Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

Подписываем
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Федеральное
агентство связи
Сибирский государственный университет
телекоммуникаций и информатики
E. Б. Бежаева, М. М. Егунов, О. Г. Шерстнева
Проектирование ГТС
на базе систем передачи
синхронной цифровой иерархии
Учебное пособие
Новосибирск
2007
Ктн, доцент Е.Б. Бежаева, ктн, доцент М.М.Егунов, ктн, доцент
О.Г. Шерстнева.
Проектирование ГТС на базе систем передачи синхрон-
ной цифровой иерархии: Учебное пособие/СибГУТИ.-Новосибирск, 2006.
А.П.Пшеничников
Р.А. Булдакова
университет телекоммуникаций
и информатики, 2007.
1 Разработка схемы построения ГТС…………………….............
1.1 Анализ способов построения местных телефонных сетей общего пользования.....................................................................
1.2 Обоснование выбора способа построения проектируемой сети
1.3 Разработка нумерации абонентских линий…………………....
2 Расчет интенсивности нагрузки………………………………....
3 Расчет емкости пучков соединительных линий…………….......
4 Выбор оптимальной структуры построения сети МСС на базе синхронной цифровой иерархии(SDH)…………………….……
5 Выбор типа синхронного транспортного модуля …………..........
6 Оценка структурной надежности сети………………………......
Литература…………………………………………………….………
Приложение А Средняя исходящая нагрузка для различных источников нагрузки…….....................................................................
Приложение Б Нормы, используемые при расчете нагрузки по различным направлениям на ГТС…………………………………...
Приложение В Таблица первой формулы Эрланга………………...
Приложение Г Величина коэффициентов и в формуле ОДелла при различных значениях D и Р…………………………..
Приложение Д Техническая характеристика мультиплексора
SM-1/4…………………………………………………………………
Приложение Е Техническая характеристика мультиплексора
WaveStar ADM 16/1
Список использованных сокращений.................................................
Введение
Современный этап развития Единой сети электросвязи России характеризуется широким внедрением оборудования цифровых технологий коммутации и передачи. Этот процесс нашел отражение и в развитии городских телефонных сетей (ГТС), на которых стали использоваться синхронные и асинхронные системы коммутации, цифровые системы передачи синхронной цифровой иерархии (SDH), волоконно-оптические линии передачи.
Новые возможности цифровых систем коммутации и передачи, позволяющие создавать высокоэкономичные и надежные сети, вызывают необходимость в разработке современных методов планирования и проектирования сетей связи, в том числе и ГТС.
В данном учебном пособии излагают принципы проектирования ГТС при внедрении на сети цифровых систем коммутации, цифровых систем передачи SDH и волоконно-оптических линий передачи. При этом рассматриваются: принципы построения ГТС с учетом их цифровизации; структуры первичных сетей, реализованных на базе оборудования SDH; методика расчета и распределения нагрузки на городской телефонной сети; методы расчета пучков соединительных линий; алгоритмы для выбора оптимальной структуры первичной сети города; методика оценки структурной надежности ГТС. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 071700 и 200900, а также может быть использовано при подготовки бакалавров и магистров по направлению 210400 Телекоммуникации и инженеров по специальности 210406 Сети связи и системы коммутации.
1 Разработка схемы построения ГТС
1.1 Анализ способов построения телефонных сетей общего пользования.
По способу организации соединительного тракта между оконечными абонентскими устройствами сети связи делятся на коммутируемые и некоммутируемые. Создание некоммутируемой телефонной сети может быть экономически оправдано только при очень высокой интенсивности удельной телефонной нагрузки. На телефонных сетях общего пользования удельная телефонная нагрузка может быть относительно невелика, поэтому эти сети строятся коммутируемыми.
Различают четыре основных способа построения коммутируемых телефонных сетей: “каждая с каждой”, радиальный, радиально-узловой и комбинированный [8].
При модернизации местной телефонной сети следует делать упор на разработку такой перспективной структурной схемы сети, при которой:
1) капитальные затраты на станционные и линейные сооружения при вводе новых телефонных станций были как можно меньше;
2) максимально бы использовались преимущества цифровых телефонных станций над аналоговыми АТС.
Для выполнения этих условий при цифровизации местной сети используется стратегия «наложенной сети». Основные правила построения наложенной сети следующие:
- все связи между цифровыми АТС должны осуществляться только через цифровые АТС и узлы:
- при связи между цифровыми АТС должны использоваться стандартные тракты цифровых систем передачи;
- в пределах одной местной сети при любых соединениях допускается только один переход между «наложенной» и существующей аналоговой сетью;
- вновь вводимые цифровые АТС должны включаться только в «наложенную сеть»;
- связь между цифровыми и аналоговыми АТС должна осуществляться по линейным трактам стандартных цифровых систем передачи с установкой оборудования аналого-цифрового преобразования и согласования систем сигнализации на стороне аналоговых АТС;
- цифровые станции и узлы могут размещаться на одной территории или даже в одном здании с аналоговыми АТС и узлами.
Рекомендуется производить развитие отдельных местных сетей на однотипных цифровых системах коммутации (не более двух типов).
По структурному принципу ГТС классифицируется следующим образом:
- нерайонированные сети - c одной оконечной АТС(ОС);
- районированные сети без узлообразования( сети, cодержащие толь-ко ОС);
- районированные сети с узлами входящих сообщений (сети, cодержащие ОС и транзитные станции (ТС), выполняющие функции УВС);
- районированные сети с узлами входящих и исходящих сообщений (сети, содержащие ОС и ТС, выполняющие функции УВИС).
При использовании цифровых АТС, в условиях применения выносных концентраторов, нерайонированная структура может быть экономически целесообразна при емкости сети до сотен тысяч номеров (аналоговых - до 20000 №№).
Районированные ГТС без узлообразования имеют несколько ОС, которые на аналоговой сети связываются между собой по принципу «каждая с каждой», а на цифровой сети по принципу «каждая с каждой» с использованием обходных направлений.
Структура цифровой ГТС без узлообразования экономически целесообразна при емкости сети в несколько сотен тысяч номеров (аналоговых - до 80000 №№).
Районированные ГТС с узлами входящих сообщений делятся на узловые районы, в каждом из которых, для концентрации нагрузки к АТС узлового района, устанавливаются один или несколько УВС. Все ОС узлового района имеют общий стотысячный (двухсоттысячный) код.
Цифровые ГТС с УВС могут иметь емкость до нескольких миллионов номеров (аналоговые - до 800000№№).
Районированные ГТС с узлами входящих и исходящих сообщений обычно имеют несколько десятков узловых районов.
Цифровые станции позволяют реализовать более экономичные структуры ГТС по сравнению с аналоговыми АТС. Основные особенности перспективных структур ГТС с цифровыми станциями следующие:
- широкое использование выносных концентраторов;
-комбинированное использование оборудования АТС (ОС; ОС и УВС; ОС и УИВС; ОС , УСС и АМТС и т.д.);
- возможность использования двухсторонних соединительных линий (c точки зрения направления их занятия при установлении соединения);
- применение обходных направлений;
- широкое использование общеканальной системы сигнализации ОКС№7;
- предоставление абонентам значительного числа дополнительных видов обслуживания в пределах всей сети;
- создание на сети центров технической эксплуатации и т.д.
Варианты построения «наложенной» цифровой сети зависят от емкости и структуры существующей аналоговой сети.
При создании «наложенной сети» на аналоговой ГТС без транзитных узлов, вновь вводимые цифровые АТС должны быть связаны со всеми ОС данной ГТС цифровыми трактами с установкой оборудования АЦП на стороне аналоговых станций. При введении следующих станций необходимо решать вопрос рационального подключения данных станций к существующей ГТС. Возможно три основных способа подключения вновь вводимых АТС:
Принципы построения «наложенной сети» с транзитными узлами и взаимодействие этой сети с аналоговыми ГТС с УВС и УИС рассмотрены в монографии [6].
Связь со спецслужбами.
Для приема информации от населения в экстренных случаях, а также для предоставления населению определенных услуг (справка, информация, заказы) на ГТС должны быть организованы справочные, заказные и экстренные службы. На ГТС могут применяться как централизованные, так и децентрализованные службы. Доступ к централизованным службам от абонентов ГТС осуществляется через узел специальной связи (УСС). В зависимости от местных условий возможны:
- доступ к отдельным службам, от абонентов некоторых АТС, помимо УСС;
- организация для части АТС выхода к УСС по общему пучку соединительных линий через специальный узел исходящего сообщения
(УИС-“0”) с целью экономии числа соединительных линий между УСС и отдельной группой АТС, расположенных близко одна от другой и на значительном расстоянии от УСС.
Выбор того или иного варианта организации доступа определяется при конкретном проектировании.
Связь с АМТС.
Связь станций ГТС с АМТС, расположенных в том же или другом городе, осуществляется с использованием линий городской или внутризоновой сети. Исходящая связь от ОС к АМТС должна осуществляться по заказно-соединительным линиям (ЗСЛ) либо непосредственно, либо через узел ЗСЛ (УЗСЛ) или через УИВС-Э. Входящие междугородные соединения от АМТС к ОС должны осуществляться по соединительным линиям междугородной связи (СЛМ) либо непосредственно, либо через узел УВСМ(УИВС-Э).
Включение УПАТС в местные телефонные сети.
УПАТС типа Key System (офисные станции емкостью до 50№№) подключаются к двухпроводным аналоговым или цифровым абонентским линиям.
УПАТС при емкости до 6000№№ включаются в ОС на правах выноса (концентратора).
УПАТС емкостью свыше 6000№№ включаются на правах ОС ГТС.
Включение УПАТС на правах выноса осуществляется двумя способами:
- в линейные комплекты трехпроводных физических соединительных линий, входящих в состав оборудования некоторых типов АТС;
- в комплекты цифровых соединительных линий, входящих в состав оборудования АТС и предназначенных для подключения стандартных линейных трактов ЦСП типа ИКМ-30.
Используя исходные данные на проект, необходимо разработать перспективную схему построения ГТС с обоснованием принятых решений. В обосновании необходимо отразить основные достоинства выбранного способа построения сети с точки зрения экономичности и надежности, качества тракта телефонной передачи, времени установления соединения и т.д. Кроме этого необходимо обосновать выбор систем сигнализации, используемых на различных направлениях для передачи линейных сигналов и сигналов управления, типа соединительных линий (односторонних или двухсторонних), способа подключения УПАТС, АМТС и УСС.
Пример структурной схемы ГТС представлен на рисунке 1.1.
На разработанной схеме необходимо отметить место расположения узла спецслужб (УСС), емкость и тип ОС, вид применяемой сигнализации, тип соединительных линий. Узел УСС обычно располагают в одном здании с какой-либо АТС. В нашем примере в одном здании с ОС1. Между АТСЭ для передачи сигналов используется общий канал сигнализации (OKС №7) и пучки линий двухстороннего занятия. При соединении АТС координатного типа между собой, а также между АТСК и АТСКЭ используются пучки одностороннего занятия и применяется система сигнализации по двум выделенным сигнальным каналам для передачи линейных сигналов, а многочастотная система сигнализации "2 из 6" используется для передачи сигналов управления. Для связи АМТС с АТС используются междугородные соединительные линии (СЛМ), для связи АТС с АМТС заказно-соединительные линии (ЗСЛ). При изображении схемы проектируемой сети обратить внимание на условные изображения АТС, УСС и АМТС.
Система нумерации это система знаков (цифр или букв), используемых вызывающим абонентом при автоматической телефонной связи. К системе нумерации предъявляются следующие основные требования:
Различают два вида систем нумерации: закрытая и открытая.
Для нумерации абонентских линий на ГТС используется закрытая пяти, -шести, - или семизначная нумерация в зависимости от емкости сети. При выборе значности следует учитывать коэффициент использования номерной емкости сети, составляющий 40-50% на ближайшее десятилетие и 60-80% в перспективе при широком использовании цифровых систем коммутации. В качестве первого знака абонентского номера ГТС в настояшее время могут использоваться любые цифры кроме «0» и «8» .
Кроме закрытой нумерации одинаковой значности на ГТС может применяться и закрытая смешанная нумерация, когда в сети одновременно существуют абонентские номера с разным числом знаков (5 и 6-значная или 6 и 7-значная нумерации). Использование такой нумерации допускается на переходный период.
На аналоговой ГТС с УВС при создании цифровой сети необходимо организовывать отдельный сто, - двухсот, - и т.д. тысячный узловой район. Этот район будет являться базой для создания «наложенной цифровой сети». В отдельных случаях может оказаться целесообразным создание нескольких узловых районов в пределах одной «наложенной сети».
Следует отметить, что номерная емкость УПАТС входит в номерную емкость ОС, в которую включена данная УПАТС.
Рассмотрим алгоритм выбора числа знаков в абонентском номере местной сети с учетом вновь вводимых АТС:
N монт. = NОСi ,
где i = 1, 2, …, m номер ОС,
N РАТСi - монтированная емкость i-ой ОС.
Nном.=Nмонт./kи ,
где kи - коэффициент использования номерной емкости.
Nном. 8 х 10n-1,
где n минимально необходимое число знаков в местном абонентском номере.
Далее следует разработать местные абонентские номера для проектируемой ГТС. При этом нужно определить местные коды для каждой ОС сети. Местный код (однозначный, двухзначный или трехзначный в зависимости от емкости сети) на ГТС закрепляется за каждой десятитысячной группой абонентов. Нумерация абонентских линий в пределах десятитысячной группы сквозная (0000-9999).
Далее следует разработать зоновые номера для абонентов ГТС. Зоновый абонентский номер имеет структуру авххххх, где ав внутризоновый код (код стотысячной группы);
ххххх абонентский номер на местной телефонной сети емкостью не более 100000 номеров.
Заметим, что при вызове абонентов ГТС с 5 или 6 значным местным номером при внутризоновой связи последний должен дополняться до зонового (семизначного) номера цифрами 22 или 2 соответственно. При этом «а» не может принимать значения «8» или «0»(в перспективе 0 и 1):
«8» индекс выхода к АМТС; «0» выход к УСС.
Далее следует разработать междугородные и международные номера абонентов.
При автоматической междугородной телефонной связи абонент должен набирать 8 АВСавххххх,
где АВСавххххх междугородный абонентский номер национальной сети;
АВС междугородный код;
8А междугородный индекс.
В качестве «А» могут быть использованы любые цифры, кроме 1 и 2, а в качестве «В» и «С» любые цифры.
При автоматической международной телефонной связи абонент должен набирать 810 №мн,
где 810 индекс автоматической международной связи;
№мн международный абонентский номер вызываемого абонента.
Международный номер для абонентов России имеет следующую структуру: АВСавххххх,
где - международный код, который присвоен национальной телефонной сети России ( = 7).
Следует отметить, что в дальнейшем на базовой телефонной сети России предполагается изменение индекса выхода на АМТС- «8» на цифру «0», а также изменение первой цифры кода выхода к УСС- «0» на «1». В связи с этим цифры «0» и «1» не будут использоваться в качестве первой цифры местных абонентских номеров.
Нумерация абонентских линий для различных видов связи должна быть представлена в проекте в таблице, аналогичной таблице 1.3.1.
Таблица 1.3.1 - Нумерация абонентских линий для различных видов связи
ОС |
ОС 1 |
ОС 2 |
… |
ОСN |
Тип ОС |
S-12 |
|||
Емкость ОС |
20500 |
|||
Местные номера |
100000- 120499 |
|||
Зоновые номера |
2100000- 2120499 |
|||
Междугородные номера |
3832100000-3832120499 |
|||
Международные номера |
73832100000- 73832104999 |
Контрольные вопросы
транзитный узел?
телефонной сети РФ.
2 Расчет интенсивности нагрузки
2.1 Составление диаграмм распределения нагрузки
Диаграмма распределения нагрузки характеризует различные виды нагрузки, подлежащей определению в процессе расчетов для каждой станции или узла коммутации сети. Диаграммы составляются на основании разработанной схемы построения ГТС. Примеры диаграмм распределения нагрузки для ОС1, АМТС и УСС, для сети ГТС представленной на рисунке 1.1, приведены на рис. 2.1 2.3. При этом приняты следующие обозначения:
Аисх.местн.- исходящая местная телефонная нагрузка, поступающая на входы коммутационного поля (КП) от абонентов квартирного и народно-хозяйственного секторов , а также местных таксофонов, включенных в ОС1. Указанная нагрузка распределяется в пределах местной сети;
Азсл.- междугородная нагрузка от абонентов квартирного и народно-хозяйственного секторов, а также от кабин переговорных пунктов (КПП) и междугородных телефонов автоматов (МТА) при вызове ими АМТС(в ряде случаев при выходе на сеть INTERNET);
АУСС1 нагрузка, поступающая от абонентов и клиентов ОС1 на узел специальных служб (УСС);
Авхj.- нагрузка, поступающая на вход КП ОС1 от абонентов других РАТС (j = 2,3,..m);
Аисхj (j = 2, 3, …,m) нагрузка, создаваемая на выходе КП при установлении соединений к абонентам других ОС;
Аслм входящая междугородная нагрузка к абонентам и клиентам ОС1, поступающая от АМТС.
Рисунок 2.1 - Диаграмма распределения нагрузки для РАТС 1
2.2 Расчет исходящей нагрузки
Существует два метода расчета исходящей местной нагрузки. Первый метод основан на использовании параметров, характеризующих нагрузку в ЧНН для различных источников нагрузки. Второй метод основан на использовании удельных значений нагрузок в ЧНН для различных источников .
Рассмотрим первый метод расчета исходящей нагрузки.
Исходящая местная нагрузка, создаваемая абонентами ОС, рассчитывается по формуле:
2 к
Аисх.местн.= ( i Pp Ci t ij N ij) / 3600 , Эрл
j=1 i=1
где j признак, характеризующий тип номеронабирателя, используемого абонентами для передачи адресной информации на АТС:
j=1 телефонный аппарат с тастатурным номеронабирателем. Среднее время передачи одного знака номера при использовании ТА данного типа составляет 0.8 с независимо от способа передачи адресной информации декадным кодом шлейфным способом или кодом «2 из 8» тональным способом;
j=2 телефонный аппарат с дисковым номеронабирателем. Среднее время передачи одного знака номера составляет 1.5 с.
i категория абонента. Условимся, что при i=1 абоненты относятся к квартирному сектору, при i=2 к народно-хозяйственному сектору, при i=3 - таксофоны местной сети.
Отметим, что таксофоны, как правило, имеют тастатурные номеронабиратели.
tji среднее время занятия телефонного тракта для абонента i-ой категории в секундах, имеющего телефонный аппарат j-го типа при состоявшемся разговоре.
tij = tрс + t со + tjнз n + t уст + t пв/кпв +T i + t осв. ,
где tрс= 0,1с время реакции системы коммутации, определенное как промежуток времени от момента посылки абонентом сигнала «занятие» на станцию до момента получения сигнала «ответ станции»;
tсо = 3с среднее время слушания сигнала “ответ станции”;
tjнз среднее время передачи одного знака номера при использовании ТА j го типа;
n - число знаков в местном абонентском номере;
t уст. = 2с среднее время установления соединения.
Следует отметить, что при использовании системы сигнализации ОКС №7 время tуст. составляет не более нескольких сотен миллисекунд. Если используется код “2 из 6”, то время tуст. зависит от количества знаков номера абонента и вида связи (входящая или исходящая). При этом tуст. может составлять от 1,9 с до 2,4 с .
tпв/кпв = 7-8 с среднее время выдачи сигналов «посылка вызова» и «контроль посылки вызова»;
tосв .= 1с - среднее время освобождения телефонного тракта для соединения, окончившегося разговором;
Ti средняя длительность разговора для абонента i-ой категории;
Ci интенсивность поступления вызовов от абонента i-ой категории в час наибольшей нагрузки (ЧНН);
Ci ·t ij ·N ij средняя нагрузка, поступающая от абонентов i-ой категории в ЧНН;
Рр = 0,5 0,6 коэффициент, определяющий долю вызовов, окончившихся разговором;
NJi число абонентов i-ой категории, имеющих телефонные аппараты j ого типа;
i - коэффициент, характеризующий долю вызовов, которые не окончились разговором. Коэффициент i является функцией от длительности разговоров Ti и Рр.
В таблице 2.1 приведены значения i в зависимости от Тi при
Рр = 0.5.
В таблице 2.2 приведены значения параметров нагрузки для абонентов различных категорий.
Таблица 2.1 - Зависимость i от Ti , при Рр = 0,5.
Ti , с. |
80 |
85 |
90 |
110 |
140 |
I |
1,24 |
1,23 |
1,22 |
1,185 |
1,16 |
Таблица 2.2 - Параметры нагрузки Ti и Ci при Рр = 0,5 и количестве жителей города свыше 500тыс.
Доля абонентов квартирного сектора на сети |
Квартирный сектор |
Народнохозяйственный сектор |
Таксофоны |
|||
Скв, выз/ч. |
Ткв ,с. |
Сн/х выз/ч. |
Тн/х ,с. |
Стакс выз/ч. |
Ттакс ,с. |
|
До 65% абонентов квартирного сектора |
1,1 |
110 |
4.0 |
85 |
10 |
110 |
Свыше 65% абонентов квартирного сектора |
1,2 |
140 |
2.4 |
90 |
10 |
110 |
В результате произведенных расчетов получим значения интенсивности нагрузки на входе коммутационного поля для всех РАТС ГТС.
Расчет местной исходящей нагрузки по методике, изложенной в НТП 112-2000 (РД 45.120 2000).
Согласно данной методике, расчет нагрузки Аисхi производится отдельно для утреннего и вечернего ЧНН и из этих значений выбирается максимальное значение, которое принимается за расчетную нагрузку.
Аисхi = max { Аутр., Авеч.}, Эрл.
Расчет нагрузки утреннего ЧНН производится по формуле:
Аутр. = Аi утр.ЧНН + Аутр.время ,
где Аiутр.ЧНН суммарная нагрузка для всех абонентов i-ых категорий, имеющих утренний ЧНН;
Аутр.время добавочная суммарная нагрузка, создаваемая во время утреннего ЧНН абонентами тех категорий j, которые имеют ЧНН не утренний, а вечерний.
Аi утр.ЧНН = Ni ai,
где Ni количество абонентов i-ой категории;
ai интенсивность нагрузки в утренний ЧНН абонента i-ой категории, определенной по таблице приложения 1.
А утр.время = Аj веч.ЧНН/КТ ,
где Аj веч.ЧНН суммарная нагрузка для абонентов j-ых категорий, имеющих только вечерний ЧНН.
Аjвеч.ЧНН = Nj aj ,
где Nj количество абонентов конкретной j-ой категории;
aj интенсивность нагрузки в вечерний ЧНН абонента j ой категории, определенной по таблице приложения 1;
К коэффициент концентрации нагрузки. При отсутствии статистических данных принимаем К = 0.1;
Т период суточной нагрузки (24часа), но, учитывая, что в ночное время нагрузка значительно меньше дневной, можно брать период нагрузки равный 16 часам.
Тогда
Аутр.время = Аjвеч.ЧНН/1,6.
Аналогично подсчитывается нагрузка в вечерний ЧНН.
Авеч.= Аjвеч.ЧНН + Авеч. время.
Аjвеч.ЧНН =·aj;
Авеч. время = Аi утр.ЧНН/КТ (К=0.1, Т=16ч.);
Аi утр.ЧНН =·ai .
Категории абонентов определяются на основании материалов изысканий или в соответствии с заданием заказчика
Если отдельные абонентские категории не имеют ярко выраженный ЧНН, то эта нагрузка условно входит как в Аутр.ЧНН, так и Авеч.ЧНН.
Нагрузку, создаваемую таксофонами в дневное ЧНН можно условно отнести к максимальному ЧНН (утреннему или вечернему).
При расчете исходящей местной нагрузки необходимо учитывать использование на сети телефонных аппаратов с тастатурными номеронабирателем (в том числе и с тональным набором). С учетом использования тастатурных номеронабирателей, расчет нагрузки Аутр. (Авеч.) можно произвести по формуле:
Аутр.= Кi Ni аi + ( Кj Nj аj)/КТ ,
где Кi (Кj) поправочный коэффициент, учитывающий использование ТА с тастатурным номеронабирателем, абонентами i-ой (j-ой) категории. В свою очередь Кi определяется по формуле:
Кi = 1- (0,7ni)/ti,
где n значность номера абонента на местной сети;
ti средняя продолжительность занятия в секундах, взятое из таблицы приложенияА;
i - доля абонентов i-ой категории, имеющих ТА с тастатурным номеронабирателем:
i= ,
где N/i - количество абонентов i-ой категории, имеющие ТА с тастатурным номеронабирателем:
Ni - общее число абонентов i-ой категории.
Аналогичным образом рассчитывается нагрузка Авеч..
Расчет интенсивности нагрузки на выходе коммутационного поля.
Нагрузка на выходе КП создается с момента начала процесса установления соединения в заданном направлении. Это значит, что при ее расчете не учитывается время слушания абонентом сигнала «ответ станции» и время набора номера. В связи с этим нагрузка, создаваемая на выходе КП, меньше нагрузки, создаваемой на его входе.
Расчет интенсивности нагрузки на выходе КП производится по формуле:
Авых КПi = ( 1- Квых.i) Авх КПi ,
где Квых.i= (tсо + )/ ;
Квых.i коэффициент, учитывающий снижение нагрузки на выходе КП для i-ой станции;
среднее время набора номера абонентами i-ой станции (сек);
= ((N1кв + N1н/х + N1т) 0,8 n + (N2кв + N2н/х) 1,5 n)/ (Nкв + Nн/х+ Nт);
n значность номера абонента ГТС;
среднее время занятия входа КП при обслуживании одного вызова для i-ой станции в сек;
=( Аисх.местн. 3600)/ (Nкв Скв + Nн/х Сн/х + Nт Ст).
Средняя удельная нагрузка на одну абонентскую линию в Эрл для i-ой станции на выходе КП составит величину
авых.КПi = Авых.КПi/Ni ,
где Ni монтированная емкость ОСi (Ni= Nкв+ Nн/х+ Nт).
Интенсивность нагрузки на выходе КП для оставшихся ОС рассчитывается по формуле:
Авых.КПj = авых.КПi Nj , Эрл.
Формула справидлива при одинаковом стуктурном составе абонентов различных станций ГТС.
Приведенный расчет интенсивности нагрузки на выходе КП приемлим для АТСЭ.
Для АТСК-У расчет интенсивности нагрузки на выходе КП производится по формуле:
Авых.1ГИ = Аисх.местн. ( - tз )/ ,
где tз время задержки, которое включает время слушания сигнала «ответ станции», время набора номера и время работы маркера ступени группового искания (ГИ) АТСК-У. Таким образом:
tз = t со + t нз n + t м ,
где t м = 0,6 с время работы маркера 1ГИ.
Расчет интенсивности исходящей и входящей нагрузки от УПАТС.
Расчет интенсивности нагрузки, исходящей от абонентов и входящей к абонентам УПАТС, а также распределение интенсивности нагрузки по различным направлениям связи УПАТС должны основываться на статистических данных учета телефонных сообщений на действующих АТС, измеренных и оцененных по методике, утвержденной Госкомсвязи России.
При отсутствии статистических данных о нагрузке количество соединительных линий между УПАТС и ОС, в которую включается данная УПАТС, как правило, принимается по табл.2.3.
Таблица 2.3 Количество соединительных линий для УПАТС емкостью до 2000 номеров.
Количество абонентов с правом выхода на сеть общего пользования |
Количество соединительных линий для УПАТС |
|||||
Промышленных предприятий и учреждений |
Административно хозяйственных, проектных и научных организаций, гостиниц |
|||||
Исходящие |
Входящие |
Исходящие |
Входящие |
|||
Местной связи |
М/г связи |
Местной связи |
М/г связи |
|||
100 |
6 |
5 |
3 |
7 |
7 |
3 |
200 |
9 |
9 |
4 |
11 |
10 |
4 |
300 |
12 |
11 |
4 |
15 |
14 |
5 |
400 |
14 |
13 |
5 |
17 |
16 |
6 |
500 |
17 |
15 |
6 |
21 |
19 |
7 |
600 |
19 |
17 |
6 |
24 |
22 |
7 |
700 |
22 |
20 |
6 |
27 |
25 |
8 |
800 |
24 |
22 |
7 |
30 |
28 |
8 |
900 |
27 |
24 |
7 |
33 |
30 |
9 |
1000 |
30 |
26 |
8 |
34 |
30 |
9 |
1500 |
42 |
36 |
10 |
50 |
44 |
12 |
2000 |
50 |
44 |
12 |
60 |
54 |
15 |
При использовании таблицы 2.3 необходимо учитывать следующее:
а) проектируемое количество СЛ не должно превышать значения допускаемого схемными возможностями отдельных типов УПАТС;
б) количество СЛ в общем пучке для местной и междугородной связи должно быть сокращено на 2-3 линии против указанных в таблице 2.3.
Нагрузка, создаваемая соединительными линиями от УПАТС или к УПАТС, определяется по пропускной способности пучков этих линий при потерях:
Р = 0,001 (1‰) для цифровых и квазиэлектронных УПАТС;
Р = 0,005 (5‰) для электромеханических УПАТС.
При определении пропускной способности пучка соединительных линий между РАТС и УПАТС можно использовать таблицы Пальма.
2.3 Расчет нагрузки к узлу спецслужб (УСС)
Доля интенсивности нагрузки к УСС от местной исходящей нагрузки на выходе КП составляет 3 5%. Тогда
АУССi = 0,03 Авых.КПi , Эрл.
2.4 Расчет междугородной нагрузки
Расчет междугородной нагрузки необходимо производить отдельно для связи РАТС с АМТС и АМТС с РАТС.
Расчет интенсивности исходящей междугородной нагрузки.
Азсл = азсл (Nкв + Nн/х ) +Акпп исх. + Амта , Эрл.
где Акпп исх. исходящая нагрузка, создаваемая кабинами переговорных пунктов;
Акпп исх. = (акпп/2) Nкпп ,
где акпп = 0,45 Эрл удельная нагрузка от одной кабины ПП;
азсл удельная нагрузка от одного абонента квартирного
или народно/хозяйственного на ЗСЛ;
Амта нагрузка, создаваемая междугородными телефонами-автоматами.
Амта= амта Nмта , Эрл.,
амта = (0,42 0,65) Эрл. удельная нагрузка от одного МТА.
Междугородная нагрузка включает в себя междугородную нагрузку в пределах зоны, между различными зонами сети, а также международную нагрузку. При необходимости может быть учтена наг-
рузка на сеть Internet.
Расчет интенсивности входящей междугородной нагрузки.
Аслм = аслм (Nкв + Nн/х ) +Акпп вх. , Эрл
Значения азсл и аслм берутся из таблицы 2.4.
Акпп вх. = Акпп исх.
Таблица 2.4 Нагрузка на ЗСЛ и СЛМ
Численность населения города |
Средняя нагрузка от одного абонента по исходящим (ЗСЛ) и входящим (СЛМ) междугородным линиям, Эрл., до 2005г. |
|
ЗСЛ |
СЛМ |
|
До 20000 человек |
0.0025 |
0.0020 |
От 20тыс. до 100тыс. |
0.0025 |
0.0020 |
От 100тыс. до 500тыс. |
0.0020 |
0.0015 |
От 500тыс. до 1 млн. |
0.0015 |
0.0010 |
Примечание:
2.5 Расчет межстанционной нагрузки
В предыдущих разделах рассмотрена методика расчета местной исходящей нагрузки на выходе коммутационного поля (Авых.КПi), а также нагрузки к узлу спецслужб (АУСС) для ОС сети города. Определим значение нагрузки от i-ой станции ГТС, подлежащей распределению на местной сети.
Обозначим эту нагрузку через Аi, i= (m число ОС местной сети). Тогда:
Аi = Авых.КПi AУССi , Эрл
Распределение нагрузки между РАТС сети может осуществляться:
В курсовом проекте расчет интенсивности межстанционной нагрузки производится по методике, изложенной в НТП 112-2000. Рассмотрим алгоритм расчета по данной методике.
i= (Авых.КПi 100)/ , %
Коэффициент i характеризует долю исходящей нагрузки для i-ой ОС сети по отношению к суммарной исходящей нагрузки всех ОС ГТС, выраженной в процентах.
Аi расп= Аi(1- (Кi/100)).
Аij = (Аi расп Аj расп)/(Akрасп.- Аiрасп.), Эрл
где Аij межстанционная нагрузка от i-ой станции к j-ой станции ГТС;
Аi расп , Аj расп значения распределяемой нагрузки на сети соответственно для i-ой и j-ой станций.
Результаты, проведенных расчетов, сведем в таблицу 2.5.
Таблица 2.5 - Значения интенсивности нагрузки на ГТС (Эрл).
№ ОС |
Аисх. Эрл. |
ОС1 |
. . . |
ОС5 |
АМТС |
УСС |
|
ЗСЛ |
СЛМ |
||||||
ОС1 |
|||||||
ОС2 |
|||||||
. . . |
|||||||
ОС5 |
Контрольные вопросы
1. Что характеризует диаграмма распределения нагрузки
для станции сети?
2. Дайте определение часа наибольшей нагрузки.
3. Что такое коэффициент концентрации нагрузки?
4. Поясните методику расчета интенсивности посту-
паюшей нагрузки в ЧНН, изложенную в нормах
НТП-112.2000.
5. Составьте алгоритм расчета межстанционной нагрузки
на ГТС.
6. Укажите особенности расчета междугородной нагрузки
и нагрузки к УСС.
3. Расчет емкости пучков соединительных линий
При расчете емкости пучка соединительных линий (каналов) следует учитывать:
- норму потерь (качество обслуживания вызовов) в направлении связи;
- величину нагрузки на заданном направлении связи;
- структуру коммутационного поля узла автоматической коммутации (РАТС, АМТС);
- тип пучка соединительных линий (односторонний или двухсторонний).
Нормы потерь представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Нормы потерь на различных участках соединительного тракта
№п/п |
Участок сети |
Потери |
1 |
Соединительные линии ОПТС ОПТС (РАТС РАТС) |
0.01 |
2 |
Соединительные линии ОПТС- УПАТС, ОПТС ПСЭ |
0.001 |
3 |
Соединительные линии ОПТС ТУ (РАТС УВС) |
0.004 |
4 |
Соединительные линии ТУ ТУ (УИС УВС) |
0.004 |
5 |
Соединительные линии от ОПТС, УПАТС, ПСЭ к УСС (экстренные службы) |
0.001 |
6 |
ЗСЛ от ОПТС (РАТС) |
0.003 |
7 |
ЗСЛ от УПАТС (УПАТС РАТС) |
0.001 |
8 |
СЛМ к ОПТС (РАТС) |
0.002 |
9 |
СЛМ к УПАТС, ПСЭ |
0.001 |
10 |
СЛМ от АМТС к УВСМ |
0.002 |
11 |
ЗСЛ от УЗСЛ к АМТС |
0.002 |
Средние значения нагрузки на различных направлениях, представленные в таблице 2.5 необходимо пересчитать в расчетные значения по формулам:
,Эрл для односторонних линий;
,-для двухсторонних линий,
где , Эрл
Как известно, пучки соединительных линий могут быть неполнодоступными и полнодоступными. Структура пучка определяется коммутационными возможностями КП используемых систем коммутации.
Коммутационные поля цифровых систем коммутации позволяют создавать полнодоступные пучки в направлении связи. Для расчета емкости пучка в этом случае используется первая формула Эрланга или таблицы Пальма, (приложение В).
Для расчета числа каналов от координатных АТС к другим станциям сети используется метод эффективной доступности (МЭД), поскольку коммутационные блоки АТСК обладают внутренними блокировками.
На АТСК-У исходящие СЛ включаются в выходы коммутационных блоков ГИ 3 с параметрами 80х120х400,исользуемых на ступени 1 ГИ. На АТСК исходящие СЛ включаются в выходы коммутационных блоков 60х80х400,используемых на ступени ИГИ.
Для расчета числа СЛ методом МЭД следует:
Расчет Дэф производится по формуле:
Дэф = Дmin + Q(-Дmin),
где Дmin минимальная доступность, - среднее значение доступности.
Дmin = - na + f),
где ma число выходов из одного коммутатора звена А;
na число входов в один коммутатор звена А;
f коэффициент связности для рассматриваемого блока коммутации;
q число выходов из одного коммутатора звена В в заданном направлении (q = 1, Д =20; q =2, Д=40;q=3,Д=60);
Q коэффициент, зависящий от параметров звеньевого включения, величины нагрузки, потерь и доступности в направлении искания.
Q может изменяться в пределах от 0.65 до 0.75.
= q(mа Аm),
где Аm нагрузка, обслуживаемая mа промежуточными линиями звеньевого включения:
Аm= авх·nA, где авх удельная нагрузка на один вход блока коммутации (1ГИ или ИГИ), авх =(0,5-0,7) Эрл
Приведенная формула ОДелла имеет следующий вид:
Vij =Apij + ,
где Apij расчетная нагрузка в направлении от i-ой станции к j-ой станции;
и - коэффициенты, значения которых определяется для заданных потерь в направлении связи и найденному значению Дэфф по таблице приложения Г.
Результаты расчета числа соединительных линий в различных направлениях сведем в таблицу 3.2. В таблице следует указать тип РАТС и АМТС, а также типы пучков соединительных линий (односторонние или двусторонние).
Таблица 3.2 - Число соединительных линий межстанционной сети связи
Тип РАТС |
РАТС 1 |
… |
РАТСj |
АМТС |
УСС |
|
РАТС 1 |
||||||
РАТС i |
||||||
: |
||||||
АМТС |
||||||
Контрольные вопросы
1. Какие показатели используются для оценки качества обслу-
живания вызовов в системе с явными потерями?
2. Зависит ли норма потерь в направлении связи от используе-
мой системы коммутации?
3. Почему для расчета числа соединительных линий от АТСК
к другим станциям сети используют метод МЭД?
4. Что такое полнодоступный пучок соединительных линий?
5. С какой целью на сетях связи используют с.л. двухсторон-
него занятия?
меняют расчетное значение нагрузки?
7. Поясните сущность метода МЭД.
Система SDH позволяет организовать универсальную транспортную сеть, решая задачи не только передачи информационных потоков, но контроля и управления данной сетью. Она рассчитана на транспортирование всех сигналов PDH (ИКМ 30, ИКМ-120, ИКМ-480, ИКМ-1920), а также всех действующих и перспективных служб, в том числе и широкополосной цифровой сети с интеграцией служб (B-ISDN), использующей асинхронный способ переноса информации (АТМ).
В системе SDH использованы последние достижения в электронике, системотехнике, вычислительной технике, программировании и т.п. Применение SDH для построения первичных сетей различного уровня позволяет существенно сократить капитальные затраты, эксплуатационные расходы, сократить сроки монтажа и настройки оборудования. При этом повышается надежность сетей, их гибкость и качество связи.
Линейные сигналы SDH организованы в синхронно транспортные модули STM (агрегатные блоки). Первый из них STM-1 - соответствует скорости передачи 155 Мбит/с. Каждый последующий имеет скорость в 4 раза большую, чем предыдущий. Уже стандартизированы STM 4 (622 Мбит/с) и STM 16 (2,5Гбит/с). Ожидается принятие STM 64 (10 Гбит/с). Основной направляющей системой для SDH являются ВОЛП.
В сети SDH используется принцип контейнерных перевозок. Передаваемые сигналы предварительно размещаются в стандартных контейнерах . Все операции производятся с контейнерами независимо от их содержимого. Благодаря этому и достигается универсальность сети SDH.
Типы контейнеров, а также принципы размещения сигналов в контейнерах и схемы преобразования последних для передачи в синхронных транспортных модулях подробно рассмотрены в [4, 6].
4.1 Анализ способов построения сети на базе SDH
Сеть на базе SDH строится на базе различных функциональных модулей. Состав модулей определяется основными операциями, которые необходимо выполнить для обеспечения передачи высокоскоростных цифровых потоков по сети связи. Эти операции следующие:
Для решения поставленных задач в состав SDH входят следующие модули:
Мультиплексор основной модуль сети SDH.
Мультиплексор выполняет следующие функции:
Различают два основных типа мультиплексоров: терминальный (ТМ) и мультиплексор ввода/вывода (ADM).
ТМ является оконечным устройством сети SDH с некоторым числом каналов доступа (оптических и электрических).
ТМ имеют один или два входа/выхода. Два входа/выхода используются для повышения надежности. К входам/выходам ТМ (агрегатным) подключаются ВОЛП, образуя линейные тракты первичной сети.
Мультиплексор ADM отличается от ТМ наличием 2-х или 4-х оптических агрегатных входов/выходов при том же числе каналов доступа, что и в ТМ. Дополнительно к возможностям коммутации, осуществляемой ТМ, ADM позволяет осуществлять:
Все это дает возможность использовать ADM в топологиях типа «кольцо».
Концентратор это мультиплексор, объединяющий несколько, как правило,одинаковых (со стороны входных портов) потоков, поступающих от удаленных узлов сети в один распределительный узел сети SDH.
Этот узел может также иметь не два, а три или четыре или больше линейных портов типа STM 1 или STM-N и позволяет организовать ответвление от основного потока или подключение нескольких узлов ячеистой сети к кольцу SDH. В общем случае он позволяет уменьшить общее число каналов, подключенных непосредственно к основной транспортной сети SDH. Мультиплексор распределительного узла позволяет локально коммутировать подключенные к нему каналы, давая возможность удаленным узлам обмениваться через него между собой, не загружая основную сеть.
Регенератор мультиплексор, который имеет два или четыре агрегатных входа/выхода и специальные каналы доступа, предназначенные для обслуживания сети SDH. Регенератор используется для увеличения расстояния между узлами сети путем восстановления формы и амплитуды сигналов полезной нагрузки. Он используется для увеличения допустимого расстояния между узлами сети SDH путем регенерации сигналов полезной нагрузки.
Коммутатор (DXC) устройство, которое позволяет связывать различные пользовательские каналы путем организации постоянных или временных (полупостоянных) перекрестных соединений между ними.
Коммутаторы применяются в узлах большой пропускной способности, где необходимо гибкое управление нагрузкой различных направлений.
Для того чтобы спроектировать сеть SDH, необходимо прежде всего выбрать структуру данной сети. Известны следующие основные базовые топологии (структуры), на основе которых может быть составлена топология сети SDH в целом.
В этом случае соединение двух узлов А и В осуществляется с помощью терминальных мультиплексоров (рисунок 4.1). Топология «точка-точка» может быть использована для участков магистральной сети с большой протяженностью и значительной нагрузкой (уровни STM-16, STM-64) при 100% резервировании линий и группового оборудования аппаратуры (мультиплексоров и регенераторов).
Рисунок 4.1 Топология “точка-точка”
Эта конфигурация используется тогда, когда интенсивность нагрузки в сети невелика и существует необходимость ответвления в ряде точек на линии, где могут вводится и выводится каналы доступа. Линейная цепь реализуется с помощью ТМ на обоих концах цепи и мультиплексоров ADM в точках ответвления.Структура-линейная цепь-представлена на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 - Последовательная линейная цепь без резервирования.
Указанная структура может быть реализована без резервирования или при 100% резервировании (резервирование типа 1+1). Структура «линейная цепь» с резервированием типа 1+1 представлена на рисунке 4.3.
Рисунок 4.3 Линейная цепь с резервированием типа 1+1
(уплощенное кольцо)
Данная топология применяется для подключения удаленных узлов сети к транспортной магистрали. При этом один из мультиплексоров выполняет функции концентратора, у которого часть нагрузки выводится к терминалам пользователя, а оставшаяся нагрузка распределяется по другим узлам сети. В этом случае мультиплексор должен обладать свойствами мультиплексора ввода/вывода с развитыми возможностями коммутатора. Пример топологии «звезда» изображен на рисунке 4.4.
Рисунок 4.4 Топология “звезда”.
Данная топология широко используется для построения местных и внутризоновых первичных сетей связи. В синхронной цифровой иерархии это наиболее используемая структура для уровней STM-1, STM-4 и STM-16. Основное преимущество кольцевой структуры простота реализации защиты 1+1, благодаря использованию для построения кольца мультиплексоров ADM. Переключения в кольце позволяют локализовать (организовать обход) поврежденные участки линий или мультиплексоры. Кольцевая структура первичной сети может быть двух видов: двухволоконное кольцо и четырех волоконное кольцо. Второй вариант рекомендуется для организации сети на уровне STM-16.
Кольцевые сети могут обеспечить высокую надежность и экономичность по сравнению с указанными выше вариантами построения первичной сети.
Существуют два варианта построения сети кольцевой топологии: однонаправленное или двунаправленное кольцо.
При первом варианте каждый входящий в сеть цифровой поток направляется вокруг кольца в обоих направлениях, а в пункте приема осуществляется выбор лучшего сигнала. Для построения кольца используются два волокна. Передача по основному пути происходит в одном направлении (например, по часовой стрелке), а по резервному в противоположном. Следует отметить, что деление на основной и резервный здесь является условным, т.к. оба пути равноправны. Поэтому, такое кольцо, называется однонаправленным с переключением трактов или с закрепленным резервом.
Схема прохождения сигналов обоих направлений передачи для одного соединения по основному и резервному путям в однонаправленном кольце показана на рисунке 4.5.
Однонаправленное кольцо целесообразно использовать для случая центростремительного трафика. Например, для построения внутризоновой первичной сети и т.п.
В двунаправленном кольце при нормальной работе, если используется два волокна, каждый входящий в сеть поток направляется вдоль кольца по кратчайшему пути в любом направлении к заданному узлу(отсюда и название «двунаправленное»).
При возникновении отказа, с помощью мультиплексора ADM на обоих концах отказавшего участка, осуществляется переключение всего потока информации, поступающего на этот участок, в обратном направлении. В таком кольце осуществляется переключение секций сети SDH или защита с совместноиспользуемым резервом. Пример двунаправленного кольца приведен на рисунке 4.6. На нем показана схема прохождения сигналов обоих направлений передачи для одного соединения при нормальном режиме работы (рисунок 4.6а) и в аварийном режиме при отказе одного из участков кольца (рисунок 4.6б).
Рисунок 4.6(а) Двунаправленное кольцо в нормальном режиме.
Рисунок 4.6(б) Двунаправленное кольцо в аварийном режиме.
Возможно строительство двунаправленного кольца с четырьмя волокнами. При этом надежность кольца увеличивается, но существенно возрастают и затраты на его построение.
Двунаправленные кольца более выгодны при достаточно равномерном тяготении узлов коммутации вторичной сети. Поэтому двунаправленные кольца широко используются для построения первичной сети города. Более детальную информацию о кольцевой структуре можно найти в [4].
Типовые структуры сетей SDH
Структурные решения при проектировании сети могут бытьсформированы на базе использования рассмотренных выше элементарных топологий сети в качестве ее отдельных сегментов. Учитывая возможность самостоятельного использования отдельных элементарных топологий, рассмотрим некоторые сети, комбинирующие элементарные топологии.
Радиально-кольцевая структура
Эта сеть фактически построена на базе использования двух базовых топологий: «кольцо» и «последовательная линейная цепь». Вместо последней может быть использована более простая топология «точка-точка». Число радиальных ветвей ограничивается допустимой нагрузкой (общим числом каналов доступа) на кольцо.
Рисунок 4.7 - Радиально-кольцевая архитектура
Архитектура типа «кольцо-кольцо»
Кольца в этом соединении могут быть либо одинакового, либо разного уровней иерархии SDH. Схема соединения двух колец одного уровня STM-4 с помощью интерфейсных карт STM-1 показана на рисунке 4.8.
Рисунок 4.8 - Архитектура типа «кольцо-кольцо».
Каскадная схема соединения трех колец различного (по нарастающей) уровня STM-1, STM-4, STM-16. При таком соединении можно использовать необходимые оптические каналы доступа предыдущего иерархического уровня при переходе от кольца одного уровня к другому (например, триб STM-1 при переходе на кольцо STM-4 и триб STM-4 при переходе на кольцо STM-16).
Рисунок 4.9 - Каскадная схема соединения трех колец
Архитектура разветвленной сети общего вида.
В процессе развития сети SDH разработчики могут использовать ряд решений, характерных для глобальных сетей. Например, разветвленная сеть SDH c каскадно-кольцевой и ячеистой структурой. Архитектура такой сети представлена на рисунке 4.10 Остов (или опорно-магистральная сеть) этой сети сформирован для простоты в виде одной сетевой ячейки, узлами которой являются коммутаторы типа SDXC, связанные по типу «каждый с каждым». К этому остову присоединены периферийные сети SDH различной топологии, которые могут быть «образами» либо корпоративных сетей SDH, либо сегментов других глобальных сетей, либо общегородских сетей SDH. Эта структура может рассматриваться как некий образ глобальной сети SDH.
Ознакомившись с вышеизложенным материалом, необходимо разработать и обосновать выбор той или иной структуры первичной сети ГТС на базе системы SDH.
4.2 Разработка оптимальной структуры сети МСС.
В качестве исходных данных при разработке оптимальной сети кольцевой структуры используем план населенного пункта, на котором отмечено расположение телефонных станций. Кроме того, считаем, что известна структура ситуационных трасс, по которым возможна прокладка кабеля. Каждый участок ситуационных трасс характеризуется расстоянием. Требуется найти оптимальную кольцевую структуру трасс, соединяющих все станции.На рисунке 4.11 представлена возможная структура ситуационных трасс и стуктура оптимального кольца.
Рисунок 4.11 а) структура ситуационных трасс; б) оптимальная кольцевая структура.
Математическая постановка задачи.
Задан граф G =(X,U), где Х множество вершин, в которых заканчиваются ситуационные трассы. U множество ребер, соответствующих участкам ситуационных трасс.
- подмножество вершин, в которых расположены телефонные станции. Lij- длина участка трассы uij. Требуется найти цикл С в графе G, проходящий по всем вершинам множества и имеющий минимальную длину: .
Анализ алгоритмов.
Рассмотрим задачу когда = Х. В этом случае требуется построить кольцо, проходящее по всем вершинам, то есть предполагаем, что во всех вершинах расположены станции. Эта задача известна в теории графов как «Задача коммивояжера». Она принадлежит к классу NP трудных задач, для которых не существует точных эффективных алгоритмов. Поэтому эту задачу решают приближенными, эвристическими алгоритмами с вычислением нижней и верхней оценок решения.
В случае, когда наша задача еще более усложняется. Опишем метод с помощью которого она может быть сведена к «Задаче коммивояжера».
Построение аппроксимирующего графа.
Шаг 1. Вычислить по алгоритму Дейкстра кратчайшие пути между всеми парами вершин из множества . Алгоритм реализуется следующим образом:
- выбираем вершину (РАТС) и находим вершины, смежные с ней. Присваиваем каждой найденной вершине пару чисел, состоящую из № корневой (выбранной) и длины соответствующего ребра. Для остальных вершин графа сопоставляют пару (0, );
- из множества неотмеченных вершин найдем вершину с минимальным весом, включаем ее в дерево кратчайших путей и отмечаем ее. Далее уже для вновь отмеченной вершины находим смежные с ней. Найденной вершине (смежной) присваиваем вес минимальный из двух возможных: либо уже существующий, либо вес, полученный из суммы длины ребра с весом предыдущей вершины; так необходимо повторять до тех пор, пока все вершины не будут просмотрены и отмечены.
Шаг 2. Построить полный граф =, у которого множество вершин совпадает с множеством вершин . Множество ребер соединяет все пары вершин по принципу каждая с каждой. Для каждого ребра uij положить его вес равным длине кратчайшего пути из Хi в Хj в исходном графе G, полученном на шаге 1.
Шаг 3. На полученном графе можно решать задачу коммивояжера, то есть найти цикл минимального веса, проходящий по всем вершинам .
Шаг 4. Получив структуру цикла в графе , выделить кратчайшие пути в графе G, соответствующие ребрам полученного цикла.
Методы решения «Задачи коммивояжера».
Рассмотрим алгоритмы получения верхней и нижней оценок для «Задачи коммивояжера» (ЗК).
Нижней оценкой для ЗК является решение, полученное с помощью алгоритма Прима-Краскала, в результате которого строится Кратчайшее Остовное Дерево (КОД). Длина искомого цикла не может быть меньше суммарного веса КОД.
Верхняя оценка цикла в ЗК может быть получена с использованием стратегии «иди в ближайший». Опишем подробнее этот алгоритм.
Шаг 1. Выбрать исходную вершину в графе G и считать ее текущей вершиной строящегося нового цикла.
Шаг 2. Найти ближайшую вершину к текущей вершине относительно длины ребра и сделать ее текущей. Увеличить вес цикла на длину ребра.
Шаг 3. Если не все вершины включены в цикл, то шаг 2 повторяется. Если в цикл включены все вершины графа, то запомнить суммарный вес ребер, включенных в цикл. Если вес полученного цикла меньше предыдущего решения, считать его наилучшим.
Шаг 4. Если не все вершины графа просмотрены как исходные вершины циклов, то перейти на шаг 1, иначе цикл, имеющий минимальный вес является верхней оценкой для ЗК.
Шаг 5. Полученное кольцо минимальной длины вложить в структуру ситуационных трасс первичной сети. При этом ветви кольца не должны содержать элементы структуры ситуационных трасс более одного раза.При нарушении данного условия необходимо трассу прохождения кольца по структуре ситуационных трасс,добиваясь независимости элементов кольца друг от друга.
Используя исходные данные задания на выполнение курсового проекта и изложенную выше методику, необходимо определить трассу прохождения и длину оптимального кольца по структуре ситуационных трасс города.
Контрольные вопросы
1. Укажите основные преимущества СП SDH по сравнению
с системами передачи PDH.
2. Что такое синхронный транспортный модуль(STM)?
3. Перечислите функциональные модули СП SDH и укажите
их основные функции.
4. Какие функции выполняет мультиплексор ввода/вывода?
5. Укажите основные базовые структуры, которые испольуют
для построения сети SDH?
6. Что такое триб?
7. Поясните принцип работы однонаправленного и двухнапра-
вленного колец..
8. Изобразите сеть SDH, имеющую радиально-кольцевую
структуру?
9. Перечислите исходные данные для определения оптималь-
ной структуры сети SDH?
10. Укажите основные шаги алгоритма для построения кольца
минимальной длины.
5 Выбор типа синхронного транспортного модуля и
оптического кабеля
5.1 Расчет числа ИКМ трактов передачи
В качестве каналов доступа узлов коммутации (РАТС, АМТС, УСС) к первичной сети, реализованной на базе SDH, будем использовать плезиохронные системы передачи ИКМ 30 (стандарт Е1).
Для расчета количества цифровых потоков типа Е1, необходимых для реализации пучков соединительных линий (каналов) между различными станциями сети, следует учитывать:
При применении односторонних линий и децентрализованной системы сигнализации (2ВСК, “2 из 6» и т.д.), для расчета требуемого числа потоков Е1 от i-ой станции к j-ой станции, воспользуемся формулой:
Nijикм=Еn[(Vсл 1)/30 +1], (5.1.)
где Nijикм требуемое число цифровых потоков Е1 от i-ой станции к j-ой станции;
Vсл число соединительных линий (каналов) между i-ой и j-ой станциями, (Vсл = Vij+ Vji);
“Еn” знак целой части числа.
При применении двухсторонних пучков и централизованной системы сигнализации (ОКС№7) воспользуемся формулой:
Nijикм=Еn[(Vсл 61)/31 +1] +2, (5.2.)
Формула 5.2 справедлива, если Vсл 60 каналов. В противном случае необходимо использовать формулу 5.1.
Результаты расчета числа цифровых потоков Е1 заносятся в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 Число ИКМ трактов передачи цифровых потоков Е1 между станциями сети
РАТС1 |
РАТС2 |
… |
РАТСn |
АМТС |
УСС |
|
РАТС1 |
||||||
РАТС2 |
||||||
… |
||||||
РАТСn |
5.2 Выбор типа модуля STM
Синхронный транспортный модуль STM это информационная структура, которая включает в себя информационную (полезную) нагрузку, секционный заголовок и служебную информацию, объединенных в блочную цикловую структуру с периодом повторения 125мкс. Эта информация соответственно подготовлена для последующей передачи со скоростью синхронизированной с сетью. Базовый синхронный модуль STM-1 позволяет собрать потоки со скоростью 2Мбит/с в этот модуль и передавать их со скоростью 155Мбит/с. STM-1 позволяет объединить 63 потока Е1. Каждому потоку Е1(2Мбит/с) соответствует свой адрес выделения.
Модуль STM-4 обеспечивает передачу 252 цифровых потоков Е1 со скоростью 622 Мбит/с. Модуль STM-16 позволяет объединить 1008 цифровых потоков типа Е1 и обеспечивает их передачу со скоростью 2,5 Гбит/с.
Для определения типа синхронного транспортного модуля в проектируемой сети SDH используются результаты, полученные в предыдущих разделах проекта:
- структура оптимального кольца с указанием местоположения мультиплексоров ввода-вывода (ADM) на данном кольце;
- схема взаимодействия ADM с узлами коммутации ГТС (РАТС, УВС и т.д.), АМТС и УСС;
- количество цифровых потоков стандарта Е1 между различными узлами коммутации телефонной сети (таблица 5.1).
На основании вышеуказанных данных строится матрица М емкостей кратчайших путей и ребер.
Матрица М включает:
-перечень взаимодействующих узлов коммутации (станций) сети ГТС,включая АМТС,УСС и другие узлы сети;
- количество цифровых потоков стандарта Е1 между различными узлами коммутации (станциями) ГТС,включая АМТС и УСС и другие узлы сети;
- перечень участков кольца, которые используются для создания основных и резервных путей (маршрутов) для передачи цифровых потоков Е1 между различными узлами (станциями) ГТС.
Рассмотрим пример составления матрицы М.
Пусть известны:
Рисунок 5.1 - Схема построения ГТС.
Рисунок 5.2 - Структура кольца
Для построения первичной сети на базе SDH используем двунаправленное кольцо со 100% резервированием в случае аварии на участках кольца.
Матрица М емкостей кратчайших путей и ребер для рассматриваемого примера представлена в виде таблицы 5.2.
Таблица 5.2 - Матрица М кратчайших путей и ребер
Исходящая |
Входящая |
Количество |
Путь |
Участки кольца |
|||||
АВ |
ВА |
ВС |
СВ |
СА |
АС |
||||
РАТС-1 (А) |
РАТС-2 |
15 |
К. п. |
15 |
15 |
15 |
|||
РАТС-3 |
20 |
К. п. |
20 |
20 |
20 |
||||
РАТС-2 |
РАТС-1 |
15 |
К. п. |
15 |
15 |
15 |
|||
РАТС-3 |
25 |
К. п. |
25 |
25 |
25 |
||||
РАТС-3 |
РАТС-1 |
20 |
К п |
20 |
20 |
20 |
|||
РАТС-2 |
25 |
К. п. Рез. |
25 |
25 25 |
25 |
||||
Суммарное число цифровых потоков Е1 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
После заполнения матрицы М для всех взаимодействующих станций и узлов телефонной сети определяется суммарное число трактов Е1 для каждого участка кольца первичной сети. Далее выбираем участок кольца на котором передается максимальное количество цифровых потоков Е1 (Sтреб). С учетом коэффициента запаса на развитие сети (Кр), необходимое число цифровых потоков Е1 (SH) должно удовлетворять следующему условию:
SH Кр ·Sтреб.
Рекомендуемый коэффициент Кр = 1.4 1.5 и может быть другим при соответствующем обосновании развития сети. Тип синхронного транспортного модуля выбирается с учетом стандартных уровней STM.
Если 0 SH 63, то выбираем STM1
63 SH 252, то - STM4
252 SH 1008, то - STM16
Выбор типа оптического кабеля зависит от следующих основных факторов:
- требуемого числа оптических волокон в кабеле;
- используемой оптической системы передачи;
- от условий прокладки кабеля (в кабельной канализации, в грунт, под водой, по опорам ЛЭП и т.д.).
При реализации кольцевой структуры используется не менее 4 оптических волокон (2 основных и 2 резервных). Общее число волокон определяется исходя из емкости цифровых линейных трактов, необходимости резервирования и т.д.
Для соединения мультиплексоров системы SDH, как правило, используются одномодовые волоконно-оптические кабели. Достоинством таких кабелей является возможность передачи информации с высокой скоростью и большие длины регенерационных участков (более 100 км). Использование на ГТС одномодовых оптических кабелей с большим числом волокон дает возможность получить мощные пучки соединительных линий, избегая применения линейных регенераторов.
Выбор типа кабеля зависит от расстояния между узлами первичной сети. При организации первичной сети на территории города и расстоянии между узлами не более 40 км можно использовать одномодовые ОК и длину рабочей волны =1,3 мкм. При этом затухание данного кабеля составляет β1.3=0,350,4 дб/км. При расстоянии между узлами более 40 км целесообразно использовать тот же одномодовый кабель,но длину рабочей волны =1,55 мкм. Затухание кабеля в этом случае составит β1.55=0,10-0,25дб/км, но стоимость модуля оптического линейного тракта(Opt.155 или Opt.622) для длины волны 1.55мкм сушественно больше чем стоимость модуля оптического линейного тракта для волны 1.3мкм.
В курсовом проекте для построения транспортной сети кольцевой структуры рекомендуется использовать синхронный мультиплексор SM 1/4 фирмы Simens. Техническая характеристика и комплектация оборудования SM 1/4 приведены в приложении Д учебного пособия. Как следует из технического описания, для стыковки мультиплексора М-155 с ОК, можно использовать два типа модулей оптического линейного тракта Opt.155Мб (SH) или Opt.155Мб (LH). Модуль Opt.155Мб (SH) предназначен для коротких линий и использовании длины волны =1.3 мкм. Перекрываемое затухание при этом может достигать величины не более 28 дБ. Opt.155Мб (LH) предназначен для длинных линий (=1.55 мкм) и также перекрывает затухание 28 дб. Для мультиплексора М-622 также имеются два типа модулей оптического линейного тракта:
Зная максимальное расстояние между мультиплексорами ввода-вывода, а также тип используемого STM, можно определить оптимальную длину волны и выбрать соответствующий модуль оптического линейного тракта,производя минимальные затраты на построение кольца.
Пример.
Максимальное расстояние между мультиплексорами ввода-вывода кольца составляет 60км. На сети используется STM-1.
Определим длину волны и тип модуля оптического линейного тракта, при которых стоимость участка сети будет минимальной.
1. Определим затухание участка кольца при использовании кабеля с длиной волны =1.3 мкм. и =1.55 мкм.
Вуч. =1.3= 601.3=60км·0,4 дБ/км =24дБ
Вуч. =1.55= 601.55= 60км·0,10 дБ/км = 6дБ
Поскольку, как в первом, так и во втором случае, затухание участка не превышает значение перекрываемого затухания 28 дБ, целесообразно использовать длину волны =1.3 мкм. и Opt.155Мб (SH).
Как правило, на территории города строится канализация, поэтому при выборе типа ОК учитывают и данный фактор.
С учетом выше изложенных рассуждений и расчетов выбирается марка кабеля, рекомендуемого для строительства кольца на ГТС [9].
Для выбора конфигурации мультиплексора для того или иного узла кольца, воспользуемся технической характеристикой и комплектацией SM 1/4 (приложение Д) или STM16 (Приложение Е). При этом для каждого узла необходимо определить:
Следует отметить,что при выборе мультиплексора SM-1/4 модули
UCU, SN4, LAD являются неотъемлемой частью мультиплексора SM 1/4 и устанавливаются на каждом узле..После определения объема оборудования мультиплексора ввода-вывода, выбирается механическая конструкция SM 1/4.
В курсовом проекте необходимо привести структурную схему и механическую конструкцию для модуля ADM какого-либо узла кольца.
Контрольные вопросы
потоков E1 между двумя станциями телефонной сети.
ского кабеля.
вый оптический кабель.
STM по оптическому кабелю.
7. Какие модули образуют «ядро» мультиплексора SM-1/4?
6 Оценка структурной надежности сети
Надежностью сети связи будем называть ее свойство, заключающееся в способности сети выполнять заданные функции (доставка сообщений,выдача справочной информации и т.д.) в определенных условиях эксплуатации.
Для сетей связи, являющихся сложными многофункциональными системами, можно выделить два основных аспекта надежности, которые условимся называть аппаратурным и структурным. Под аппаратурным аспектом будем понимать проблему надежности аппаратуры, отдельных устройств и их элементов, входящих в узлы и линии сети. Структурный аспект отражает функционирование сети в целом в зависимости от работоспособности или отказов узлов (станций, пунктов) или линий сети, т.е. он связан с возможность существования в сети путей доставки информации. В курсовом проекте будем рассматривать только структурную надежность сети связи.
В этом случае первичная сеть связи может быть представлена в виде вероятностного графа. Веса элементов графа (узлов и линий связи) представляются надежностными показателями. Например, коэффициентами готовности Кг. Под коэффициентом готовности элемента сети понимается вероятность исправного (работоспособного) состояния данного элемента в произвольный момент времени в процессе эксплуатации. Для упрощения расчетов будем предполагать, что элементы сети, с точки зрения воздействующего фактора, являются статистически независимыми. На рисунке 6.1 представлена модель сети, используемая для оценки структурной надежности в курсовом проекте.
Как видно из модели сети, узлы кольца являются абсолютно надежными. Абсолютно надежны также РАТС и участки подключения РАТС к узлам кольца. Ненадежными являются различные участки кольца.
Коэффициенты готовности участков кольца могут быть рассчитаны по методике, изложенной в [10]. В курсовом проекте принимаем коэффициент готовности равный 0.99 или 0.999 на фиксированную длину участка кольца (L=5км; L=10км и т.д.).
В качестве показателя оценки структурной надежности будем использовать математическое ожидание числа связей М(Х) на ГТС. Для определения М(Х) воспользуемся следующим алгоритмом:
В результате получим абсолютное значение математического ожидания числа связей сети М(Х). Удобнее и нагляднее данную величину выразить в относительных единицах. Тогда величина М(Х)отн. может быть рассчитана по формуле:
М(Х)отн. = (М(Х)/Nmax)·100% ,
где Nmax максимальное (заданное) число связей в сети при условии, что все элементы сети абсолютно надежны и узлы связаны по принципу
«каждый с каждым».
Nmax =m(m-1),
где m-число узлов коммутации(РАТС,АМТС и т.д.) на сети.
Для определения вероятности связности узла i с узлом j воспользуемся следующей методикой:
где t - число путей, которые могут быть использованы для связи узла i с узлом j;
Ак событие, поставленное в соответствие i-ому исправному пути k=();
Р(Ак) вероятность наступления события Ак;
Р(Ак Аm) вероятность совместного наступления двух событий Ак и Аm;
Р(А1 А2 …Аt) вероятность совместного наступления t событий Аi;
P(UAk) вероятность наступления хотя бы одного события Ак (к= ()).
С учетом условия совместимости, показатели коэффициентов готовности элементов сети, входящих в любое из указанных выше выражений формулы для расчета вероятности суммы совместных событий, заменяется на первую степень.
Пример.
Определить математическое ожидание числа связей М(Х)отн. для сети, представленной на рисунке 6.2, при условии, что используются все допустимые пути для связи узлов сети и коэффициент готовности каждой линии связи (ребер графа сети) равен Кг = 0,9.
Для решения задачи воспользуемся рассмотренным выше алгоритмом.
112={b12}, 212 = {b13 ,b23}; 113 = {b13}, 213 = {b12 ,b23};
114 = {b13 , b34}, 214 = {b21 ,b23 ,b34}; 121 = {b12}, 221 = {b13 ,b23};
123 = {b23}, 223 = {b12 ,b13}; 124 = {b23 ,b34}, 224 = {b12 ,b13 ,b34};
132 = {b23}, 232 = {b13 ,b12}; 131 = {b13}, 231 = {b12 ,b23};
134 = {b34}; 141 = {b13, b34}, 241 = {b12 ,b23 ,b34}; 142 = {b23 ,b34},
242 = {b12 ,b13 ,b34}; 143 = {b34}.
Н(112) = Н(121) = К21, Н(113) = Н(131) = К23,
Н(123) = Н(132) = К23, Н(134) = Н(143) = К34,
Н(114) = Н(141) = К13* К34, Н(124) = Н(142) = К23* К34,
Н(212) = Н(221) = К13* К23, Н(214) = Н(231) = К21* К23,
Н(223) = Н(232) = К13* К21, Н(214) = Н(241) = К21* К23* К34,
Н(224) = Н(242) = К21* К13*К34.
3. Определим вероятности связности для каждой пары узлов сети.
Р12 = Р21 = К21 + К13 К23 - К21 К13 К23;
Р13 = Р31 = К13 + К21 К23 - К21 К13 К23;
Р14 = Р41 = К13 К34 + К21 К23 К34 К13 К21 К23 К34;
Р23 = Р32 = К23 + К13 К21 К13 К21 К23;
Р24 = Р42 = К23 К34 + К21 К13 К34 К13 К21 К23 К34;
Р34 = Р43 = К34 ;
4. Определим математическое ожидание числа связей в сети М(Х).
М(Х) = Р12 + Р21 + Р13 + Р31 + Р14 + Р41 + Р23 + Р32 + Р24 + Р42 + Р34 + Р43.
Определим максимальное число связей в сети при абсолютно надежных элементах.
N = m (m-1) = 4 x 3 = 12.
Определим М(Х)отн. ,подставив значение Кг = 0,9 в выражение, полученное в пункте 4.
М(Х)отн. = М(Х)/ (m (m-1)) 100% = (10.3576 /12) 100% = 86,31%
В курсовом проекте следует изобразить модель анализируемой сети и оценить структурную надежность кольца, используя в качестве показателя структурной надежности М(Х)отн., а также указать способы повышения надежности сети.
Контрольные вопросы
1. Что понимается под структурной надежностью сети связи?
2. Какие модели сети используются для оценки структурной
надежности?
3. Укажите показатели, которые используются для количест-
венной оценки структурной надежности сети связи.
4. Поясните смысл значения коэффициента готовности участ-
ка сети SDH.
5. Какие исходные данные необходимы для расчета математи-
ческого ожидания числа связей в сети?
6. Перечислите основные способы повышения структурной
надежности.
Литература
Приложение А
Средняя исходящая нагрузка для различных источников нагрузки.
№пп |
Тип АЛ |
Среднее количество вызовов в ЧНН на 1 АЛ (С) |
Средняя продолжительность занятия в сек (t) с |
Средняя интенсивность исходящей нагрузки на 1 АЛ в ЧНН, Эрл. |
Время, используемое для расчета нагрузки |
|||
5 зн. |
6 зн. |
5 зн |
6 зн. |
5 зн |
6 зн. |
|||
1 |
Индивид. польз. |
0,65 0,9 |
0,8 1,1 |
99,6 100 |
99 98 |
0,018 0,025 |
0,022 0,03 |
Утр.ЧНН; Веч. ЧНН |
2 |
Н/х сектор: “Деловой” “Спальный” |
3,5 1,1 |
4,0 1,2 |
56,6 82,0 |
63 90 |
0,055 0,025 |
0,070 0,030 |
Утр.ЧНН, веч.время Веч.ЧНН, утр.время |
3 |
Таксофон местной связи |
7,5 8,0 |
9,5 10,5 |
144 90 |
76 93 |
0,15 0,2 |
0,2 0,27 |
Дневн. ЧНН Вечерн.ЧНН |
4 |
Таксофон междугородный (исходящей связи) |
0,65 |
0,65 |
Дневн. ЧНН Вечерн.ЧНН |
||||
5 |
Районный переговорный пункт с серийным исканием |
0,6 |
0,6 |
Веч. ЧНН, утр.время |
||||
6 |
Линии от малых УАТС, подключаемых к станции на правах абонента |
0,15 |
0,15 |
Утр.ЧНН, веч.время |
||||
7 |
Устройство передачи данных (соединен. по телеф. алгоритму) |
0,15 |
0,15 |
Приложение Б
Нормы, используемые при расчете нагрузки по различным направлениям на ГТС.
i, % |
Ki, % |
I, % |
Ki, % |
9,5 |
26,4 |
20 |
38,5 |
10,1 |
27,4 |
25 |
42,4 |
10,2 |
27,6 |
30 |
46 |
11 |
28,3 |
35 |
50,4 |
12 |
30 |
40 |
54,5 |
13 |
31,5 |
45 |
58,2 |
14 |
32,9 |
50 |
61,8 |
15 |
33,3 |
Приложение В
Таблица первой формулы Эрланга
V Емк. пучка |
Интенсивность поступающей нагрузки при потерях Р |
|||||
0,0001 |
0,001 |
0,002 |
0,003 |
0,005 |
0,010 |
|
5 |
0,452 |
0,761 |
0,898 |
1,0 |
1,126 |
1,347 |
6 |
0,73 |
1,15 |
1,32 |
1,4 |
1,61 |
1,89 |
7 |
1,05 |
1,58 |
1,79 |
1,9 |
2,15 |
2,48 |
8 |
1,42 |
2,05 |
2,31 |
2,4 |
2,72 |
3,10 |
9 |
1,83 |
2,56 |
2,85 |
3,0 |
3,32 |
3,75 |
10 |
2,26 |
3,09 |
3,42 |
3,6 |
3,94 |
4,42 |
11 |
2,72 |
3,85 |
4,01 |
4,22 |
4,59 |
5,11 |
12 |
3,21 |
4,23 |
4,63 |
4,92 |
5,25 |
5,82 |
13 |
3,71 |
4,83 |
5,26 |
5,52 |
5,93 |
6,54 |
14 |
4,24 |
5,44 |
5,91 |
6,27 |
6,93 |
7,28 |
15 |
4,78 |
6,07 |
6,57 |
6,9 |
7,34 |
8,03 |
16 |
5,34 |
6,72 |
7,24 |
7,63 |
8,06 |
8,79 |
18 |
6,50 |
8,04 |
8,63 |
9,05 |
9,53 |
10,33 |
20 |
7,70 |
9.40 |
10,05 |
10,49 |
11,04 |
11,91 |
22 |
8,95 |
10,80 |
11,50 |
11,95 |
12,57 |
13,52 |
24 |
10,23 |
12,23 |
12,96 |
13,5 |
14,13 |
15,14 |
26 |
11,54 |
13,69 |
14,49 |
15,1 |
15,72 |
16,79 |
28 |
12,88 |
15,17 |
16,02 |
16,6 |
17,32 |
18,45 |
30 |
14,24 |
16,67 |
17,57 |
18,25 |
18,94 |
20,13 |
32 |
15,63 |
18,19 |
19,14 |
19,82 |
20,57 |
21,83 |
34 |
17,04 |
19,72 |
20,72 |
21,25 |
22,22 |
23,53 |
36 |
18,47 |
21,28 |
22,32 |
23,4 |
23,89 |
25,25 |
38 |
19,92 |
22,84 |
23,93 |
24,8 |
25,56 |
26,98 |
40 |
21,39 |
24,42 |
25,55 |
26,25 |
27,25 |
28,72 |
42 |
22,86 |
26,01 |
27,18 |
28,1 |
28,94 |
30,46 |
44 |
24,33 |
27,61 |
28,82 |
29,7 |
30,64 |
32,22 |
46 |
25,83 |
29,23 |
30,48 |
31,5 |
32,36 |
33,98 |
48 |
27,34 |
30,85 |
32,14 |
33,5 |
34,08 |
35,75 |
50 |
28,86 |
32,48 |
33,81 |
34,5 |
35,80 |
37,52 |
52 |
30,40 |
34,12 |
35,49 |
36,5 |
37,54 |
39,30 |
54 |
31,94 |
35,77 |
37,17 |
38,53 |
39,28 |
41,09 |
56 |
33,49 |
37,42 |
38,86 |
39,6 |
41,02 |
42,88 |
58 |
35,05 |
39,09 |
40,56 |
41,5 |
42,78 |
44,68 |
60 |
36,63 |
40,75 |
42,27 |
43,5 |
44,53 |
46,48 |
Продолжение таблицы приложения В.
V |
Интенсивность поступающей нагрузки при потерях Р |
|||||
0,0001 |
0,001 |
0,002 |
0,003 |
0,005 |
0,010 |
|
65 |
40,58 |
44,95 |
46,56 |
47,8 |
48,95 |
51,00 |
70 |
44,58 |
49,19 |
50,88 |
52,4 |
53,39 |
55,55 |
75 |
48,62 |
53,46 |
55,23 |
56,3 |
57,86 |
60,12 |
80 |
52,69 |
57,75 |
59,60 |
61,5 |
62,35 |
64,71 |
85 |
56,73 |
62,07 |
64,00 |
65,1 |
66,86 |
69,31 |
90 |
60,93 |
66,42 |
68,42 |
70,5 |
71,40 |
73,94 |
95 |
65,08 |
70,78 |
72,86 |
73,4 |
75,94 |
78,57 |
100 |
69,27 |
75,17 |
77,32 |
78,5 |
80,51 |
83,22 |
105 |
78,47 |
80,00 |
81,79 |
82,5 |
85,08 |
87,88 |
110 |
77,69 |
83.99 |
86,28 |
87,3 |
89,67 |
92,55 |
115 |
81,94 |
88,42 |
90,78 |
92,4 |
94,27 |
97,24 |
120 |
86,20 |
92,87 |
95,30 |
97,3 |
98,88 |
101,93 |
125 |
90,5 |
97,3 |
99,8 |
99,4 |
103,5 |
106,6 |
130 |
94,8 |
101,8 |
104,4 |
102,6 |
108,1 |
111,3 |
135 |
99,1 |
106,3 |
108,9 |
110,4 |
112,8 |
116,1 |
140 |
103,4 |
110,8 |
113,5 |
115,1 |
117,5 |
120,8 |
150 |
112,1 |
119,8 |
122,7 |
123,8 |
126,8 |
130,3 |
160 |
120,8 |
128,9 |
131,8 |
134,5 |
136,1 |
139,8 |
170 |
129,6 |
138,0 |
141,0 |
143,6 |
145,5 |
149,3 |
180 |
138,4 |
147,1 |
150,3 |
151,4 |
154,9 |
158,8 |
190 |
147,3 |
156,2 |
159,5 |
162,1 |
164,4 |
168,4 |
200 |
156,2 |
165,4 |
168,8 |
170,8 |
173,8 |
177,9 |
210 |
165,1 |
174,6 |
178,1 |
180,6 |
183,7 |
187,5 |
220 |
174,0 |
183,9 |
187,4 |
190,1 |
192,7 |
197,1 |
230 |
183,0 |
193,1 |
196,8 |
200,5 |
202,2 |
206,7 |
240 |
192,0 |
202,4 |
206,2 |
208,4 |
211,7 |
216,4 |
250 |
201,0 |
211,7 |
215,6 |
218,8 |
221,3 |
226,6 |
300 |
246,4 |
258,3 |
262,7 |
267,3 |
269,1 |
274,3 |
350 |
292,4 |
305,4 |
310,2 |
314,5 |
317,1 |
322,9 |
400 |
338,4 |
352,7 |
357,2 |
362,4 |
365,3 |
371,6 |
Приложение Г
Величины коэффициентов и в формуле ОДелла
при различных значениях Dэф и Р
Dэф |
Р=0,001 |
Р=0,003 |
Р=0,005 |
Р=0,01 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
5,62 |
1,5 |
4,27 |
1,3 |
3,76 |
1,2 |
3,16 |
1,1 |
5 |
3,98 |
1,9 |
3,13 |
1,7 |
2,88 |
1,6 |
2,51 |
1,5 |
6 |
3,16 |
2,3 |
2,63 |
2,1 |
2,41 |
2,0 |
2,15 |
1,9 |
7 |
2,68 |
2,7 |
2,25 |
2,5 |
2,13 |
2,4 |
1,93 |
2,2 |
8 |
2,37 |
3,1 |
2,07 |
2,9 |
1,93 |
2,7 |
1,77 |
2,5 |
9 |
2,15 |
3,5 |
1,90 |
3,2 |
1,8 |
3,0 |
1,66 |
2,7 |
10 |
1,99 |
3,8 |
1,79 |
3,5 |
1,7 |
3,3 |
1,58 |
2,9 |
11 |
1,87 |
4,2 |
1,7 |
3,8 |
1,62 |
3,6 |
1.52 |
3,1 |
12 |
1,78 |
4,5 |
1,62 |
4,1 |
1,55 |
3,9 |
1,46 |
3,3 |
13 |
1,71 |
4,8 |
1,56 |
4,4 |
1,50 |
4,2 |
1,42 |
3,5 |
14 |
1,64 |
5,1 |
1,51 |
4,7 |
1,46 |
4,4 |
1,39 |
3,7 |
15 |
1,58 |
5,4 |
1,47 |
4,9 |
1,42 |
4,6 |
1,37 |
3,9 |
16 |
1,54 |
5,7 |
1,44 |
5,1 |
1,39 |
4,8 |
1,33 |
4,1 |
18 |
1,47 |
6,3 |
1,38 |
5,5 |
1,34 |
5,2 |
1,29 |
4,5 |
20 |
1,41 |
6,9 |
1,34 |
5,9 |
1,30 |
5,6 |
1,25 |
4,9 |
22 |
1,37 |
7,3 |
1,3 |
6,3 |
1,27 |
6,0 |
1,23 |
5,3 |
24 |
1,33 |
7,7 |
1,27 |
6,7 |
1,25 |
6,4 |
1,21 |
5,6 |
26 |
1,30 |
8,1 |
1,25 |
7,1 |
1,23 |
6,8 |
1,19 |
5,8 |
28 |
1,28 |
8,5 |
1,23 |
7,5 |
1,21 |
7,2 |
1,17 |
6,0 |
30 |
1,26 |
8,9 |
1,21 |
7,9 |
1,19 |
7,5 |
1,16 |
6,2 |
32 |
1,24 |
9,3 |
1,2 |
8,2 |
1,18 |
7,7 |
1,15 |
6,4 |
36 |
1,21 |
10,1 |
1,18 |
8,8 |
1,16 |
8,1 |
1,13 |
6,8 |
40 |
1,19 |
10,9 |
1,17 |
9,1 |
1,14 |
8,5 |
1,12 |
7,2 |
50 |
1,15 |
12,2 |
1,1 |
9,7 |
1,11 |
10,0 |
1,09 |
8,2 |
мультиплексора SM 1/4
Синхронный мультиплексор SM - ¼ предназначен для организации городских, сельских и внутризоновых сетей связи. Главными достоинствами сетей, реализованных на оборудовании SM - ¼ являются:
Описание конструкции
Ядром мультиплексора является неблокируемая полнодоступная матрица временного коммутатора емкостью 1008 эквивалентов VC-12. Матрица осуществляет все переключения под управлением встроенного микроконтроллера.
Все подключаемые к мультиплексору плезиохронные сигналы перед вводом в коммутатор преобразуются в виртуальный контейнер (VC) соответствующего уровня в соответствии с рекомендацией ITU T G.709.
Коммутатор обеспечивает проключение сигналов уровней: TU-12 (2Mb/s), TU-2 (6.3 Mb/s), TU-3 (34 Mb/s), АU-4 (140 Mb/s). При этом возможна организация следующих видов соединений:
Описанное выше “ядро” (модули: UCU микроконтроллер, SN4 матрица временного коммутатора и LAD сигнализации и жесткий диск) является неотъемлемой частью мультиплексора. Причем модуль SN4 может быть дублирован 1+1.
Комплектация мультиплексора остальными модулями осуществляется в зависимости от конкретного применения мультиплексора.
Перечень модулей, установка которых возможна в мультиплексор:
Механическая конструкция
Мультиплексор SM-1/4 поставляется в конструктивах двух разновидностей:
- с одним рядом модулей, максимальное количество выделяемых 2Mb потоков 126, максимальное количество направлений STM-4
два.
- с одним рядом модулей, максимальное количество выделяемых Mb потоков 126, максимальное количество направлений STM-
Обе разновидности описанных выше конструктивов устанавливаются в статив, стандартизированный ETSI (2200 mm x 600 mm x 300 mm). При чем в одном стативе может быть размещено:
Каждый мультиплексор снабжен панелью локальной сигнализации аварийных состояний. Панель предохранительных автоматов находится в верхней части статива ETSI. По бокам статива предусмотрено пространство для подводимых к мультиплексорам медных и оптических кабелей.
Непосредственно на мультиплексоре все оптические вводы находятся на лицевой стороне оптических интерфейсных модулей (Opt.155/ Opt.622).
Подключение электрических интерфейсов (E.I2/34/140/155 Mb) осуществляется через панель внешних подключений, расположенную в верхней части мультиплексоров.
Способы резервирования оборудования и трафика
Для модулей выделения 2 Mb может быть обеспечено резервирование N+1. Для модулей выделения 34 Mb, 140 Mb, модуля электрического стыка STM-1, а также модулей SN и ОНА может быть организовано резервирование 1+1. Переключение на резерв осуществляется автоматически схемой контроля, при этом время переключения составляет 10 мс.
Линейное резервирование может быть реализовано способом 1+1.Линейное резервирование 1+1 основано на параллельной передачи одного и того же сигнала по двум линиям, при этом на приемной стороне выбор линии осуществляется на основе лучшего качества передачи.
Линейное резервирование может быть реализовано способом 1:1.При линейном резервировании 1:1 и нормальном качестве передачи резервная линия используется для передачи «информации с низким приоритетом».При появлении искажений происходит переключение на резервную линию как на приемной, так и на передающей стороне. При этом «информация с низким приоритетом» не передается.
Резервирование загрузкой альтернативных матриц является самым эффективным для резервирования трафика, он основан на обнаружении центральным компьютером всех отказов оборудования и соответствующей реконфигурации сети.
Электропитание
Электропитание мультиплексоров осуществляется от сети станционного питания постоянным напряжением 60 или 48 вольт. При этом допускается изменение входного напряжения от 36 до 75 вольт.
Мощность потребляемая конкретным мультиплексором зависит от комплектации и может составлять:
Для однорядной кассеты от 70 до 140 ватт
Для двухрядной кассеты от 125 до 360 ватт
При разработки мультиплексоров SM 1/4 был использован принцип децентрализованного питания, что позволило отказаться от единого блока питания, каждый модуль содержит свой преобразователь вырабатывающий напряжения используемые модулем. Применение такого подхода значительно увеличило надежность устройства и уменьшило потребляемую мощность.
Синхронизация
При проектировании синхронных сетей большое значение придается вопросам синхронизации. При этом необходимо увязывать вопросы синхронизации транспортной сети с синхронизацией включаемых в нее электронных станций.
Для синхронизации мультиплексора могут быть использован:
В момент описания конфигурации сети для каждого мультиплексора определяется основной и альтернативные источники синхронизации.
В нормальном режиме внутренний тактовый генератор синхронизируется от внешнего эталонного сигнала. При этом стабильность частоты соответствует рекомендации ITU-T N G.783. Во время работы каждый сконфигурированный тактовый источник контролируется,и, в случае выхода из строя основного источника, мультиплексор автоматически переходит на работу от альтернативного. Синхронизация не теряется. Когда основной источник тактовой частоты восстанавливается, возможно обратное автоматическое переключение.
В автономном режиме достаточная стабильность частоты обеспечивается встроенным кварцевым генератором. Для повышения надежности внутренний генератор может быть дублирован по схеме 1+1.
Приложение Е
Техническая характеристика
мультиплексора WaveStar ADM 16/1
Мультиплексор WaveStar ADM 16/1 представляет собой интеллектуальный мультиплексор и систему передачи с высокой пропускной способностью, который может мультиплексировать стандартные скорости PDH и SDH до более высоких уровней, вплоть до 2,5 Гбит/с (STM-16). Такой широкий диапазон делает данную систему ключевым элементом при создании высокоскоростных транспортных сетей.
Одной из главных функциональных возможностей WaveStar ADM 16/1 является ввод/вывод и гибкая кросс-коммутация потоков 2 Мбит/с непосредственно из STM-16. Кроме того, устройство позволяет подключать потоки 34, 45, 51, 140, 155 и 620 Мбит/с. Поддерживаются механизмы защиты SNCP, MSP, MS-SPRing, DNI. В целях сокращения затрат времени на установку и тестирование данный мультиплексор может поставляться с заранее выполненными кабельными соединениями.
Основными особенностями мультиплексора являются:
- высокая пропускная способность по вводу-выводу каналов 2 Мбит/с и STM-1 (504 x 2 Мбит/с или 32 x STM-1) непосредственно с уровня STM-16;
- простота монтажа и технического обслуживания;
- улучшенные механизмы резервирования, позволяющие использовать современные структуры сетей SDH;
- адаптация к применению в системах DWDM.
Дополнительно имеют линейные интерфейсы:
Оптические линейные интерфейсы STM-16 дальнего радиуса действия с длинами волн 1310 нм и 1550 нм, совместимые с рекомендациями ITU-T G.957 L.16.1, L.16.2 и L.16.3.;
STM-4 - оптические интерфейсы ближнего радиуса действия с длиной волны 1310 нм и дальнего радиуса действия с длиной волны 1550 нм, совместимые с рекомендациями ITU-T G.957 S.4.1 и L4.2.;
STM-1 - электрический интерфейс и (или) оптический интерфейс ближнего радиуса действия с длиной волны 1310 нм, совместимый с рекомендацией ITU-T G.957 S.1.1.;
63х2 Мбит/сек;
8х10/100Base-T Ethernet.
Интерфейсы полностью совместимы с соответствующими стандартами ETSI и рекомендациями ITU. Обеспечиваются следующие характеристики отображения:
VC4-TUG3-TUG2-VC12-2 Мбит/сек;
VC4-TUG3-VC3-34 Мбит/сек;
Защита SNC для VC12, VC3 и VC4.
Связь VC12/VC3.
Для управления используются F интерфейс для терминала (RS-232) и
Q интерфейс для TMN (Ethernet).
Электропитание - 48/60В, максимальная потребляемая мощность 200Вт (при полной комплектации).
Механическая конструкция:
ширина 545 мм
глубина 500 мм
высота 750 мм
масса не более 33,3 кг (при полной комплектации).
Для управления мультиплексором WaveStar ADM 16/1 можно использовать терминальную систему локального управления ITM-CIT на базе ПК, подключаемого через последовательный порт к F-интерфейсу мультиплексора. В пределах одной сети поддерживается управление удаленными узлами через встроенный коммуникационный канал (DCC), передаваемый в заголовке кадра STM-1, STM-4, STM-16 и управление менеджером сетевых элементов ITM-SC через Q-LAN интерфейс.
Функции управления:
Контроль ошибок.
Обеспечивается мониторингом и анализом информации содержащейся в байтах заголовка каждого виртуального контейнера (VC), а также путем выполнения внутреннего тестирования и функций мониторинга. Сигналы тревоги фильтруются и отображаются локально, а также передаются в центр управления. Информация записывается в базу данных, размещенную на платах мультиплексоров;
Управление производительностью.
Информация о производительности, полученная из байтов заголовка (SOH и POH), анализируется в соответствии с рекомендациями ITU-T G.784 и G.826 и сохраняется в базе данных устройств;
Управление конфигурацией.
Различные конфигурации оборудования могут быть загружены в мультиплексор из системы сетевого управления;
Удаленная загрузка программного обеспечения.
Более подробно информацию об STM16 можно получить по адресу: www.huawei.ru/produkts/catalog/OptiX/sdh/stm16/
Рубрика: «Коммуникационное оборудование»; «Сети и связь»; «Устройство сетей, системная интеграция и др». А также на сайтах производителей данного оборудования .
Ниже приведена структурная схема мультиплексора WaveStar ADM-16/1.
Структурная схема мультиплексора WaveStar ADM 16/1
Принятые сокращения
(на русском языке)
(на английском языке)
АDМ мультиплексор ввода-вывода.
DXC(SDXC) цифровой коммутатор системы синхронно-цифровой иерархии.
LAD устройство сигнализации и жесткий диск.
SDH система цифровой синхронной иерархии.
SM- 1/4 - синхронный мультиплексор, позволяющий формировать синхронно-транспортные модули STM-1 и STM 4.
SN4 матрица временного коммутатора SM 1/4 .
STM синхронный транспортный модуль.
ТМ терминальный модуль.
UCU модуль управления SM 1/4 (микроконтроллер)