Проектирование цифровой городской телефонной сети ГТС
Федеральное агентство связи
Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики
Факультет телекоммуникаций и радиотехники
Кафедра АЭС
Сдан на проверку «____» _________ 2012 г. _____________________ |
Допущен к защите «____»_________ 2012 г. ____________________ |
Защищен с оценкой_______ (_____________)
«___»_________ 2012 г.
___________________
Курсовая работа
По курсу: «Сети связи»
На тему: «Проектирование цифровой городской телефонной сети ГТС»
Разработал:
студент гр. СК-03у
Пакаев Иван
Номер зачетки: 010022
Преподаватель:
Самара
2012
Рецензия
Содержание
Задание на проектирование
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ГТС И СТАНЦИОНАРНЫХ
СООРУЖЕНИЙ ЦИФРОВОЙ АТС
Студент: Пакаев И.И.
Группы: СК - 03у
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- На существующей аналого-цифровой городской телефонной сети (ГТС) имеются два узловых района с организацией в каждом районе узла входящих сообщений (УВС). На ГТС имеются 10÷12 АТС, из которых 3÷4 аналоговых АТС (ДШС и АТСК) емкостью 8÷10 тыс. номеров каждая и 6÷8 цифровых АТС (тип цифровой АТС выбрать самостоятельно) емкостью 20÷40 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).
- 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).
- 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 – 11÷24 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 – 20÷30% 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.
- Определяются места размещения зонового транзитного узла ЗТУ (АМТС), центра обслуживания вызовов (УСС), узла доступа в Интернет, узла предоставления видео-услуг.
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
- Разработать структурную схему организации связи и план нумерации существующей аналого-цифровой городской телефонной сети.
- Разработать план реконструкции ГТС с построением наложенной сети следующего поколения NGN, а так же структурную схему организации связи и план нумерации проектируемой сети.
- Рассчитать возникающие и межстанционные телефонные нагрузки в сети.
- Рассчитать емкости пучков межстанционных связей цифровых АТС и абонентских (резидентных) медиашлюзов.
- Определить оптимальную топологию кольцевой сети на базе ВОЛС.
- 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
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 |
10000 |
370000÷379999 |
|
2 |
ОПТС-38/39 |
EWSD |
20000 |
380000÷3919999 |
|
3 |
ОПС-40/41 |
EWSD |
20000 |
400000÷4119999 |
|
4 |
РАТС-42 |
АТСК-У |
8000 |
420000÷277999 |
|
5 |
РАТС-43/44 |
S-12 |
18000 |
430000÷4417999 |
|
6 |
ОПС-45/46/47 |
EWSD |
30000 |
450000÷29999 |
|
Суммарная ёмкость сети 106000 | |||||
2.Разработка
схемы размещения вновь
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 |
20000 |
380000÷391999 |
Вместо демонтируемой ОПС-21/22 |
2 |
ОПС-40/41 |
EWSD |
20000 |
400000÷411999 |
Вместо демонтируемой ОПС-23 |
3 |
ОПТС-43/44 |
S-12 |
18000 |
430000÷441799 |
Вместо демонтируемой ОПС-24/25 |
4 |
ОПС-45/46/47 |
EWSD |
30000 |
450000÷472999 |
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* |
20000 |
360000÷379999 |
Расположен в здание с ОПС-26/27 |
7 |
АМШ-42/49 |
2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel* |
18000 |
420000÷427999 |
Расположен в здание с ОПС-29 |
8 |
АМШ-50/51 |
2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel* |
20000 |
500000÷519999 |
Расположен в здание с ОПС-48 |
9 |
АМШ-52/53 |
2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel* |
20000 |
520000÷539999 |
|
10 |
АМШ-54/55 |
2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel* |
20000 |
540000÷559999 |
|
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 CS200 |
- |
- |
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 CS200 |
- |
- |
- |
Суммарная ёмкость сети 186000 | |||||
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
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-
Оптимизация проводится путем составления
графа сети, в котором вершины
графа соответствуют АТС, а ребра
– межстанционным связям. Вершины
графа пронумерованы в
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 |
- |
