Проектирование цифровой городской телефонной сети ГТС

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Курсовая работа

Проектирование цифровой городской телефонной сети ГТС

Исходные данные

1. На существующей аналого-цифровой городской телефонной сети (ГТС) имеются два узловых района с организацией в каждом районе узла входящих сообщений (УВС). На ГТС имеются 10ч12 АТС, из которых 3ч4 аналоговых АТС (ДШС и АТСК) емкостью 8ч10 тыс. номеров каждая и 6ч8 цифровых АТС (тип цифровой АТС выбрать самостоятельно) емкостью 20ч40 тыс. номеров каждая. Станции соединены между собой цифровой первичной сетью кольцевой топологи на базе волоконнно-оптических линий связи (ВОЛС) и оборудования систем передачи синхронной цифровой иерархии (SDH).

2. На сети планируется заменить все аналоговые АТС, а также организовать новые узлы сети на базе оборудования пакетной коммутации и построить наложенную сеть связи следующего поколения (NGN) для предоставления услуг по пакетной передаче голоса, видео и данных (пакет услуг Triple Play).

3. По каждому существующему и планируемому объекту сети (аналоговая АТС, цифровая АТС или новое помещение для размещения оборудования NGN) задается:

— количество аналоговых абонентских телефонных линий Nаал — 11ч24 тыс. (для имеющихся цифровых АТС — емкости из п. 1);

— количество абонентов коммутируемого доступа в Интернет Ndial-up — 46% от Nаал;

— количество абонентов широкополосного доступа в Интернет по технологии ADSL Nadsl — 20ч30% от Nаал;

— количество абонентов пакетного телевидения IP-TV Nip-tv — 14% от Nаал;

— количество абонентов услуги «Видео по запросу» (Video-on-Demand) Nvod — 4% от Nаал.

4. Определяются места размещения зонового транзитного узла ЗТУ (АМТС), центра обслуживания вызовов (УСС), узла доступа в Интернет, узла предоставления видео-услуг.

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

1. Разработать структурную схему организации связи и план нумерации существующей аналого-цифровой городской телефонной сети.

2. Разработать план реконструкции ГТС с построением наложенной сети следующего поколения NGN, а так же структурную схему организации связи и план нумерации проектируемой сети.

3. Рассчитать возникающие и межстанционные телефонные нагрузки в сети.

4. Рассчитать емкости пучков межстанционных связей цифровых АТС и абонентских (резидентных) медиашлюзов.

5. Определить оптимальную топологию кольцевой сети на базе ВОЛС.

6. Рассчитать скорости цифрового потока в сети SDH и необходимые потоки для включения цифровых АТС и транзитных шлюзов.

Введение

По сравнению с прошедшим тысячелетием к современным сетям связи предъявляются высокие требования. Эти требования связаны с повышением качества обслуживания, введением новых видов дополнительных услуг и т. п. Настоящий этап развития мирового сообщества характеризуется вступлением в совершенно новую эру. Эта эра — эра информации. Как никогда до этого, становятся актуальными слова «Кто владеет информацией, тот владеет миром». Число пользователей услугами обычной телефонной связи, сотовой связи, Internet стремительно возрастает. Людям становится необходим обмен компьютерными данными, аудио и видеоинформацией. Всё это в свою очередь требует увеличения объёма и скорости передачи информации.

Удовлетворить этим требованиям можно внедрением современной цифровой техники и современных способов передачи информации. На городских телефонных сетях РФ эксплуатируется в основном морально и физически устаревшая техника, которая требует замены. Из-за высокой стоимости новейших электронных систем коммутации и аппаратуры передачи не представляется возможным сразу заменить старую аналоговую сеть на цифровую. Ввод цифровой техники происходит поэтапно. Таким образом, на городских телефонных сетях сосуществуют аналоговая и цифровая техника, и возникает вопрос организации их совместной работы. Кроме того, необходимо обеспечить возможность для дальнейшего развития сети.

В данном курсовом проекте рассматривается реконструкция аналоговой ГТС, состоящей из 4 АТС типа АТСК-У и ДШС, в цифро-аналоговую сеть, путём внедрения 4 электронных систем коммутации типа EWSD. Для связи станций предполагается использовать цифровые системы передачи, построенные на основе принципов и стандартов синхронной цифровой иерархии SDH и волоконно-оптические линии связи. В качестве межстанционной сигнализации будет использована система сигнализации ОКС-7. Задачей проектирования является выбор наиболее оптимальной структуры сети, которая обеспечила бы эффективное использование цифрового оборудования и открытость к дальнейшему развития.

1. Разработка структурной схемы и нумерации существующей аналогово-цифровой сети

Существующая ГТС состоит из двух узловых районов (УР), внутри каждого УР АТС соединяются по принципу «каждая с каждой». Связь АТС одного УР с АТС другого УР осуществляется через УВС. На одной из РАТС имеется УСС. Выход на междугородную телефонную сеть осуществляется через АМТС. Нумерация на сети 6-значная.

Схема расположения РАТС ГТС представлена на рисунке 1.1.

Данные, характеризующие тип оборудования, емкость, нумерацию РАТС, представлены в таблице 1.1.

Таблица 1. 1

Индекс ОПС,

шлюзов NGN

Тип оборудования

Емкость РАТС

Нумерация

Примечания

1

РАТС — 37

АТСКУ

10 000

370 000ч379999

2

ОПТС-38/39

EWSD

20 000

380 000ч3919999

3

ОПС-40/41

EWSD

20 000

400 000ч4119999

4

РАТС-42

АТСК-У

8000

420 000ч277999

5

РАТС-43/44

S-12

18 000

430 000ч4417999

6

ОПС-45/46/47

EWSD

30 000

450 000ч29999

Суммарная ёмкость сети 106 000

2. Разработка схемы размещения вновь вводимых АТС

цифровой аналоговый сеть межстанционный

Для реконструкции существующей аналогово-цифровой сети заменяются все АТС координатной и декадно-шаговой системы на цифровые станции типа S-12 и EWSD. Все АТС планируется включить в цифровое кольцо по принципу «каждая с каждой», поэтому УВС-3 и УВС-2 демонтируются.

Также планируется расширение абонентских телефонных подключений в рамках технологии NGN. При этом абоненты подключаются к пакетной сети через оборудование абонентских медиашлюзов (АМШ).

Схема размещения вновь вводимых АТС и АМШ приведена на рисунке 2.1. Ёмкость и нумерация проектируемой сети представлена в таблице 2.1.

Таблица 2. 1

Индекс ОПС,

шлюзов NGN

Тип оборудования

Емкость РАТС

Нумерация

Примечания

1

ОПТС-38/39

EWSD

20 000

380 000ч391999

Вместо демонтируемой ОПС-21/22

2

ОПС-40/41

EWSD

20 000

400 000ч411999

Вместо демонтируемой ОПС-23

3

ОПТС-43/44

S-12

18 000

430 000ч441799

Вместо демонтируемой ОПС-24/25

4

ОПС-45/46/47

EWSD

30 000

450 000ч472999

Вместо демонтируемой ОПС-26/27

5

УСС

EWSD

-

-

B здании ОПС-24/25

6

АМШ-36/37

2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel*

20 000

360 000ч379999

Расположен в здание с ОПС-26/27

7

АМШ-42/49

2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel*

18 000

420 000ч427999

Расположен в здание с ОПС-29

8

АМШ-50/51

2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel*

20 000

500 000ч519999

Расположен в здание с ОПС-48

9

АМШ-52/53

2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel*

20 000

520 000ч539999

10

АМШ-54/55

2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel*

20 000

540 000ч559999

11

ТШ-1

Nortel Media Gateway 3200/3500 (MG3200/3500)+Шлюз сигнализации ОКС № 7 Universal Signalling Point (USP)

-

-

Расположен в здание с ОПС-29

12

ТШ-2

Nortel Media Gateway 3200/3500 (MG3200/3500)+Шлюз сигнализации ОКС № 7 Universal Signalling Point (USP)

-

-

Расположен в здание с ОПС-48

13

ГК-1

Сервер обработки вызовов CS2000/ CS2000 Compact компании Alcatel

-

-

Расположен в здание с ОПС-26/27

14

ГК-2

Сервер обработки вызовов CS2000/ CS2000 Compact компании Alcatel

-

-

Расположен в здание с ОПС-48

15

ЗТУ

Сервер обработки вызовов CS2000/ CS2000 Compact компании Alcatel

-

-

-

Суммарная ёмкость сети 186 000

АМШ — абонентский медиашлюз;

ТШ — транзитный шлюз;

ГК — гибкий коммутатор;

* каждый шлюз абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel рассчитан на 5920 линий.

Структурная схема проектируемой сети представлена на рисунке 2.1.

3. Расчет возникающих и межстанционных нагрузок

Расчет возникающих нагрузок производится по формуле:

где аан = 0,05 Эрл, аISDN = 0,125 Эрл,

а N — емкость станции.

Нагрузка на выходе КП рассчитывается по формуле:

где и — время занятия входа и выхода соответственно

для ЦАТС, а для АТСК.

Нагрузка создаваемая в направлении узла спец. служб:

А нагрузка поступающая к АМТС:

где Эрл.

Для определения внутристанционной нагрузки необходимо вычислить долю возникающей нагрузки для каждой АТС:

где — суммарная нагрузка от всех АТС сети.

Внутристанционная нагрузка определяется по формуле:

где — коэффициент внутристанционного сообщения.

Исходящая нагрузка от АТС к другим АТС сети равна:

Все результаты вычислений сводятся в таблицу 3. 1

Таблица 3. 1 Нагрузки от АТС

Номер станции

Yвоз, Эрл

m, %

Kвн, %

Yвых, Эрл

Yвн, Эрл

Yусс, Эрл

Yзсл, Эрл

Yисх, Эрл

ОПС-38/39

1000

10,8

28

900

251,6

27

112

221,42

ОПС-49/41

1000

10,8

28

900

251,6

27

112

621,42

ОПTС-43/44

900

9,7

26,8

810

216,7

24,3

100,8

568,99

ОПС-45/46/47

1500

16,1

38,3

1350

217,7

40,5

168

791,84

АМШ-36/37

1000

10,8

28

900

251,6

27

112

621,42

АМШ-42/49

900

9,7

26,8

810

216,7

24,3

100,8

568,99

АМШ-50/51

1000

10,8

28

900

251,6

27

112

621,42

АМШ-52/53

1000

10,8

28

900

251,6

27

112

621,42

АМШ-54/55

1000

10,8

28

900

251,6

27

112

621,42

Для расчёта межстанционных нагрузок используем метод, изложенный в НТП 112-2000. Сущность данного метода заключается в том, что потоки исходящего сообщения от каждой АТС распределяются между остальными АТС сети пропорционально доле исходящих потоков этих станций в общем исходящем сообщении сети:

, Эрл, где n — число станций на сети.

Матрица межстанционных нагрузок, рассчитанная на ЭВМ, приведена в таблице 3. 2

Таблица 3.2 Матрица межстанционных нагрузок (Эрл.)

Номер станции

ОПС-38/39

ОПС-40/41

ОПТС-43/44

ОПС-45/46/47

АМШ-36/37

АМШ-42/49

АМШ-50/51

АМШ-52/53

АМШ-54/55

ОПС-38/39

-

76,7

70,2

97,7

76,7

70,2

76,7

76,7

76,7

ОПС-40/41

76,7

-

70,2

97,7

76,7

70,2

76,7

76,7

76,7

ОПTС-43/44

69,5

69,5

-

88,5

69,5

63,6

69,5

69,5

69,5

ОПС-45/46/47

101,1

101,1

62,6

-

101,1

92,6

101,1

101,1

101,1

АМШ-36/37

76,7

76,7

70,2

97,7

-

70,2

76,7

76,7

76,7

АМШ-42/49

69,5

69,5

63,6

88,5

69,5

-

69,5

69,5

69,5

АМШ-50/51

76,7

76,7

70,2

97,7

76,7

70,2

-

76,7

76,7

АМШ-52/53

76,7

76,7

70,2

97,7

76,7

70,2

76,7

-

76,7

АМШ-54/55

76,7

76,7

70,2

97,7

76,7

70,2

76,7

76,7

-

Таблица 3.3 Матрица расчетных значений нагрузок (Эрл.)

Номер станции

1

2

3

4

5

6

7

8

9

АМТС

1

-

82,5

75,8

104,3

82,5

75,8

82,5

82,5

82,5

119,1

2

82,5

-

75,8

104,3

82,5

75,8

82,5

82,5

82,5

119,1

3

75,1

75,1

-

94,8

75,1

69

75,1

75,1

75,1

107,5

4

107,8

107,8

99

-

107,8

99

107,8

107,8

107,8

176,7

5

82,5

82,5

75,8

104,3

-

75,8

82,5

82,5

82,5

119,1

6

75,1

75,1

69

94,8

75,1

-

75,1

75,1

75,1

107,5

7

82,5

82,5

75,8

104,3

82,5

75,8

-

82,5

82,5

119,1

8

82,5

82,5

75,8

104,3

82,5

75,8

82,5

-

82,5

119,1

9

82,5

82,5

75,8

104,3

82,5

75,8

82,5

82,5

-

119,1

АМТС

119,1

119,1

107,5

176,7

119,1

107,5

119,1

119,1

119,1

-

Проверим полученные значения нагрузок на примере РАТС-21/22 (ОПС-21/22 типа EWSD).

Расчет возникающих нагрузок производится по формуле:

,

где a = 0,05 Эрл; аISDN = 0,25 Эрл; - емкость станции.

Нагрузка на выходе КП рассчитывается по формуле:

,

где и — время занятия входа и выхода соответственно,

для ЦАТС.

Нагрузка, создаваемая в направлении узла спецслужб:

А нагрузка, поступающая к АМТС:

,

где Эрл.

Пример расчета для ОПС-21/22:

Для упрощения расчетов, можно допустить, что входящая междугородная нагрузка равна исходящей: =.

Для определения внутристанционной нагрузки необходимо рассчитать общую возникающую нагрузку сети и долю возникающей нагрузки для каждой станции от общей возникающей нагрузки в%:

,

.

Внутристанционная нагрузка определяется по формуле:

где — коэффициент внутристанционного сообщения.

Исходящая нагрузка от АТС к другим АТС сети равна:

.

Межстанционные нагрузки в сети рассчитываются по формуле:

.

Также необходимо определить расчетные значения нагрузок.

Перевод выполняется по формуле:

4. Расчет емкости пучков межстанционных связей

Способы включения СЛ в зависимости от типа оборудования АТС и методы расчета емкости пучков МСС приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

Тип оборудования АТС

Способ включения СЛ

Методы расчета емкости пучков МСС

АТС-54, АТС-54А

АТС-47

Однозвенное неполнодоступное включение

О’Делла, Пальма — Якобеуса (Лотце-Бабицкого), ЦНИИС

АТСК, АТСК-У

Двухзвенное полно- и неполнодоступное включение

Комбинаторный метод Якобеуса, метод эффективной доступности, метод ЛОНИИС

ЭАТС и АТСКЭ

Полнодоступное включение

Первая формула Эрланга

Емкость пучков МСС в направлении от цифровой АТС определяем по 1 формуле Эрланга:

р = Ev (y)

p = 0,001 — для УСС,

р = 0,005 — для РАТС и АМТС.

Расчёт числа линий межстанционной связи произведем с помощью ЭВМ, данные сведём в таблицу 4.2.

Таблица 4. 2 Число линий межстанционной связи

Номер станции

1

2

3

4

5

6

7

8

9

АМТС

1

-

102

95

126

102

95

102

102

102

142

2

102

-

95

126

102

95

102

102

102

142

3

94

94

-

116

94

87

94

94

94

129

4

130

130

120

-

130

120

130

130

130

203

5

102

102

95

126

-

95

102

102

102

142

6

94

94

87

116

94

-

94

94

94

129

7

102

102

95

126

102

95

-

102

102

142

8

102

102

95

126

102

95

102

-

102

142

9

102

102

95

126

102

95

102

102

-

142

АМТС

142

142

129

203

142

129

142

142

142

-

5. Оптимизация топологии кабельной сети

Одной из главных задач в оптимизации структуры кабельной сети является минимизация длины волоконно-оптического кабеля (ВОК). Такая оптимизация может быть выполнена с помощью алгоритма Прима.

Оптимизация проводится путем составления графа сети, в котором вершины графа соответствуют АТС, а ребра — межстанционным связям. Вершины графа пронумерованы в соответствии с порядковыми номерами АТС. С учётом АМТС всего вершин графа будет 13 (УСС располагается на одной из АТС). Так как оптимизация выполняется по расстоянию, то составляется матрица расстояний, которая является симметричной относительно главной диагонали (расстояния в таблице 5.1 указаны в километрах).

Исходный алгоритм Прима позволяет построить кратчайшее полносвязывающее дерево.

Таблица 5.1 Матрица расстояний (км)

Номер станции

1

2

3

4

5

7

8

9

10

11

12

13

14

ОПС-21/22

ОПС-23

ОПС-24/25

ОПС-26/27

ОПС-28

ОПС-29

ОПС-41/42

ОПС-43

ОПС-44/45

ОПС-46/47

ОПС-48

ОПС-49/50

АМТС

1

ОПС-21/22

-

2

ОПС-23

3,1

-

3

ОПС-24/25

3,3

5,1

-

4

ОПС-26/27

7,8

8,5

5,5

-

5

ОПС-28

5,3

4,7

4,7

4,3

-

6

ОПС-29

8,8

8,5

7,3

3,1

3,2

-

7

ОПС-41/42

13,8

11

14,9

14,4

10,8

11,7

-

8

ОПС-43

18

15

19,3

18,9

15,3

16

4,5

-

9

ОПС-44/45

12,7

10

13,2

11,8

8,8

9

3,2

7,2

-

10

ОПС-46/47

17

14,1

17,7

16,5

13,4

13,5

3,5

3,5

4,6

-

11

ОПС-48

16

13,6

16

13,2

11,2

10

6,2

8,5

4

5,2

-

12

ОПС-49/50

19,2

16,7

19,5

16,8

14,7

13,6

7,5

7,5

6,5

4,5

3,7

-

13

АМТС

8

5,5

8,6

8,6

4,7

6,5

6,3

10,7

4,7

9

8,2

11,5

-

Из матрицы расстояний выбирается минимальное значение и соответствующие ему вершины соединяются ребром. Затем с помощью матрицы анализируется расстояние между каждой из соединенных ребром вершин и остальными вершинами графа, вновь выбирается минимальное значение расстояния и соответствующее ему ребро соединяется с ранее построенным. После этого анализируется крайние вершины, полученного фрагмента и снова выбирается минимальное ребро. И так далее до тех пор, пока все вершины не будут соединены (построен полносвязывающий граф).

Алгоритм Прима налагает следующие ограничения:

1. Не допускается соединение в «кольцо» на фрагменте графа.

2. Нельзя несколько раз использовать одно и то же ребро

3. Нельзя оставлять несоединенные вершины.

В случае построения кольцевой структуры сети в полученный граф следует ввести одно или несколько ребер с минимальным расстоянием для образования кольца (или нескольких колец). В некоторых случаях для построения кольца придется убрать из графа ранее включенные ребра и ввести в граф другие, хотя и с большей длиной, но позволяющие замкнуть кольцо.

На рис. 5.1 приведена полученная оптимальная кольцевая структура кабельной сети, на базе которой реализованы первичная сеть SDH и транспортная пакетная сеть.

Для построения кольцевой структуры сети в полученный полносвязывающий граф введем два новых ребра и уберем одно существующее, это необходимо сделать для того, чтобы замкнуть кольцо.

Полученная кольцевая структура сети представлена на рис. 5.2.

Рис. 5.3. Структурная схема проектируемой сети на базе оборудования SDH и NGN

На рис. 5.3 приведена структурная схема проектируемой сети для рассматриваемого примера, в соответствии с которой будут производиться дальнейшие расчеты.

Рис. 5.4. Схема обмена медиа и сигнальной информацией в сети NGN

6. Расчет скорости цифрового потока и выбор структуры цифровой сети

Расчет скорости цифрового потока в кольце будем производить для структуры кольца, состоящей из 4 оптических волокон.

По одному оптическому волокну (ОВ) организуется только симплексная связь, т. е. передача информации в одном направлении (например, по часовой стрелке). Для организации дуплексной связи используется другое ОВ, в котором передача информации осуществляется в обратном направлении. При этом используются одни и те же участки кольца.

По одному и тому же кольцу можно организовать как входящую, так и исходящую связь относительно одной станции. При этом будут задействованы разные участки кольца.

Таким образом, для организации дуплексной входящей и исходящей связи должно быть задействовано 2 ОВ в кольце. При этом за прямое направление циркулирования информационного потока принято направление исходящей связи (например, по часовой стрелке).

Для обеспечения надежности связи предусмотрена возможность организации связи в обратном направлении (в случае обрыва одного из участков кольца или отдельного ОВ). Для этих целей используются два других ОВ. Переключение на резерв осуществляется службой оперативного управления сетью (автоматически или вручную).

Таким образом, для организации надежного функционирования кольца требуется четыре оптических волокна, два из которых — для основного кольца и два — для резервного кольца.

Скорость цифрового кольца выбирается по максимальной требуемой скорости цифрового потока в основном кольце

Методика расчета скорости цифрового кольца сводится к выполнению следующих расчетов:

Рассчитываются нагрузки от (к) АТС Yij-АТС, вводимые в i-ом пункте и выводимые в j-ом пункте, путем суммирования всех межстанционных нагрузок, циркулирующих между указанными пунктами кольца, где i = 1, 2,…, N; j = 1, 2,…, N, N — количество пунктов ввода / вывода в кольце.

Отдельно рассчитываются нагрузки от АМТС, к АМТС и к УСС (Yij-АМТС, Yij-УСС), вводимые в i-ом пункте и выводимые в j-ом пункте (если они имеются), путем суммирования всех соответствующих нагрузок, циркулирующих между указанными пунктами кольца.

Рассчитывается число соединительных линий, необходимое для обслуживания каждой из рассчитанных нагрузок (Vij-АТС, Vij-АМТС, Vij-УСС).

Полученные результаты расчета емкостей пучков соединительных линий округляются до 30 в большую сторону для определения числа первичных цифровых потоков на каждом участке межстанционной связи.

Подсчитывается необходимое число первичных цифровых потоков на каждом k-ом участке кольца Vk путем суммирования числа всех первичных цифровых потоков, задействованных на соответствующем участке, где

k — номер участка кольца, k = 1,2,…, K;

K — общее число участков кольца.

Выбирается участок кольца, на котором требуется наибольшее количество первичных цифровых потоков Vkmax. С учетом запаса на развитие сети полученное число Vkmax увеличиваем на 30−50%.

Далее выбираем тип системы передачи SDH для реализации цифрового кольца осуществляется с учетом максимального количества первичных цифровых потоков, которые может обеспечить соответствующая система:

— STM-1 — 63 потока,

— STM-4 — 252 потока,

— STM-16 — 1008 потоков.

Рассчитаем необходимую пропускную способность цифрового кольца, обеспечивающего межстанционную связь на ГТС без опорно-транзитных станций, представленной на рисунке.

В кольце используется 13 мультиплексоров ввода-вывода нагрузки, обозначенные на рисунке буквами A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M.

Участки кольца между мультиплексорами обозначены римскими цифрами I ч XV.

ПЦТ имеет скорость 2048 кбит/с и по нему могут передаваться до 30 разговорных каналов. Для перевода количества линий между различными станциями сети в ПЦТ необходимо разделить это количество на 30 и округлить в большую сторону. Число ИКМ-трактов приведено в таблице 6.1.

Таблица 6.1 Число ИКМ-трактов

Номер станции

1

2

3

4

5

6

7

8

9

АМТС

1

-

4

4

5

4

4

4

4

4

5

2

4

-

4

5

4

4

4

4

4

5

3

4

4

-

4

4

3

4

4

4

5

4

5

5

4

-

5

4

5

5

5

7

5

4

4

4

5

-

4

4

4

4

5

6

4

4

3

4

4

-

4

4

4

5

7

4

4

4

5

4

4

-

4

4

5

8

4

4

4

5

4

4

4

-

4

5

9

4

4

4

5

4

4

4

4

-

5

АМТС

5

5

5

7

5

5

5

5

5

-

Далее заполняем таблицу ПЦТ (Таблица 6. 2), вводимых в i-ом мультиплексоре и выводимых в j-ом мультиплексоре цифрового кольца. При расчете пропускной способности учтем, что транспортный шлюз ТШ-1 передает нагрузку от IP/MPLS-сети, включающей вновь вводимые АТС, к кольцу SDH, включающему замененные цифровые АТС, а транспортный шлюз ТШ-2 передает нагрузку в обратную сторону.

Таблица 6. 2

Мультиплексоры ввода ПЦТ

Мультиплексоры вывода ПЦТ

Сумма вводимых ПЦТ

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

A

-

3

3

4

2

3

2

3

3

3

3

3

2

34

B

4

-

4

2

3

4

3

3

2

4

4

4

3

40

C

3

3

-

4

2

3

2

3

2

3

3

3

2

33

D

4

3

4

-

2

4

2

3

2

3

4

3

2

36

E

2

3

2

2

-

2

2

2

2

2

2

2

2

25

F

3

3

3

4

4

-

2

3

2

3

3

3

3

36

G

2

3

2

2

2

2

-

2

2

2

2

2

2

25

H

3

3

3

3

2

2

2

-

2

2

3

3

2

30

I

2

3

2

2

2

2

2

2

-

2

2

2

2

25

J

3

3

3

3

2

3

2

2

2

-

3

2

2

30

K

9

9

9

4

8

9

8

9

8

9

-

9

8

99

L

3

3

3

3

2

3

2

3

2

2

3

-

2

31

M

2

3

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

-

25

?

40

42

40

35

33

39

31

37

31

37

34

38

32

469

В последнем столбце таблицы 6.2 приведены суммы всех элементов каждой строки, которые определяют суммарное число ПЦТ, вводимых в соответствующих мультиплексорах.

Формулы для расчета пучков ПЦТ, вводимых и выводимых в соответствующих мультиплексорах, имеют вид:

VA-B = V21/22-24/25 + V21/22-УСС = 2+2=4

VA-C = V21/22-23=3;

VA-D = V1-АМТС =4;

VA-E = V21/22-44/45=2;

VA-F = V21/22-41/42=3;

VA-G= =2

VA-H= 3;

VA-I = 2;

VA-J = 3;

VA-K = 9;

VA-L = 3;

VA-M =2;

VB-A = 3;

VB-C = 3;

VB-D = 3;

VB-E = 3;

VB-F = 3;

VB-G= 3;

VB-H= 3;

VB-I = 3;

VB-J = 3;

VB-K = 9;

VB-L = 3;

VB-M = 3;

VC-A = 3; VD-A =4;

VC-B = 4; VD-B = 2;

VC-D = 4; VD-С = 4

VC-E = 2 VD-E = 2;

VC-F = 3; VD-F = 4;

VC-G= 2; VD-G= 2

VC-H= 3; VD-H= 3;

VC-I = 2; VD-I = 2;

VC-J = 3; VD-J = 3;

VC-K = 9; VD-K = 10

VC-L = 3; VD-L = 3;

VC-M = 2; VD-M = 2;

VE-A = 2; VF-A =3

VE-B = 3; VF-B = 4

VE-C 2; VF-C = 3

VE-D = 2; VF-D = 4;

VE-F =4; VF-E = 2;

VE-G= 2; VF-G= 2;

VE-H=2; VF-H= 2;

VE-I = 2; VF-I = 2;

VE-J = 2; VF-J = 3;

VE-K = 8; VF-K = 9;

VE-L = 2; VF-L = 3;

VE-M = 2; VF-M = 2; Ит.д.

Общее число ПЦТ на каждом участке кольца определяется суммарным значением ПЦТ, вводимых на данном участке, и ПЦТ, проходящих транзитом по данному участку от мультиплексоров других участков кольца.

В кольце имеется 13 участков, формулы для расчёта суммарного числа ПЦТ на каждом участке имеют вид:

VI = VУA + VB-C + VB-D + VB-E + VB-F +VB-G + VB-H + VB-I+ VB-J+ VB-K + VB-L + VB-M+ VC-D+ VC-E+ VC-F+ VC-G+ VC-H+ VC-I+ VC-J+ VC-K+ VC-L+ VC-M + VD-E+ VD-F+ VD-G+ VD-H+ VD-I+ VD-J+ VD-K+ VD-L+ VD-M+ VM-L+ VM-K+ VM-J+ VM-I+ VM-H+ VM-G+ VM-F+ VM-E+ VE-F+ VE-G+ VE-H+ VE-I+ VE-J+ VE-K+ VE-L+ VL-K+ VL-J+ VL-I+ VL-H+ VL-G+ VL-F+ VF-G+ VF-H+ VF-I+ VF-J+ VF-K+ VK-J+ VK-I+ VK-H+ VK-G+ VG-H+ VG-I+ VG-J+ VJ-I+ VJ-H+ VH-I;

VII = VУB+ VC-D+ VC-E+ VC-F+ VC-G+ VC-H+ VC-I+ VC-J+ VC-K+ VC-L+ VC-M+ VC-A+VA-N+ VA-M+ VA-L+ VA-K+ VA-J+ VA-I+ VA-H+ VA-G+ VA-F+ VA-E+ VA-D+ VD-E+ VD-F+ VD-G+ VD-H+ VD-I+ VD-J+ VD-K+ VD-L+ VD-M+ VD-N+ VE-F+ VE-G+ VE-H+ VE-I+ VE-J+ VE-K+ VE-L+ VE-M+ VF-G+ VF-H+ VF-I+ VF-J+ VF-K+ VF-L+ VF-M+ VM-L+ VM-K+ VM-J+ VM-I+ VM-H+ VM-G+ VG-H+ VG-I+ VG-J+ VG-K+ VG-L+ VL-K+ VL-J+ VL-I+ VL-H+ VH-I+ VH-J+ VH-K+ VK-J+ VK-I+ VI-J;

Для остальных участков кольца, число ПЦТ рассчитывается по аналогичным формулам.

VI =215,

VII=253

VIII =241,

VIV =235,

VV =224,

VVI =215,

VVII =225,

VVIII =258,

VIX =266,

VX =205,

VXI =264,

VXII =250,

VXIII=243

Таким образом, максимальное значение пропускной способности будет на III участке цифрового кольца (266 ПЦТ). Значит, пропускная способность проектируемого кольца должна быть: С = 266 • 1,4 = 373ПЦТ

где 1,4 — коэффициент запаса на развитие сети.

Оптимальный тип системы передачи SDH, который может обеспечить такое количество ПЦТ, это STM-16. Его пропускная способность — 1008 потока. Однако, в нашем случае система будет загружена лишь на половину, оставшуюся пропускную способность кольца можно сдавать в аренду другим операторам связи, таким как кабельное телевиденье, Internet — операторам и др.

Для передачи служебной информации между станциями, включенными в кольцо, используется общеканальная сигнализация ОКС № 7.

Для построения цифрового кольца выберем волоконно-оптический кабель производства ЗАО «Самарская оптическая кабельная компания» следующей маркировки:

ОКЛ — 01 — 6 — 24 — 10/125 — 0,36/0,22 — 3,5/18 — 1,0

Компактная конструкция с наружной оболочкой из материалов не распространяющих горение, с низким газо-, дымовыделением, с количеством оптических волокон (ОВ) от 2 до 144, различной допустимой растягивающей нагрузкой по требованию заказчика, для прокладки внутри зданий и сооружений, кабельную канализацию, специальные трубы, коллекторы, по мостам и эстакадам.

Кол-во ОВ в кабеле до 24, Кол-во элементов 6,

Кол-во ОВ в трубках 2/4, Диаметр кабеля 10.3 мм,

Вес кабеля 105 кг/км,

Раздавливающая нагрузка (Н/10 см) не менее 2500,

Растягивающая нагрузка (Н) не менее: статическая — 1000 и динамическая — 1150, Радиус изгиба (мм) — монтаж/ эксплуатация 205 / 155

Параметры эксплуатации

Температурный диапазон:

эксплуатация — от минус 60єС до плюс 50єС

монтаж — не ниже минус 5єС

транспортирование и хранение — от минус 60єС до плюс 50єС

Строительная длина — от 1 до 6 км

Срок службы — не менее 25 лет

Имеется значительное число модификаций этого кабеля, учитывающих особенности его прокладки, защиты и усиления конструкции путем применения оболочек и брони.

7. Расчет оборудования шлюзов (Media Gateway)

Расчет нагрузки, поступающей на абонентский медиашлюз

Для удобства расчетов пронумеруем последовательно все оборудование сети, включенное в сеть SDH и пакетную транспортную сеть (табл. 8. 1).

Таблица 8.1 Нумерация оборудования сети

Нумерация

Индекс ОПС, шлюзов NGN

1

ОПС-21/22

2

ОПС-23

3

ОПС-24/25

4

ОПС-26/27

5

ОПС-28

6

ОПС-29

7

ОПС-41/42

8

ОПС-43

9

ОПС-44/45

10

ОПС-46/47

11

ОПС-48

12

ОПС-49/50

13

АМШ-71/72

14

АМШ-73

15

АМШ-74

16

АМТС

Общая нагрузка, поступающая на абонентский медиашлюз определяется по формуле:

(1)

— расчетное значение нагрузки, берется из таблицы 3. 3

Рассчитаем общую нагрузку, поступающую на каждый из абонентских медиашлюзов.

Для шлюза АМШ-71/72

Для шлюза АМШ-73

Для шлюза АМШ-74

Определение транспортного ресурса и интерфейса подключения абонентских медиашлюзов к пакетной сети

Определение транспортного ресурса, необходимого для передачи медиа-трафика

Общий транспортный ресурс шлюза может быть определен как сумма всех необходимых составляющих:

(2)

Транспортный ресурс, который должен быть выделен для передачи в пакетной сети трафика, поступающего на абонентский медиашлюз, при условии использования кодека типа G. 711:

(3)

где k — коэффициент использования ресурса, k = 1,25.

В таблице 7.2 приведены значения коэффициентов сжатия и ширины полосы пропускания различных кодеков.

Таблица 7.2 Параметры речевых кодеков

Кодек

Диапазон коэффициента сжатия

Рассматриваемый коэффициент сжатия

Полоса пропускания, кбит/с

Полоса пропускания с учетом подавлений пауз, кбит/с

G. 711

м-закон

1 — 4

4

84,80

46,59

G. 711

А-закон

1−4

4

84,80

69,52

G. 726

1 — 9

9

37,69

37,69

G. 729а

1 — 8

3

14,13

12,12

В данном примере используется кодек G. 711.

Определим транспортный ресурс, необходимый для передачи в пакетной сети медиа трафика:

,

,

.

Определение транспортного ресурса абонентского медиашлюза, необходимого для передачи сигнальной информации

Транспортный ресурс шлюза, необходимый для передачи сигнальной информации определяется по формуле:

(4),

где — удельная интенсивность вызовов от абонентов, использующих доступ по аналоговой телефонной линии в ЧНН; =5 выз/час;

LMEGACO — средняя длина сообщения (в байтах) протокола MEGACO, используемого при управлении коммутацией на шлюзе;

NMEGACO — среднее количество сообщений протокола MEGACO при обслуживании вызова;

— коэффициент использования транспортного ресурса при передаче сигнальной нагрузки. По аналогии с расчетом сигнальной сети ОКС № 7 примем значение = 5, что соответствует нагрузке в 0,2 Эрл;

1/450 — результат приведения размерностей «байт в час» к «бит в секунду» (8/3600 =1/450).

Ориентировочно можно принять, что средняя длина всех сообщений протокола MEGACO равна 50 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10.

Определим транспортный ресурс каждого шлюза, необходимый для передачи сигнальной информации протокола MEGACO:

Определим суммарный транспортный ресурс абонентских медиашлюзов:

Для подключения шлюза АМШ-71/72 к пакетной сети используется интерфейс FastEthernet (100 Мбит/с).

Для подключения шлюза АМШ-73 к пакетной сети используется интерфейс FastEthernet (100 Мбит/с).

Для подключения шлюза АМШ-74 к пакетной сети используется интерфейс FastEthernet (100 Мбит/с).

Определение транспортного ресурса и интерфейса подключения транзитного шлюза к пакетной сети

Транспортный ресурс, необходимый для передачи телефонного трафика в пакетную сеть, поступающего на транзитный шлюз от ССОП:

, бит/с (5),

где — общая телефонная нагрузка, поступающая на транзитный шлюз от всех АТС ССОП.

Определим нагрузку на каждый участок кольца сети NGN.

Нагрузка на участок IX (см. рис. 5.1 и обозначения из таблицы 6. 1):

Нагрузка на остальных участках пакетной сети (X, XI и XII) определяется аналогично.

Транспортный ресурс i-го участка пакетного кольца, необходимый для передачи медиатрафика, определяется по формуле:

(6),

где — телефонная нагрузка на i-ом участке пакетной сети, Эрл.

Для рассматриваемого примера:

Транспортный ресурс i-го участка, необходимый для передачи сигнальной нагрузки:

(7),

где LSIGTRAN — средняя длина сообщения (в байтах) протокола SIGTRAN;

NSIGTRAN — среднее количество сообщений протокола SIGTRAN при обслуживании вызова;

LMEGACO — средняя длина сообщения (в байтах) протокола MEGACO, используемого для управления транспортным шлюзом;

NMEGACO — среднее количество сообщений протокола MEGACO при обслуживании вызова.

— число вызовов в секунду.

(8)

Определим транспортный ресурс сигнального шлюза, необходимый для передачи сигнальной нагрузки.

. Пусть

, выз/с.

Ориентировочно можно принять, что средняя длина всех сообщений протокола MEGACO равна 40 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 8; средняя длина всех сообщений протокола SIGTRAN равна 45 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10.

В данном случае используется совместная реализация функций ТМШ и СШ, т. е. используется транзитный шлюз (ТШ). Транспортный ресурс транзитного шлюза будет равен:

Для подключения шлюза ТШ к коммутатору пакетной сети используется интерфейс 1GEthernet.

Транспортный ресурс на участках X, XI и XII определяется аналогично. По максимальному значению транспортного ресурса на отдельном участке определяется интерфейс для взаимодействия коммутаторов пакетной сети.

В данном примере транспортный ресурс, необходимый для передачи сигнального и медиа-трафика, максимален на участке IX (). Следовательно, для взаимодействия коммутаторов пакетной сети необходимо использовать технологию 1GEthernet.

8. Расчет оборудования гибкого коммутатора (Softswitch)

Расчет производительности гибкого коммутатора (ГК)

Нагрузка, поступающая на гибкий коммутатор ГК, определяется формулой:

,

где — сигнальная нагрузка на ГК от ТШ,

а — сигнальная нагрузка на ГК от АМШ.

Рис. 8.1 — Схема передачи сигнальных нагрузок в сети NGN

Основной характеристикой гибкого коммутатора ГК является его производительность, которая определяется числом вызовов, обслуживаемых ГК в ЧНН. Численно производительность ГК может быть определена исходя из известной телефонной нагрузки, обслуживанием которой управляет ГК, по формуле:

выз/час,

где t — средняя длительность одного телефонного соединения.

Для рассматриваемого примера

Таким образом,

Для сравнения — производительность современных гибких коммутаторов может достигать 1−2 млн. вызовов в ЧНН.

Расчет транспортного ресурса подключения гибкого коммутатора к пакетной сети

Транспортный ресурс, которым гибкий коммутатор ГК должен подключаться к пакетной сети, для обслуживания вызовов определяется по формуле:

Ориентировочно можно принять, что средняя длина всех сообщений протокола MEGACO равна 50 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10; средняя длина всех сообщений протокола SIGTRAN равна 45 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10.

Для рассматриваемого примера:

Таким образом, для подключения ГК к коммутатору пакетной сети необходимо использовать интерфейс Ethernet со скоростью 10 Mбит/с.

При определении интерфейсов подключения оборудования к пакетной транспортной сети следует исходить из следующих правил:

· для подключения используется стандартным интерфейс с превышением параметров информационного потока, т. е. например, если информационный поток, равен 20 Мбит/с, то используется стандартный интерфейс 100 Мбит/с, а не 2 интерфейса по 10 Мбит/с;

· каждый объект пакетной сети с целью резервирования подключается с резервным интерфейсом по схеме резервирования 1:1 (т.е. если необходим для обслуживания потока 1 интерфейс, то используется 2 интерфейса).

Для рассматриваемого примера интерфейсы подключения оборудования NGN к пакетной сети приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 Интерфейсы подключения оборудования NGN к пакетной сети

Участок сети NGN

Количество и тип интерфейсов

ГК — ПК1

2 Ч 10МbitEthernet

АМШ-71/72 — ПК3

2 Ч 100МbitEthernet

АМШ-73 — ПК1

2 Ч 100МbitEthernet

АМШ-74 — ПК2

2 Ч 1GbitEthernet

ТШ1 — ПК1

2 Ч 1GbitEthernet

ТШ2 — ПК2

2 Ч 1GbitEthernet

ПК1 — ПК2

2 Ч 1GbitEthernet

ПК2 — ПК3

2 Ч 1GbitEthernet

ПК3 — ПК1

2 Ч 1GbitEthernet

Заключение

цифровой аналоговый сеть межстанционный

В данном курсовом проекте был рассмотрен проект модернизации существующей аналоговой ГТС, состоящей из двух узловых районов УР-1 и УР-2, путем замены АТС ДШС на цифровые станции ЦАТС. Таким образом, была разработана наложенная цифровая городская телефонная сеть с кольцевой структурой на базе волоконно-оптического кабеля и цифровых систем передачи, построенных на основе принципов и стандартов синхронной цифровой иерархии SDH. Для связи цифровых АТС использована система сигнализации ОКС № 7, для связи с координатными станциями — многочастотная сигнализация. К кольцу подключены АМТС, цифровые АТС типа EWSD, а также координатная АТС с использованием аналого-цифровых преобразователей (так как в перспективе планируется замена этой станции цифровой).

Кольцевая структура имеет ряд преимуществ:

· высокая структурная надежность,

· большая концентрация нагрузки в кольце, следовательно, экономичное использование канальных ресурсов,

· минимальная длина межстанционных линий связи,

· возможность дистанционного управления сетью.

Для того чтобы спроектировать кольцевую структуру ГТС, в курсовом проекте с помощью ЭВМ были рассчитаны возникающие и межстанционные телефонные нагрузки, число линий для организации межстанционных связей, количество первичных цифровых потоков, требуемых для реализации 2-х цифровых колец. На основании этих расчетов был сделан вывод о необходимости использования системы передачи STM-16. Причем STM-16 дает такую избыточную пропускную способность, которая, с одной стороны, гарантирует достаточность ресурса на ближайшие несколько лет, а, с другой стороны, является экономически оправданной.

Таким образом, в результате проектирования была выбрана наиболее оптимальная структура ГТС, которая обеспечивает эффективное использование цифрового оборудования и возможность для дальнейшего развития сети.

Литература

1. Проектирование цифровой городской телефонной сети: Учебное пособие / под ред. А. В. Рослякова. — Самара: ПГАТИ, 1999.

2. Автоматические системы коммутации. Курсовое и дипломное проектирование: Методические указания / сост. Решетников Н. В. — Куйбышев: КЭИС, 1982.

3. Соколов Н. А. Эволюция местных телефонных сетей. — Пермь: Книга, 1994.

Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой