Контрольная работа по дисциплине "Коммуникации и связь". 4

 

 

 

Государственное общеобразовательное учреждение

высшего профессионального  образования

Пермский государственный  технический университет

Кафедра Автоматики и телемеханики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине:

" СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ "

Вариант №9

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы

Проверил: Тюрин С.А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь, 2013 г.

 

Вариант №9

 

Существующая телефонная сеть состоит  из АТСДШ, АТСКУ, АТСЭ, емкость которых  приведена в табл.1. Все АТС  имеют выход на АМТС и УСС.

Существующая сеть расширяется  за счет добавления АТСЭ и ПС, номерная емкость которых приведена в табл. 1., а параметры нагрузки в табл. 2.

Необходимо:

• Начертить структурную схему сети
• Определить нумерацию абонентских линий
• Произвести расчет интенсивности телефонной нагрузки
• Рассчитать необходимое число каналов и линий ИКМ для соединения проектируемой АТС с существующими АТС, УСС и АМТС.

 

Таблица 1.

Вариант	Номерная емкость
	Существующие			Проектируемые
	АТСДШ	АТСКУ	АТСЭ	АТСЭ	ПС
9	8700	7400	12800	15300	340

 

Таблица 2. Параметры нагрузки проектируемой АТС

Вар	Кнх	Кнхч	Кк	Ккч	Кт	Ктч	Снх	Ск	Ст	Тнх	Тк	Тт	Рр
9	47	20	49	20	4	25	3,1	0,57	11	90	104	178	60

 

 

1. РАСЧЕТ ИНТЕНСИВНОСТИ  НАГРУЗКИ

1.1 Структурная  схема сети

Расчет интенсивности нагрузки поступающей на различные приборы  и линии, производится после того, как определены структура сети, емкости входящих в нее станций, структурный состав источников нагрузки и параметры нагрузки. Рассмотрим структурную схему городской телефонной сети, имеющей три АТС: декадно-шаговую АТСДШ-2 емкостью N₂=8700 номеров, координатную АТСКУ-3 емкостью N₃=7400 номеров и цифровую  АТСЭ-4,5 емкостью N_4,5=12800 номеров. Емкость проектируемой АТСЭ-6,7  составляет N_6,7=15300 номеров, в которую включена подстанция (ПС) емкостью 340 номеров. Емкость сети N_сети ⁼ 44540 номеров.

Нумерация абонентских линий на ГТС - пятизначная. Первая цифра пятизначного номера определяет группу абонентов емкостью 10000 номеров и является кодом АТС. Выход на АМТС осуществляется путем набора индекса выхода “8”, а к узлу специальных служб (УСС) - “0”.

Структурная схема сети с узлом  специальных служб и АМТС приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема городской  телефонной сети

 

Все АТС соединены  по принципу “каждая с каждой", при этом соединение с электромеханическими системами осуществляется по отдельным входящим и исходящим линиям, а между АТСЭ - по линиям двухстороннего   занятия. В АТСЭ включаются только цифровые соединительные линии (СЛ), поэтому на стороне электромеханических АТС устанавливается оборудование аналого-цифрового преобразования аппаратуры ИКМ. обеспечивающей связь с АТСЭ по цифровым линиям.

Нумерация абонентских линий на АТС приведена в табл. 1.

Таблица 1. Нумерация абонентских  линий на АТС сети

№	Коды АТС	Номерная емкость	Число таксофонов	Нумерация абонентских  линий АТС и ПС
1	АТСДШ-2	8352	348	20000-28351
2	АТСКУ-3	7140	296	30000-37139
3	АТСЭ-4,5	12288	512	40000-52287
4	АТСЭ-6,7 ПС	14688 326	612 14	60000-74687 75000-75325

 

1.2. Расчет поступающей  от абонентов нагрузки

Для расчета интенсивности  нагрузки необходимо знать структурный состав абонентов проектируемой станции, т.е. число абонентов каждой категории, среднюю длительность разговора и среднее число занятий от абонентов каждой категории.

Для нашего примера заданы следующие данные (Табл. 2): процентный состав абонентов различных категорий К, среднее число вызовов С в час наибольшей нагрузки ЧНН, средняя продолжительность разговора Т в секундах и доля занятий, заканчивающихся разговором Рр.

Таблица 2. Параметры нагрузки проектируемой  АТС   

№	Категории источников нагрузки, типы ТА	К, %	С	Т, с	Рр
1	Народнохозяйственный  сектор, Из них с частотным набором	47 20	3.1	90	0.6
2	Квартирный сектор, Из них с частотным набором	49 20	0.57	104	0.6
3	Таксофоны, Из них с частотным набором	4 25	11	178	0.6

 

При отсутствии сведений о параметрах нагрузки на проектируемой сети их можно брать из Ведомственных норм технологического проектирования ВНТП 112-98 (Приложение 1).

По данным таблицы 2 определяется средняя  продолжительность одного занятия  для каждой из категорий источников нагрузки и типа телефонных аппаратов

 

tk = ak Рр (tco + ntn + tc + tпв + Tk + to)

(1)

               

где a_k - коэффициент, учитывающий несостоявшиеся разговоры, который определяется по зависимости a_k  = f(T_k,Pp) (Рис. 2).

t_co=3c - средняя продолжительность слушании сигнала ответа станции;

n - число набираемых знаков номера;

t_nд = 1,5с - среднее время набора одной цифры номера при декадном способе передачи номера с дискового или кнопочного номеронабирателя;

t_nч = 0,8 с - то же при частотном способе передачи номера;

t_c и t_o - соответственно среднее время установления соединения и время отбоя, которые для цифровых АТС составляют величину порядка десятков миллисекунд, поэтому будем принимать равным нулю;

t_пв = 7 с - среднее время посылки вызова при состоявшемся разговоре.

По выражению (1) определим среднюю  продолжительность одного занятия для телефонных аппаратов (ТА) народнохозяйственного сектора.

 

Рисунок 2. Зависимость коэффициента a_k от T_k и Pp

 

При Т_нх = 90с по зависимости a_k  = f(T_k,Pp) рис. 2 определяем a_нх=1.15. Тогда для ТА с декадным набором номера

t_нхд = 1,15 * 0,6* (3 + 5 * 1,5 + 7 +90) =  74,18 с;

для ТА с частотным набором номера

t_нхч = 1,15 * 0,6* (3 + 5 * 0.8 + 7 + 90) = 71,76 с.

Аналогичные расчеты проводятся для  ТА квартирного сектора и для таксофонов. Результаты расчета приведены в табл. 3.

Определим численность ТА каждой категории.

Число ТА народнохозяйственного сектора  с декадным способом передачи номера на проектируемой АТС

Nнхд = N6,7 Kнх (1-Kнхч) = 15300 * 0.47* (1-0.2)  = 5753

(2)

с частотным способом передачи номера

Nнхч = N6,7 Kнх Kнхч = 15300 * 0.47 * 0.2  = 1439.

Аналогичные расчеты  проводим для ТА квартирного сектора  и для таксофонов, Результаты расчетов приведены в табл. 3.

После определения среднего времени  занятия и числа ТА различных категорий рассчитывается интенсивность поступающей на АТС нагрузки от абонентов каждой категории

(3)

Так, для народнохозяйственного  сектора (НХ): от ТА с декадным набором номера

от ТА с частотным  набором номера

Результаты расчетов интенсивности  нагрузки, поступающей от источников различных категорий, приведены в табл. 3.

Интенсивность поступающей нагрузки на проектируемую станцию будет равна сумме интенсивностей нагрузок от источников различных категорий.

Таблица 3. Результаты расчетов интенсивности  поступающей на АТС нагрузки

№	Категории источников нагрузки, типы ТА	Рр	a	Tk, c	tk, c	Nk	Yk, Эрл.
1	С декадным набором НХ С частотным  набором	0.6	1.15	90	74.18 71.76	5753 1438	367.49 88.92
2	С декадным набором КВ С частотным набором	0.6	1.17	140	82.38 80.00	5998 1499	78.24 18.99
3	С декадным набором ТАКС. С частотным набором	0.6	1.19	110	130.2 127.87	459 153	182.6 59.78
Итого						15300	796

 

Yп’ = Yнхд + Yнхч + Yквд + Yквч + Yтд + Yтч = 796 Эрл.

(4)

В связи с тем, что цифры номера, поступающие от ТА принимаются в  приемнике набора номера или терминальном модуле без занятия основного  цифрового коммутационного поля (ЦКП), то нагрузка на ЦКП меньше нагрузки, создаваемой абонентами, за счет меньшей продолжительности занятия ЦКП. Время занятия абонентского комплекта (АК) определяется по выражению (1). Продолжительность занятия ЦКП меньше времени занятия абонентского комплекта на время слушания сигнала ответа станции и набора номера

Tцкп = tак – tсо – ntn.

(5)

Следовательно, нагрузка на ЦКП будет  меньше нагрузки на АК на величину отношения

(6)

Для инженерных расчетов коэффициент  φ для электронных и координатных АТС можно принять равным 0.9. Поэтому  значения нагрузки на ЦКП на 10 % меньше, чем на АК. Для АТСДШ соединение устанавливается после набора одной цифры и коэффициент φ принимается равным 0,95. Следовательно, нагрузка на ЦКП будет равна

Yп = 0.9 Yп’

(7)

Суммарная интенсивность поступающей  нагрузки распределяется по следующим направлениям.

1. К спецслужбам нагрузка составляет  величину порядка 0,03 от Y_п.

Yсп = 0.03 Yп

(8)

2. Внутристанционная нагрузка к  абонентам своей стации

Yпп = Yпη/100,

(9)

где η - коэффициент внутристанционного сообщения, который определяется по коэффициенту веса станции η_c - отношению интенсивности поступающей нагрузки на проектируемую АТС к интенсивности поступающей нагрузки от всех абонентов сети. Если принять, что структурный состав источников нагрузки всех станций одинаков, то коэффициент веса станции будет равен отношению емкости проектируемой станции N_п к емкости сети

ηc = (Nп /Nсети) * 100%.

(10)

Зависимость коэффициента внутристанционного сообщения в процентах от коэффициента веса станции в процентах приведена в ВНТП 112-98 (таблица 4).

3. Междугородная и  международная исходящая нагрузка  по заказно-соединительным линиям (ЗСЛ) от одного абонента в  ЧНН принимается равной y_m = 0,003...0,005 Эрл. Тогда интенсивность поступающей нагрузки на АМТС

Yзсл = Nп ym.

(11)

4. Суммарная исходящая нагрузка от проектируемой АТС к другим АТС сети будет равна

Yп,и = Yп - Yпп - Yсп - Yзсл.

(12)

Для нашего примера:

Y_п = 796 * 0.9 = 716,4 Эрл;

Y_сп = 716,4*0,03=21,49 Эрл;

Y_зсл = 15300 * 0.003 = 45.9 Эрл.

Таблица 4. Зависимость коэффициента внутристанционного сообщения η, % от коэффициента веса станции η_с, %

ηс	η	ηс	η	ηс	η
0.5	16.0	8.0	24.2	35.0	50.4
1.0	18.0	8.5	25.1	40.0	54.5
1.5	18.7	9.0	25.8	45.0	58.2
2.0	19.0	9.5	26.4	50.0	61.8
2.5	19.2	10.0	27.4	55.0	66.6
3.0	19.4	10.5	27.6	60.0	69.4
3.5	19.7	11.0	28.6	65.0	72.8
4.0	20.0	12.0	30.0	70.0	76.4
4.5	20.2	13.0	31.5	75.0	80.4
5.0	20.4	14.0	32.9	80.0	84.3
5.5	20.7	15.0	33.3	85.0	88.1
6.0	21.0	20.0	38.5	90.0	92.2
6.5	21.7	25.0	42.4	95.0	95.1
7.0	22.6	30.0	46.0	100	100
7.5	23.5

 

     Для определения внутристанционной нагрузки рассчитаем коэффициент веса станции

(13)

По табл. 4 определяем коэффициент  внутристанционного сообщения η=50.4% и внутристанционную нагрузку:

 

Y_пп = Y_п η / 100 = 716,4 * 50.4 / 100 = 361 Эрл.

Исходящая нагрузка:

Y_п,и = Y_п - Y_пп - Y_сп - Y_зсл = 716,4-361-21,49-45,9=288 Эрл.

Интенсивность поступающей от абонентов  нагрузки на другие станции с учетом того, что структурный состав источников нагрузки принят одинаковым, пропорционален емкостям станций

(14)

Далее, аналогично расчету для проектируемой  станции по выражениям (7-14) определяются Y_j’, Y_j, Y_сп, Y_зсп, Y_пп, Y_j,п  для каждой АТС. Например, для АТСДШ-2

 

По табл. 4 определяем η=38.5%.

Аналогичные расчеты  проводятся для других АТС сети, результаты которых приведены в табл. 5.

 

Таблица 5. Результаты расчетов интенсивности  внутристанционной нагрузки, нагрузки к УСС и АМТС

№	Тип АТС	Емкость, Тыс. №	Yj, Эрл	ηc, %	η, %	Yjj, Эрл	Yспj, Эрл	Yзслj, Эрл	Yj,и, Эрл
1	АТСДШ-2	8700	430	20	38.5	165.5	12.9	26.1	225.5
2	АТСКУ-3	7400	346.2	16.6	38.5	140.7	10.4	22.2	169
3	АТСЭ-4,5	12800	598.9	28.7	46	275.5	18	38.4	267
4	АТСЭ-6,7	15300	716,4	35	50.4	361	21,49	45.9	288
5	ПС	340	15.9	0.8	17	2.7	0.5	1.02	11.68

1.3. Распределение  интенсивности нагрузки по направлениям

 

1.3.1. Интенсивность исходящей  нагрузки

 

Распределение нагрузки к встречным  АТС, если не известны значения коэффициентов  тяготения, производится пропорционально  нагрузкам данных станций:

(15)

где m - число АТС на проектируемой сети.

Для нашего примера, от АТСЭ - 6,7 к АТСДШ-2:

 

От АТСЭ-6,7 к АТСКУ-3:

От АТСЭ-6,7 к АТСЭ-4.5 и ПС: Y_6,7-4,5 = 114.135 Эрл; Y_6,7-ПС = 4.993 Эрл.

Проверка правильности распределения исходящей нагрузки:

1.3.2. Интенсивность  входящей нагрузки

От АТСДШ-2 к АТСЭ-6,7:

От АТСКУ-3 к АТСЭ-6,7: Y_3-6,7 = 61,413 Эрл. От ПС к АТСЭ-6,7: Y_ПС-6,7 = 3,54 Эрл.

От АТСЭ-4,5 к АТСЭ-6,7: Y_4,5-6,7 = 110,732Эрл.

Результаты расчетов сведены в  матрицу нагрузок (табл. 6)

 

Таблица 6. Матрица нагрузок, Эрл.

Куда Откуда	АТС ДШ-2	АТСКУ- 3	АТСЭ-4,5	АТСЭ-6,7	ПС	УСС	АМТС
АТСДШ-2	165,5	51,78	81,8	88,14	3,58	12,9	26.1	429,8
АТСКУ-3	48,1	140,7	57	61,413	2,49	10,4	22.2	342,3
АТСЭ-4,5	86,7	65,05	275,5	110,732	4,5	18	38.4	598,9
АТСЭ-6,7	96,309	72,243	114,35	361	4,993	21,48	45.9	716,275
ПС	2,77	2,08	3,28	3,54	2,7	0,5	1.02	15,89
АМТС	26,1	22,2	38,4	45,9	1,02	-	-	133,62
	425,479	354,053	570,33	670,725	19,28	63,28	133,62	2236,8

 

По данным матрицы  составляется схема распределения  нагрузки. (Рис 3). Если распределение  нагрузки сделано правильно, то

Рис. 3. Схема распределения нагрузки на АТС-6,7 в эрлангах.

 

Из схемы распределения нагрузки следует что, по входящим на АТСЭ-6.7 ЦСЛ поступает интенсивность  нагрузки Y_{ВХ 6,7} = 330,945 Эрл. На исходящие от АТСЭ-6,7 ЦСЛ поступает интенсивность нагрузки Y_{ИСХ 6.7}  = 373,465 Эрл.

 

1.4. Расчет интенсивности  нагрузки на многочастотные приемопередатчики

 

Для расчета нагрузки, поступающей  на МЧПП, обслуживающие телефонные аппараты с частотным способом передачи номера, необходимо определить среднее время занятия МЧПП.

При связи с абонентами ГТС МЧПП занимается на время t_со и время набора абонентского номера:

t = tсо + ntпч

(16)

 

При вызове спецслужб МЧПП занимается на время t_co и время набора двух цифр:

t = tсо + 2tпч

(17)

При автоматической внутризоновой  и междугородной связи МЧПП занимается на время: слушания ответа АТС, набора индекса выхода на АМТС (цифры 8), слушания ответа АМТС, набора индекса внутризоновой связи (цифра 2) и семизначного зонового номера при внутризоновой связи или набора десятизначного междугородного номера при междугородной связи. Нагрузка, поступающая на АМТС, делится примерно поровну между внутризоновой и междугородной сетями. Без большой погрешности можно считать, что в интенсивности нагрузки, поступающей на автоматически коммутируемую междугородную сеть, учтена и нагрузка, поступающая на международную телефонную сеть. С учетом сказанного

(18)

Интенсивность нагрузки, поступающей  на МЧПП, обслуживающие телефонные аппараты с частотным способом передачи номера, определится из выражения:

(19)

 

где t_аб - среднее время занятия модуля абонентских линий МАЛ,

t аб = YП’/(NkCk + NнхCнх + NтСт)

(20)

 

К_ч - доля интенсивности нагрузки, поступающей от абонентов, имеющих телефонные аппараты с частотным способом передачи номера:

Кч = (Yк,ч + Yнх,ч + Yт,ч)/Yп’

(21)

 

 В соответствии с выражениями  (16)-(21) для рассматриваемого примера  получим:

МЧПП, обслуживающие входящие и  исходящие соединительные линии, занимаются после набора кода АТС n₁, определяющего направление к выбранной АТС, на время передачи остальных цифр номера:

t_ЦСЛ  = (n-n₁)t_пч,

где при пятизначной нумерации n₁ =1.

Нагрузка на МЧПП пропорциональна  входящей и исходящей нагрузке с  учётом пересчета времени занятия:

(22)

где Y_исх6,7 Y_вх6,7 - исходящая и входящая нагрузка на проектируемую ATС по ЦСЛ. Для нашего примера:

2. Расчёт объёма  оборудования

Расчет объема оборудования состоит  из определения числа каналов  в каждом направлении, числа необходимых  модулей цифровых линий, модулей абонентских линий, многочастотных приемопередатчиков, числа плоскостей главной ступени цифровых коммутаторов различного назначения.

 

2.1. Расчёт числа  каналов

Расчет числа исходящих каналов  от АТСЭ производится по первой формуле Эрланга (приложение 2) при потерях, приведенных в приложении 3 для сети с пятизначной нумерацией: р=0,01 для каналов между АТС, р=0.005 для ЗСЛ, р=0.002 для СЛМ и 0.001 для каналов к УСС.

Связь между АТСЭ осуществляется по каналам с двухсторонним занятием.

Число каналов между  подстанцией и АТСЭ-6.7 определяется при р=0,001.

Число каналов от АТСДШ  определяется по формуле О'Делла  при р=0,01 и D=10. Значения коэффициентов α и β приведены в приложении 4.

От АТСК число каналов определяется методом эффективной доступности. Для блока ГИ 80х120х400 минимальная доступность при q=2 будет равна:

D_мин = q(m_а-n_а+1)=2(20-13,3+1)=15,4

Допустим, что интенсивность нагрузки на один вход блока равна b=0,65 Эрл. Тогда математическое ожидание доступности будет равно

Ď=q(m_a-bn_a)=2(20-0,65*13,3)=22,7

Эффективная доступность  при эмпирическом коэффициенте Q=0,75 равна

D_Э=D_мин+Q(Ď - D_мин)=15,4+0.75*(22.7-15.4)=20,88.

При Dэ=20,88 и потерях Р=0,01 определяем число каналов по формуле O'Делла, где α=1,24 и β=5,1 и Y=57,5 Эрл.

V_3-6,7=1,24*63,9+5,1=84 каналов

Суммарное число исходящих и  входящих каналов, включенных в проектируемую ATСЭ-6,7, равно

V_ИСХ6,7+V_ВХ6,7=V_6,7-2 + V_6,7-3 + V_6,7-4,5 + V_6,7-ПС + V_ЗСЛ + V_СП + V_2-6,7 + V_3-6,7 + V_СЛМ =

= 117 + 91 +255 + 47 + 62 + 37 + 148 + 84 + 66 = 907.

Каждая линия ИКМ содержит 30 информационных каналов, поэтому число  линий ИКМ для каждого направления  будет равно: