и строительстве, обладать высокими значениями КПД и cos ш, допускать возможность развития узла связи без замены основного силового оборудования.

К источникам электропитания предъявляется ряд требований по обеспечению бесперебойности питания, высокой надежности электроснабжения и резервирования.

B соответствии с OCT 32.14−80, устанавливающим деление всех электроприёмников железнодорожного транспорта в отношении надёжности снабжения их электроэнергией на три категории, дома связи отнесены к особой группе приемников первой категории. Приемники этой группы должны обеспечиваться двойным резервированием электропитания, то есть их электроснабжение должно осуществляться от трех независимых источников электроэнергии.

На крупных станциях, как правило, имеется возможность обеспечить электроснабжение узла связи по двум раздельным линиям (фидерам) от двух независимых источников внешних сетей переменного тока. B этом случае в качестве третьего независимого источника переменного тока предусматривается установка в доме связи автоматизированного дизель-генератора ДГА. Поскольку аппаратура связи не допускает даже кратковременных перерывов питания, возникающих, например, при переключении фидеров, то ДГА дополняется аккумуляторной батареей, ёмкость которой рассчитывается в этом случае исходя из электропитания аппаратуры связи в аварийных условиях в течение одного часа.

Если электроснабжение дома связи представляется возможным организовать лишь от одного внешнего источника электроэнергии, то вторым источником в этом случае считается ДГА, а в качестве третьего источника используется аккумуляторная батарея. Запас емкости батареи в этих условиях рассчитывается с учетом питания аппаратуры связи в часы наибольшей нагрузки в течение двух часов.

Кроме того, для повышения надежности электроснабжения предусматривается прокладка двух питающих линий по возможности от разных точек электросети.

K источникам электропитания электронных ATC предъявляются более жесткие требования обеспечения надежности и высокой стабильности напряжения. Для преобразования сетевого переменного напряжения в постоянное в узлах связи длительное время использовались тиристорные выпрямители. Преобразование трёхфазного напряжения 380 В в более низкое производилось с помощью сетевого трансформатора, затем осуществлялось выпрямление тиристорами и сглаживание пульсаций выходным индуктивно-емкостным фильтром. Достоинствами такого выпрямителя является надежность работы и помехоустойчивость к сетевому напряжению без применения дополнительных схем защиты, даже в условиях плохой сети. Однако в новых системах коммутации сказываются ряд недостатков тиристорных выпрямителей. Некоторые из них можно устранить путем изменений в схеме выпрямителя и применения более сложных устройств со сложными схемами управления, то есть пойти по так называемому экстенсивному пути развития. Однако, в современных цифровых системах должны применяться более компактные и качественные выпрямители. Ведущие фирмы выпускают системы электропитания, в которых применяются импульсные высокочастотные выпрямители. B качестве активного элемента в таких устройствах применяется полевой МОП-транзистор, требующий для управления значительно меньшую мощность и имеющий, по сравнению с тиристором, меньшее время выключения. Для согласования величины тока и напряжения в разных частях схемы выпрямителя, а также для гальванической развязки используется высокочастотный импульсный трансформатор, сердечник которого изготовляется из ферромагнитного материала, следствием чего является уменьшение габаритов и массы по сравнению с низкочастотным трансформатором.

Все оборудование ATC располагается в доме связи. Планирование помещения для установки ATC проводится из расчета конечной емкости станции. Размещения оборудования осуществляется с учетом наименьшего расхода кабелей при монтаже, удобств эксплуатации, а также в соответствии с требованиями охраны труда и пожарной безопасности. Площадь помещения определяется после выбора типа станции. Размеры помещения определяются количеством и габаритными размерами устанавливаемого оборудования и в соответствии с санитарными нормами, согласно которым на каждого работника, находящегося в помещении, должно приходиться не менее 4,5 м² объема данного помещения.

2. Разработка схемы сети местной телефонной связи узла

Местная телефонная сеть организуется при управлениях и отделениях железных дорог, на станциях, заводах и других организациях и учреждениях железнодорожного транспорта. На крупном железнодорожном узле может быть несколько автоматических телефонных станций. При этом, как правило, организуются районированные местные сети. АТС размещаются в телефонных центрах тех территорий, которые они обслуживают.

Местные АТС должны обеспечивать:

— внутристанционную автоматическую связь между любыми абонентами;

— внешнюю автоматическую связь с городской ГАТС типа АТСКЭ ёмкостью 4900 номеров и учрежденческими АТСЭ с УПАТС1 емкостью 1800 номеров и АТСК УПАТС2 емкостью 400 номеров;

— автоматическую связь со специальными службами;

— выход абонентов АТС местной сети на сеть дальней автоматической телефонной связи;

— выход АТС по заказным соединительным линиям на междугородную телефонную станцию ручного обслуживания РМТС.

Общая структурная схема узла связи представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 — Общая схема узла связи

Краткая характеристика ГАТС, УПАТС1 и УПАТС2 и процесс установления соединения между проектируемой ЖАТС типа АТСЭ и встречными АТС представлены ниже.

УПАТС1 типа ATCKЭ " Квант".

Проектируемая станция должна иметь соединения по соединительным линиям с ГАТС типа ATCKЭ «Квант» ёмкостью 1800 номеров. На АТСКЭ «Квант» в качестве коммутационного прибора применяются ферриды, коммутируются два или четыре провода, электронная управляющая машина — централизованная, с записанной программой и резервированием.

Станция «Квант» может быть использована в качестве учрежденческой и сельской оконечной АТС малой и средней емкости, узловой или центральной, а также в качестве ведомственного узла автоматической коммутации.

В любой АТСКЭ можно выделить три основные группы устройств и приборов: коммутационное поле, линейные комплекты (абонентских и соединительных линий), включаемые в коммутационное поле, и управляющее устройство.

Коммутационное поле работает в трех режимах искания — свободного, группового и линейного. В первом режиме работают ступени абонентского и регистрового искания, во втором — блоки ступеней группового искания, отыскивающие свободную линию в заданном направлении, в третьем — блоки ступеней линейного искания. В целях экономии коммутационных приборов на многих современных АТС ступени предыскания и линейного искания объединяют в так называемую ступень абонентского искания АИ. В АТСКЭ на ступени АИ применяются блоки абонентских линий БАЛ, а на ступени группового искания — блоки соединительных линий БСЛ. Теоретически легко доказать, что коммутационные блоки, работающие в режиме свободного искания, должны быть построены со сжатием (концентрацией): число выходов меньше, чем число входов. требуется много коммутационных элементов. Однако с ростом числа звеньев увеличивается общее число межзвеньевых промежуточных линий.

Основным коммутационным узлом АТСКЭ является соединитель, имеющий несколько входов. Каждому входу доступен каждый выход. При равном числе входов и выходов схема работает без потерь. Так как число управляющих устройств кратно двум, количество входов и выходов в соединителях, а также абонентских линий должно быть равно 2^{n (}где n=1, 2, 3,.).

Для коммутации входа с выходом используется коммутационный элемент: геркон, феррид, малогабаритное реле и др. Место размещения коммутационного элемента в соединителе называется точкой коммутации. Соединитель, рассчитанный на 4 входа и 4 выхода, имеет 16 точек коммутации. Включение точки коммутации производит управляющее устройство по выделенным (служебным) проводам.

В качестве управляющего устройства используется специализированная электронная вычислительная машина, получившая название электронной управляющей машины (ЭУМ). С целью обеспечения надежной работы АТС применяются две ЭУМ. Они могут работать в двух режимах: с разделением нагрузки или синхронно со сравнением результатов. В первом случае ЭУМ работают поочередно. При выходе из строя одной всю нагрузку обслуживает другая. В синхронном режиме работают обе ЭУМ и непрерывно сравнивают полученные результаты. При несовпадении полученных данных производится повторный анализ исходных данных и выработка новой команды. Это позволяет достигать высокого качества обслуживания. В случае выхода из строя одной ЭУМ до исправления повреждения работает другая ЭУМ. Комплекс технических средств, обеспечивающий управление работой АТС, называется управляющим комплексом.

Ввиду того, что ЭУМ обрабатывает поступающие вызовы очень быстро, а также того, что любая команда, выдаваемая ЭУМ, имеет небольшую продолжительность, необходимо согласовать по времени быстрые команды с относительно медленно работающими коммутационными элементами. Поэтому между коммутационными блоками (периферией) и ЭУМ устанавливаются периферийные управляющие устройства ПУУ, которые обмениваются информацией с ЭУМ. При этом производится согласование команд по времени и мощности. Кроме того, в ПУУ могут быть установлены сканирующие устройства. Этим с ЭУМ снимается задача сканирования многих точек периферийного оборудования.

УПАТС2 типа ATCK - 100/2000

Проектируемая станция должна иметь соединения по соединительным линиям с ГАТС типа ATCK 100/2000 ёмкостью 400 номеров. На данной станции применяется четырехзначная нумерация. B соответствии с четырехзначной нумерацией абонентских линий станции комплектуются четырехзначными регистрами; для трансляции импульсов набора номера на встречные ATC без участия регистра применяются универсальные шнуровые комплекты ШКУ; внешняя связь организуется по односторонним (входящим и исходящим) трехпроводным соединительным линиям.

B станциях разной ёмкости применяются единые типовые блоки абонентского АИ, группового ГИ и регистрового РИ искания. Число блоков АИ определяется числом сотенных групп абонентов, а число общих приборов станции (комплектов ШКУ, исходящих РСЛИ и входящих РСЛВ, регистров блоков РИ и ГИ) рассчитывается по величине телефонной нагрузки, поступающей на станцию от абонентов и других станций сети.

Регистры и маркеры ступеней АИ и ГИ для обмена информацией снабжены кодовыми приемопередатчиками КПП. Связь со встречными ATC осуществляется по трёхпроводным соединительным линиям с передачей информации о номере вызываемого абонента батарейными импульсами через комплекты РСЛИ-БЗ и РСЛВ-БЗ.

Установление соединения начинается с приёма вызова от абонента. Вызов принимает абонентский комплект AK и подает запрос на подключение МАИ для установления исходящей связи. B МАИ к вызывающему AK подключается определитель абонентской линии ОАЛ, который определяет номер AK. Далее пробное устройство ПУ находит свободный и доступный ШКУ для вызывающего AK. ОАП и ПУ передают информацию о месте включения AK и ШКУ в блоке АИ на устройство включения электромагнитов ВЭМ, которое устанавливает соединение между ними. МАИ освобождается, удерживающие электромагниты звеньев, А и B получают питание из ШКУ. B свою очередь ШКУ подает запрос в маркер регистрового искания МРИ, где определитель входящих линий OBЛ определяет номер ШКУ, ПУ выбирает свободный регистр, а устройство ВЭМ устанавливает соединение в блоке РИ между ШКУ и регистром. МРИ освобождается.

Из регистра абоненту подается сигнал готовности станции к приему номера. Импульсы набора номера воспринимаются счетной схемой и в межсерийные интервалы через переключатель серий ПС передаются на фиксаторы трех серий 1Ф, 2Ф, ЗФ. Четвертый знак номера запоминается самой счетной схемой.

При исходящей связи, как правило, запрос в МГИ подается сразу после приёма одного знака номера. Определитель OBЛ в МГИ опознает вызывающий вход и подключает к нему кодовый приемопередатчик КПП. Регистр с помощью своего КПП передает в КПП маркера ГИ один или два знака номера, определяющих требуемое направление. Эта информация фиксируется в фиксаторе направлений ФН, который подключает ПУ к требуемому направлению. При выборе свободного и доступного выхода в направлении работает ВЭМ. При местном соединении вызывающий вход подключается к входу блока АИ (через ступень 2ГИ при ее наличии), куда включена линия вызываемого абонента, или к РСЛИ нужного направления. B последнем случае управление передается встречной ATC. МГИ освобождается.

При входящем соединении сигнал занятия поступает из РСЛВ в МРИ, МРИ подключает РСЛВ к свободному регистру и освобождается. Из регистра абоненту встречной станции посылается сигнал ответа станции. Далее соединение по набранному номеру осуществляется аналогично внутреннему соединению: входящая соединительная линия подключается к блоку АИ через ступени ГИ. Устанавливается свободный соединительный пуль через звенья C, B, A. Если вызываемая линия доступна и свободна, устройством ВЭМ включаются электромагниты MKC. Маркер АИ посылает в регистр команду освобождения и освобождается сам. Посылка сигналов вызова и контроля посылки вызова, прием сигнала ответа станции и питание удерживающих электромагнитов и микрофонов выполняется из ШКУ.

ГАТС типа АТСЭ " Мегidian-1" .

Станция «Мегidian-1» имеет пять модификаций (опций),

позволяющих эффективно строить железнодорожные сети связи с емкостью отдельных АТС от 30 до 8000 номеров. Любая опция станции может выполнять функции ОС, УС и УАК.

Опции отличаются максимальной емкостью, числом ЦУУ, производительностью системы управления, числом модулей и стативов. В станцию могут включаться аналоговые и цифровые телефонные аппараты, терминалы передачи данных. Станция обеспечивает согласование с цифровыми и аналоговыми соединительными линиями. При работе по ЦСЛ может использоваться сигнализация по индивидуальным выделенным сигнальным каналам или по общему сигнальному каналу по стандарту QSIG. Станция позволяет строить интегральные сети с функциями ISDN.

На станции «Meridian-l» (опция 51) с включением в нее аналоговых и цифровых АЛ и СЛ абонентские линии включаются в платы LC (Line Card), no 16 в одну плату. Используются платы цифровых (DLA) и аналоговых (AAL) линий.

Аналоговые СЛ подключаются к платам ТС (Trunk Cards), в каждую из которых можно включать па четыре или по восемь физических линий или каналов ТЧ.

Коммутационное поле станции построено из плат ENET или Super Loop. В плату ENET можно включить до двух 30-канальных цифровых линий, а в плату Super Loop — до двух 120-канальных цифровых линий. Со стороны ЦУУ каждая плата КПЦ подключена к управляющей, сигнальной и коммутационной шинам. В платы ENET цифровые потоки поступают со стороны периферии от интерфейсов ЦСЛ (DTI) или от буффера (Buffer), объединяющего в себе цифровые потоки от восьми плат LC. Интерфейс DTI служит для согласования с цифровым линейным потоком и обеспечивает регенерацию линейного сигнала, преобразование линейного кода (HDB3) в станционный (двоичный) и другие функции оконечного линейного оборудования. Цифровые потоки к платам Super Loop поступают от контроллера (Contr-2 или Contr-4). Последние выполняют мультиплексирование потоков для 8 (Contr-2) или 16 (Contr-4) плат LC. Для связи с КПц контроллер имеет до двух линии, которые могут включаться в одну или две платы Super Loop.

Станция «Meridian-l» имеет распределенное коммутационное поле, в котором платы ENET и Super Loop, подключенные к одним шинам (половинная или полная группа), образуют один мультипорт. При этом сообщения (речь, данные) между платами или внутри одной платы коммутационного поля передаются через коммутационную шину. В каждую плату ENET или Super Loop от ЦУУ передаются по управляющей шине данные управления соединениями между платами или внутри одной платы коммутационного поля.

Некоторые периферийные устройства могут непосредственно подключаться к шинам. Центральное устройство управления состоит из блока центрального процессора CPU, постоянного ПЗУ и оперативного ОЗУ запоминающих устройств, накопителя на магнитном диске НМД и платы периферийной сигнализации PSC. В CPU используются микропроцессоры со следующей длиной кодовых слов: опция И-16 бит; опции 51−71 — 24 бита; опция 81−32 бита. Программы работы станции, постоянные и полупостоянные данные хранятся на жестком и гибких дисках (емкость жесткого диска до 120 Мбайт, гибкого — до 2,88 Мбайт). Объем ОЗУ в зависимости от опции изменяется от 1536 кбайт до 4608 кбайт.

В состав ЦУУ входит плата периферийной сигнализации PSC, которая служит для обмена функциональными (управляющие и линейные) сигналами между устройствами периферии (например, LC и ТС) и центральным процессором. Эти сигналы передаются через коммутационное поле по нулевому канальному интервалу, далее на сигнальную шину и в PSC. Связь между CPU и PSC осуществляется через управляющую шину.

Опция 11 конструктивно выполнена в виде одного или двух модулей, подвешиваемых к стене. Размер одного модуля 559×635×305 мм.

Питание может осуществляться от сети переменного тока напряжением 220 В или от источника постоянного тока напряжением 48 В.

Оборудование опций 51−81 размещается также в модулях, которые образуют стативы. На одном стативе можно установить до четырех модулей (размер статива с четырьмя модулями 2083×813×660). Питание должно существляться от первичного источника постоянного тока напряжением 48 В. На одну абонентскую линию оборудование станции потребляет от первичного источника мощность в среднем 1,5 Вт.

Станция «Meridian-1» предоставляет абонентам множество традиционных дополнительных видов обслуживания (конференцсвязь, уведомление о новом входящем вызове во время разговора, передача вызова другому абоненту, наведение справки во время разговора, постановка вызова на ожидание при занятости вызываемого абонента, сокращенный набор номера и др.), а также новые услуги, к которым следует отнести речевую почту (Voice Mail) и систему автоматического распределения вызовов (ACD). Речевая почта представляет собой систему хранения речевой информации на жестком магнитном диске. Вызывающий абонент, используя код данной услуги, может записать сообщение на магнитный диск. Абоненту, которому адресовано это сообщение, станция посылает извещение (на ТА зажигается светодиод). Получатель может в любое время прослушать по своему аппарату адресованное ему сообщение. Организация речевой почты достигается: в опции 11 — установкой до трех плат, в опциях 51−81 — установкой одного модуля. Речевая почта может хранить сообщения общей продолжительностью: опция 11 — от 2 до 10 ч, опции 51−81 — от 5 до 400 ч. Система ACD позволяет на железных дорогах организовать: обслуживание прямых абонентов для предоставления им междугородных разговоров; справочные службы (справки о расписании поездов, наличии билетов и др.); прием заказов на железнодорожные билеты. В системе ACD происходит равномерное распределение вызовов между рабочими местами операторов. При занятости всех операторов вызовы от абонентов ставятся на ожидание. С помощью дисплея, входящего в рабочее место, оператор имеет возможность контролировать обслуживание вызовов.

Развернутая схема организации местной телефонной связи приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 — Структурная схема сети местной телефонной связи

3. Расчет средних телефонных нагрузок приборов АТС, абонентских и соединительных линий и числа соединительных линий

Расчет нагрузок на абонентские линии и соединительные линии.

Целью расчёта телефонной нагрузки является определение потоков сообщений, которые поступают на отдельные пучки соединительных устройств, определение числа внутристанционных комплектов и комплектов соединительных линий.

Граф распределения нагрузки на проектируемой станции изображен на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 — Граф распределения нагрузок.

При проектировании и эксплуатации сетей связи актуальной задачей является установление соответствия между поступающей нагрузкой и пропускной способностью системы автоматической коммутации. Заниженные нагрузки ведут к «омертвлению» капитальных вложений на приобретённое оборудование, а завышенные нагрузки — к ухудшению качества обслуживания на станциях и сети в целом.

Расчеты телефонной нагрузки производятся для монтируемой и конечной емкостей станции. Значение телефонной нагрузки для монтируемой емкости определяет объем оборудования; для конечной емкости — размеры станционных помещений ЖАТС и устройств электропитания.

Нагрузка, поступающая от источника нагрузки Y_ин, состоит из двух составляющих: управляющей нагрузки Y_у и разговорной — Y_р:

Y_ин= Y_у+ Y_р, (3.1)

Управляющая нагрузка имеет место при установлении всех видов соединений: внутристанционных, исходящих к встречным станциям, входящих от встречных станций.

При исходящем соединении нагрузка, поступающая на абонентские линии проектируемой ATC, будет состоять из разговорной и управляющей, при входящем соединении — только из разговорной. Нагрузка, поступающая на соединительные линии проектируемой ATC, как при исходящем, так и при входящем соединении будет состоять из разговорной и управляющей.

Разговорная нагрузка, Эрл, кроме нагрузки соединений, закончившихся соответственно разговором, содержит нагрузку непроизводительных видов занятий. К ним относятся занятость устройств станции, неответ и ошибка абонента при наборе номера. В учебных проектах с целью упрощения расчета рекомендуется применять формулу, исключающую дифференцированное определение длительности различных видов соединений:

(3.2)

где 1,1 — коэффициент, учитывающий нагрузку, создаваемую вызовами, которые не закончились разговором из-за занятости абонентских линий, неответа вызываемого абонента, ошибочно набранного номера и др;

K_р — коэффициент, учитывающий долю вызовов, закончившихся разговором;

N - число источников нагрузки (абонентских линий), включаемых в АТС;

С — среднее число вызовов от одного источника нагрузки;

Т_р — средняя длительность занятия абонентской или соединительной линии в секундах. Для вызовов, закончившихся разговором

T_р= t_пв+t_р,

где t_пв — слушание сигнала вызова (контроля посылки вызова);

t_р — длительность разговора при внутристанционном или внешнем соединении (указывается в задании).

Величина управляющей нагрузки, Эрл, определяется по формуле

(3.3)

где Т_у — среднее время занятия абонентской или соединительной линии при установлении соединения рассматриваемого вида:

Т_у= t_о+ t_ос+ t_нн+ t_цуу,

t_{о -} время ожидания обслуживания вызова управляющим устройством;

t_{ос -} слушание сигнала ответа АТС;

t_{нн -} время набора номера:

t_нн =n t_н,

где n - число знаков в набираемом номере;

t_{н -} время набора одного знака номера;

t_{цуу -} время работы ЦУУ с момента окончания набора номера до подключения к линии вызываемого абонента.

При расчетах телефонной нагрузки используются средние величины времени, входящих в формулы для определения Т_р и Т_у, которые приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1 — Средние длительности процессов при установлении соединений

Целью расчёта телефонной нагрузки является определение потоков сообщений, которые поступают на отдельные пучки соединительных устройств, определение числа внутристанционных комплектов и комплектов соединительных линий.

Нагрузка на абонентские линии (Y_ал) определяется потоками сообщений при установлении как исходящих, так и входящих соединений. При этом учитываются как соединения между абонентами проектируемой станции, так и их связь с абонентами встречных станций:

(3.4)

(3.5)

(3.6)

где — исходящая нагрузка от абонентов на абонентские линии;

— входящая нагрузка на абонентские линии;

— исходящая нагрузка от абонентов при установлении внутристанционного соединения;

m — количество встречных станций;

— исходящая нагрузка на абонентские линии при установлении соединения с абонентами i-й встречной станции;

— исходящая нагрузка на абонентские линии при установлении соединений с линиями специального назначения;

— исходящая нагрузка на абонентские линии при установлении соединений со столом заказов РМТС;

— входящая нагрузка на абонентские линии при внутристанционном соединении между абонентами;

— входящая нагрузка на абонентские линии при установлении абонентами соединений i-й встречной станции к абонентам проектируемой АТС.

Рассмотрим для примера алгоритм расчета исходящей нагрузки на абонентские линии, возникающей при установлении соединений между абонентами проектируемой станции (внутристанционная нагрузка)., как было сказано выше, будет представлять собой сумму управляющей и разговорной нагрузок:

=Y_алр+Y_алу=, (3.7)

где N,C — принимаются по заданию, а Т_р и Т_у необходимо определить,

T_р=t_пв+t_рвн,

где t_пв берётся из таблицы 5.1,t_рнв — время разговора при внутристанционном соединении и определяется по заданию.

Т_у=t_о+ t_ос+ nt_н+ t_цуу,

где t_о, t_ос, t_н, t_цуу берутся из таблицы 3.1;

n — число знаков в абонентском номере, для ЖАТС n = 4 согласно принятой нумерации.

Аналогично определяются нагрузки к узлу спецсвязи , к столу заказов и по исходящим соединительным линиям всех направлений внешней связи с учетом числа исходящих вызовов на одного абонента ЖАТС в i-том направлении связи, соответствующего времени разговора, принятой нумерации соединительных линий и абонентов встречных АТС, а также работы управляющих устройств на встречных АТС.

Так, при определении исходящей нагрузки на абонентские линии при установлении соединений с абонентами встречной АТС временная составляющая

(3.8)

где — количество знаков в индексе выхода на i-ое направление связи;

— количество знаков в номере абонентов на i-й станции;

— время установления соединения на i-й станции и зависит от ее типа.

Входящая нагрузка на абонентские линии будет определяться разговорными нагрузками внутристанционной связи и внешних связей от встречных АТС. Временные составляющие для определения и длительность разговора, берутся по заданию согласно вида соединения.

Телефонная нагрузка, создаваемая абонентскими и соединительными линиями, даже в час наибольшей нагрузки является случайной величиной, которая для простейшего потока вызовов достаточно полно характеризуется математическим ожиданием (средним значением) и величиной отклонения от среднего значения. Учитывая, что вероятность увеличения нагрузки в ЧНН от среднего значения много больше, чем допустимая норма потерь вызовов, все последующие расчеты необходимо производить исходя из расчетного значения телефонной нагрузки :

(3.9)

где — среднее значение нагрузки;

0,6742 — коэффициент, определенный из нормированной функции Лапласа.

Результаты расчета нагрузок, поступающих на абонентские линии, занесем в сводную таблицу 3.2.

Удельная нагрузка на абонентскую линию определяется по выражению:

. (3.10)

Расчет нагрузки на абонентские линии произведен в математическом пакете Mathcad 14 Professional и приведён в приложении A.

Таблица 3.2 — Результаты расчета абонентских линий

Общая нагрузка на соединительные линии определяется исходящей и входящей нагрузкой по всем направлениям внешней связи:

(3.11)

где — нагрузка исходящий соединительных линий i-го направления;

— нагрузка входящих соединительных линий i-го направления.

Нагрузка исходящих соединительных линий определяется для каждого направления связи по формуле:

(3.12)

где

— число исходящих вызовов, приходящихся на одного абонента АТС в i-ом направлении связи;

— время занятия соединительной линии, состоящее из длительностей процессов установления соединения на встречной станции, начиная с момента занятия исходящей соединительной линии, посылки оповестительных сигналов и времени разговора ,

. (3.13)

Значение зависит от типа встречной станции и принятого способа связи.

Нагрузка входящих соединительных линий определяется для каждого направления входящей связи по формуле:

(3.14)

где — число входящих вызовов, приходящихся на одного абонента ЖАТС на i-м направлении связи;

— время занятия входящей соединительной линии i-ой встречной АТС. Зависит от типа и способа связи со встречной АТС и определяется выражением:

. (3.15)

Удельная нагрузка на соединительную линию определяется по формуле:

где — общее число соединительных линий, подключенных к ЖАТС. Расчет производится после определения числа соединительных линий в каждом направлении (определено ниже).

3.1 Расчет числа соединительных линий

Основанием расчета числа соединительных линий между АТС сети являются величина телефонной нагрузки и показатели требуемого качества обслуживания вызовов.

Количество соединительных линий зависит также от вида пучков линий, подключаемых к приборам станции.

Качество обслуживания вызовов характеризуется величиной коэффициента потерь. Допустимые величины потерь для расчета соединительных линий приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 — Величина потерь для расчета соединительных линий

Число линий рассчитывается отдельно для каждого направления.

Выбор методов расчета соединительных линий зависит от схемы их включения.

Существуют одно — и многозвеньевые включения. В свою очередь, каждый из этих видов включений может быть полнодоступным и неполнодоступным.

Многозвеньевые включения могут быть блокируемыми и неблокируемыми. Блокируемые пучки обусловлены внутренней блокировкой. Для каждого из названных видов пучков линий используется соответствующий метод расчета.

Расчет числа линий неблокируемых полнодоступных пучков производится по первой формуле Эрланга:

(3.16)

где — расчетная величина телефонной нагрузки, поступающей на приборы пучка;

— число приборов, линий полнодоступного пучка.

Для простоты расчетов первая формула Эрланга табулирована. Графически эта зависимость приведена в приложении А.

Для неполнодоступных неблокируемых пучков разработано несколько приближенных методов расчета. С помощью формулы О’Дэлла можно непосредственно получить необходимое число линий в пучке:

. (3.14)

Коэффициенты и в этой формуле зависят от доступности D и вероятности потерь р. Приближенные формулы для неполнодоступных пучков с доступностью 10 и 20 приведены в приложении Б. При расчете неполнодоступных пучков, образованных в декадно-шаговых АТС (D = 10), их значения для p = 0,01 следующие: = 1,58, = 2,9.

В некоторых случаях более удобной оказывается модифицированная формула Пальма-Якобеуса:

Р = Е_V (У_Ф) /Е_V-D (У_Ф), (3.15)

где У_ф — фиктивная нагрузка,

У_Ф [1 - Е_V (У_Ф)] = У_Р. (3.16)

Расчет числа линий блокируемых полнодоступных и неполнодоступных пучков при звеньевом включении производится с помощью формул, учитывающих потери, обусловленные не только отсутствием свободных линий, но также и внутренней структурой блоков коммутации. Для проведения расчетов составляется расчетная схема блока. Она должна соответствовать действительной схеме и отражать все основные параметры блока.

К таким параметрам двухзвеньевого блока, работающего в режиме группового искания, относят: k — число коммутаторов звена А; n и m — соответственно число входов и выходов коммутатора звена А; g — число выходов в направлении каждого коммутатора звена В; n₁ — число направлений связи, линии которых включаются в выходы звена В; f — связность блока (число промежуточных линий между каждым коммутатором звена, А и В).

Расчет звеньевых включений может быть произведен методом Якобеуса. Для полнодоступных блокируемых пучков в режиме группового искания зависимость между коэффициентом потерь p, расчетной нагрузки Y_p и числом линий пучка V = mg определяется по формуле

(3.17)

где Y_p — расчетная величина нагрузки, поступающей на направление связи; a — расчетная нагрузка, приходящаяся на один вход рассматриваемого блока; m, n, g, f — параметры блока.

В числителе и знаменателе этой формулы символ E означает величину потерь, определяемую по формуле Эрланга полнодоступного пучка, содержащего соответственно mg и ng линий. Если в направлении число линий пучка V < m, то расчет потерь по этой формуле производится при. Полученное в результате расчетов значение p сравнивается с заданной нормой потерь. При несоответствии этих величин расчет повторяется при другом выбранном в направлении числе линий. Если при звеньевом включении расчетная величина поступающей нагрузки в направлении превышает пропускную способность полнодоступного пучка в mg линий, то для повышения их использования при помощи неполнодоступного включения образуют пучки, содержащие число линий V > mg. При этом число линий, приборов неполнодоступного блокируемого пучка может быть определено при помощи формулы, предложенной ЛОНИИС,

(3.18)

где Y_p — расчетная величина нагрузки, поступающей на рассматриваемый пучок линий; Y_D — нагрузка, поступающая к полнодоступному неблокируемому пучку, содержащему D = mg линий при условии, что потери равны заданной величине p. Y_D определяется по первой формуле Эрланга (приложение А); Y_O - нагрузка, поступающая через коммутационный блок к блокируемому полнодоступному пучку с D = mg линиями при условии, что потери равны заданной величине p. Y_O определяется по соответствующим графикам или по формуле (6.5); Vн — число линий неполнодоступного неблокируемого пучка при D = mg, нагрузке Y_p, допустимой величине p. Исходя из вышеизложенного определяется нагрузка соединительных линий и число линий для монтируемой и конечной ёмкости. Расчет числа соединительных линий произведен в математическом пакете Mathcad 14 Professional и приведен в приложении Б. Результаты расчёта нагрузок на соединительные линии и их числа приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 — Результаты расчета нагрузок и соединительных линий

Удельная нагрузка для абонентских линий составляет 0,642 Эрл, для цифровых — 0.677 Эрл. Выбранная станция соответствует поставленной задачи, поскольку максимальная нагрузка для нашей станции равна до 1 Эрланга для всех типов линий.

4. Оптимальное расположение проектируемой АТС

Экономичное построение местной телефонной сети определяется правильным размещением проектируемой ATC на территории населенного пункта, типом применяемого оборудования станции, расстоянием между ATC населенного пункта, величинами межстанционной телефонной нагрузки, нормой потерь телефонного сообщения, способом осуществления межстанционной связи, наличием или отсутствием телефонной канализации. B первом приближении разницей стоимости коммутационного оборудования можно пренебречь, так как она мала по сравнению со стоимостью линейных сооружений, удельный вес которых в капитальных затратах составляет 70−80% от общей стоимости телефонной сети. Поэтому экономическое построение телефонной сети будет определяться правильным размещением проектируемой ATC, то есть наименьшими расходами на абонентскую сеть, а также правильным выбором способа осуществления межстанционной связи в зависимости от длины соединительных линий между существующими и проектируемой ATC.

Для определения оптимального размещения проектируемой ATC наложим на план населенного пункта координатную сетку из взаимно перпендикулярно пересекающихся линий, параллельным осям координат X и Y.

Пусть сторона одной клетки равна одной условной единице — 500 метров. Тогда в соответствии заданными длинами соединительных линий, между имеющимися и проектируемой ATC (6 км к ГАТС, 2 км УПАТС1 и 2 км к УПАТС2), зададимся следующими условными координатами (рисунок 4.1):

Координаты левого верхнего квадрата сетки x = 0, y = 0, а правого нижнего: x = 20 y = 20.

Пусть абоненты проектируемой ATC располагаются в геометрических центрах элементарных квадратов сетки, имеющей координаты левого верхнего квадрата x = 0, у = 0 и правого нижнего: x = 8, у = 8 (4×4 км).

Координаты ГАТС: x = 11, у = 13.

Координаты УПАТС1: x = 10, у = 6.

Координаты УПАТС2: x = 3, у = 11.

Стоимость абонентских линий пропорциональна их суммарной длине (для учета кривизны прокладки кабеля длина линий берется измеренной по двум взаимно перпендикулярным направлениям).

Стоимость абонентских линий телефонной сети определяется по формуле:

(5.1)

где x, у — координаты элементов площади, абоненты которой входят в район проектируемой станции;