СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………………………………………………………………………..3
1. Теоретическая часть ……………………………………………………………..6
1.1. Характеристики передающих устройств……………………………………...6
1.2. Приемные устройства и их характеристики………………………………….6
1.3. Характеристики волокон………………………………………………………9
1.4. Беспроводные оптические
каналы…………………………………………13
2. Практическая часть……………………………………………………………..19
2.1. Основные характеристики станции………………………………………….19
2.2.
Аппаратное обеспечение…………………………………………………...19
2.3. Функциональная схема станции……………………………………………..20
2.4. Расчет поступающей нагрузки и распределение ее по
направлениям……..21
2.5. Расчет объема оборудования………………………………………………...30
2.6. Показатели надежности связи……………………………………………….31
2.7. Расчет надежности связи…………………………………………………….35
2.8. Расчет надежности элементов станции……………………………………..36
Заключение………………………………………………………………………..41
Литература………………………………………………………………………...42
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы работы обусловлена тем, что оптические
каналы связи все чаще стали использоваться в последнее время в городских
телефонных станциях. При их разработке используются оптические проводные и
беспроводные каналы.
Оптические проводные – световоды (оптоволоконный канал
используют в стационарных системах с большим объемом передаваемой
информации и повышенными требованиями к скорости передачи, защищенности от
возможного подслушивания электромагнитных помех. Нашли применение при
организации как глобальных, так и локальных вычислительных сетей). Главным
элементом оптоволоконного кабеля является волоконный световод -
высококачественное стеклянное (пластиковое) волокно диаметром несколько микрон,
окруженное твердым заполнителем и сверху защищенное специальной оболочкой. Обладает
не только высокой скоростью передачи информации (может достигать 1000 Мбит/с),
но и высокими техническими характеристиками. Это очень дорогой способ передачи
информации и применяется для прокладки весьма ответственных (магистральных)
каналов связи. Например, при помощи такого кабеля соединяются все столицы
большинства стран мира, крупные города (Москва-Санкт-Петербург).
Оптические беспроводные – они используют луч лазер для
передачи сигнала между приемопередающими устройствами. Однако, в отличие от волоконной
оптики, сигнал передается через открытую воздушную среду, а не по оптическому
волокну. Для приема и передачи цифрового сигнала между беспроводными оптическими
устройствами необходимо наличие прямой видимости. Другими словами, между ними
не должно быть никаких помех (таких, например, как деревья). Беспроводные оптические
системы используются для создания высокоскоростных и безопасных каналов связи,
которые можно развернуть в течение очень малого промежутка времени.
Системы беспроводной оптической связи уже установлены в
различных компаниях, включая больницы, банки, операторы связи, муниципальные
службы и военные ведомства во многих странах мира, предлагая беспроводные
решения различного уровня сложности. В корпоративных сетях эти системы могут
быть использованы для организации высокоскоростных каналов связи между офисами,
что позволяет избежать затрат на аренду выделенных линий. Беспроводные
оптические каналы связи предлагают серьезную альтернативу волоконной оптике в
случаях, когда необходимо обеспечить работу высокоскоростных приложений (таких
как видеоконференции), а стоимость прокладки кабеля слишком высока. Другим
популярным приложением беспроводных оптических систем является организация
временных каналов связи во время выставок, конференций, спортивных мероприятий
или для быстрого восстановления связи при аварии волоконно-оптической линии.
Оптическое волокно (далее - ОВ), широкомасштабное
использование в волоконно-оптических линий связи (далее - ВОЛС) которого
началась примерно 40 лет назад, в настоящее время считается самой совершенной
физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой
для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Сегодня
волоконная оптика находит применение практически во всех задачах, связанных с
передачей информации. Стремительно входят в нашу жизнь волоконно-оптические
интерфейсы в локальных и региональных сетях Ethernet, FDDI, Fast Ethernet,
Gigabit Ethernet, ATM. Множество компаний, в том числе крупнейшие: IBM, Lucent
Technologies, Nortel, Corning, Alcoa Fujikura, Siemens, Pirelli ведут
интенсивные исследования в области волоконно-оптических технологий. К числу
наиболее прогрессивных можно отнести технологию сверхплотного волнового
мультиплексирования по длине волны DWDM (Dense Wavelength Division
Multiplexing), позволяющую значительно увеличить пропускную способность
существующих волоконно-оптических магистралей.
Область возможных применений ВОЛС весьма широка -
от городской и сельской связи до систем связи на большие расстояния с высокой
информационной емкостью. На основе оптической волоконной связи могут быть
созданы принципиально новые системы передачи информации. На базе ВОЛС
развивается единая интегральная сеть многоцелевого назначения. Весьма
перспективным является применение волоконно-оптических систем в кабельном
телевидении, которое обеспечивает высокое качество изображения и существенно
расширяет возможности информационного обслуживания абонентов, являющееся
предметом настоящей курсовой работы.
Итак, целью представленной работы является
исследование применения цифровых волоконно-оптических систем передачи для
передачи сигналов.
В соответствии с этой целью поставлены следующие
задачи:
- исследовать основные принципы цифровой системы
передачи данных;
- раскрыть понятие и структуру цифровой волоконно-оптической
системы связи,
- исследовать процессы, происходящие в оптическом
волокне, и их влияние на скорость и дальность передачи информации
- рассчитать оптический канал связи с использованием
цифровой системы передачи данных.
В качестве источников информации были использованы
учебные и научные материалы.
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ
ЧАСТЬ
Представляется, что для предмета исследования
данной курсовой работы наиболее важным является характеристика нижеуказанных
аспектов.
1.1. Характеристики
передающих устройств
Источники излучения инжектируемого в волокно имеют конечную полосу
частот. Так светоизлучающие диоды излучают свет с шириной полосы 35 нм, а лазеры
2-3 нм (лазеры имеют, кроме того, более узкую диаграмму направленности, чем
диоды). Характеристики светодиодов и инжекционных лазерных диодов приведены в
таблице 1.
Таблица 1. Характеристики светодиодов и
инжекционных лазерных диодов
|
Параметры
|
Светодиод (led)
|
Инжекционные лазерные диоды
|
|
Выходная мощность
|
0,5 - 11,5 мВт
|
3 - 10 мВт
|
|
Время нарастания
|
1 - 20 нс
|
1 - 2 нс
|
|
Диапазон тока смещения
|
5- - 150 мА
|
100 - 500 мА
|
Время нарастания фотодиода ограничивает быстродействие системы. Не малую
роль играет и уровень шумов на входе приемника. При этом световой импульс
должен нести достаточно энергии (заметно больше уровня шума), чтобы обеспечить
низкий уровень ошибок.
В таблице 2 приведены характеристики оптических приемников.
Таблица 2. Характеристики оптических
приемников
|
Параметры
|
Pin
|
Лавинный фотодиод
|
Фототранзистор
|
Фотоприемник Дарлингтона
|
|
Чувствительность
|
0,5 мкa/мкВт
|
15 мкa/мкВт
|
35 мкa/мкВт
|
180 мкa/мкВт
|
|
Время нарастания
|
1 нс
|
2 нс
|
2 мкс
|
40 мкс
|
|
Напряжение смещения
|
10 В
|
100 В
|
10 В
|
10 В
|
Поглощение света в волокне происходит по нескольким причинам. Поглощение
в собственно стекле волокна падает с частотой, в то время как потери из-за рассеяния
на дефектах стекла (релеевское рассеяние) с увеличением частоты растет. При
сгибании волокна поглощение увеличивается. По этой причине следует избегать малых
радиусов изгиба (кроме всего прочего это может привести и к обрыву). В результате
потери света в волокне обычно лежит в диапазоне (2-5) дБ/км для длин волн 0,8 -
1,8. Зависимость поглощения света в волокне от длины волны показана на рис. 3.
Используемые диапазоны отмечены на рисунке зеленым цветом. Все эти диапазоны
имеют ширину 25000-30000 ГГц.
Рис. 3. Зависимость поглощения света в волокне от
длины волны
Диапазоны длин волн.
ITU стандартизовал диапазоны длин волн, отображенные на рис. 3а.
Рис. 3а.
Стандартные диапазоны длин волн ITU
В настоящее время стандартизовано 6 диапазонов длин волн (см табл. ниже).
|
Название диапазона
|
Характеристика
|
Интервал длин волн
|
|
O
|
Исходный
|
1260-1360 нм
|
|
Е
|
Расширенный
|
1260-1460 нм
|
|
S
|
Коротковолновый
|
1460-1530 нм
|
|
С
|
Стандартный
|
1460-1530 нм
|
|
L
|
Длинноволновый
|
1565-1625 нм
|
|
U
|
Ультрадлинноволновый
|
1625-1675 нм
|
Из рисунка видно, что минимумы
поглощения приходятся на 1300 и ~1500 нм, что и используется для целей
телекоммуникаций. При длине волны 1300 нм дисперсия скоростей распространения
различных длин волн минимальна. Диапазон ~850 нм характеризуется высоким
поглащением, но он привлекателен тем, что как лазеры, так и электроника могут
быть изготовлены из одного материала (арсенида галлия). Используемые оптические
диапазоны выделены зеленым цветом. Зависимость дисперсии от длины волны показана
на рис. 4.
Рис. 4. Зависимость
дисперсии от длины волны
Из рисунка видно, что в области ниже 1300 нм более длинные волны движутся
быстрее коротких. Для длин волн >1300нм имеет место обратная ситуация -
более длинные волны движутся медленнее коротких. Для одномодовых волокон определяющий
вклад в искажения вносится дисперсией скоростей распространения, для
многомодовых основной вклад вносит модовая дисперсия. Зависимость полосы пропускания
волокна от его длины приведена на рис. 5.
Рис. 5. Зависимость полосы пропускания волокна от
его длины
Типовые характеристики оптических волокон приведены в таблице
3.
Таблица 3. Типовые характеристики
оптических волокон
|
Тип волокна
|
Диаметр ядра
[мкм]
|
Диаметр клэдинга
[мкм]
|
А
|
Затухание
[дБ/км]
|
Полоса пропускания [МГц/км]
|
|
Длина волны
|
850
|
1300
|
1550
|
|
|
Одномодовое
|
9,3
8,1
|
125
125
|
0,13
0,17
|
|
0,4
0,5
|
0,3
0,25
|
5000 для 850 нм
|
|
Со сглаженным индексом
|
50
62,5
85
|
125
125
125
|
0,2
0,275
0,26
|
2,4
3,0
2,8
|
0,6
0,7
0,7
|
0,5
0,3
0,4
|
600 для 850 нм;
1500 для 1300 нм
|
|
Ступенчатый индекс
|
200
|
380
|
0,27
|
6,0
|
|
|
6 при 850 нм
|
Одним из критических мест волоконных систем являются сростки волокон и
разъемы. Учитывая диаметр центральной части волокна, нетрудно предположить, к
каким последствиям приведет смещение осей стыкуемых волокон даже на несколько микрон
(особенно в одномодовом варианте, где диаметр центрального ядра менее 10
микрон) или деформация формы сечения волокон.
Соединители для оптических волокон имеют обычно конструкцию, показанную
на рис. 6, и изготовляются из керамики. Потеря света в соединителе составляет
10-20%. Для сравнения сварка волокон приводит к потерям не более 1-2%. Существует
также техника механического сращивания волокон, которая характеризуется потерями
около 10% (splice). Оптические аттенюаторы для оптимального согласования
динамического диапазона оптического сигнала и интервала чувствительности входного
устройства представляют собой тонкие металлические шайбы, которые увеличивают
зазор между волокном кабеля и приемником.
Рис. 6. Схема
оптического разъема
Если длина волокна должна быть велика из-за расстояния, которое нужно перекрыть,
а потребителей по дороге нет, приходится ставить промежуточные усилители
сигнала (см. рис. 6а, присутствие ЭВМ необязательно).
Рис. 6а. Промежуточный
волоконный усилитель
С использованием оптических волокон можно создавать не только кольцевые
структуры. Возможно построение фрагмента сети, по характеру связей эквивалентного
кабельному сегменту или хабу. Схема такого фрагмента сети представлена на рис.
7 (пассивный хаб-концентратор). Базовым элементом этой субсети является прозрачный
цилиндр, на один из торцов которого подключаются выходные волокна всех
передатчиков интерфейсов устройств, составляющих субсеть. Сигнал с другого торца
через волокна поступает на вход фото приемников интерфейсов. Таким образом,
сигнал, переданный одним из интерфейсов, поступает на вход всех остальных интерфейсов,
подключенных к этой субсети. При этом потери света составляют 2С + S +
10*log(N), где С - потери в разъеме, S - потери в пассивном разветвителе, а N -
число оптических каналов (N может достигать 64). Современные микросхемы
приемо-передатчиков (корпус DIP) имеют встроенные разъемы для оптического
кабеля (62,5/125мкм или 10/125 мкм). Некоторые из них (например, ODL 200
AT&T) способны осуществлять переключение на обходной оптический путь
(bypass) при отключении питания.
Рис. 7. Схема пассивного
оптоволоконного хаба
В последнее время заметного удешевления оптических каналов удалось достичь
за счет мультиплексирования с делением по длине волны. За счет этой техники
удалось в 16-160 раз увеличить широколосность канала из расчета на одно
волокно. Схема мультиплесирования показана на рис. 8. На входе канала сигналы с
помощью призмы объединяются в одно общее волокно. На выходе с помощью
аналогичной призмы эти сигналы разделяются. Число волокон на входе и выходе
может достигать 32 и более (вместо призм в последнее время используются
миниатюрные зеркала, где применяется 2D-развертка (или 3D)по длине волны).
Разработка технологии получения особо чистого материала волокон позволила
раширить полосу пропускания одномодового волокна до 100 нм (для волокон =1550нм). Полоса одного канала может лежать в
диапазоне от 2 до 0,2 нм. Эта технология в самое ближайшее время расширит
скорость передачи данных по одному волокну с 1 до 10 Тбит/с.
Рис. 8. Мультиплексирование с делением по длине
волны в оптическом волокне
Рис. 9. Схема многоканального
мультиплексирования с делением по длине волны в оптическом волокне. TE -
терминальное оборудование; L - лазер; M/D - оптический мультиплексор-демультиплексор
Рис. 10. Схема перенаправления оптических
информационных потоков
Для осуществления требуемой маршрутизации часто бывает нужно в коммутационном
узле сменить длину волны потока. Схема этой опреации показана на рис. 11 (a)
OADM - (optical adddrop multiplexer), (b) OXC - (optical cross-connect) - оптическая
коммутация , (c) OXC со сменой длины волны.
Рис. 11. Схема перенаправления
оптических информационных потоков со сменой длины волны и без.
1.4. Беспроводные
оптические каналы
Для стационарных каналов оптоволоконный кабель не имеет конкурентов. Но
при формировании каналов в городе, где требуется лицензия на прокладку и разрешение
для использования канализации, все становится не так просто. При расстояниях до
1-5 км во многих случаях становятся привлекательны каналы с открытым лазерным
лучом. Ниже приведена таблица, где сравниваются параметры различных
беспроводных систем.
|
Беспроводные телекоммуникационные системы
|
|
Широкополосные системы
|
Оптические каналы
|
Радиорелейные системы
|
|
Скорость передачи
|
Несколько Мбит/c
|
≥ 155 Мбит/c
|
До 155 Мбит/c
|
|
Максимальное расстояние
|
Несколько км
|
≤ 2 км
|
≤ 50 км
|
|
Угроза подключения
|
высокая
|
Крайне высокая
|
Очень высокая
|
|
Проблемы интерференции
|
имеются
|
отсутствуют
|
малые
|
|
Интерфейсы
|
10/100 MbpsEthernet
|
E1, волоконный стандарт, FE, GE
|
E1, STM-1 Eth, FE
|
|
Точность настройки
|
малая
|
Очень высокая
|
средняя
|
|
Разрешение на применение
|
Лицензия не требуется
|
Лицензия не требуется
|
Нужна лицензия PTT
|
|
Относительная стоимость
|
≥ 5200 €
|
≥ 6000 €
|
≥ 26000 €
|
Пример характеристики приемо-передающего оборудования
|
LED-LINK 300
|
LaserLink 4E1/300
|
|
Рекомендуемое расстояние [m]
|
< 300
|
< 300
|
|
Полоса пропускания [Mbps]
|
2-43
|
4*2,048
|
|
BER
|
≤ 10-9
|
≤ 10-6
|
|
Передатчик
|
IP-LED
|
IP-LED
|
|
Передаваемая мощность [мВт]
|
50/60
|
50/60
|
|
Расходимость луча [мрад]
|
<10
|
<10
|
|
Динамический диапазон [дБ]
|
>30 (1:1000)
|
>40 (1:10000)
|
|
Сетевой интерфейс
|
Мультимодовое волокно
|
4*E1, G.703
|
|
Диаметр волокна [мкм]
|
50-60/120
|
-
|
|
Длина волны (RX) [нм]
|
780..900
|
-
|
|
Длина волны (TX) [нм]
|
850
|
-
|
|
Рабочая температура 0C
|
-20÷+50
|
-20÷+50
|
В качестве принимающего устройства используются PIN-диоды или лавинные
фотодиоды (APD).
|
AirLaser
IP100
|
AirLaser
IP1000
|
|
Максимальная
дальность [м]
|
2000
|
1000
|
|
Скорость
передачи [Мбит/c]
|
125
|
1250
|
|
Передатчик
|
2/4 VCSEL
|
4 VCSEL
|
|
Мощность
[мВт]
|
2/4*7,5
|
4*7,5
|
|
Апертура
[см2]
|
2/4*28,25
|
4*28,25
|
|
Расходимость
[мрад]
|
2
|
|
|
Динамический
диапазон [дВ]
|
36
|
30
|
|
Приемник
|
PIN/APD
|
APD
|
|
Чувствительность
[дБм]
|
-33/-43
|
-33
|
|
Длина
волны [нм]
|
1300
|
SX:850,
LX:1300
|
|
Стандарт
|
100BaseFX
(IEEE 802.3u)
|
1000BaseSX/LX
(IEEE802.3z)
|
|
Рабочая
температура [0 C]
|
(-25 +50)
|
(-25 +50)
|
|
Потребляемая
мощность [Вт]
|
27
|
35
|
VCSEL (Vertical Cavity Emitting Laser) - излучающий лазер с вертикальным резонатором.
Вышеназванные лазеры (CBL - Мюнстер, ФРГ) относятся к классу 1М (безопасны для
глаз).
На рис. 12 показана зависимость вероятности отказов канала из-за
погодных условий (снег - сильный дождь) на основе 1000 инсталляций (доступность
канала и число минут неработоспособности за год). Если требуется 100%
эффективность, рекомендуется использовать резервные широкополосные каналы или
ISDN.
Рис. 12. Зависимость вероятности отказа
канала от расстояния
в условиях плохой погоды
Принципиально новые возможности открыло изобретение инфракрасных лазеров.
Лазер генерирует слабо расходящийся в воздухе пучок света (диаметр порядка 1 мм). Это позволяет осуществлять передачу открытым лучом на относительно большое расстояние (до 10 км). Но это же свойство луча создает и определенные проблемы. В атмосфере от горячих предметов
поднимаются вверх конвекционные потоки горячего воздуха, варьирующие
коэффициент преломления. Многие наблюдали это явление над шоссе жарким летним
днем, когда идущая впереди машина как бы отрывается от земли и парит в
колышущемся мареве. Это же явление лежит в основе появления миражей. Следует
также учитывать, что солнце создает поток излучения в инфракрасной области не
меньше, чем в видимой области. Оптические каналы предполагают использование
двух параллельных лучей, по одному для каждого направления передачи, смотри
рис. 13. Диаметр чувствительной поверхности детектора обычно не превышает 1 мм.
Рис. 13. Использование двух
параллельных лучей
Чтобы исключить влияние конвективных воздушных потоков от разогретой
поверхности крыши обычно используют дефокусировку пучка, чтобы даже при отклонении
оси пучка пятно засветки не покидало чувствительную область детектора. Этот
метод предполагает, что имеется избыток световой мощности передающего лазера.
По этой причине, а также из-за поглощения луча дождем и туманом, каналы
связи с открытым лазерным пучком широкого применения не находят. Но иногда
из-за отсутствия нужных кабельных каналов, или из-за возражений телефонных компаний,
открытый луч может оказаться полезным для организации связи между не слишком
удаленными знаниями. Открытый луч предоставляет достаточно высокий уровень
безопасности, так как для перехвата сообщений нужно “дотянуться” до пучка. Да и
обнаружить инфракрасный луч без специальных средств не так легко.
Проектируя такие каналы связи надо учитывать ослабление сигнала aгеом
[дБ], связанное с геометрией пучка:
aгеом =20Log{aгеом×R /dвх}дБ
где aгеом - угол расхождения в радианах, R - расстояние
передачи в метрах, dвх - диаметр входного окна в метрах. Необходимо
также принимать во внимание ослабление, связанное с поглощением и рассеянием:
aрассеян =(17/S){0,55/а0,195 S/км
[дБ/км]
где aрассеян - ослабление в децибелах на
километр, font face=symbol>l - длина волны излучения в микронах, S -
дальность видимости [км]. Надо сказать, что дальность и надежность передачи в
этом случае сильно зависит от погодных условий, в чем можно убедиться на рис.
14.
Рис. 14. Зависимость ослабления
лазерного сигнала лазерного луча
в зависимости от состояния атмосферы
|
Главным преимуществом варианта с открытым лазерным
лучом является отсутствие необходимости лицензирования или получения
специальных разрешений для прокладки кабеля, в условиях РФ этим
обстоятельством не следует пренебрегать.
|
А вот для связи в пределах залов с большими объемами такой вариант
вполне привлекателен. Здесь используются специальные дефокусирующие системы и
рефлексы от стен и других предметов. Такая схема привлекательна также с точки
зрения безопасности. Ведь в отличии радиоволн инфракрасное излучение не может пройти
через стены и даже стекла. Локальная сеть, построенная на таком принципе, представляет
собой односегментную LAN.
Но земная атмосфера является плохой средой для
распространения света. По этой причине только разработка кремниевых волокон с
низким коэффициентом поглощения в инфракрасном диапазоне (< 0,2 дБ/км)
сделало возможным широкое распространение оптоволоконных каналов связи.
Укладывается ~1000км оптоволоконного кабеля в день. В настоящее время каналы
обычно имеют пропускную способность ~1-100 Гбит/c. В ближайшие годы следует
ожидать увеличения быстродействия таких устройств в 10-100 раз.
Рассматривая параметры оптоволоконных каналов и радиорелейных линий
нужно помнить, что последние имеют задержку 3мксек/км, а оптоволоконные -
5мксек/км, что иногда оказывается существенным (в воздухе электромагнитные волны
распространяются быстрее, чем в кварце).
Итак, все указанные в теории аспекты будут применены в
практической части.
2.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Основные характеристики канала
связи
Емкость станции:
до 40000 абонентов;
до 3720 линейных комплектов или каналов на междугородних
станциях;
128 модулей (разговорные и системные);
до 124 разговорных модулей (ASM, LSM, ANM, DNM);
любая комбинация модулей, LSM, ANM, DNM до общего
количества 124;
емкость модуля – до 239 абонентов;
емкость модуля LSM – до 239 абонентов посредством блока
DLX;
емкость модуля ANM – до 30 аналоговых линейных
комплектов;
емкость модуля DNM – до 30 цифровых каналов;
минимальный шаг наращивания абонентских комплектов - 8;
минимальный шаг наращивания аналоговых линейных
комплектов - 4;
минимальный шаг наращивания цифровых линейных комплектов
– 30.
2.2.
Аппаратное обеспечение
Аппаратное обеспечение представляет собой физические
элементы системы. В современной системе, такой как оптический канал связи,
аппаратное обеспечение построено по модульному принципу, что обеспечивает
надежность и гибкость системы.
Аппаратные средства (АС) подразделяются на подсистемы.
Семь основных подсистем составляют основу оптического канала связи.
К ним относятся:
групповой переключатель;
административный модуль ADM;
тарифный модуль;
аналоговый абонентский модуль;
удаленный абонентский модуль;
модуль абонентских концентраторов;
аналоговый сетевой модуль;
удаленный аналоговый сетевой модуль;
цифровой сетевой модуль.
Каждая подсистема имеет, по крайней мере, один
собственный микропроцессор. Принцип распределенного управления в системе
обеспечивает распределение функций между отдельными ее частями с целью
обеспечения равномерного распределения нагрузки и минимизации потоков
информации между отдельными подсистемами.
Устройства управления подсистемами независимо друг от
друга выполняют практически все задачи, возникающие в их зоне.
2.3. Функциональная схема
станции
Функциональная схема рассчитываемого канала связи представлена
на рисунке 2.1.
На функциональной схеме представлены основные процессы и
блоки рассчитываемого канала связи:
SP – системные процессы (System Processes);
D – диагностика (Diagnostics);
S – синхронизация с окружающей средой (Synchronization);
OM – управление и техническое обслуживание (Operation and
Maintenance);
DS – распределение тактовых импульсов (Distribution of
Synchronization);
IPS – S – переключатель IPS (IPS Switch);
PCM – S – переключатель ИКМ (PSM Switch);
TP – телефонные процессы (Telephone Processes);
Рисунок 2.1.
Функциональная схема канала связи
2.4. Расчет поступающей нагрузки и распределение ее по
направлениям
Исходные данные взяты согласно ведомственным нормам
технологического проектирования (ВНТП –112-98) [4].
В таблице 2.1 приведены основные параметры интенсивности
возникающей нагрузки:
среднее число вызовов Сi;
средняя продолжительность разговора Тi,с.;
доля занятий закончившихся разговором Pp.
Таблица 2.1 - Основные параметры интенсивности
возникающей нагрузки
|
Количество жителей населенного
пункта
|
Категории источников
|
Рр
|
|
Квартирный
сектор
|
Административно-предпринимательский
сектор
|
Таксофоны
|
|
Скв
|
Tкв
|
Снх
|
Tнх
|
Ст
|
Tт
|
|
01
|
02
|
03
|
04
|
05
|
06
|
07
|
08
|
|
До 20 тыс. человек
|
0.9
|
100
|
3.1
|
80
|
6
|
110
|
0.5
|
В таблице 2.2. приведено процентное содержание абонентов
соответствующих категорий и типы телефонных аппаратов.
Таблица 2.2
|
Категория источников
нагрузки,
типы Т.А.
|
Число жителей: до 20 тыс. человек,
К, %
|
|
Народнохозяйственные
|
15
|
|
|
Квартирные
|
80
|
|
|
Таксофоны
|
5
|
|
Возникающую нагрузку создают вызовы (заявки на
обслуживание), поступающие от абонентов (источников) и занимающие на некоторое
время различные соединительные устройства станции.
Согласно ведомственным нормам технологического
проектирования следует различать три категории (сектора) источников:
народнохозяйственный сектор, квартирный и таксофоны. При этом интенсивность
местной нагрузки может быть определена, если известны следующие ее основные
параметры:
Nнх, Nкв и Nт – число телефонных аппаратов
народнохозяйственного сектора, квартирного сектора и таксофонов;
Снх, Скв и Ст – среднее число вызовов в ЧНН от одного
источника i – категории;
Тнх, Ткв и Тт – средняя продолжительность разговора
абонентов i – категории в ЧНН;
Рр – доля вызовов закончившихся разговором.
Структурный состав источников т.е. число аппаратов
различных категорий определяется нуждами населения, а остальные параметры (Сi,
Ti и Pp) – статистическими наблюдениями за действующими АТС данного района.
При отсутствии статистического учета интенсивность
возникающей на станции местной нагрузки рекомендуется рассчитывать по средним
значениям Сi, Ti и Pp приведенным в таблице 3.1.
Интенсивность возникающей местной нагрузки источников i–й
категории, выраженная в Эрлангах, определяется формулой:
Yi = Ni
Ci ti , (2.1)
где
ti – средняя продолжительность одного занятия, с:
ti = aI Pp (tсо + n tн + tc + tпв + Ti + tо), (2.2)
где
aI – коэффициент учитывающий продолжительность занятия
приборов вызовами, не окончившихся разговором (занятость, не ответ вызываемого
абонента, ошибки вызывающего абонента). Его величена, зависит от Ti и Pp и определяется
по графику;
tсо = 3с. – среднее время слушания сигнала «ответ
станции»;
n = 5 число набираемых знаков;
tпв = 7 с. – среднее время длительность сигнала «посылка
вызова» при состоявшемся разговоре;
tc = tо = 0 – время соединения соответственно время установления
соединения и время отбоя, которое для системы оптического канала связи составляет
величину порядка десятков миллисекунд, поэтому будет равным нулю;
tнд = 1.5 с. – набор одной цифры номера при декадном
наборе;
tнч = 0.8 с. – набор одной цифры номера при частотном
наборе;
Полученные из графика зависимости aI = F(Ti ,Pp) значения коэффициента aI сведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 – Значения
коэффициента aI
|
Количество
жителей населенного пункта
|
Рр
|
Категории
источников
|
|
Квартирный
Сектор
|
Административно-предпринимательский
сектор
|
Таксофоны
|
|
Tкв
|
aкв
|
Tнх
|
aнх
|
Tт
|
aт
|
|
До 20 тыс. человек
|
0.5
|
100
|
0,9
|
80
|
3,1
|
110
|
6
|
Рассчитаем возникающею нагрузку для АТС.
Для этого произведем расчет ti – средней
продолжительности одного занятия для соответствующих категорий абонентов:
tнх = 1,2*0,5(3+7,5+2+7+80)=61,69,с.
tкв = 1.2×0.5(3+7,5+2+7+100)=71,7,с.
tт = 1.175×0.5(3+4+2+7+110)=76,08,с.
Произведем расчет количества телефонных аппаратов
соответствующей категории:
,
(2.3)
где
N – монтируемая емкость
По формуле (7.3) выполняется расчет числа номеров
соответствующих категорий.
Рассчитаем нагрузки каждой категории абонентов по формуле
(2.1):
Yнх =
=31,873 Эрл.
Yкв =
= 57,36 Эрл.
Yт = =
25,36 Эрл.
Y’’21 = Yнх + Yкв + Yтч ,
(2.4)
Y’’21 =57,36+31,873+25,36 = 114,563, Эрл.
Поскольку цифры номера, поступающие с ТА, принимаются в
абонентском модуле (в многочастотном приемнике) без занятия MLI, то нагрузка на
выходе MLI (плоскости коммутационного поля) меньше нагрузки, создаваемой
абонентами за счет продолжительности занятия MLI если время занятия абонентского
комплекта определяется формулой (2.2), то время занятия MLI меньше времени
занятия абонентского комплекта на время слушания сигнала «ответ станции» и
набора номера.
,
(2.5)
Следовательно, нагрузка на MLI будет меньше на величину отношения:
,
(2.6)
где для инженерных расчетов коэффициент можно принять равным 0.9. Поэтому
значение нагрузки на выходе MLI будет на 10% меньше нагрузки поступающей на его
вход.
Y’21 = 0.97× Y’’21, (2.7)
Y’21 = 0.97×103,13 = 100,036 Эрл.
Распределение нагрузки по направлениям будет рассчитано
согласно рекомендациям ВНТП по способу, при котором достаточно знать
возникающею местную нагрузку каждой станции сети.
Вычислим нагрузку, направленную к узлу спецслужб Y’усс21,
которая принимается равной 3% от Y’21:
внутристанционного сообщения,
h=×100%,
(2.8)
где
Nсети – емкость сети 16340 номеров
Yусс21 = 0.03×Y’21, (2.9)
Y’усс21 = 0.03×103,13=3,09 Эрл.
Одна часть нагрузки Y’21 замыкается внутри станции Y’21,
а вторая образует потоки к другим АТС.
Внутристанционная нагрузка определяется по формуле:
Y’21,21 = ×h×Y’21, (2.10)
где
h - доля или коэффициент
Определяется по значению коэффициента веса, hс, который представляет собой отношение нагрузки Y’1
проектируемой станции к аналогичной нагрузки всей сети:
hс = 100%,
(2.11)
где
m – число станций, включая и проектируемую.
Если принять, что величины возникающих нагрузок
пропорциональны емкостям станций N, то получим:
, (2.12)
тогда
hс = 100%,
(2.13)
hс = 4000×100/8150= 49,08, %
Зависимость коэффициента внутристанционного сообщения h от коэффициента веса hс приведена на рисунке 2.3. [6]
Откуда h равна 58,2 %.
Таким образом, внутристанционная нагрузка равна:
Y’21,21 = (58,2×100,36)/100 = 58,22, Эрл.
Далее произведем расчет нагрузки поступающей на ТС:
Согласно нормам ВНТП:
Y‘зсл21=N×0.0024, (2.14)
Y‘зсл21= 4000×0.0024 =9,6 Эрл.
Общая исходящая нагрузка определяется по формуле:
Yисх21 = Y’21 - Y’усс21 - Y’21,21 - Y’зсл21, (2.15)
Yисх21 = 100,36-58,22- 9,6= 30,07 Эрл.
Расчет возникающих нагрузок других станций.
Для станций с емкостью 100 номеров
Возникающая нагрузка
h=19
Yзсл = N×0,0024 = 100×0,0024 = 0,24, Эрл.
Yисх = 2,5-0,45-0,24= 1,73, Эрл.
Для станций, имеющих количество номеров 200.
h = 19,2
Yзсл = 200×0,0024 = 0,48 Эрл.
Yисх = 4,85-0,93-0,48=3,44 Эрл.
Для станций с количеством номеров 50
h = 16
Yзсл = 50×0,0024 = 0,12 Эрл.
Yисх = 1,25-0,2-0,12 = 0,89 Эрл.
Для станций с количеством номеров 150
h = 19
Yзсл = 150×0,0024 = 0,36, Эрл.
Yисх = 3,75-0,71-0,36=2,56 Эрл,
Для станции с количеством номеров 2000
h = 42,4
Yзсл = 2000×0,0024 = 4,8, Эрл.
Yисх = 50,02-21,21-4,8 = 22,46 Эрл.
Результаты расчетов представлены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 – Внутристанционные и исходящие
нагрузки ТС
|
№ ТС
|
Емкость номеров
|
Yпост,Эрл
|
Yусс, Эрл
|
nc,%
|
n,%
|
Yn,n., Эрл
|
Yзсл,Эрл
|
Yисх, Эрл
|
-
|
4000
|
103,13
|
3,44
|
49,08
|
58,2
|
60,02
|
9,6
|
30,07
|
-
|
100
|
2,50
|
0,08
|
1,23
|
18
|
0,45
|
0,24
|
1,73
|
-
|
200
|
5,00
|
0,15
|
2,45
|
19,2
|
0,96
|
0,48
|
3,41
|
-
|
50
|
1,25
|
0,04
|
0,61
|
16
|
0,20
|
0,12
|
0,89
|
-
|
100
|
2,50
|
0,08
|
1,23
|
18
|
0,45
|
0,24
|
1,73
|
-
|
150
|
3,75
|
0,12
|
1,84
|
19
|
0,71
|
0,36
|
2,56
|
-
|
200
|
5,00
|
0,15
|
2,45
|
19,2
|
0,96
|
0,48
|
3,41
|
-
|
150
|
3,75
|
0,12
|
1,84
|
19
|
0,71
|
0,36
|
2,56
|
-
|
200
|
5,00
|
0,15
|
2,45
|
19,2
|
0,96
|
0,48
|
3,41
|
-
|
150
|
3,75
|
0,12
|
1,84
|
19
|
0,71
|
0,36
|
2,56
|
-
|
100
|
2,50
|
0,08
|
1,23
|
18
|
0,45
|
0,24
|
1,73
|
-
|
150
|
3,75
|
0,12
|
1,84
|
19
|
0,71
|
0,36
|
2,56
|
-
|
150
|
3,75
|
0,12
|
1,84
|
19
|
0,71
|
0,36
|
2,56
|
-
|
50
|
1,25
|
0,04
|
0,61
|
16
|
0,20
|
0,12
|
0,89
|
-
|
100
|
2,50
|
0,08
|
1,23
|
18
|
0,45
|
0,24
|
1,73
|
-
|
100
|
2,50
|
0,08
|
1,23
|
18
|
0,45
|
0,24
|
1,73
|
-
|
200
|
5,00
|
0,15
|
2,45
|
19,2
|
0,96
|
0,48
|
3,41
|
-
|
2000
|
50,02
|
1,55
|
24,54
|
42,4
|
21,21
|
4,8
|
22,46
|
2.5. Расчет объема
оборудования
Расчет объема оборудования сводится к определению числа
модулей подключенных к цифровому полю (ЦКП), комплектации и размещению оборудования.
В нашем случае в опорную станцию включено 4000 абонентов.
В ЦС включено 18 ОС. Их тип, емкость, удаление от ЦС, тип систем передачи
определено в первой главе. Если используются системы передач типа ИКМ-30, то ОС
включаются в ЦС цифровым ИКМ-трактом.
Емкость аналогового абонентского модуля составляет 240
абонентских линий. В направлении от абонентских линий этот модуль преобразует
аналоговые сигналы в цифровые, передаваемые в 32-х, либо в 16-канальным
ИКМ-тракте. В направлении к абонентским линиям модуль преобразует цифровые
сигналы в аналоговые. Количество аналоговых модулей зависит от общего числа
абонентов, обслуживаемых станцией.
Число модулей определяется монтированной емкостью
станции. – аналоговый абонетский модуль устанавливаемый на опорной АТС.
Чтобы определить количество модулей на проектируемой ЦС,
необходимо знать общее число линий, включенных в абонентские модули:
,
N= 4000.
Тогда число модулей определим по формуле:
,
где S-число абонентских модулей,
N-число источников нагрузки разных категорий,
-обозначение
целой части числа.
S=18.
Расчет числа модулей ANM.
Для определения числа модулей ANM необходимо знать
количество и тип комплектов аналоговых соединительных линий. Необходимо учесть,
что на аналоговых линиях один КСЛ устанавливается на одну линию. Число модулей
ANM определяется с учетом параметров одного модуля по формуле:
Nксл= 61
N ANM =3.
Расчет числа модулей DNM.
Число модулей DNM определяется числом 30-канальных
ИКМ-трактов. Для расчета числа следует определить количество ИКМ-трактов на
межстанционных связях (к/от ОС, к/от АМТС). В один модуль DNM включается один
ИКМ-тракт. Для подключения ЦС к АМТС необходимо 4 модуля DNM, и еще пять модулей
для подключения через цифровой конвертер D/D. Итого получается 10 модулей DNM.
По результатам расчета объема оборудования составляем
спецификацию типов обрудования и его количества для проектируемой АТС.
Спецификация оборудования ЦС записываем в таблицу 2.5.
Таблица 2.5 - Спецификация модулей
проектируемой ЦС.
|
№
|
Наименование
оборудования
|
Количество
|
|
1
|
Модуль
|
1
|
|
2
|
Модуль
|
18
|
|
3
|
Модуль ANM
|
3
|
|
4
|
Модуль DNM
|
11
|
|
5
|
Модуль
|
1
|
|
6
|
Модуль ADM
|
1
|
2.6. Показатели
надежности связи
Общегосударственная коммутируемая телефонная сеть страны
не может успешно развиваться без существенного повышения надежности
оборудования коммутируемых узлов и станций, каналов и трактов сети.
В соответствии с [6,7] под надежностью коммутационного
узла, станции, пучка каналов следует понимать их свойство выполнять свои
функции по установлению соединений между абонентами коммутируемой телефонной
сети и удержанию соединений на время передачи информации (разговора),
сохранения во времени значения показателей качества обслуживания вызовов и
параметров тракта передачи в установленных пределах. Критерием отказа
направления связи или пучка каналов является превышение потерями вызовов, измеренными
за небольшой промежуток времени t, определенного порога. Критерием отказа
элементов тракта передачи узла, станции или отдельного канала является снижение
отношения сигнал/шум ниже допустимого предела.
Показатель надежности подобных систем должен отражать
влияние отказов отдельных элементов системы на техническую эффективность ее
применения по назначению, под которой понимают свойство системы создавать
некоторый полезный результат (выходной эффект) в течении некоторого периода
эксплуатации в определенных условиях. Одним из таких показателей является
коэффициент сохранения эффективности (КСЭ). Рассмотрим подробней свойства этого
показателя. КСЭ - отношение
показателя эффективности системы, рассчитанного с учетом возможности отказов ее
элементов, к номинальному значению этого показателя, рассчитанному при условии
полной работоспособности.
Показатель эффективности определяется как математическое
ожидание выходного эффекта. При этом рассчитывается фактическое значение
показателя эффективности Э (с учетом возможности отказов) и номинальное
значение этого показателя Эо (при условии полной работоспособности). При этом
КСЭ будет равен:
,
(2.16)
Для анализа высоконадежных систем, когда КСЭ весьма
близок к единице, более удобным может быть коэффициент потери (снижения)
эффективности (КПЭ).
,
(2.17)
КСЭ (и соответственно КПЭ) имеет простой физический
смысл: если, например, выходной эффект выражается числом обслуживаемых
абонентов и Кс.э = 0,997 (Кп.э =0,003), то это означает, что в среднем 0,3%
абонентов не обслуживаются из-за отказов в системе.
В качестве показателя эффективности коммутационного узла
(КУ) принимается математическое ожидание доли успешно обслуженных вызовов для
стационарного процесса функционирования КУ при нагрузке, равной расчетной
нагрузке в ЧНН [8]. При определение качества функционирования КУ учитываются
следующие причины телефонных потерь: отсутствие свободных приборов (линейных,
коммутационных, служебных и т.п.) из-за занятости или блокировки вследствие их
неработоспособности приборов со скрытым (необнаруженным) дефектом, отказ
прибора в процессе обслуживания вызова.
Для принятого показателя эффективности:
,
(2.18)
где
- эффективность выполнения j-го этапа;
N -
число этапов обслуживания вызова.
Отсюда
,
(2.19)
Можно выделить следующие разновидности этапов
обслуживания вызова:
обмен сигналами с входящей станцией с участием входящего
линейного комплекта (ЛК);
выбор свободного исходящего ЛК и обмен сигналами с
исходящей станцией с участием исходящего ЛК;
поиск свободных промежуточных путей и проключение
соединительного тракта;
удержание установления соединения.
Для рассматриваемых разновидностей этапов обслуживания
вызова методика определения состоит
в следующем:
для каждой ступени оборудования КУ, занятого в выполнении
этапа j, с учетом принятых методов резервирования, контроля и техобслуживания
находятся составляющие коэффициента простоя , представляющие собой вероятности того, что в
произвольный момент времени устройства ступени k будут неработоспособными ( - отказ обнаружен, - отказ еще не обнаружен);
с помощью теории телетрафика [9] рассчитываются величины - вероятности блокировок при нагрузке (r -
удельная нагрузка на прибор) и емкостях групп приборов.
определяются значения:
- соответственно доля нагрузки, необслуженной из-за занятости
приборов, и приходящейся на неработоспособные приборы в состоянии вычисляется значение:
,
(2.20)
где
(2.21)
(2.22)
КСЭ позволяет сравнивать варианты построения системы, в
том числе с учетом различных способов резервирования, организации контроля и
техобслуживания, а также для расчета численности обслуживающего персонала.
2.7. Расчет
надежности связи
Надежность связи от УКi к УКj – это вероятность
исправного состояния хотя бы одного пути. Если все пути взаимно независимы, то:
|
ij
=ijmax = (ijk),
(2.23)
|
|
где
ij –
надежность k-го пути ij k.
Надежность к-го пути определяется:
ijk
ijk
где
а
– вероятность исправности а-го ребра, принадлежащего пути ij k;
q a – вероятность неисправного состояния а-го ребра.
Однако в реальных условиях часто пути зависимы, т.е.
имеют общие ребра. Равенство (2.7) превращается в неравенство и дает верхнюю
оценку надежности. Действительное значение получится, если выражение (2.7)
после раскрытия скобок все показатели степени, большей единицы, заменить на
единицу. Такая операця обозначается буквой Е:
Схему сети сигнализации отображаем в виде графа(рисунок
4.3), вершины которого сопоставляются с пунктами сигнализации, а ребра со
звеньями сигнализации.
В соответствии с формулой (2.24) определим надежность
сети (надежности всех ребер одинаковы и равны Р=0,9):
1,2=(1-(1-рa)(1–pb
pc pd pe pf pg ph))=
=(1- (1-0.9)(10.9*0.9*0.9*0.9*0.9*0,9*0,9))=0.959,
2,3=0.959,
3,4=0.959,
4,5=0.959,
5,6=0.959,
6,7=0.959,
7,8=0.959,
8,1=0.959,
2.8. Расчет надежности
элементов станции
Понятие надежности программного обеспечения связано с
тем, что вычислительный процесс обслуживания вызовов, организуемый управляющим
устройством, базируется на сопоставлении информации о предыдущем состоянии
системы, хранящейся в оперативном запоминающем устройстве, с информацией о
текущем состоянии системы, хранящейся в периферийном
Следовательно, вероятность потери вызова на V - линейном
пучке
Во второй модели также имеются два потока: простейший
поток вызовов с интенсивностью нагрузки А=l/m и
простейший поток моментов выхода из строя линий, причем последний имеет
абсолютный приоритет и интенсивность отказов . Вероятность потери источника вызова , а полезная нагрузка , где tm – средняя длительность
обслуживания источника вызова. Так как обслуживание вызова может быть прервано,
то , а . Рассмотрим систему распределения информации,
которая в общем виде состоит из абонентских комплектов, коммутационного поля,
комплектов соединительной линии и управляющих устройств. К управляющим
устройствам относятся центральное и периферийные управляющие устройства.
Коммутационное поле имеет N входов, выходы КП разбиты на
h направлений, пучок линий в j- м направлении содержит Vj линий . Вызову, поступившему на вход системы,
может потребоваться соединение с одной и только одной линией определенного для
данного вызова направления, причем безразлично, с какой именно и по какому
пути.
Вероятность того, что поступивший вызов i-го входа
потребует соединения с j-м направлением может зависеть как от номера входа, так
и от номера направления. Будем считать, что эта вероятность зависит только от
j. В этих условиях характер потока вызовов в направлении сохранится, его
интенсивность . Структурные
параметры КП предполагаются известными.
Элементы системы обладают конечной надежностью. Последнее
означает, что на элементы системы воздействует поток неисправностей, который
может быть примитивным или простейшим с интенсивностями нагрузки Аа.к для
абонентских комплектов, Ак.э для коммутационных элементов КП, Ам.с для монтажных
соединений, Ал для линейных (исходящих, входящих) комплектов, Аш для шнуровых
комплектов, Ар для периферийных управляющих устройств, Ас для центрального управляющего
устройства. Строго говоря, поток неисправностей всегда примитивный, однако в
тех случаях, когда параметр потока неисправностей одного элемента весьма мал, а
число элементов велико, характер потока близок к простейшему. Интенсивности
восстановления неисправных элементов системы соответственно равны rа.к,…,rc.
Любой вызов обслуживается центральным управляющим устройством
имеющем Vс – краткий резерв, которое, будучи в исправном состоянии, через Vр
периферийных управляющих устройств получает информацию о поступлении вызова,
его требованиях (например, номере направления, с которым нужно установить
соединение или номере входа по которому поступил вызов), о состоянии самой
системы, т.е. о том, какими путями в КП проходят уже установленные соединения и
какие элементы системы исправны. Неисправные элементы системы обнаруживаются
мгновенно. На основании такой информации УУ принимает и осуществляет решение об
обслуживании данного вызова или отказе. Занятие соединительных путей в КП
происходит случайно. В случае неисправности УУ все поступившие в систему вызовы
теряются. При неисправности АК теряются вызовы, поступившие на этот комплект.
Восстановление неисправных элементов системы, работающей в необслуживаемом режиме,
начинается с момента прибытия ремонтно-восстановительной бригады.
За основу расчета примем тот факт, что реальная
пропускная способность системы определяется числом только исправных элементов,
образующих фактическую структуру системы. Таким образом, определение пропускной
способности системы с ненадежными элементами, по сути, сводится к нахождению
фактической структуры (или нагрузки) и расчету пропускной способности уже
известными методами для систем с абсолютно надежными элементами.
Пусть N=n, j=h=1, Vj=V, s=1. Надежность линий (выходов из
коммутаторов) и монтажных соединений внутри коммутатора намного выше надежности
коммутационных элементов, т.е. Ал=Ам.с=0, Ак.э>0. Предположим, коммутационные элементы выходят из строя
намного реже, чем поступают вызовы. Тогда дополнительные потери в коммутаторе
(помимо тривиальных потерь в пучке линий) обусловлены только ненадежностью коммутационных
элементов. Если dк.э – число исправных коммутационных элементов в произвольный
момент в вертикали, к которой подключен источник вызова, pк.э – условные потери, а – вероятность наличия точно dк.э исправных или
V-dк.э неисправных коммутационных элементов вертикали, то по формуле полной
вероятности
(2.26)
Из (2.16) для нашего случая имеем
Коммутационные элементы имеют два вида неисправностей:
обрыв и короткое замыкание.
(2.27)
Обрыв лишает возможности проключения источника вызова
(вертикали) на один из выходов (горизонталь) коммутатора. Неисправность этого
типа не влияет на обслуживание источников вызова, подключенных к другим
вертикалям. Обозначим aк.э0
параметр потока неисправностей типа "обрыв" одного исправного
коммутационного элемента.
Короткое замыкание не дает возможности отключить
освободившийся или свободный источник вызова (вертикаль) от выхода (горизонтали)
коммутатора. Эта неисправность влияет на обслуживание источников вызова,
подключенных к другим вертикалям, так как горизонтали всех источников –общие.
Обозначим через aк.э1
параметр потока неисправностей типа "короткое замыкание" одного исправного
коммутационного элемента. Исходя из сказанного (2.26) и (2.25)
ак.э=aк.э /rк.э=(naк.э1+aк.э0/ rк.э. (2.28)
После вычислений произведенных на программном продукте
Mathcad вероятность потерь p = Р в полнодоступном пучке с ненадежными коммутационными элементами составила
при известной интенсивности нагрузки поступающего простейшего потока вызовов А
= 6,58 на SI-2000 от ОС, интенсивности нагрузки поступающего простейшего потока
неисправностей В = 0,0001, емкости пучка V = 1.
По результатам вычисления получилось Р = 0,0412.
Таким образом, вероятность потери вызова из-за выхода из
строя элементов станции составляет Р=0,0412, что удовлетворяет установленным
нормам.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Произведенные расчеты показывают, что внедрение нового канала
связи связано с довольно большим объемом вычислительной работы, также при
расчете необходимо было учитывать существующую организацию связи, а также с
перспективой развития данной сети. Наиболее важными разделами являются: обоснование
данного проекта, расчет и распределение нагрузки на сети, расчет необходимого
объема оборудования, а также обеспечение безопасности жизнедеятельности и
составление бизнес-плана для данного проекта.
Для реализации проекта потребуются большие капитальные
затраты, эксплуатационные расходы: затраты на электроэнергию, на материалы и
запасные части, на зарплату работникам, на нормы амортизационных отчислений, но
при эксплуатации цифровой системы коммутации расходы окупятся за четыре года и
один месяц. При этом доходы будут увеличиваться по мере увеличения абонентов.
Это позволит решить задачу о полном удовлетворении
потребностей в предоставлении услуг качественной и надежной связи.
Литература
1.
А.В. Буланова и др. «Основы проектирования электронных
АТС»/учебное пособие. – М., 2000. – 60с.
2.
Г.Ю. Квиринг и др. Проектирование. Методические указания
по оформлению проектов – М.:МИС, 1990. – 38с.
3.
Н.П. Резникова, Е.В. Демина. «Технико-экономическое
обоснование проектов»/Методические указания/МТУСИ – М.2002.
4.
Ведомственные нормы технологического проектирования станций
телефонных сетей. ВНТП-112-08.
5.
И.С. Михалин М.А. Комягин Р.Н. Сидорцов «Основы
проектирования современных систем коммутации» - Ростов-на-Дону. 2001.
6.
Н.И. Баклашов, Н.Ж. Китаева, Б.Д. Терехов. «Охрана труда
на предприятиях связи и охрана окружающей среды» – М.: Радио и связь, 1989.
7.
Е.В. Долбинина, Е.В. Костюк, В.А.Курбатов. «Экология и
безопасность жизнедеятельности». – М. 1996
8.
Техническое описание системы «Оптический канал связи». –
М., 2007.
9.
Ю.Н.корнышев, А.П. Пшенников, А.Д. Харкевич «Теория
телетрафика» - м.: Радио и связь, 1996.
10.
О.Н. Иванова, М.Ф. Копп, З.С. Каханова, Г.Б. Метельский «Автоматическая
коммутация» /Учебник для ВУЗов – М.: Радио и связь, 2008.
11.
В.Е. Быков И.С. Михалин Безопасность и экологичность
решений проекта» - Роств-на-Дону: СКФ МТУСИ 2005.
12.
Долин П. А. Справочник по технике безопасности. - М.,
“Энергоиздат”, 2002.
13.
Журнал «Вестник связи», 2008. - № 2, 5