Основы автоматической коммутации

Санкт-Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций

им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

 

Кафедра СС, СК и ВТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по сетям связи и системам коммутации на тему:

 

«ОСНОВЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОММУТАЦИИ»

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработал: Студент группы МТ-62

Перов С.Н.

Проверила: Балабаева Н.В.

Дата проверки: ______________

Дата защиты: ______________

Оценка: ______________

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2009

 

Содержание

 

Задание…………………………………………………………………….. Исходные данные……………………………………………………….… Разработка схемы организации междугородной телефонной связи…... Расчёт телефонной нагрузки…………………………………………….. Расчёт телефонной нагрузки, исходящей от РАТС……………….… Расчёт телефонной нагрузки, поступающей на АМТС от РАТС и ЦС по заказно-соединительным линиям…………………………….. Расчёт и распределение телефонной нагрузки, исходящей от АМТС…………………………………………………………………... Расчёт и распределение телефонной нагрузки, поступающей на УАК I…………………………………………………………………… Расчёт и распределение внутризоновой телефонной нагрузки……. Расчёт числа линий и каналов…………………………………………… Расчёт числа заказно-соединительных линий, исходящих от РАТС к АМТС……………………………………………………….………... Расчёт числа входящих соединительных линий к РАТС и ЦС от АМТС…………………………………………………………………... Расчёт числа каналов………………………………………………….. Приложение 1………………………………………………………………… Литература…………………………………………………………………

3 4 5 8 8   9   10   11 12 14   14   15 16 17 18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Задание

 

При выполнении курсовой работы на основе задания необходимо:

1. разработать схему организации междугородной телефонной связи
2. рассчитать телефонную нагрузку, исходящую от одной из РАТС
3. рассчитать телефонную нагрузку, поступающую на каждую АМТС от всех РАТС и ЦС зоны по заказно-соединительным линиям
4. произвести расчёт и распределение телефонной нагрузки:
• исходящей от АМТС
• поступающей на узел автоматической коммутации УАК II
• внутризоновой нагрузки
5. рассчитать число заказно-соединительных линий и входящих соединительных линий в пучках, соединяющих каждую РАТС и ЦС с АМТС своей зоны
6. рассчитать число исходящих и входящих каналов в пучках, соединяющих каждую АМТС с УАК II, а также УАК II с УАК I.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Исходные данные

 

1. Сведения о нагрузках местных АТС зоновых сетей (Эрл.):

 

1 зона	Уратс1=	Уратс2=400	Уратс3=410	Уцс2=90	Учс3=90
2 зона	Уратс1=280	Уратс2=410	Уратс3=380	Уцс2=100	Уцс3=105
3 зона	Уратс1=390	Уратс2=420	Уратс3=375	Уцс2=75	Уцс3=120

 

2. Сведения о составе телефонных аппаратов РАТС 1 Зоны 1

 

№ п/п	Категория ТА	Число ТА, N	Среднее число вызовов в ЧНН с одного ТА, С	Средняя длительность одного разговора (с)
1	Квартирные индиидуального пользования	3000	0.65	128
2	Квартирные коллективного пользования	1600	1.55	110
3	Квартирные спаренные	1000	0.67	130
4	Учрежденческие	1500	3.15	120
5	Таксофоны	90	10.1	95

 

3. Коэффициент, характеризующий долю вызовов, закончившихся разговором, Кр=0.6.

 

4. Коэффициент, характеризующий долю нагрузки, исходящей от РАТС или ЦС на АМТС по ЗСЛ, Кзсл=0.042.

 

5. Коэффициент  внутризоновой связи, характеризующий долю нагрузки, исходящей от АМТС к своей внутризоновой сети, Камтс-взс=0.15.

 

6. Коэффициент, характеризующий долю нагрузки, исходящей от УАКII к УАКI,

УуакII-уакI=0.2.

 

7. Коэффициент, характеризующий долю нагрузки, исходящей от УАКII к определенной АМТС: КуакII-амтс1=0.25, КуакII-амтс2=0.25, КуакII-амтс3=0.3.

 

8. Телефонная  нагрузка, входящая от УАКI к УАКII, УуакI-уакII=40Эрл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Разработка схемы организации 

междугородной телефонной связи

 

 

В курсовой работе рассматривается небольшой фрагмент междугородной телефонной сети, содержащей три зоны, в каждой из которых имеется одна АМТС. В данной части сети АМТС разных зон соединяются между собой через узел автоматической коммутации II класса (УАК II). Каждая АМТС соединяется с УАК II двумя пучками каналов, один из которых служит для исходящей, другой – для входящей междугородной связи.  Междугородная телефонная связь с абонентами других зон, находящихся за пределами рассматриваемого района сети, осуществляется через узел I класса (УАК I), с которым УАК II также связан двумя пучками каналов. Пример такой упрощённой схемы приведён на рисунке 1.

 

Телефонная сеть страны делится на зоны. Каждая зона включает в себя одну городскую телефонную сеть (ГТС) и несколько сельских телефонных сетей (СТС). Предполагается, что в городе, в котором установлена АМТС, имеются либо несколько районных АТС (РАТС) при пятизначной нумерации, либо несколько РАТС и несколько УВСМ при шестизначной нумерации,  либо несколько РАТС, УВСМ и УИСМ при семизначной нумерации, образующих городскую телефонную сеть (ГТС). Кроме того, на территории зоны имеются несколько сельских телефонных сетей (СТС) со своими центральными станциями (ЦС). Каждая АМТС обслуживает междугородную телефонную связь абонентов городской и сельских телефонных сетей.

 

В качестве примера на рисунке 2 приведен фрагмент междугородной телефонной сети, состоящей из трёх зон.

В зоне I имеется одна районированная городская телефонная сеть с УИС и УВС, содержащая три РАТС, и две сельских телефонных сети с ЦС на каждой СТС. Две РАТС городской телефонной сети принадлежат одному узловому району, а третья – другому. РАТС одного узлового района соединяются между собой по принципу каждый с каждым, а с другими узловыми районами через УВС и УИС. Связь с АМТС происходит через УВС и УИС, которые соединены с АМТС пучками СЛМ и пучками ЗСЛ соответственно.

В зоне II, имеется одна ГТС, содержащая три РАТС, и две СТС с центральными станциями (ЦС). РАТС соединяются по принципу «каждая с каждой». Каждая РАТС соединяется с АМТС своей зоны пучками соединительных линий: СЛМ – для входящей связи и ЗСЛ – для исходящей связи. 

В зоне III имеется одна районированная ГТС и две СТС с ЦС. ГТС содержит три РАТС. Связь РАТС выполняется по принципу «каждая с каждой», а с АМТС через УЗСЛ и УВСМ. УВСМ соединяется с АМТС зоны пучком СЛМ при входящей связи, а УИСМ – пучком ЗСЛ при исходящей связи.

Абонентские линии включаются в станции местных телефонных сетей (городских ГТС и сельских СТС). Сельские телефонные сети СТС построены по радиальному или радиально-узловому принципу и, следовательно, абонентские линии на СТС включаются либо в оконечные станции ОС, либо в центральную станцию ЦС, расположенную в районном центре. Все абоненты СТС получают соединение с АМТС своей зоны через ЦС, которые соединяются с АМТС своей зоны двумя пучками соединительных линий (ЗСЛ и СЛМ).

 

 

 

 

 

 

Рис.1: Упрощённая схема междугородной телефонной сети рассматриваемого района.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2: Фрагмент междугородной сети, состоящей из трех зон

4. Расчёт телефонной  нагрузки.

 

4.1 Расчёт телефонной нагрузки, исходящей от РАТС.

 

В данной работе производится расчёт телефонной нагрузки, поступающей по абонентским линиям на РАТС-1 I зоны, для которой задан структурный состав абонентов по категориям.

 

Телефонная нагрузка, создаваемая группой абонентов в ЧНН, может быть определена по формуле:

Y = N × C × t

где N – количество источников телефонной нагрузки (телефонных аппаратов);

С – среднее число вызовов, поступающих от одного абонента в час наибольшей нагрузки;

t – среднее время обслуживания одного вызова или среднее время одного занятия.

 

Нагрузка, поступающая от абонентов на станцию, складывается из нагрузки, создаваемой вызовами, которые заканчиваются разговорами, и вызовами, которые разговорами не заканчиваются.  Эти нагрузки имеют различные значения, так как время занятия в одном и другом случае различно. Учитывая это обстоятельство, необходимо определить среднее время (ti) обслуживания одного вызова для всех i категорий абонентов

ti = a × Kp × (tу +  tв + tpi)

где  Kp – коэффициент, характеризующий долю состоявшихся разговоров,

tв – среднее время слушания сигнала посылки вызова до ответа абонента,

tpi – средняя длительность разговора для абонента i-й категории,

ty – время установления одного соединения (при пятизначной нумерации),

a – коэффициент, учитывающий вызовы, не закончившиеся разговором.

 

При расчётах приняты: a = 1,1; tв = 7с; ty = 13c (при пятизначной нумерации, принятой на ГТС), а коэффициент Kp = 0,65.

 

Определение нагрузки, Эрл, поступающей от одного аппарата каждой категории:

ai = Ci × ti / 3600

где Сi - среднее число вызовов, поступающих в ЧНН на РАТС от одного аппарата i-й категории.

 

Расчёт общей нагрузки, поступающей от всех аппаратов каждой категории:

Yi = Ni × ai

где Ni – число аппаратов i-й категории.

 

В качестве примера приведём расчёт нагрузки, поступающей от абонентов квартирных индивидуального пользования.

 

Среднее время обслуживания одного вызова:

tинд = a × Kp × (ty + tв + tp(инд)) = 1,1 × 0,6 × (13+7+128) = 97,7 c.

 

Удельная интенсивность нагрузки, т.е. нагрузка на одну абонентскую линию, Эрл, определяется как:

aинд = Синд × tинд / 3600 = 0,65 × 97,7 / 3600 = 0,018 Эрл.

 

Телефонная нагрузка от всех абонентов данной категории, Эрл, определяется как:

Yинд = Nинд × aинд = 3000 × 0,018 = 52,9 Эрл.

 

Аналогично производится расчёт нагрузки для абонентов других категорий. Результаты расчёта приведены в таблицы.

 

№ п/п	Категория  телефонного  аппарата  i	Число аппаратов  N	Средняя длитель-  ность разговора  tpi, c	Среднее число  вызовов в ЧНН от  одного аппарата  Сi	Средняя длитель  ность занятия  ti, с	Удельная нагрузка  аппарата категории  ai, Эрл	Общая нагрузка  Yi, Эрл
1	Квартирные индивидуального  пользования (инд)	3000	128	0,65	97,7	0,018	52,9
2	Квартирные коллективного  пользования (колл)	1600	110	1,55	85,8	0,037	59,1
3	Квартирные спаренные (сп)	1000	130	0,67	99	0,018	18,5
4	Учрежденческие (учр)	1500	120	3,15	92,4	0,081	121,3
5	Таксофоны (такс)	90	95	10,1	75,9	0,213	19,2

 

Общая нагрузка, Эрл, поступающая от всех абонентов данной РАТС-12, определяется как сумма нагрузок от всех категорий абонентов (Yi):

YРАТС-1 = Yинд + Yколл + Yсп + Yучр + Yтакс = 52,9 + 59,1 + 18,5 + 121,3 + 19,2 = 271 Эрл.

 

 

4.2 Расчёт телефонной  нагрузки,

поступающей на АМТС от РАТС и ЦС

по заказно-соединительным линиям.

 

Для организации исходящей междугородной телефонной связи от каждой РАТС ГТС и ЦС СТС зоны к АМТС прокладывается пучок заказно-соединительных линий (ЗСЛ). Для включения ЗСЛ на местных станциях (РАТС и ЦС) выделяется отдельное направление для связи с АМТС.

Для определения числа ЗСЛ между РАТС, ЦС и АМТС необходимо знать величину нагрузки, поступающей от этих станций на АМТС.

На заказно-соединительные линии поступает часть исходящей нагрузки РАТС (или ЦС), Эрл, определяемая коэффициентом КЗСЛ:

YЗСЛ РАТСi = КЗСЛ × YРАТСi ,

YЗСЛ ЦСj = КЗСЛ × YЦСj

 

От всех РАТС и ЦС зоны по заказно-соединительным линиям на АМТС поступает нагрузка, Эрл:

Первая сумма представляет собой общую нагрузку, поступающую по ЗСЛ на АМТС от всех РАТС, число которых равно n=3, а вторая сумма - общую нагрузку, поступающую по ЗСЛ от всех ЦС, число  которых равно m=2. 

 

Так, например, от РАТС1 (I зона) по ЗСЛ на АМТС I поступит нагрузка, равная:

YЗСЛ РАТС1 = КЗСЛ × YРАТС1 = 0,042 × 271 = 11,4 Эрл

 

Аналогично производится расчёт нагрузки, поступающей по ЗСЛ на АМТС от других станций, в результате общая входящая нагрузка на АМТС первой зоны составит:

=11,4 + 16,8 + 17,2 + 3,8 + 3,8 = 53,0 Эрл

Аналогично выполняется расчёт нагрузки, поступающей по ЗСЛ на АМТС всех зон.

=11,8 + 17,2 + 16,0 + 4,2 + 4,4 = 53,5 Эрл

=16,4 + 17,6 + 15,8 + 3,1 + 5,0 = 57,9 Эрл

 

Известные нагрузки местных АТС зоновых сетей, Эрл,

 

	YРАТС1	YРАТС2	YРАТС3	YЦС1	YЦС2
	Эрл	Эрл	Эрл	Эрл	Эрл
I зона	271	400	410	90	90
II зона	280	410	380	100	105
III зона	390	420	375	75	120

 

Результаты расчётов телефонной нагрузки, поступающей на АМТС от РАТС и ЦС по

заказно-соединительным линиям представлены в таблице

 

	YЗСЛ РАТС1	YЗСЛ РАТС2	YЗСЛ РАТС3	YЗСЛ ЦС2	YЗСЛ ЦС3
	Эрл	Эрл	Эрл	Эрл	Эрл
I зона	11,4	16,8	17,2	3,8	3,8
II зона	11,8	17,2	16,0	4,2	4,4
III зона	16,4	17,6	15,8	3,1	5,0

 

 

4.3 Расчёт и распределение телефонной нагрузки,

исходящей от АМТС.

 

Через АМТС осуществляется не только междугородная, но и внутризоновая связь (ВЗС). При этом связь между абонентами разных СТС и между абонентами ГТС и СТС одной и той же зоны осуществляется через свою АМТС.

Таким образом, часть нагрузки, которая поступает на АМТС, распределяется по соединительным линиям (СЛМ) в направлениях внутризоновой связи (YАМТС-ВЗС) к РАТС и ЦС своей зоны, а другая часть направляется на УАК II для связи с АМТС других зон (YАМТС–УАК II).

 

Нагрузка, поступающая от АМТС в направлениях своей внутризоновой сети:

 

YАМТСi-ВЗС = КАМТС-ВЗС × YАМТСi(ЗСЛ)

 

где КАМТС-ВЗС – коэффициент внутризоновой связи. КАМТС-ВЗС=0,15

YАМТСi(ЗСЛ) – общая нагрузка, поступающая на АМТС от РАТС и ЦС своей i-й зоны

 

При этом в направлении от АМТСi к УАК II будет поступать нагрузка:

 

YАМТСi-УАКII = YАМТСi(ЗСЛ) – YАМТСi-ВЗС

 

Так, например, нагрузка, поступающая от АМТС I на все направления своей внутризоновой сети, будет равна:

YАМТС1-ВЗС = КАМТС-ВЗС × YАМТС1(ЗСЛ)=0,15 * 53,0 = 7,95 Эрл

 

Нагрузка, поступающая от АМТС I в направлении к УАК II составит:

YАМТС1-УАКII = YАМТС1(ЗСЛ) – YАМТС1-ВЗС = 53,0 – 7,95 = 45,05 Эрл.

 

Аналогично вышеприведённому расчёту выполняется распределение нагрузки, поступившей на АМТС каждой из заданных зон. Результаты расчётов сводятся в таблицу.

 

	YАМТС(ЗСЛ)	YАМТСi-ВЗС	YАМТСi-УАК II
	Эрл	Эрл	Эрл
I зона	53,0	7,95	45,05
II зона	53,5	8,0	45,5
III зона	57,9	8,7	49,2

 

 

4.4 Расчёт и распределение  телефонной нагрузки,

поступающей на УАК II

 

УАК II соединён со всеми АМТС своей сферы обслуживания и с УАК I двумя пучками каналов (исходящей и входящей связи).

Общая поступающая нагрузка на УАК II будет определяться суммой нагрузок, входящих по каналам связи от УАК I и АМТС, связанных с данным УАК II:

где величина YУАК I – УАК II = 40 Эрл, задаётся и приводится в задании на курсовую работу.

 

Найденная таким образом нагрузка YУАК II является в то же время общей исходящей нагрузкой УАК II, которая должна быть распределена по всем имеющимся направлениям связи, а именно по исходящим каналам на все АМТС своей сферы обслуживания и на УАК I.

 

Для распределения нагрузки YУАК II по направлениям связи используются коэффициенты распределения:

КУАК II - АМТСi - коэффициент распределения нагрузки в направлении от УАК II к i-ой АМТС

КУАК II – УАК I - коэффициент распределения нагрузки в направлении от УАК II к УАК I

Так как этими коэффициентами определяются все направления распределения нагрузки, то их сумма должна равняться единице:

Величина нагрузки, поступающей в направлении от УАК II к любой АМТС данной сферы обслуживания, определяется по формуле:

YУАК II – АМТСi = КУАК II – АМТСi × YУАК II

 

Нагрузка, которая будет направлена от УАК II к УАК I, определяется по формуле:

YУАК II – УАК I = KУАК II – УАК I × YУАК II

 

 

 

 

 

 

Результаты расчётов приведены в таблице.

 

	YАМТСi-УАК II	YУАКII	КУАК II-АМТСi	YУАК II-АМТСi
	Эрл	Эрл		Эрл
I зона	45,05	179,8	0,25	45
II зона	45,5		0,25	45
III зона	49,2		0,3	54
	YУАК I-УАК II		KУАК II-УАК I	YУАК II-УАК I
УАК I	40,0		0,2	36

 

 

4.5 Расчёт и распределение

внутризоновой телефонной нагрузки

 

Каждая АМТС обслуживает как исходящую связь в направлении УАК II, так и входящую от УАК II. Не вся нагрузка, возникающая в каждой отдельной зоне, направляется на УАК II, а лишь некоторая её часть (YАМТСi-УАК II), в то время как другая её часть (YАМТСi-ВЗС) замыкается в своей зоне, т.е. является нагрузкой внутризоновой связи (ВЗС).

Если также учесть, что в рассматриваемой сети все АМТС являются оконечными, т.е. не осуществляют транзитных междугородных соединений, то, очевидно, что вся входящая на каждую АМТС от УАК II нагрузка также будет направлена на внутризоновую сеть, т.е. будет являться внутризоновой нагрузкой.

Таким образом, общая внутризоновая нагрузка i-й зоны, замыкающаяся через АМТС этой зоны (АМТСi), будет представлять сумму:

YВЗСi = YАМТСi-ВЗС + YУАК II – АМТСi

где YАМТСi-ВЗС было определено в пункте 2.3, а YУАК II – АМТСi – в п.2.4.

 

Вся эта нагрузка YВЗСi распределяется через соединительные линии (СЛМ) по направлениям к РАТС и ЦС своей зоны и является для них входящей нагрузкой.

Величина нагрузки, входящей на РАТС и ЦС (по СЛМ), определяется по формулам:

                                    

где YВЗСi - общая внутризоновая нагрузка i-й зоны, замыкающейся через АМТС этой зоны

YРАТСх - нагрузка, создаваемая абонентами районной АТСх

YЦСх - нагрузка, поступающая от абонентов сельской телефонной сети на ЦСх

 

 

Пример вычислений для I зоны РАТС 1 и ЦС 2:

 

Из пункта 2.3 известно YАМТС1-ВЗС=7,9, и из пункта 2.4 YУАК II-АМТС1=45, тогда

YВЗС1 = YАМТС1-ВЗС + YУАК II – АМТС1=7,9 + 45 = 52,9 Эрл

а тогда:

 

Заданные нагрузки и сумма всех нагрузок, создаваемых всеми абонентами РАТС и ЦС данной зоны.

 

	YРАТС1	YРАТС2	YРАТС3	YЦС2	YЦС3	åYзоны
	Эрл	Эрл	Эрл	Эрл	Эрл	Эрл
I зона	271	400	410	90	90	1261
II зона	280	410	380	100	105	1275
III зона	390	420	375	75	120	1370

Результаты расчётов

 

	YАМТСi-ВЗС	YУАК II-АМТСi	YВЗСi	YАМТСi-РАТС1	YАМТСi-РАТС2	YАМТСi-РАТС3	YАМТСi-ЦС1	YАМТСi-ЦС2
	Эрл	Эрл	Эрл	Эрл	Эрл	Эрл	Эрл	Эрл
I зона	7,95	45	52,9	11,4	16,8	17,2	3,8	3,8
II зона	8	45	53,0	11,6	17,0	15,8	4,2	4,4
III зона	8,7	54	62,6	17,8	18,8	17,2	3,4	5,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Расчёт числа линий и каналов

 

В зависимости от рассчитанных ранее нагрузок на линии и каналы в соответствии со схемой организации междугородной связи производится расчёт числа:

• Заказно-соединительных линий, исходящих от каждой РАТС и ЦС к соответствующим АМТС;
• Входящих соединительных линий к каждой РАТС и ЦС от АМТС соответствующих зон;
• Исходящих и входящих каналов между каждой АМТС и УАК II, а также между УАК II и УАК I.

 

Число линий (каналов) (Vi) в пучке зависит, прежде всего, от нагрузки (Yi), поступающей на пучок, от качества обслуживания, характеризуемого величиной потерь (P), и от других факторов, в том числе от вида включения пучка (полнодоступный или неполнодоступный), от структуры коммутационной схемы (однозвенная, звеньевая), в выходы которой включается пучок.  При проектировании потери сообщения нормируются.