Расчет скорости цифрового кольца, обеспечивающего межстанционную связь на ГТС

СОДЕРЖАНИЕ

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

I. Цифровизация сетей связи……………………………………………..…….………4

      1. Интеграция телекоммуникационной сети…………………………………...4

      2. Принципы цифровизации телефонной сети…………………………………4

      3. Стратегии построения цифровой сети…………………………………....…..5

      4. Нерайонированная цифровая ГТС……………………………………………7

      5. Районированная цифровая ГТС………………………………………………9

      6. Стратегии цифровизации СТС………………………………………………10

II. Расчет скорости цифрового кольца, обеспечивающего межстанционную

  связь на ГТС………………………………………………………………………….13

Заключение……………………………………………………………………………..17

Список использованной литературы………………………………………………….18

ВВЕДЕНИЕ 

      Для повышения качества услуг связи, увеличения их числа, повышения автоматизации  управления и технологичности оборудования, промышленно развитые страны в начале 70-х годов начали работы по цифровизации первичных и вторичных сетей  связи. Были созданы интегральные цифровые сети IDN (Integrated Digital Network), предоставляющие  также в основном услуги телефонной связи на базе цифровых систем коммутации и передачи.

      Цифровизация  сетей связи позволила не только повысить качество услуг, но и перейти  к увеличению их числа на основе интеграции. Так появилась концепция  цифровой сети с интеграцией служб ISDN (Integrated Service Digital Network). 

      Процесс перехода от аналоговой сети к цифровой можно разделить на две основные фазы. В первой фазе абонентские  линии остаются аналоговыми, в то время как остальные части  сети переводятся на цифровую основу. Это обусловлено тем, что в  настоящее время подавляющее  большинство существующих абонентских  терминалов (телефоны, модемы и др.) являются аналоговыми, а стоимость  цифровых терминалов высока. Таким  образом, первый этап цифровизации заключается  в создании интегральной цифровой сети IDN.

      В ближайшем будущем удешевление  абонентского терминального оборудования значительно повысит спрос на дополнительные услуги связи. В связи  с этим предполагается постепенный  перевод всей сети на цифровую основу, включая абонентские линии. В настоящее время во многих странах цифровизация телефонных сетей практически закончилась.

1. ЦИФРОВИЗАЦИЯ  СЕТЕЙ СВЯЗИ

1. Интеграция телекоммуникационной сети

      Под цифровизацией телекоммуникационной сети понимается введение в существующие сети цифровых компонентов передачи коммутации.

Два типа интеграции в телекоммуникационных сетях:

- Интеграция средств коммутации и передачи (первая фаза цифровизации – интегральная цифровая сеть IDN)

- Интеграция видов связи (вторая фаза цифровизации – цифровая сеть с интеграцией служб ISDN)

2. ПРИНЦИПЫ  ЦИФРОВИЗАЦИИ ТЕЛЕФОННОЙ СЕТИ

      Пример  цифровизации участка местной телефонной сети:

- Местная АТС  2000 абонентов

- 10 направлений  к другим АТС

- 300 линий между  АИ и ГИ

- Подключение  абонентов через ШР

      Подстанция  представляет собой совокупность абонентского коммутационного оборудования аналоговой АТС, вынесенного в место высокой концентрации абонентов. Как правило, соединяется с опорной АТС цифровыми линиями, использует 20 физических цепей (10 ИКМ потоков). Количество линий между подстанцией и опорной АТС уменьшается в 100 раз. Вводятся цифровые СЛ на межстанционном участке (уменьшение количества физических цепей в 15 раз).

      Введение  цифровой АТС. Цифровая АТС включает групповой коммутатор (GS – Subscriber Switch). Отпадает необходимость использования систем передачи на абонентском участке для аналоговых абонентов. В абонентских комплектах цифровой АТС реализуется функции АЦП, реализуется структура интегральной цифровой сети IDN.

3. СТРАТЕГИИ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВОЙ СЕТИ

      Существует  три базовые стратегии построения цифровой сети: стратегия островов, стратегия наложения, комбинированная  стратегия. 

      Стратегия островов («снизу вверх»). Цифровизация в пределах ограниченных географических областей – «островов». «Острова» объединяются в единую цифровую сеть. Внедряется в районах устаревших АТС с широким использованием цифровых систем передачи. Телефонные районы разделены большими расстояниями.

      Стратегия наложения («сверху  вниз»). Цифровые и аналоговые участки сети территориально совмещены и связаны минимально возможным количеством узлов. Цифровизация начинается со средств передачи и коммутации верхнего уровня. Недостатком такой стратегии является относительно высокие первоначальные капиталовложения. Внедряется при долгосрочной цифровизации. Цифровые станции соединяются только цифровыми линиями.

      Комбинированная стратегия. При данном типе стратегии учитываются особенности конкретной местности. На различных участках используются стратегии наложения и островов. 

4. НЕРАЙОНИРОВАННАЯ  ЦИФРОВАЯ ГТС

      Цифровизация  происходит по принципу наложения (существующие аналоговые узлы поэтапно дополняются  либо заменяются на цифровые).

Два типа существующей аналоговой сети для цифровизации:

1. Цифровизация существующей нерайонированной ГТС (одна АТС).

а) Замена одной аналоговой АТС на одну цифровую станцию (структура ГТС не меняется, меняется абонентская сеть введением удаленных концентраторов)

б) Добавление цифровой станции с удалением  аналоговой АТС в перспективе.

2.  Цифровизация существующей районированной ГТС (несколько АТС с полносвязной схемой соединений .) 

      Цифровизация  существующей районированной ГТС происходит поэтапно по принципу наложения. Согласно условиям применения принципа наложения  цифровые АТС размещаются в одном  здании с аналоговой (в большинстве  случаев), цифровые АТС соединяются  цифровыми каналами, цифровые АТС  соединяются с аналоговыми АТС  по цифровым каналам, каналообразующее оборудование устанавливается на стороне  аналоговой АТС.

      Первый  этап цифровизации районированной аналоговой ГТС включает:

- Введение  одной цифровой РАТС (ЦАТС)

- Сеть  сохраняет прежнюю топологию

- Часть  абонентов РАТС 2 переключаются на  ЦАТС

      Второй  этап районированной аналоговой ГТС включает:

- Замену одной или более аналоговых РАТС на концентраторы (и/или мультиплексоры)

- Дополнительное  введение новой емкости в районах  с низкой степенью телефонизации

- РАТС демонтируется

- Концентратор  К1 заменяет аналоговую РАТС1

- К2  устанавливается в новом районе 

      Заключительный  этап цифровизации районированной аналоговой ГТС включает:

- Аналоговая  РАТС3 заменяется на концентратор  К3

- В  новом районе вводится концентратор  К4 
 

5. РАЙОНИРОВАННАЯ  ЦИФРОВАЯ ГТС

      Два варианта построения районированной цифровой ГТС:

- Полносвязная  схема без транзита 

- Полносвязная  схема с оконечными и транзитными  станциями  

      Первый  этап цифровизации (введение одной цифровой станции)

Рис. 14. Введение одной цифровой станции

      Второй  этап цифровизации аналоговой районированной ГТС включает:

- Введение  вновь одной или нескольких  ЦАТС или замену аналоговых  АТС

- Переход на 6-значную нумерацию

- Цифровая РАТС12 заменяет аналоговую РАТС2, вводится  РАТС14 и концентраторы.

      Заключительный  этап цифровизации:

- Замена  всех аналоговых АТС на ЦАТС  и концентраторы

- Схема  соединения ЦАТС – полносвязная 
 

6. СТРАТЕГИИ ЦИФРОВИЗАЦИИ СТС

      Четыре основные стратегии цифровизации СТС :

- Одновременная замена всех аналоговых АТС («стратегия бульдозера»)

- Постепенная замена аналоговых АТС на цифровые («снизу вверх»)

- Построение наложенной сети по сценариям цифровизации ГТС («сверхувниз»)

- Интеграция СТС с ГТС райцентра

      «Стратегия бульдозера». В данной стратегии отсутствуют переходные этапы от существующей сети к цифровой. Необходимо обеспечить временной связью абонентов на период замены оборудования. Также возможно применение в случаях недопустимо низкого качества функционирования существующего аналогового оборудования АТС, при небольшом количестве ОС.

      Постепенная замена аналоговых АТС  на цифровые. Основной принцип цифровизации – «снизу вверх». На начальном этапе цифровая АТС заменяет ЦС, затем происходит соединение аналоговых и АТС с цифровыми по цифровым СЛ. осуществляется поддержка систем сигнализации аналоговых АТС.

      Преимущество: минимизация первоначальных капиталовложений

      Недостатки: отсутствие эффективной системы централизованной технической эксплуатации, необходимость использования устаревших систем сигнализации.

Рис.17. Стратегия постепенной замены аналоговых АТС на СТС 

      Построение  наложенной сети. Основной принцип цифровизации - «сверху вниз». На начальном этапе первая цифровая АТС заменяет ЦС. На последующих этапах цифровые концентраторы и/или мультиплексоры вводятся вновь или заменяют аналоговые ОС

      Преимущества: использование сигнализации ОКС7 на цифровых участках сети и эффективная система централизованной технической эксплуатации начиная с ранних этапов цифровизации.

      Недостаток: относительно высокие требуемые первоначальные капиталовложения.

      Два варианта сопряжения цифровой ЦС с аналоговыми АТС:

1. Используется Блок сопряжения для адаптации (согласования систем сигнализации и преобразования каналов) цифровых коммутационных станций в окружении существующих аналоговых АТС

Рис.18. Первый вариант сопряжения цифровой ЦС с аналоговой АТС

2. - Бывшая аналоговая ЦС приобретает статус УС, в которую включаются аналоговые ОС

- Новые  цифровые концентраторы и мультиплексоры  подключаются к ЦС по цифровым  СЛ

- На месте аналоговых УС организуются сетевые узлы

- Бывшие аналоговые УС могут принимать статус ОС

Рис.19. Второй вариант сопряжения цифровой ЦС с аналоговой АТС 

      Интеграция  СТС с ГТС райцентра. Первый этап цифровизации:

- Первая  цифровая АТС устанавливается кА РАТС на ГТС

- Абонентские  линии аналоговой ЦС полностью  или частично переключаются на  цифровую РАТС

- Аналоговая  ЦС принимает статус УСП

      Второй  этап цифровизации подразумевает постепенную замену аналоговых ОС на концентраторы и/или мультиплексоры, а также демонтаж всех УС.

      Заключительный  этап: все аналоговые РАТС заменяются на цифровые, все ОС заменяются на концентраторы и/или мультиплексоры, пучки каналов ЗСЛ и СЛМ переключаются на цифровую РАТС3 с функцией ЦС.

Рис.21. Второй этап интеграции СТС с ГТС райцентра (слева) и заключительный этап интеграции СТС с ГТС райцентра (справа). 

II. Расчет скорости цифрового кольца, обеспечивающего межстанционную    связь на ГТС 

  Цель работы: Рассчитать скорость цифрового кольца, обеспечивающего межстанционную связь на ГТС без опорно-транзитных станций. 

Задание:

1. Изобразите схему кольцевой структуры.
2. Рассчитать количество линий для всех участков цепи.
3. Выбрать участок с максимальным количеством линий.
4. Определить необходимую скорость цифрового кольца для межстанционной связи.

Рис. 1. Схема кольцевой станции.

А, В, С, D – мультиплексоры;

ОПС – опорная  станция;

УСС – узел спецслужб;

АМТС – автоматическая междугородняя телефонная станция. 
 

Таблица 1. Исходные данные емкостей пучков. Вариант  №16

Таблица 2. Состав SDH

Количество  ПЦК на  каждом участке 

V₁= V_∑A + V_DB + V_CB + V_DC,

V₂= V_∑B + V_AC + V_DC + V_AD,

V₃= V_∑C + V_AD + V_BD + V_BA,

V₄= V_∑D + V_CA + V_BA + V_CB. 

V_AB= V₁₂ + V₁₅ + V₁₆ + V_АМТС1 + V₄₂ + V₄₅ + V₄₆ + V_4АМТС

      V_AB=13+14+9+2+7+8+8+2=63

V_AC = V₁₃ + V₄₃

      V_AC=11+7=18

V_AD= V₁₇ + V₄₇+ V_1УСС + V_4УСС

      V_AD=13+8+4+4=29

V_BA= V₂₁ + V₂₄ + V₅₁ + V₅₄ + V₆₁ + V₆₄ + V_АМТС1 + V_АМТС4

      V_BA=13+7+14+8+9+8+2+2=63

V_BC= V₂₃ + V₅₃ + V₆₃ + V_АМТС3

      V_BC=8+10+15+2=35

V_BD= V₂₇ + V_2УСС + V₅₇ + V_5УСС + V₆₇ + V_6УСС + V_АМТС7

      V_BD=14+4+13+2+13+3+3=52

V_CA= V₃₁ + V₃₄

      V_CA=11+7=18

V_CB= V₃₂ + V₃₅ + V₃₆ + V_3АМТС

      V_CB =8+10+15+2=35

V_CD= V₃₇ + V_3УСС

      V_CD =8+2=10

V_DA= V₇₁ + V₇₄

      V_DA=13+8=21

V_DB= V₇₂ + V₇₅ + V₇₆ + V_7АМТС

      V_DB=14+13+13+3=43

V_DC= V₇₃

      V_DC=8 

Подставим полученные значения

1) V₁= V_∑A + V_DB + V_CB + V_DC,

      V_∑A= V_AB + V_AC + V_AD = 63+18+29=110

       V₁ = 110+43+35+8=196 

2) V₂= V_∑B + V_AC + V_DC + V_AD

      V_∑B =V_BA+V_BD+V_BC= 63+52+35=150

      V₂ = 150+18+8+29 = 205 

3) V₃= V_∑C + V_AD + V_BD + V_BA

      V_∑C = V_CA + V_CB + V_CD = 18+35+10=63

      V₃ = 63+29+52+63= 207 

4) V₄= V_∑D + V_CA + V_BA + V_CB

      V_∑D = V_DA + V_DB + V_DC = 21+43+8=72

      V₄ = 72+18+63+35 =188

Участок V₃  является максимальным, определим его скорость:

S_K ≥ K_P * S_треб ≥ 1.4 * 207= 289,8

то есть можно принять скорость кольца 622,08 Мбит/с, количество ПЦТ 252, тип системы STM–4 (из таблицы 2).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

      В данном курсовом проекте произведен расчет скорости цифрового кольца, обеспечивающего межстанционную связь на ГТС без опорно-транзитных станций. В результате расчетов стало ясно, что используется скорость кольца 622 Мбит/сек, количество первичных цифровых трактов 252, что соответствует цифровому потоку STM-4 системы SDH. 
 

Список  использованной литературы

А. В. Абилов «Построение цифровых сетей связи»