Цифровизация сетей связи




Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное 

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет прикладной математики и телекоммуникаций

КАФЕДРА РЭС

 

 

Допускаю  к  защите

Заведующий кафедрой

 

_________ Е.П. Петров

                 (подпись)         (Ф.И.О.)

“___”__________2011 г.

 

 

 

 

«Цифровизация сетей связи»

 

 

 

 

Пояснительная записка  курсовой работы

 

ТПЖА. 200900.010 ПЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработал студент гр. СК-08

  

 

Караваев С.В.

  

 

Руководитель  д.т.н., профессор

  

 

 

Курбатова Е.Е.

  
 

(подпись)

(Ф.И.О.)

(дата)




 

 

 

 

 

Киров 2011

 

Реферат

 

Караваев С.В. Цифровизация сетей связи: ТПЖА. 200900.010 ПЗ: Курс. работа / ВятГУ, каф. РЭС; рук. Е.Е.Курбатова - Киров, 2011. ПЗ      с.35,  табл.74,   источников 4,  рисунков 11,  прил.___,  докум.___ л.

 

ПРОГРАММА «СЕТЬ 5(6), МЕТОД  «КАЖДЫЙ С КАЖДЫМ», МЕТОД «РАДИАЛЬНЫЙ», МЕТОД «КОЛЬЦО», МЕТОД КОМБИНИРОВАННЫЙ, СТРАТЕГИИ ЦИФРОВИЗАЦИИ, ТОПОЛОГИИ СЕТЕЙ СВЯЗИ, ОКОНЕЧНАЯ СТАНЦИЯ.

 

Объект исследования и разработки – сеть связи, построенная  методами   «каждый с каждым», «радиальный», «кольцо», «прагматичный» в программе «Сеть 5(6). И на базе наиболее перспективной построить  цифровую сеть согласно рекомендации стратегии построения цифровой сети.

Цель: Изучить различные архитектуры построения городских и сельских сетей связи. Произвести сравнительный анализ их технико-экономических показателей. Сделать обоснованный выбор варианта построения фрагмента сети. Для выбранного варианта построения аналоговой сети провести цифровизацию по всем возможным стратегиям. Выполнить обоснованный выбор стратегии цифровизации.

В результате курсовой работы были изучены варианты построения аналоговых сетей произведена цифровизация одного варианта сети и выбрана наилучшая стратегия.

Результаты работы  могут быть использованы для проектирования цифровых сетей связи.

Практической ценностью  этой работы является то, что она  позволяет найти наилучшую стратегию цифровизации сети а также возможен сравнительный анализ полученных результатов интенсивности поступающей нагрузки, ее распределение по направлениям, расчет числа соединительных линий межстанционной связи сети, расчет затрат на организацию межстанционной связи.

 

 Содержание

 

   

Введение……………………………………………………………………

4

1.

  

Анализ технического задания…………………………………………….

5

2.

  

Исходные данные………………………………………………………….

6

3.

  

Задание на выполнение работы…………………………………………..

7

4.

  

Топологии сетей  связи ………………………...…………………………

9

 

4.1.

Расчёт данных для существующих станций……………………………..

9

 

4.2

Сеть, построенная по принципу, где  каждая АТС соединена с каждой соединительными линиями без транзитных соединений ………………

 

10

 

4.3

Радиальная»схема организации межстанционной связи……………..

11

 

4.4

Кольцевой схемы включения межстанционных связей………………

14

 

4.5

Комбинированная схема  включения межстанционных связей……….

16

 

4.6

 Выводы и сравнительная характеристика схем……………………….

18

5.

  

Стратегии цифровизации сетей:…………………………………………

20

 

5.1

Стратегия островов (стратегия замещения)…………………………….

21

 

5.2.

Стратегия наложения…………………………………………………….

25

 

 

5.4

Прагматическая стратегия………………………………………………..

Сравнительный анализ стратегий цифровизации………………………

Заклюние………………………………………………………………….

29

32

35

   

Библиографический список………………………………………………

36


 

 

Введение

Актуальность  данной курсовой работы обоснована бурным развитием ЦСП и преимущества их перед ДСП настолько очевидны, что в большинстве развитых стран к началу XXI века первичная сеть связи будет полностью цифровой.

В нашей стране на начало 1994 г. удельный вес каналов, организованных с помощью ЦСП, составлял на местной сети 52,8 %, на внутризоновой сети — 0,9%, на магистральной сети — 0,2%. Таким образом, предстоит длительный период сосуществования на различных участках сети аналоговой и цифровой техники связи, когда большое число соединений будет устанавливаться с использованием обоих видов техники. Для того, чтобы в этих условиях обеспечивать заданные характеристики каналов и трактов, принципы проектирования ЦСП и АСП должны быть совместимы. Это в первую очередь касается структуры номинальных эталонных цепей, норм на суммарную мощность помех, возможности совместной работы на сети и т. п.

В условиях, когда в  стране на ближайшие 10 – 15 лет решены проблемы международной связи и междугородной связи, на первый план выдвигаются задачи, связанные с развитием и совершенствованием местных сетей связи. Особое место в этом отводится региональным предприятиям связи.

 

 

 

    1. Анализ технического задания

Проектирование  линий связи любого назначения включает большой комплекс изыскательских, расчетных и чертежных работ, охватывающих строительство и монтаж всех видов сооружений: линейных, станционных и гражданских.

Проектирование выполняется  в соответствии с существующим законодательством на основе нормативной документации. «Ведомственные нормы технологического проектирования» определяют порядок и объем строительно-монтажных работ, основные технические требования к сооружениям, аппаратуре, кабелю и позволяют рассчитать для конкретного проектного задания необходимое количество материалов, оборудования и объем строительно-монтажных работ. «Нормативы удельных капитальных затрат» укрупненно оценивают капитальные затраты на строительство при применении различных систем передачи, типов кабеля и схем организации связи, а также позволяют оценить технико-экономические показатели различных вариантов проектных решений.

Проектирование цифровой линии связи условно можно  разбить на два этапа: проектирование линейного тракта ЦСП; проектирование линейно-аппаратных цехов ОП и ОРП.

Данная курсовая работа предусматривает разработку проекта  цифровизации сети связи.

Реконструкция межстанционной связи предполагает замену морально устаревшего оборудования на оборудование цифровой системы передачи, которая удовлетворяет всем нужным требованиям. Для осуществления данной реконструкции выбрана программа «Сеть 5(6)».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Исходные данные (вариант 10)

 

Таблица 1 Исходные данные существующих АТС

1

Код АТС 1/1

Система коммутационного оборудования АТСК-У

Число ТА

Таксофоны

НХ

КИ

КК

ТФ

МГ

МН

4000

1000

5000

150

15

5

2

Код АТС 2/2

Система коммутационного оборудования АТСК-У

Число ТА

Число ТА

НХ

НХ

НХ

НХ

НХ

НХ

7000

-

3000

100

10

10

3

Код АТС 5/5

Система коммутационного оборудования АТСК-У

Число ТА

Число ТА

НХ

НХ

НХ

НХ

НХ

НХ

3000

4000

-

150

35

20


 

Таблица 2 Исходные данные существующих узлов

1

Наименование узла УСС

Номер площадки

Система ком. оборудования

1

АТСК-У

2

Наименование узла УЗСЛ

Номер площадки

Система ком. оборудования

1

АТСК-У

3

Наименование узла УВСМ

Номер площадки

Система ком. оборудования

1

АТСК-У


 

Таблица 3 Исходные данные проектируемых АТС

1

Код АТС 3/3

Система коммутационного оборудования АТСК-У

Число ТА

Таксофоны

НХ

КИ

КК

ТФ

МГ

МН

6000

3000

1000

300

30

10

2

Код АТС 4/4

Система коммутационного оборудования АТСК-У

Число ТА

Число ТА

НХ

КИ

КК

НХ

НХ

НХ

5000

2000

3000

350

45

20

3

Код АТС 6/6

Система коммутационного оборудования АТСК-У

Число ТА

Число ТА

НХ

КИ

КК

НХ

НХ

НХ

3000

2000

4000

150

15

5


 

 

 

3. Задание  на выполнение работы

1. Изучить содержание  методических указаний по автоматизированному   проектированию межстанционных связей аналого-цифровых районированных ГТС без узлов

2. В соответствии  с вариантом в табл. 8.1. и 8.2. выбрать узлы сети: АТСК, АМТС, УСС и т.д. Добавить три цифровых АТС с параметрами по табл. 8.3.

3. В соответствии  с номером варианта начертить  план размещения существующих АТС по территории города, разработать вариант организации межстанционной связи и подготовить все необходимые исходные данные по направлениям межстанционной связи существующей сети.

4. Существующая  гибридная сеть должна содержать  три АТСК, три АТСЭ, УСС. Связь  с междугородной сетью осуществляется  в зависимости от варианта  либо через АМТС, либо через УЗСЛ и УВСМ. Сформировать базы данных существующей сети по четырем вариантам: “каждый с каждым”, “радиальный”, ”кольцо”, “прагматичный” (наиболее практичный для данного случая). Примечание: во всех вариантах узлы должны находиться в одних и тех же географических точках.

5. Провести расчет  интенсивности  поступающей нагрузки, ее распределение по направлениям, расчет числа соединительных  линий межстанционной связи существующей сети, расчет затрат на организацию межстанционной связи.

6. Создать по  каждому варианту текстовые файлы по полученным результатам в виде таблиц:

- структурный состав станций;

матрица нагрузок;

матрица соединительных линий (по расчетной нагрузке);

матрица соединительных линий (по математическому ожиданию);

структурная матрица  цифровых 30-канальных трактов;

матрица затрат.

7. Сделать выводы  и объяснения по каждому варианту (с примерами и обязательными ссылками на соответствующие таблицы и рисунки):

объяснить отличие  в числе СЛ по двум вариантам;

выполнить ориентировочный  расчет окупаемости;

выводы по числу  обходных путей, маршрутизации;

выводы по надежности при повреждении;

выводы по скорости установления соединений;

выводы по возможности  наращивания сети и числа абонентов;

выводы по нагрузке сети в целом и по распределению  нагрузки по узлам;

выводы по затратам на построение сети;

выводы по качеству разговорных трактов;

выводы по затратам на системы передачи;

выводы по сложности  технической эксплуатации сети;

выводы по нумерации  на сети;

выводы по устойчивости к перегрузкам

выводы по приспособленности к цифровизации;

выводы по индивидуально  выбранным показателям качества.

8. Выбрать 7 наиболее  важных показателей качества  сети (критериев) из п. 7.

Выбрать трехбалльную (пятибалльную) систему оценок показателей:

Высокая – 3  Средняя – 2  Малая – 1.

Построить сопоставительную таблицу для четырех вариантов, используя трехбалльную (пятибалльную) систему показателей. По суммарному показателю качества выбрать наилучший вариант топологии построения сети. Прокомментировать его с точки зрения оператора связи, при конфликтной ситуации скорректировать выбор варианта с точки

       зрения отдела инвестиций.

Примечание: оценку показателя капитальные вложения оценить  не по результатам работы Сеть-5.6, а на основе выводов в учебной литературе или прагматической оценки.

9. Выбранный  вариант топологии построения  сети является базовым для  цифровизации. В предположении, что все шесть станций являются аналоговыми типа АТСК провести все этапы цифровизации по всем возможным стратегиям. Каждый этап цифровизации должен сопровождаться необходимыми расчетами и таблицами, получаемыми в пакете Сеть-5,6.

10. По каждому  варианту цифровизации сделать  следующие выводы:

по сложности  цифровизации;

по масштабности монтажных работ;

по капитальным  вложениям;

по срокам цифровизации;

по качеству связи во время цифровизации;

по нумерации;

по числу аналого-цифровых переходов;

по среднему количеству одновременно заменяемых станций;

по количеству этапов цифровизации;

по непрерывности эксплуатации;

по индивидуально введенным  показателям.

11. Выбрать 5 наиболее важных  показателей качества цифровизации  сети (критериев) из п. 10. Выбрать трехбалльную (пятибалльную) систему оценок показателей:

Высокая – 3  Средняя – 2  Малая – 1.

Построить сопоставительную таблицу для всех вариантов цифровизации, используя трехбалльную систему показателей. По суммарному показателю качества выбрать наилучший вариант цифровизации исходной сети. Прокомментировать его с точки зрения оператора связи, отдела инвестиций, отдела капитального строительства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Топологии сетей связи

4.1 Расчёт данных для существующих станций

 

В таблицах 1, 2, 3 приведены исходные данные существующих и проектируемых АТС и узлов, на основании которых необходимо построить возможные топологии сети. Но для построения и расчёта в данной программе необходимо привести также приблизительные интенсивности поступающей нагрузки существующих АТС и узлов. Воспользуемся приближёнными формулами [4].

Рассчитаем нагрузку на выходе ГИ по формуле:

                                                            

                                                      (1)

где:   ti   -  среднее время одного занятия примем равным, для КИ 140с., для НХ 90с., для КК 120с. [5];

          Ci -  среднее число вызовов, поступающих от одного источника i-й  категории в ЧНН для КИ 1.2, для НХ 3.3, для КК 2,5. [5].

 

По упрощённым формулам [4] определим нагрузку в направлении к УСС, УЗСЛ и от УВСМ для существующих станций.

                                                              

                                                             (2)

                                                              

                                                            (3) 

 

Определим внутреннюю нагрузку созданную абонентами данной станции  по формуле:

                                                

                                                (4)

где:  

  

 

 

                   Таблица 1. Расстояния между площадками

 

1

2

3

4

5

6

1

0

3

4

5

6

7

2

3

0

8

9

10

8

3

4

8

0

7

6

5

4

5

9

7

0

4

3

5

6

10

6

4

0

9

6

7

8

5

3

9

0


 

4.2 Сеть, построенная по принципу, где каждая АТС соединена с каждой соединительными линиями без транзитных соединений.

Рис.1

    Таблица2 Структурный состав станций

N п/п

Станции

СК

Сумм.

емк.

НХ

КИ

КК

гор.

м/г

м/н

Местная.

нагр.(Эрл.)

к УСС

к АМТС

от АМТС

1

АТСк - 1/1/

АТСК-У

10000

4000

1000

5000

200

20

20

698,06

15,87

39,7

47,64

2

АТСк - 2/2/

АТСК-У

10000

7000

0

3000

100

10

10

724,27

16,43

43,4

52,08

3

АТСэ - 3/3/

СИ-2000

10000

6000

3000

1000

300

30

10

424,61

4,25

29,72

35,67

4

АТСэ - 4/4/

СИ-2000

10000

5000

2000

3000

350

45

20

421

4,21

29,47

35,36

5

АТСк - 5/5/

АТСК-У

7000

3000

4000

0

150

35

20

370,08

8,68

27,71

33,25

6

АТСэ - 6/6/

СИ-2000

9000

3000

2000

4000

150

15

5

331,94

3,32

23,24

27,88


  Таблица3 Матрица нагрузок (в эрл.) "каждая с каждой"

от    \    к

АТСк - 1/1/

АТСк - 2/2/

АТСэ - 3/3/

АТСэ - 4/4/

АТСк - 5/5/

АТСэ - 6/6/

УССк -  /1/

УЗСЛк - 8/1/

Сумма

АТСк - 1/1/

287,83

110,4

76,52

75,93

67,69

63,83

15,87

39,7

737,76

АТСк - 2/2/

111,16

303,62

78,97

78,36

69,85

65,87

16,43

43,4

767,67

АТСэ - 3/3/

70,91

72,68

140,2

49,99

44,56

42,02

4,25

29,72

454,34

АТСэ - 4/4/

70,26

72,02

49,92

138,81

44,15

41,64

4,21

29,47

450,47

АТСк - 5/5/

61,45

62,98

43,66

43,32

113,58

36,41

8,68

27,71

397,79

АТСэ - 6/6/

57,43

58,87

40,8

40,49

36,09

94,94

3,32

23,24

355,18

УВСМк -  /1/

47,64

52,08

35,67

35,36

33,25

27,88

    

231,88

Сумма

706,69

732,66

465,74

462,24

409,18

372,59

52,76

193,24

3395,09


     Таблица4 Матрица соединительных линий

от    \    к

АТСк - 1/1/

АТСк - 2/2/

АТСэ - 3/3/

АТСэ - 4/4/

АТСк - 5/5/

АТСэ - 6/6/

УССк -  /1/

УЗСЛк - 8/1/

Сумма

АТСк - 1/1/

484

169

119

118

106

100

35

72

1203

АТСк - 2/2/

170

510

122

121

109

103

36

78

1249

АТСэ - 3/3/

90

92

177

65

59

57

13

46

599

АТСэ - 4/4/

89

92

65

175

59

56

13

45

594

АТСк - 5/5/

96

99

70

69

195

59

22

52

662

АТСэ - 6/6/

73

74

55

55

50

120

12

37

476

УВСМк -  /1/

93

101

71

70

67

57

    

459

Сумма

1095

1137

679

673

645

552

131

330

5242