Расчет характеристик телефонной сети

Содержание:

Введение…………………………………………………………………….......3

Теоретическая часть……………………………………………………………4

1.1.Общая характеристика телефонной сети…………………………………4

1.2.Основы построения сетей………………………………………………….5

1.3.Структура телефонной линии связи..……………………………………..6

1.4.Основы организации сетей  в РФ……………………….………………….9

1.5.Территориальное планирование………………………………………….11

Расчетная часть………………………………………………………………..12

2.Расчет характеристик телефонной сети…………………………………....12

2.1.Расчет характеристик кабеля и оборудования…………………………..12

2.2.Технические условия на ПРППМ, ПРПВМ……………………………..15

2.3.Выбор оборудования……………………………………………………...15

2.4.Экономическое обоснование работы…………………………………….22

Заключение…………………………………………………………………….24

Список литературы…………………………………………………………....25 
ВВЕДЕНИЕ

Выполнение данной курсовой работы является заключительным этапом в изучении дисциплины «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей». В ходе выполнения курсовой работы систематизируются и закрепляются полученные теоретические знания и практические умения по данному предмету при решении комплексных задач, связанных со сферой профессиональной деятельности будущих специалистов.

Основной целью курсовой работы является формирование у студентов умений проектировать системы и сети связи для решения поставленных задач. Написание курсовой работы является важным этапом в формировании специалиста в области инфокоммуникационных технологий и систем связи.

В курсовой работе должен быть подготовлен проект здания с внедренной в него локальной телефонной сетью. Так же должны быть произведены расчеты данной сети, по которым должно быть определено оборудование и используемый для соединения тип кабеля. При этом предлагаемая технология может явиться существенной модернизацией уже имеющегося технологического процесса.

В данной курсовой работе мы рассмотрим основные принципы построения телефонной линии связи на основе организации в лице  «отделения почты России» г. Сергача Сергачского района Нижегородской области.

 Актуальность  данной темы состоит в том, чтобы внедрить телефонную сеть в компанию для более быстрого обмена нужной информацией, для того чтобы каждый важный работник всегда был на связи и в курсе всех последних событий в организации. А так же мы внедрим более новое и совершенное оборудование с огромным функционалом, что позволит подключить к нему не только стационарные телефоны, но даже мобильные устройства. Как следствие система станет более гибкой в использовании и принесет свою выгоду. 
Теоретическая часть

1. Общая характеристика телефонной связи

Как правило, под телефонной связью понимают передачу на расстоянии речевой информации, распространяющейся по проводам, или с помощью радиосигнала. При построении телефонных линий связи нужно подстраиваться под конкретную задачу, исходя из которой, рассчитываются характеристики линии.

Телефонная сеть – это самый распространенный тип оперативной связи. Абонентами сети могут являться как физические лица, так юридические – предприятия и организации. Ее используют как для передачи аналоговых сообщений, так цифровых и текстовых или графических, поэтому абонентами телефонной сети могут являться не только люди, а также и различные аппаратные средства.

Целью данной работы является построение телефонной линии связи на основе организации в лице  «отделения почты России» г. Сергача Сергачского района Нижегородской области.

Под системой связи понимают совокупность устройств и сред, обеспечивающих передачу сообщений от отправителя к получателю.

Передатчик – устройство, которое определяет и вырабатывает сигнал связи.

 Приёмник  – устройство, которое преобразовывает принятый сигнал связи и восстанавливает первоначальное сообщение. Воздействия помех на полезный сигнал проявляется в том, что принятое сообщение на выходе приёмника не тождественно переданному.

Под каналом связи понимают совокупность технических устройств, обеспечивающих независимую передачу данного сообщения по общей линии связи в виде соответствующих сигналов связи.

Сигнал связи – это электрическое возмущение, однозначно отображающее сообщение.

По своей форме сигналы связи весьма разнообразны и представляют собой изменяющиеся во времени напряжение или ток.

1.2. Основы построения сетей.

Под сетью доступа принято понимать совокупность абонентских линий и станций местной сети первичной связи, обеспечивающих доступ абонентских терминалов к транспортной сети, а также местную связь без выхода на транспортную сеть.

Как указывалось ранее, ТС объединяет узлы и линии связи магистральной, внутризоновых и частично местных ПСС. Остальные элементы местных ПСС, не вошедшие в ТС и являющиеся, следовательно, частью сети доступа, в ряде источников называются распределительными сетями (Distribution Network), на которые возлагается функция распределения высокой производительности ТС между менее скоростными цифровыми потоками к группам оконечных коммутационных станций или абонентских концентраторов. Такая типизация позволяет под сетью абонентского доступа по-прежнему понимать часть сети электросвязи между абонентским оборудованием и оконечной системой коммутации (СК).

Из рассмотренного можно сделать вывод, что сеть доступа есть совокупность распределительной и абонентской (терминальной) сетей. Сетям доступа отводятся функции доставки сигналов от пользователей до узлов транспортной сети.

Сеть доступа может обеспечивать передачу аналоговой информации и/или цифровых сигналов к узлам доступа транспортной сети со скоростями от 64  до 2 048 кбит/с и выше.

Распределительную сеть образуют СК и соединительные линии между ними. От СК к абонентам прокладываются абонентские линии либо организуются радионаправления (развертываются проводные или радио абонентские сети). Узел доступа выполняет функцию объединения компонентных потоков от абонентских устройств и концентраторов нагрузки. С этой целью может использоваться, например, мультиплексор (МР) ввода/вывода ТС СЦИ.

1.3. Структура телефонной линии связи 

Телефонная связь в стране представлена системой телефонной связи (СТфС), которая является важнейшей составной частью волоконных сетей связи (ВСС) РФ и по объему передаваемых сообщений занимает первое место среди других систем. В состав СТфС входят: телефонная сеть общего пользования (ТФОП) и сеть подвижной радиотелефонной связи общего пользования (РТОП).

Вторичная сеть общего пользования представляет собой совокупность автоматических телефонных станции (АТС), узлов автоматической коммутации (УАК), абонентских аппаратов и линий, а также каналов передачи, полученных из первичной сети. В этой вторичной сети существует иерархия, подобная ярусам первичной сети.

Как правило, абоненты подключаются к ней через местные (городские или сельские) сети связи, являющиеся нижним ярусом этой сети. Местные сети объединяются в зоновые сети (средний ярус) с помощью каналов связи первичной внутризоновой сети. Связь между абонентами различных зон (верхний ярус) осуществляется через каналы первичной магистральной сети.

Внутризоновая сеть строится, в основном, по радиально-узловому принципу.

Система телефонной связи предназначена для удовлетворения населения и предприятий в передаче сообщений пользователей, как в пределах страны, так и при выходе на международную телефонную сеть, и представляет следующие виды услуг:

1. Услуги доставки сообщений: речевых, факсимильных, электронной почты, данных. Эти услуги предоставляются техническими службами, использующими физические ресурсы сети.
2. Специальные услуги – это информационно-справочные, заказные и дополнительные, предоставляемые службами сервиса автоматически или с помощью оператора. К ним, в частности, относятся:

• справочная местной телефонной сети;

• справочная точного времени;
• заказная междугородной телефонной сети МТС;
• справочная междугородной и международной сети;
• прием телеграмм по телефону;
• заказная ремонта телефонной сети;
• заказная ремонта таксофонов.

Дополнительные виды обслуживания (ДВО) могут предоставляться общесетевыми службами или службой той станции, куда подключена линия абонента, программно – аппаратными средствами станции или сети. К ДВО относятся, например:

• сокращенный набор номера вызываемого абонента;
• передача входящего вызова на другой аппарат (переадресация);
• предоставление возможности получения справки во время разговора с одним из пользователей;
• конференцсвязь трех и более пользователей;
• прямой вызов (соединение без набора номера).

В настоящее время телефонные сети страны цифровизированы в недостаточной степени. Поэтому переход от аналоговых станций к цифровым – актуальная задача ближайших лет.

Один из вариантов перехода предполагает несколько этапов:

• замена всех аналоговых межстанционных линий передачи цифровыми;
• замена электромеханических узлов и станций цифровыми системами коммутации (ЦСК);
• построение цифровой сети интегрального обслуживания (ЦСИО).

Этот путь позволяет минимизировать единовременные затраты, так как при вводе первых ЦСК возможно создание полностью цифрового участка сети. Пользователи наложенной сети сразу получают услуги современных цифровых сетей. Часть услуг цифровой сети могут получать и абоненты аналоговой сети при наличии специального доступа к ресурсам наложенной сети. Другое преимущество такой стратегии состоит в том, что рационально выбранный участок для построения наложенной сети позволяет проложить определенное число маршрутов межстанционной связи через сеть. Это сразу должно сказаться на повышении качества предоставляемых услуг благодаря использованию протяженных маршрутов только с цифровыми каналами.

Эти действия позволяют минимизировать единовременные затраты, так как при вводе первых ЦСК возможно создание полностью цифрового участка сети. Пользователи наложенной сети сразу получают услуги современных цифровых сетей. Часть услуг цифровой сети могут получать и абоненты аналоговой сети при наличии специального доступа к ресурсам наложенной сети. Другое преимущество такой стратегии состоит в том, что рационально выбранный участок для построения наложенной сети позволяет проложить определенное число маршрутов межстанционной связи через сеть. Это сразу должно сказаться на повышении качества предоставляемых услуг благодаря использованию протяженных маршрутов только с цифровыми каналами.

Естественной для цифровой сети является централизованная межстанционная сигнализация по общему каналу сигнализации (ОКС).

Применение централизованной сигнализации позволяет существенно повысить верность передачи сигнальной информации (адресной, линейных и информационных сигналов). Удаленные группы пользователей могут быть экономично включены в ЦСК с помощью выносов, являющихся частью программно-аппаратных средств этих ЦСК, приближенных к местам группирования пользователей. Функционально выносы цифровой сети отличаются от подстанций аналоговой сети способностью замыкать внутренние потоки информации без занятия каналов, связывающих вынос с ЦСК. Эти каналы используются только для внешней связи (входящей и исходящей) пользователей выноса.

1.4. Основы организации сетей в РФ.

18 июня 2003 года принят новый Федеральный закон «О связи», в соответствии с которым с 1 января 2004 года начался новый этап развития телекоммуникаций в России. Новый этап в развитии российских телекоммуникаций – это этап превращения российского общества на базе конвергентного объединения информатизации и телекоммуникации в электронно-информационное общество.

Сетевой основой российских телекоммуникаций определена Единая сеть электросвязи (ЕСЭ). ЕСЭ является составляющей частью Федеральной связи РФ и объединяет все сети электросвязи, расположенные на территории России. ЕСЭ обеспечивает предоставление услуг электросвязи на территории РФ подавляющему числу абонентов.

ЕСЭ РФ состоит из сетей следующих категорий:

 
            1. Сеть общего пользования (СОП) – предназначена для предоставления услуг электросвязи любому пользователю на территории Российской Федерации, которая представляет собой комплекс взаимодействующих сетей связи, включая сети связи для распространения программ телевизионного и радиовещания. СОП имеет присоединение к сетям общего пользования иностранных государств:

• телефонные;
• телеграфные;
• сети передачи данных;
• сети звукового вещания;
• сети телевизионного вещания.

Сети связи общего пользования отличаются широкой разветвленностью, охватывают всю территорию страны и обслуживают основной контингент населения. К ним относятся телефонная и телеграфная сети общего пользования, сети передачи данных, газет и т.д. Эти сети имеют статус национальных сетей. Для взаимосвязи сетей общего пользования с международными сетями мирового сообщества, Международный Союз Электросвязи (МСЭ) выделяет этим сетям международные коды страны.

2. Сеть ограниченного пользования (СОгП) – сеть, контингент которой ограничен корпоративными клиентами. СОгП делится на три вида:

• технологические сети связи предназначены для обеспечения производственной деятельности организаций и управления технологическими процессами (при наличии свободных ресурсов могут быть присоединены к СОП с переводом в категорию сетей общего пользования и использованы для предоставления возмездных услуг пользователям);
• выделенные сети связипредназначены для предоставления услуг ограниченному числу пользователей (такие сети могут взаимодействовать между собой, могут быть присоединены к СОП с переводом в категорию сети общего пользования, если она соответствует ее требованиям);
• сети связи специального назначения предназначены для обеспечения государственного управления, обороны, безопасности и охраны правопорядка).

То есть доступ к таким сетям возможен только для определенного контингента абонентов. Сетями ограниченного пользования являются ведомственные сети, а также сети связи в интересах обороны, безопасности и охраны правопорядка. Ведомственные сети связи принадлежат министерствам и ведомствам для обеспечения производственных и специальных нужд и имеют выход на сеть общего пользования.

В целях упорядочения управления сетями, мониторинга их состояния и обеспечения их взаимодействия необходима классификация сетей по разным существенным признакам, которая позволит определить место каждой сети в системе электросвязи, выявить свойства сетей с разных точек зрения на основе системного подхода. В таблице 4.1 приведена одна из классификаций сетей ЕСЭ РФ.

1.5. Территориальное планирование

Основным этапом проектирования телефонной сети связи является этап частотно-территориального планирования (ЧТП), в ходе которого выбираются  структура (конфигурация) сети, места размещения телефонных станций (ТС), коммутатора, оцениваются вопросы частотного лицензирования, рассчитывается возможность обеспечения охвата (покрытия) требуемой зоны обслуживания с заданным качеством связи, разрабатывается частотный план распределения каналов для ТС, выполняется адаптация планов к условиям территориальных и частотных ограничений проектируемой зоны обслуживания, проверяются обеспечение внешней электромагнитной совместимости (ЭМС) планируемой системы с радиоэлектронными средствами (РЭС) других систем и возможность обеспечения требуемой емкости для обслуживания абонентской нагрузки с заданной интенсивностью потерь (отказов в обслуживании) и так далее.

В данной главе мы рассмотрели основные теоретические аспекты данной курсовой работы, из которых выяснили:

• Основные задачи и виды телефонной связи
• Теоретические основы построения сетей
• Основы организации сетей в РФ

Методику частотно-территориального планирования 
Расчётная часть

2.Расчет характеристик телефонной сети.

1. Расчет характеристик кабеля и оборудования.

1.Сопротивление  симметричного кабеля (малое):

                                                                                       (2.1)

,где Rm – дополнительное сопротивление, вызываемое соседним кабелем, а так же оболочкой кабеля,

частота в сети,

2.Сопротивление симметричного  кабеля (полное):

                                     (2.2)

,где p – поправочный коэффициент, учитывающий скрутку в кабеле,

R0 ‒ начальное сопротивление,

F(kr) – критическая частота работы кабеля;

G(kr) – коэффициент перегрузки в прямом направлении;

H(kr) – коэффициент перегрузки в обратном направлении;

 –  диаметр провода.

3.Индуктивность кабельной  сети

                                                  (2.3)

,где χ – коэффициент укрутки;

 – расстояние  между центрами проводов, мм;

 –  диаметр провода, мм;

 –  табличный коэффициент.

4.Емкость симметричной  цепи

                                                                                    (2.4)

,где  – эквивалентная диэлектрическая проницаемость, которая зависит от типа изоляции;

 – поправочный  коэффициент, характеризующий близость  проводников и металлической  оболочки.

Q – теплоемкость кабеля.

5.Затухание

                                            (2.5)

,где R – сопротивление в кабеле;

 – циклическая частота;

С – емкость цепи;

 – время запаздывания.

                                                                                   (2.6)

 – действительная часть коэффициента затухания;

L – индуктивность;

G – коэффициент перегрузки сети.

                                                                                             ( 2.7)

 – мнимая  часть коэффициента затухания.

6.Волновое сопротивление

                                                                                      (2.8)

7.Электромагнитная энергия, распределенная по кабелю

                                                 (2.9)

Расчет длинны кабеля для проведения в здание «отделения почты России» г. Сергач:

• 1 этаж

63,012 м кабеля на 1 этаже

• 2 этаж

49,712 м кабеля на 2 этаже

• Между этажами

18,348 м на переход между этажами

Следовательно, общая длинна равна:

1.Сопротивление  симметричного кабеля (малое):

2.Сопротивление симметричного  кабеля (полное):

3.Индуктивность кабельной  сети

4.Емкость симметричной цепи

5.Затухание

6.Волновое сопротивление

7.Электромагнитная энергия распределенная по кабелю

Вывод:

Исходя из произведенных расчетов, мы выбрали кабель марки ПРППМ (ВМ) 2х1,2 с электрическим сопротивлением жилы равным 16,0 Ом/км, а также определили параметры необходимые для выбора коммутатора и на их основании остановились на самом оптимальном варианте в соотношении (цена/функциональные возможности) LG eMG80-KSUA. 
2.2.Технические условия на ПРППМ, ПРПВМ

ТУ 3577–001–12154334–96

Характеристики кабеля:

1. Электрическое сопротивление жилы не более 16,0 Ом/км
2. Электрическая изоляция не более 10000 Мом/км
3. Электрическая емкость 56 нФ/км

2.3.Выбор оборудования

В соответствии с поставленной задачей и произведенными расчетами целесообразно использовать оборудование с небольшой памятью, выделенной под количество абонентов, это позволит сэкономить средства и упростит обслуживание.

Рисунок 1 – Общий вид коммутатора «LG eMG80-KSUA»

При проведении исследования рынка данной аппаратуры мы остановились на коммутаторе «LG eMG80-KSUA», который обладает следующими характеристиками.

Таблица 1 – Характеристики коммутатора «LG eMG80-KSUA»

Продолжение таблицы 1

Продолжение таблицы 1

Таблица 2 ‒ Технические характеристики базовой станции DECT

Выбор телефонов для сети обуславливается рекомендациями от компании «LG» к данному коммутатору.

Учитывая, что системный телефон является связующим звеном между пользователем и коммутатором. При использовании коммутатора «LG» рекомендуется на рабочих местах сотрудников устанавливать системные телефоны, что обеспечит доступ ко всем возможностям коммутатора и позволит сделать работу наиболее эффективной. Модельный ряд системных телефонов «LG» предназначен как для начинающих пользователей, применяющих простейшие операции, так и для опытных, предъявляющих высокие требования к комфорту и функциональности.