Расчет нагрузки ЦСК EWSD

     Введение 

     Связь в настоящее время является самой  прогрессивной развивающейся и  капиталоемкой отраслью. Проводится активная модернизация существующих систем связи и создание совершенно новых и перспективных телекоммуникационных систем, расширение их функциональности и предоставление потребителям широкого спектра услуг.

     В 80-90 годах телефонные сети стали  брать на себя новые функции, предоставляемые ранее другими средствами (печатными изданиями, почтой, радио, телевидение). В связи с этим операторам сетей и производителям телекоммуникационного оборудования потребуется новый подход, кардинально меняющий принципы создания, эксплуатации предоставление услуг. Необходимо было перейти к интеллектуальной платформе для введения широкого спектра нетрадиционных услуг с возможностью их модификации под индивидуальные требования клиента

     Внедрение услуг интеллектуальных сетей связи (ИСС) один из самых быстрых способов возврата инвестиций. Помимо быстрой окупаемости капиталовложений, это — возможности быстрого и достаточно простого внедрения большого числа новых услуг и отсутствие каких-либо нарушений в функциональности уже работающего оборудования.

     Потребность общества в новых информационных и телекоммуникационных условиях определяет направления развития технологий, на которых станут основывается системы связи грядущего столетия. Новейшие телекоммуникационные системы будут базироваться на трех основных технологиях: технология услуг, телекоммуникационных сетей и компонентов. Определяющей сферой связи станут: обработка и распознавание речи и образов, визуальная связь, объединение компьютеров в сети.

     С начала 90-х годов Взаимоувязанная  сеть связи Российской Федерации  (ВСС РФ) вступила в фазу существенных качественных изменений, обусловленных широким внедрением цифровой техники передачи и коммутации. Телефонная сеть как элемент ВСС РФ в ближайшие годы будет развиваться на базе цифрового оборудования коммутации и цифровых систем передачи, обеспечивающих работу всех видов связи

     Наступивший XXI век уже в конце прошлого получил название «Век глобального информационного общества», т.к. революционизированная роль информации непрерывно возрастала и становилась определяющей в развитии и общества, в прогрессе экономики, науки, техники, культуры. Но совершенно естественно, что информация без телекоммуникаций мертвый груз, ведь для ее использования потребителями она обязательно должна быть передана, ею необходимо обмениваться. Теоретический предел объема информации определяется количеством материи во вселенной, но сегодня невозможно себе представить, как скоро он будет. Для более полного использования информации система ее обработки и хранения должна быть обязательно распределенной, но в этом случае систему телекоммуникаций необходимо дополнительно усложнять, т.е. возрастает объем информации и скорость ее передачи. С позиций развития связи достижения сформировавших задач немыслимо без глобализации, персонализации .

     Новые возможности цифровых коммутаторов и технических средств транспортной среды предъявляют новые требования к планированию и проектированию телефонной сети. Одной из сложных задач является обеспечение в переходный период совместной работы на телефонной сети аналогового и цифрового оборудования.

     Электронные системы коммутации обладают значительными преимуществами и новыми возможностями по сравнению с электромеханическими:

     -   малая занимаемая площадь;

     -   высокая надежность;

     -   возможность организации практически  любого числа направлений;

     -   возможность организации в сети  развитой системы обходных путей;

     -   возможность централизованного управления;

     -   возможность  организации   полнодоступных  пучков линий  любой

     емкости и другое.

     1. Техническая характеристика ЦСК EWSD 
 

       Приведем  некоторые технические характеристики системы EWSD.

       Производительность:

• количество абонентских линий-макс.250 000
• количество соединительных линий-макс.60 000
• коммутируемый трафик-макс.25 600 Эрл.
• число вызовов в ЧНН (ВНСА) - более 2,5 млн. (в соответствии с рекомендацией Q.543 ITU-T)

       Напряжение  питания:

• 48 В или 60 В - номинальное постоянное напряжение.

       Системы сигнализации:

• все стандартные системы, например, системы R2, №5, №7 ITU-Т.

       Соединительные  линии.

• Аналоговые СЛ - возможны различные сопротивления шлейфа/шунта.
• Цифровые СЛ - по мультиплексным линиям 1544 кбит/с или 2048 кбит/с.

       Аналоговый  абонентский доступ.

• импульсный набор 5-22 имп./с
• многочастотный набор в соответствии с рекомендацией Q.23 ITU-T.

       Доступ ISDN.

• Базовый доступ - 160 кбит/с (2B + D + синхр.) В = 64 кбит/с, D=16 кбит/с
• Первичный доступ - 2048 кбит/с (30В + D + синхр.) или 1544 кбит/с (23В + D +синхр.) B = D = 64 кбит/с.

     1.1 Архитектура EWSD

       Аппаратное  обеспечение представляет собой  физические элементы системы. В современной  коммутационной системе, такой как EWSD, аппаратное обеспечение построено  по модульному принципу, что обеспечивает надежность и гибкость системы.                              

       Архитектура аппаратного обеспечения имеет  четко определенные интерфейсы и  позволяет иметь много гибких комбинаций подсистем. Это создает  основу для эффективного и экономически выгодного использования EWSD во всех областях применения. 
Аппаратные средства (АС) подразделяются на подсистемы. Пять основных подсистем составляют основу конфигурации EWSD. К ним относятся:

• цифровой абонентский блок (DLU);

     Главными  элементами DLU являются (рис. 2.3):

     - модули абонентских линий (SLM):

      SLMA для подключения аналоговых  абонентских линий и / или 

      SLMD для подключения абонентских  линий ЦСИО;

     - два цифровых интерфейса (DIUD) для  подключения первичных цифровых 

       систем передачи;

     - два устройства управления (DLUC);

     - две сети 4096 кбит/с для передачи  информации пользователя между  модулями 

       абонентских линий (SLM) и цифровыми  интерфейсами;

     - две сети управления для передачи  управляющей информации между  модулями 

       абонентских линий и управляющими устройствами;

     - испытательный блок (TU) для тестирования  телефонов, абонентских линий  и цепей, также удаленных от  центра эксплуатации и технического  обслуживания.

     Два контактно - взаимозаменяемых модуля абонентских  линий позволяют иметь смешанную конфигурацию внутри цифрового абонентского блока.

     Отдельные функциональные единицы, такие как DIUD, DLUC, SLMA, SLMD и TU, имеют свои собственные  управляющие устройства для оптимальной  обработки зонально-ориентированных  функций.

• линейная группа (LTG);

     Линейные  группы (LTG) образуют интерфейс между  окружением станции (аналоговым или  цифровым) и цифровым коммутационным полем. Все линейные группы выполняют  функции обработки вызовов, обеспечения  надежности, а также функции эксплуатации и техобслуживания.

     - групповой процессор (GP);

     - групповой переключатель (GS) или  разговорный мультиплексор(SPMX);

     - интерфейс соединения с коммутационным  полем (LIU);

     - сигнальный комплект (SU) для акустических  сигналов, напряжений постоянного  тока, сигнализации МЧК, многочастотного набора и тестового доступа;

     - цифровые интерфейсы (DIU), или в  случае цифрового коммутатора  - до восьми модулей цифровых  коммутаторов(OLMD).

     Для оптимальной реализации различных  типов линий и процедур сигнализации было разработано несколько типов линейных групп.

     Для подключения DLU могут использоваться линейные группы, реализующие B-функцию (могут подключаться как цифровые соединительные линии (через первичные  цифровые потоки, PDC), так и цифровые абонентские блоки (DLU) через два или четыре PDC в две группы LTG): LTGB, LTGF, LTGG или LTGM.

     Линии доступа на первичной скорости (PA) для включения учрежденческих АТС (PABX) подключаются непосредственно  в LTGB, LTGF LTGG.

     Соединительные  линии к другим станциям или от них могут подключаться в линейные группы, реализующие B- или C-функцию (включаются только цифровые соединительные линии): LTGB, LTGC, LTGF, LTGG или LTGM.

     Соединительные  линии к станциям с межсетевым интерфейсом или к станциям спутниковой  связи или от них подключаются в линейную группу LTGD (активизация эхоподавителей).

• коммутационное поле (SN);

     В станции EWSD применяются:

     - коммутационное поле SN и 

     - коммутационное поле SN(B).

     SN(B) представляет собой новую разработку. Оно отличается целым рядом  усовершенствований, к которым относятся уменьшаемая занимаемая площадь, более высокая доступность и снижение потребляемой мощности.

     В зависимости от количества подключаемых линейных групп предусмотрены различные  минимизированные ступени емкости SN и SN(B):

     - коммутационное поле на 504 линейные группы (SN:504LTG),

     - коммутационное поле на 126 линейных  групп (SN:126LTG) (рис.2.5),

     - коммутационное поле на 252 линейные  группы (SN:252LTG) и 

     - коммутационное поле на 63 линейные  группы (SN:63LTG).

     Благодаря модульному принципу построения коммутационное поле EWSD может комплектоваться частично в зависимости от необходимости и постепенно расширяться. Каждая ступень емкости может наращиваться от минимальной конфигурации до максимальной (за исключением SN:63LTG, которое не наращивается).

     Коммутационное  поле состоит из ступеней временной  коммутации - TSG (рис.2.6) и ступеней пространственной коммутации - SSG (рис.2.7).

     Ступени емкости коммутационного поля SN:504LTG, SN:252LTG и SN:126LTG, применяемые в станциях большой и очень большой емкости имеют следующую структуру:

     - одна ступень временной коммутации, входящая (TSI),

     - три ступени пространственной  коммутации (SSM),

     - одна ступень временной коммутации, исходящая (TSO).

     Ступени емкости коммутационного поля SN:63LTG в станциях средней емкости имеют следующую структуру:

     - одна ступень временной коммутации, входящая (TSI),

     - одна ступень пространственной  коммутации (SSM),

     - одна ступень временной коммутации, исходящая (TSO).

     Эти ступени временной и пространственной коммутации (функциональные блоки) размещаются в модулях. Соединительный путь коммутационного поля с 504, 252 или с 126 LTG состоит из следующих типов модулей:

     - модуль интерфейса между TSM и  LTG (LIL);

     - модуль ступени временной коммутации (TSM);

     - модуль интерфейса между TSG и SSG (LIS);

     - модуль ступени пространственной  коммутации 8/15 (SSM8/15);

     - модуль ступени пространственной  коммутации 16/16 (SSM16/16).

     При установлении соединения посредством SN:63LTG модули SSM8/15 не используются.

• управляющее устройство сети сигнализации по общему каналу (CCNC);
• координационный процессор (СР).

Рисунок 1. Конфигурация EWSD 

       Каждая  подсистема имеет, по крайней мере, один собственный микропроцессор. Принцип  распределенного управления в системе  обеспечивает распределение функций между отдельными ее частями с целью обеспечения равномерного распределения нагрузки и минимизации потоков информации между отдельными подсистемами.

       Функции, определяемые окружающей средой сети, обрабатываются цифровыми абонентскими блоками (DLU) и линейными группами (LTG). Управляющее устройство сети общеканальной сигнализации (CCNC) функционирует как транзитный узел сигнального трафика (MTR) системы сигнализации номер 7. Функция коммутационного поля (SN) заключается в установлении соединений между абонентскими и соединительными линиями в соответствии с требованиями абонентов. Устройства управления подсистемами независимо друг от друга выполняют практически все задачи, возникающие в их зоне (например, линейные группы занимаются приемом цифр, регистрации учета стоимости телефонных разговоров, наблюдением и другими функциями). Только для системных и координационных функций, таких как, выбор маршрута, им требуется помощь координационного процессора (СР). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       2. Расчет нагрузки 
 

       Расчет  нагрузки производится по заданным параметрам:

                                          ,                                                (1)

где,     N – количество абонентов;

              С – количество вызовов;

             Т – средняя продолжительность разговоров. 

                                        .                                           (2)

        Необходимо  рассчитать величину исходящей нагрузки для проектируемой районной АТС  к узлу спецслужб.

       Нагрузка  к узлу спецслужб рассчитывается по формуле 3. 

                                            .                                            (3)

        Рассчитаем  исходящую нагрузку к АМТС по формуле 4. 

                                          .                                            (4)

        Рассчитаем  величину общей исходящей нагрузки к внешним соединительным линиям по формуле 5. 

.                                   (5)

        Для определения исходящей нагрузки в различных направлениях необходимо определить величину коэффициентов концентрации нагрузки. Учитывая то, что через проектируемую опорно-транзитную АТС проключаются исходящие и входящие направления к узлу спецсвязи, к АТС, а так же к зоновой сети принимаем следующие коэффициенты.

    К₁=0,5;

    К₂=0,24;

    К₃=0,26.

Рисунок 2 – Схема организации связи

        Рассчитаем  нагрузку к опорно-транзитной АТС 24 по формуле 6. 

                                     .                                               (6)

                                     .                                               (7)

                                      .                                                (8)

                              .

        Рассчитаем  значения внутристанционную нагрузку по формуле 9. 

                                       .                                           (9)

где,        К_РАТС=0,408. 

        Составим  таблицу исходящей нагрузки. 

Таблица 1 – Распределение исходящей нагрузки 

        Величина  исходящей нагрузки приравнивается к величине исходящей нагрузки. Результаты сводим в таблицу 2. 

Таблица 2 – Распределение входящей нагрузки 

        Рассчитаем  количество исходящих и входящих соединительных линий. Проектируемое  районное АТС соединяется в соответствии узлов района и соответствующими районными АТС. Все соединительные линии организованы по потоку Е₁ со скоростью передачи 2 Мбит/с.

        Каждый  поток состоит из 30B каналов и 2D канала. При расчете количество линий необходимо учитывать то, что при связи с цифровыми системами коммутации используется каналы с 2х сторонним занятием. Количество каналов во входящих трактов зависит от типов встречной АТС. Количество линий определяется по формуле 10. 

                                          ,                                                   (10)

где,       ;

          ;

       Y-исходящая нагрузка встречной АТС. 

        Количество  входящих линий определяется количеством  исходящих линий. 

                                           .                                            (11)

        По  результатам расчета числа соединительных линий выполняем расчет групповых  трактов. Для определения количества групповых трактов используется формула12. 

                                                    ,                                                     (12)

где,        V – количество линий. 

       Количества  групповых трактов для исходящих  линий будет ровняться количеству трактов для входящих линий.

       Результаты  расчета сводим в таблицу 3. 

Таблица3 – Количество линий групповых  трактов для исходящих и входящих линий 

       3 Расчет оборудования 

        3.1.Рассчет  блока DLU 

        Расчет  станционного оборудования, проектируемой  АТС производится на основании рассчитанных величин, возникающей нагрузки и  фактического количества включенных линий.

        Расчет  оборудования начнем с блоков DLU, которые рассчитаны на подключение 792 абонентов. При разработке функциональной схемы проектируемой АТС для подключения локальной емкости выбран блок DLU, который включает в себя 3 типа кассет А,В,С. В один статив блока DLU устанавливается 4 кассеты. Кассета типа А рассчитывается на подключение 152 абонентов. Кассета типа В рассчитана на подключение 256 абонентов. В статив DLU устанавливается 2 кассеты В. Кассета типа С рассчитана на подключение 128 абонентов. Для определения количества стативов блока DLU воспользуемся формулой 13. 

                                          ,                                              (13)

где,       .