Дипломный проект - Модернизация телефонной сети г. Тараз (1-этап) - файл n3.doc

Дипломный проект - Модернизация телефонной сети г. Тараз (1-этап)
скачать (816.9 kb.)
Доступные файлы (13):
n1.doc434kb.31.05.2003 15:39скачать
n2.doc732kb.18.06.2003 21:12скачать
n3.doc1149kb.19.06.2003 17:27скачать
n4.doc21kb.20.11.2009 21:59скачать
n5.doc381kb.18.06.2003 23:17скачать
n6.doc36kb.06.06.2003 02:04скачать
n7.doc98kb.05.06.2003 21:35скачать
n8.doc91kb.06.02.2007 04:12скачать
n9.doc119kb.06.02.2007 04:11скачать
n10.doc234kb.03.06.2003 15:04скачать
n11.doc239kb.06.02.2007 04:13скачать
n12.doc226kb.06.02.2007 04:08скачать
n13.doc84kb.06.02.2007 04:00скачать

n3.doc

3 Расчет параметров системы передачи и разработка

схемы организации связи




3.1 Расчет параметров оптического волокна



Мы выбираем одномодовые волокна со ступенчатым профилем показателя преломоения (ППП). Для того, чтобы в таком световоде существовал одномодовый режим, необходимо, чтобы нормированная частота (рабочая частота) V была меньше или равна 2,405. Величина V определяется по формуле:
(3.1)
где: d - диаметр сердечника световода, мкм;

 - длина волны излучения, мкм;

NA- числовая апертура волоконного световода;

 = 3,14.
Числовая апертура NA является важнейшей характеристикой световода, представляющей собой синус максимального угла падения лучей на торец световода, при котором в световоде луч на границу «сердцевина-оболочка» падает под критическим углом кр. Ее физический смысл состоит в том, что она показывает конус лучей, ось которого лежит на оси световода. Все лучи падающие на торец световода, лежащие в пределах этого конуса, будут распространяться по световоду. Числовую апертуру можно найти следующим образом:
(3.2)
где nо- показатель преломления среды внешней по отношению к

световоду;

- апертурный угол световода;

, (3.3)



где n1- показатель преломления материала сердечника;

кр- критический угол падения луча на торец световода, рад.



Учитывая, что , получим:

(3.4)



где n2- показатель преломления материала оболочки;

- относительная разность показателей преломления сердцевины и

оболочки.
(3.5)

Согласно рекомендациям ITU-T для одномодовых волокон, величина = 0,0036, а значение NA должно лежать в пределах от 0,1 до 0,12. Наиболее распространенным показателем преломления сердцевины при из­готовлении одномодовых волокон является показатель со значением n1=1,468.

Определим числовую апертуру световода по формуле (3.4).

В одномодовом волокне диаметр жилы составляет порядка 8-10мкм, наиболее часто встречающийся диаметр равен 10 мкм.

Определим значение нормированной частоты по формуле (3.1), при =1,55мкм.

Таким образом в волоконно-оптическом световоде со ступенчатым ППП и параметрами: n1=1,468, =0,0036, NА=0,12, диаметром сердцевины а=10 мкм, диаметром оболочки в=125 мкм и рабочей длине волны =1,55 мкм будет существовать одномодовый режим.

Для одномодовой передачи рассчитаем критическую частоту (частоту отсечки) волоконного световода, при которой нарушаются условия одномодовости режима работы световода (максимальная частота).
(3.6)
где Рnm- коэффициент одномодовой передачи, Рnm=2,405.

с - скорость света в вакууме, с =3·108 м/с=3·105 км/с.

Критическая (минимальная) длина волны при этом будет равна:
0= (3.7)
0=

Чем меньше разность показателей преломления сердцевины и оболочки , тем при большем радиусе световода обеспечивается одномодовый режим передачи. Однако, значительное уменьшение трудно осуществить.

Затухание световодных трактов оптических кабелей ? обусловлено собственными потерями в волоконных световодах ?с и дополнительными потерями, так называемыми кабельными ?к, обусловленными скруткой, а также деформацией и изгибами световодов при наложении покрытия и защитных оболочек в процессе изготовления оптического кабеля.

Собственные потери волоконных световодов состоят в первую очередь из потерь поглощения ?п и потерь рассеяния ?р.

Потери энергии на полощение связаны с потерями на диэлектрическую поляризацию и существенно зависят от свойств материала световода (tg ?) и рассчитываются по формуле:
(3.8)
где n1=- показатель преломления сердцевины;

tg ?- тангенс угла диэлектрических потерь в световоде, tg ?=2·10-11;

- длина волны излучения, м.
=0,00035 дБ/м=0,35 дБ/км

Потери энергии на рассеяние обусловлены неоднородностями материала волоконного световода, размеры которых меньше длины волны, и тепловой флуктуацией показателя преломления. Величина потерь на рассеяние, называемое релеевским, определяется по формуле:

?рр/?4 (3.9)

где Кр- коэффициент рассеяния, для кварца Кр=0,8 мкм4·дБ/км;

- длина волны излучения, мкм.
?р=0,8/1,554=0,13 дБ/км
Общие потери составляют:
?= ?р+ ?п (3.10)
?=0,35+0,13=0,48 дБ/км
При >2 мкм начинают проявляться потери на поглощение передаваемой мощности. Это явление проявляется с ростом длин волн и углублением в инфракрасную область оптпческого спектра. Величина этих потерь ?ик пропорциональна показательной функции и увеличивается с ростом частоты по закону:
?ик=С·е-к/ (3.11)
где С и к- постоянные коэффициенты, для кварца С=0,5-1,0, к=(0,7-

-0,9)·10-6 м.
При =2 мкм потери равны:
?ик=0,9·е-0,8ּ10-6/2ּ10-6=0,6 дБ/км



При выборе параметров одномодового световода необходимо также учитывать потери из-за появления микроизгибов, появляющихся при сборке световодов в кабель. На основании выполненных исследований установлено, что эти потери минимальны при V=2, и =0,002.

Другим важнейшим параметром оптического волокна является дисперсия. Дисперсия - это зависимость групповой скорости распространения излучения от параметров излучения т.е. явление уширения импульса при распространении по световоду. Различают три вида дисперсии: модовая, материальная и волноводная. Модовая дисперсия возникает при распро­странении в световоде нескольких мод. В одномодовых световодах модовая дис­персия отсутствует. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления материала сердечника от длины волны (от частоты). Волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды характеризуется зависимостью скорости распространения моды от длины волны, т.к. источник излучения излучает не строго одну длину волны , а некоторый спектр волн, который характеризуется значением спектральной ширины источника .

Материальная дисперсия определяется по следующей формуле:

МАТ = М, (3.12)
где М- удельная материальная дисперсия, для плавленого кварца

М=0,3098 нс/(нмкм);

 - спектральная ширина лазера,  = 0,5 нм;
МАТ нс/км
Волноводная дисперсия для ступенчатого световода определяется по формуле:
(3.13)
с/км=0,017 нс/км

Суммарная дисперсия для одномодового световода является суммой материальной и волноводной дисперсий. На рисунке 3.1 пред­ставлен график зависимости дисперсии от длины волны. Как видно из графика, материальная и волноводная дисперсии могут компенсировать друг друга в диапа­зоне волн от 1,3 до 1,66 мкм.

Найдем суммарную дисперсию по формуле:
(3.14)
нс/км
ВВ, МАТ, нс/км


1


А

0 1,33 1,66 , мкм
2 3



1 - волноводная дисперсия;

2 - материальная дисперсия;

3 - суммарная дисперсия;

А - точка нулевой общей дисперсии.

Рисунок 3.1 - Зависимость дисперсии световода от длины волны


Дисперсия ограничивает пропускную способность (ширину полосы пропускания) световода F. Это ограничение тем сильней, чем длинней линия. F- это величина, обратная к величине уширения импульса при прохождении по оптическому волокну расстояния в 1км.
(3.15)
=5,817 ГГцкм
В результате проведенных расчетов останавливаем свой выбор на оптическом кабеле из одномодовых волокон.


3.2 Расчет максимальной длины регенерационного участка



Длина участка регенерации ВОЛС определяется энергетическим потенциалом аппаратуры и передаточными параметрами кабеля: его коэффициентом затухания  и дисперсией . Затухание приводит к ослаблению сигнала и уменьшению дальности передачи l. Дисперсия ограничивает пропускную способность световода F.

Определим длину участка регенерации по дисперсионной характеристике световода. Полоса пропускаемых частот и дальность передачи связаны соотношением:
(3.16)
где значения с индексом х- искомые, а без х- заданные;

- ширина полосы пропускания 1км световода;

-ширина полосы пропускания в конце участка регенерации;

l - строительная длина (l = 2км);

lx - длина участка регенерации

В длинных линиях (свыше 10 км), в которых процесс распространения волны уже установился, действует квадратичный закон соотношения между l и F, т. е.:
(3.17)
Для ГТС, где расстояния между АТС не превышают 10 км используем формулу (3.16). Из нее:

и (3.18)

Увеличение длины линии уменьшает пропускную способность световода. Здесь границей является требуемая полоса частот для используемой системы передачи ∆Fдоп, равная скорости передачи цифрового потока. Для системы уровня STM-1 со скоростью передачи 155 Мбит/с ∆Fдоп =155 МГцкм.

Для одномодового световода полоса пропускания является наивысшей среди видов волокон. Для нашего световода она составляет 5,817 ГГцкм (формула (3.9)).

Тогда:
км
Для системы уровня STM-4, которую предполагается использовать на основном кольце, со скоростью передачи 622 Мбит/с ∆Fдоп =622 МГцкм. Для нее максимальная длина участка регенерации составит:

км
Определим максимально возможную длину участка регенерации по затуханию, при условии, что место стыковки строительных длин не вносит дополнительного затухания. Тогда длина участка регенерации будет определяться энергетическим потенциалом системы передачи и километрическим затуханием кабеля:
(3.19)
где А - энергетический потенциал системы, дБ;

k - километрическое затухание кабеля, дБ/км.

Энергетический потенциал системы передачи определяется максимально возможными уровнями сигнала на передающем и приемном конце:
А=Рпер мах - Рпр мин (3.20)
где Рпер мах - максимально допустимый уровень передачи сигнала, дБ;

Рпр мин – минимально допустимый уровень сигнала на приеме, дБ.

Для ВОСП эти значения равны: Рпер мах=6 дБ, Рпр мин= -24 дБ.
Тогда А = 6 – (- 24) = 30 дБ
Километрическое затухание одномодового кабеля находится в пределах 0,2-0,5 дБ/км.

Тогда по формуле (3.19) получим:

км

Проведем расчет длины участка регенерации с учетом затухания кабеля, потерями на стыках передатчик- световод, световод- световод, световод- приемник, а также дополнительными потерями за счет старения материала световода, деградации лазера:
(3.21)
где А - энергетический запас системы;

вв - потери на стыке передатчик- световод, дБ;

выв - потери на стыке световод – приемник, дБ;

доп - затухание обусловленное дополнительными потерями, дБ;

ст - затухание стыка световод – световод, дБ;

N - количество стыков световод – световод, дБ;

k - километрическое затухание кабеля, дБ/км.
Количество стыков световод - световод можно найти из выражения:
(3.22)
где l - величина строительной длины кабеля.

Кабель поставляется строительными длинами по 2 км, вв = 0,05 дБ, выв = 0,05 дБ, ст = 0,2 дБ, доп = 5 дБ, к = 0,35 дБ/км:

Формулу (3.21) можно преобразовать, распределяя затухание на стыке на всю строительную длину кабеля, т. е. получая затухание на стыке, приходящееся на 1 км:
(3.23)

(км)
В качестве окончательного значения длины участка регенерации выбираем наименьшее значение из полученных с учетом дисперсионных свойств волокна (она равна 75 км и 18,7 км ) и с учетом затухания (она равна 55,3 км). Длина участка регенерации будет равна 55,3 км для участка с системой передачи уровня STM-1 и 18,7 км для участка с системой передачи уровня STM-4.

Длина участка регенерации в обоих случаях превышает максимальное расстояния между регенерационными пунктами на проектируемых участках, равном 7,5 км, следовательно дополнительных регенерационных пунктов на трассе ВОЛС не потребуется.


3.3 Расчет помехозащищенности когерентных ВОСП



Помехозащищенность характеризуется отношением сигнал/шум (отношением мощностей сигнала и шума) qс/ш. Отношение сигнал/шум определяется по формуле:
(3.24)
где Р – уровень чувствительности приемника,Вт;

 - квантовая эффективность фотодиода, находится по формуле:
(3.25)
где h – постоянная Планка, ;

f- частота оптического излучения, связана с длиной волны

соотношением

q – заряд электрона, .

Гц=1940 ГГц

qс/ ш
или qс/ш[дБ]=10lg qс/ш=10lg qс/ш=10lg 27=14,3 дБм.

3.4 Расчет надежности ВОСП



Надежность - одна из важнейших характеристик современных магистралей и сетей связи общего пользования. Особенно высокие требования по надежности предъявляются к кабельным магистралям с большой пропускной способностью, к которым относятся ВОЛС.

Отказы и неисправности ВОЛС возникают в любой момент, образуя во времени случайный процесс- поток отказов.

Процесс устранения отказов на ВОЛС характеризуется временем восстановления tВ, которое в данном дипломном проекте принимается равным

1 час. Время безотказной работы ТБ.Р>>tВ и принимается равным ТБ.Р=8104 часа. Тогда интенсивность потока отказов будет равна:
=1/ТБ.Р (3.26)
=1/(8104)=12,510-6 1/ч

Восстановление исправного состояния ВОЛС происходит в течение случайного времени tВ, распределенного по закону Пуассона с параметром,

называемым производительностью подсистемы:
=1/tВ=1/1=1 1/ч (3.27)
Определим интенсивность отказов для ВОЛС с максимальной протяженностью участка l=7,5 км:
=/ l (3.28)
=12,510-6/7,5=1,710-6 1/чкм
Одним из основных параметров оценки качества работы ВОЛС является плотность повреждений m, приходящихся на 100 км трассы в год:

m=7,58760, (3.29)
где 8760- число часов в году;

7,5- длина трассы, при которой определяется значение m, км.

Рассчитаем показатели состояния оборудования:

Оборудование СП представляет собой аппаратуру непрерывного применения, для которой характерно чередование времени использования по назначению, технического обслуживания или ремонта, времени восстановления, т.е в процессе эксплуатации оборудование СП пребывает в различных состояниях.

Коэффициент готовности характеризует вероятность исправного состояния оборудования в установившемся режиме эксплуатации.

КГ=/(+) (3.30)
КГ =1/(1+1,710-6)=0,9999983
Коэффициент простоя:
КП=1-КГ (3.31)
КП =1-0,9999983=1,710-6
Коэффициент технического использования:
КТИ0/(Т0Б.РВ), (3.32)
где Т0-среднее значение наработки на отказ, 109 ч;

ТБ.Р-среднее время технического обслуживания, 8104 ч;

ТВ-среднее время восстановления оборудования, 1 ч.
КТИ==0,99992
В связи с отсутствием экспериментальных данных о длительности эксплуатации ВОЛС можно воспользоваться средними значениями для обычных кабельных магистралей. Данное предположение основано на идентичности основных причин возникновения отказов. На обоих типах магистрали отказы возникают в результате внешних воздействий или из-за внутренних причин, статистика которых характеризуется следующими данными:

- механические повреждения от земляных работ-61%;

- ошибки строительства и эксплуатации-9%;

- грозы-17%;

- сели, землетрясения, обвалы, вибрации грунта-7%;

- прочие причины-6%.

Обеспечение требуемых показателей надежности оборудования систем и линий передачи осуществляется следующими методами:

- непрерывным повышением надежности элементов и узлов СП на этапах ее разработки, изготовление и эксплуатация;

- совершенствованием технической эксплуатации систем и линий передачи при их использовании;

- резервирование трактов и каналов для обеспечения передачи информации между любыми сетевыми узлами.

3.5 Расчет пропускной способности системы передачи

3.5.1 Расчёт возникающей нагрузки

Телефонная нагрузка на приборы АТС создаётся вызовами, поступающими от источников вызовов (абонентов) на телефонную станцию. Число вызовов, поступающих от каждого источника, колеблется в зависимости от времени суток. Час суток, за который поступило наибольшее число вызовов, называется часом наибольшей нагрузки (ЧНН).

Нагрузку, возникающую на станции рассчитывают исходя из числа источников нагрузки N, среднего числа вызовов, поступающих от одного источника в ЧНН- С, среднего времени занятия в ЧНН- t. Тогда средняя нагрузка, создаваемая группой источников одной категории равна:

Y=NCt (3.33)

При проектировании телефонных станций, обычно учитывают наличие различных категорий источников нагрузки (телефонные аппараты квартирные, учрежденческие, таксофоны и т.д.), т.е. учитывают структуру источников нагрузки, поскольку среднее число вызовов и средняя продолжительность занятий бывают различными для различных категорий источников. Количество вызовов, поступающих от одного источника в ЧНН в различные дни месяца и года, не остаются постоянным, а является случайной величенной. Продолжительность занятия станционных приборов каждым вызовом также является случайной величенной, поскольку разговор может иметь разную продолжительность.

Необходимо отметить, что в настоящее время из-за отсутствия повременного учёта стоимости разговоров, и по ряду других причин имеет место использование телефонов не по назначению у всех категорий источников. И если раньше считалось, что пик звонков у квартирного сектора находится в пределах 8-10 часов вечера, то сейчас интенсивность нагрузки не зависит от времени суток, а является следствием какого либо события.

Поэтому, принимая во внимание всё вышесказанное, а так же отсутствие статистических данных учёта телефонного сообщения на действующих АТС г. Тараз, при расчёте нагрузок все показатели будут браться из «Ведомственных норм технологического проектирования. Проводные средства связи. Станции городских и сельских телефонных сетей».

Нагрузка, возникающая на проектируемой АТС, может быть представлена выражением:

YATC=Yуд  NATC, (3.34)

где NATC - общее количество абонентов АТС;

Yуд - удельная нагрузка в ЧНН на одну абонентскую линию, Эрл.

Количеству жителей города от 100 тысяч до 500 тысяч человек соответствует телефонная нагрузка в ЧНН на одну абонентскую линию - 0,1 Эрл (средняя нагрузка).

Нагрузку, поступающую от выносных подстанций, концентраторов можно определить, зная число соединительных линий (СЛ) от выноса к станции. Число СЛ определено техническими особенностями оборудования подстанций. Так, для ёмкости выноса 512 номеров число СЛ равно 60, для ёмкости 1024 номеров 120 СЛ, для ёмкости 2048 номеров 240 СЛ и т.д.

Зная число СЛ по таблице первой формулы Эрланга (зависимость числа СЛ от нагрузки при заданных потерях) находим нагрузку при потерях Р=0,005%.

Рассчитаем нагрузки, возникающие на станциях проектируемой сети. При расчётах будем учитывать технические возможности оборудования подстанций, а также тип коммутационного оборудования (координатный, квазиэлектронный, электронный).

а) В проектируемую АТС 43/45 ёмкостью 15336 номеров включаются три концентратора (RSM): RSM-1 ёмкостью 2048 номеров следовательно, имеет 240 СЛ с центральной АТС, а поступающая по этим СЛ нагрузка на АТС 43/45 будет равна Y1=212 Эрл.

Аналогично для оставшихся концентраторов:

RSM-2 - 2048 номеров, 240 СЛ , Y2=212 Эрл.

RSM-3 - 1536 номеров, 180 СЛ , Y3=155 Эрл.

Нагрузка возникающая на АТС 43/45:

Y43/45 =0,05ּNАТС43/45+Y1+Y2+Y3 (3.35)

где N 43/45 - абонентская ёмкость данной АТС- 43/45.

Y43/45 =0,05ּ15336+212+212+155=1345,8 Эрл.

Аналогичным образом рассчитывается нагрузка на всех АТС сети.

б) АТС 2 ёмкостью 5020 номеров.

Y2 =0,05ּ5020=251 Эрл.

в) АТС 6 ёмкостью 6020 номеров.

ПСК-67- 1000 № , 120 СЛ , Y67= 99 Эрл.

Y6 =0,05ּ6020+99=400 Эрл.

г) АТС 7 ёмкостью 10020 номеров.

Y7 =0,05ּ10020=501 Эрл.

д) АТС 5 ёмкостью 6070 номеров.

ПСК-54- 1000 № , 120 СЛ , Y54= 99 Эрл.

ПСК-57- 1000 № , 120 СЛ , Y57= 99 Эрл.

Y5 =0,05ּ6070+99+99=501,5 Эрл.

е) АМТСЭ ёмкостью 3000 каналов.

YАМТСЭ=0,05ּ3000=150 Эрл.

В таблице 3.1 представлены данные по возникающей нагрузке.

Таблица 3.1- Результаты расчёта возникающей нагрузки




АТС 43/45

АТС 5

АТС 2

АТС 6

АТС 7

АМТС

Возникающая нагрузка Yn, Эрл.

1345,8

501,5

251

400

501

150

3.5.2 Распределение возникающей нагрузки

Распределение возникающей нагрузки по станциям сети имеет случайный характер, зависящий от неподдающейся учёту взаимной заинтересованности абонентов в переговорах. Поэтому точное определение межстанционных потоков нагрузки при проектировании сети невозможно.

Нагрузка к узлу спецслужб принимается равной 3 % от возникающей нагрузки Yn,УСС=0,03ּYn, тогда Y*n=Yn- Yn,УСС =0,97ּYn:

Одна часть нагрузки Y*n замыкается внутри станции Y*n,n, а вторая образует потоки к действующим АТС.

Внутристанционная нагрузка определяется по формуле:

Y*n,n=ּY*n/100 (3.36)

где  - доля или коэффициент внутристанционного сообщения, %.

 определяется по значению коэффициента веса c, который представляет собой отношение нагрузки Y*n станции к аналогичной нагрузке всей сети:

c=Y*n / Y*jּ100 (3.37)

где m - число станций на ГТС.

Если принять, что величины возникающих нагрузок пропорциональны ёмкостям станций N, то получим:

Y*j=Nj/NnּY*n, тогда c=Nn / Njּ100 (3.38)

Таким образом найдём:

Y43/45,УСС=0,03ּY43/45=0,03ּ1345,8=40,4 Эрл

Возникающая нагрузка без учёта нагрузки к УСС:

Y*43/45=1345,8-40,4=1305,4 Эрл

Определяем внутристанционную нагрузку АТС-43/45. Вычисляем коэффициенты веса:

c=N43/45/Nсетиּ100=15336/52100ּ100=29,4 %

=45,9 %.

Тогда нагрузка, которая будет замыкаться внутри станции:

Y*43/45,43/45=ּY*43/45/100=45,9ּ1305,4/100=599,2 Эрл

Остальная, исходящая от АТС-43/45 нагрузка:

Y*исх.43/45=1305,4-599,2=706,2 Эрл

Аналогично ведется расчет и распределение возникающей нагрузки для остальных станций сети.

Программное обеспечение расчета возникающей нагрузки.

Программное обеспечение выполнено на языке Basic.

Методика расчета возникающей нагрузки изложена выше, в основу положены формулы:
Ui=ЧNiЧCiЧti+UУПТС,ПС (3.39)
ti=aiЧPpЧ(tСО+ntn+tу+tnb+Ti) (3.40)
Ui=Uнх+ Uк+ Uт+ UУПТС,ПС (3.41)
Программное обеспечение позволяет выполнять расчет возникающей нагрузки станций, изменяя емкость станций и структурный состав абонентов. Оно облегчает расчеты, сокращает время и повышает качество расчета.

Блок - схема алгоритма расчета приведена на рисунке 3.2.

Программа расчета

REM Расчет интенсивности телефонной нагрузки.

DECLARE SUB VVOD ()

DECLARE SUB VIVOD ()

DECLARE SUB SOL ()

DECLARE SUB PAR ()

DATA 2400,2.7,90,1.22,9600,1.2,140,1.16,100,

10,110,1.19,0.5

READ Nn, Cn, Tn, ALFn, Nk, Ck, Tk, ALFk, Nt, Ct, Tt,

ALFt, Pp

DATA 24.45,3,6,1.5,1.5,8

READ Ypc, tco, n1, th, ty, tnb

CALL VIVOD

INPUT "Будете менять значения (1 - Да; 0 -Нет) "; YN

IF YN = 1 THEN CALL VVOD

CALL VIVOD

PRINT "---------------------------------------------"

FOR I = 1 TO 3

CALL PAR

Yi = N * C * T / 3600

Y = Y + Yi

CALL SOL

PRINT

NEXT

PRINT "Y = (Yk + Yn + Yt) + Ypc = ";

USING "###.##"; Y;

Y = Y + Ypc

PRINT " + "; USING "##.##"; Ypc;

PRINT " = "; USING "###.##"; Y

PRINT "---------------------------------------------"

END

SUB PAR

SHARED I, Nk, Ck, Tk1, Nn, Cn, Tn1, Nt, Ct, Tt1, N, C, T

SELECT CASE I

CASE 1

N = Nk

C = Ck

T = Tk1

CASE 2

N = Nn

C = Cn

T = Tn1

CASE 3

N = Nt

C = Ct

T = Tt1

END SELECT

END SUB
SUB SOL

SHARED I, Yi

SELECT CASE I

CASE 1

PRINT "Квартирный : Yk = "; USING "###.##"; Yi;

CASE 2

PRINT "Нар. Хоз. : Yn = "; USING "###.##"; Yi;

CASE 3

PRINT "Таксофон : Yt = "; USING "###.##"; Yi;

END SELECT

END SUB

SUB VIVOD

SHARED Nn, Cn, Tn, ALFn, Nk, Ck, Tk, ALFk, Nt, Ct, Tt, ALFt, Pp

SHARED Ypc, tco, n1, th, ty, tnb, Tk1, Tn1, Tt1

Tk1 = ALFk * Pp * (tco + n1 * th + ty + tnb + Tk)

Tn1 = ALFn * Pp * (tco + n1 * th + ty + tnb + Tn)

Tt1 = ALFt * Pp * (tco + n1 * th + ty + tnb + Tt)

CLS

PRINT "Текущие значения"

PRINT "Сектор | N C T ti Pp Alf"

PRINT "---------------------------------------------"

PRINT "Квартирный |"; USING " #### "; Nk;

PRINT USING " ##.# "; Ck;

PRINT USING " ### "; Tk;

PRINT USING " ###.## "; Tk1;

PRINT USING " #.# "; Pp;

PRINT USING " #.## "; ALFk

PRINT "Нар.хоз-во |"; USING " #### "; Nn;

PRINT USING " ##.# "; Cn;

PRINT USING " ### "; Tn;

PRINT USING " ###.## "; Tn1;

PRINT USING " #.# "; Pp;

PRINT USING " #.## "; ALFn

PRINT "Таксофон |"; USING " #### "; Nt;

PRINT USING " ##.# "; Ct;

PRINT USING " ### "; Tt;

PRINT USING " ###.## "; Tt1;

PRINT USING " #.# "; Pp;

PRINT USING " #.## "; ALFt

PRINT "---------------------------------------------"

PRINT "Время слушания сигнала (ответа станции) (tco) : "; tco

PRINT "Время набора одного знака с дискового ТА (th) : "; th

PRINT "Количество цифр (n1) : "; n1

PRINT "Время установления подключения к линии (ty) : "; ty

PRINT "Время посылки вызова вызываемому абоненту (tnb): "; tnb

PRINT "Суммарная нагрузка (Ypc) : "; Ypc

PRINT "---------------------------------------------"

PRINT

END SUB
SUB VVOD

SHARED Nn, Cn, Tn, ALFn, Nk, Ck, Tk, ALFk, Nt, Ct, Tt, ALFt, Pp

SHARED Ypc, tco, n1, th, ty, tnb

PRINT "Новые значения (вводить ч/з запятую)"

PRINT "Сектор | N C T ALF"

PRINT "---------------------------------------------"

INPUT "Квартирный | ", Nk, Ck, Tk, ALFk

INPUT "Нар.хоз-во | ", Nn, Cn, Tn, ALFn

INPUT "Таксофон | ", Nt, Ct, Tt, ALFt

PRINT "---------------------------------------------"

INPUT "Доля вызовов (Pp): ", Pp

INPUT "Время слушания сигнала (ответа станции) (tco): ", tco

INPUT "Время набора одного знака с дискового ТА (th): ”, th

INPUT "Количество цифр (n1): ", n1

INPUT "Время установления подключения к линии (ty):", ty

INPUT "Время посылки вызова вызываемому абоненту (tnb): ", tnb

INPUT "Суммарная нагрузка (Ypc) : ", Ypc

END SUB


Текущие значения

Сектор | N C T ti Pp Alf

-------------------------------------------------------

Квартирный | 9600 1.2 140 93.67 0.5 1.16

Нар.хоз-во | 2400 2.7 90 68.01 0.5 1.22

Таксофон | 100 10.0 110 78.24 0.5 1.19

-------------------------------------------------------

Время слушания сигнала (ответа станции) (tco) : 3

Время набора одного знака с дискового ТА (th) : 1.5

Количество цифр (n1) : 6

Время установления подключения к линии (ty) : 1.5

Время посылки вызова вызываемому абоненту (tnb): 8

Суммарная нагрузка (Ypc) : 24.45

-------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------

Квартирный : Yk = 299.74

Нар.хоз-во : Yn = 122.43

Таксофон : Yt = 21.73

Y = (Yk + Yn + Yt) + Ypc = 443.91 + 24.45 = 468.36

-------------------------------------------------------



да
нет

да
нет

Рисунок 3.2- Блок схема алгоритма расчета интенсивности телефонной нагрузки

Результаты расчётов для других АТС приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2- Результаты расчёта нагрузки.




АТС 43/45

АТС 5

АТС 2

АТС 6

АТС 7

Y*n, Эрл

1305,4

486,5

243,5

388

486

?c, %

29,4

17,9

9,41

11,28

18,77

?, %

45,9

36,4

26,28

29

37,03

Y*n,n, Эрл

599,2

177,1

63,99

112,5

179,96

Y*исх.n, Эрл

706,2

309,4

179,5

275,5

306,04

Y*n,усс, Эрл

40,4

15,1

7,53

12

15,03

3.5.3 Распределение исходящей нагрузки по направлениям

Исходящая нагрузка должна быть распределена между другими станциями сети пропорционально доле исходящих потоков этих станций в их общем исходящем сообщении.

С учётом типа встречной станции можно найти значения потоков сообщений, поступающих на исходящие пучки от каждой АТС ко всем другим станциям сети и по полученным результатам составить полную матрицу межстанционных нагрузок.

Так как АТС-43/45 - цифровая, то величину нагрузки, поступающую на исходящий пучок СЛ в заданном направлении, следует вычислять с учетом, того, что вызываемый абонент включён в координатную или электронную АТС:

Yn,k=tвых ги,k/t вх ги ּ Y*n,k=?kּY*n,k (3.42)

где k - индекс встречной станции;

n - индекс исходной станции.

Расчёт межстанционных потоков упрощается, если пользоваться не абсолютными величинами средней длительности занятий выхода и входа ступени, а их отношением, то есть коэффициентом ?k. Значения коэффициентов ?k зависят в основном от доли состоявшихся разговоров Рр и их продолжительности Тi, числа знаков в номере и в коде станции. При существующих нормах Рр и Тi можно считать: для шестизначной нумерации (n=6), ?k=0,88.

Величина нагрузки, направляемая к i-ой станции, должна рассчитываться по формуле:

Y*n,i =Y*исх.nּY*исх.i /Y*исх j ( j  n) (3.43)

Из формулы (3.42) следует

Yn,k= ?kּY*n,k, следовательно Y*n,k=Yn,k/?k, (3.44)

где kn.

Тогда:

Yn,k= ?kּY*исх nּY*исх.к / Y*исх j (j  n) (3.45)

Найдём величины нагрузок от АТС-43/45 ко всем станциям перспективной сети. Согласно формуле (3.45):

Y'43/45,5= 0,88ּY*исх.43/45ּY*исх.5/(Y*исх5+Y*исх2+Y*исх6+Y*исх7)=

=0,88ּ706,2ּ309,4/(309,4+179,5+275,5+306,04)=179,6 Эрл

Упростим расчёт:

Y*43/45,n=0,88ּ706,2ּY*n/1115,5=0,58ּY*исх.n (3.46)

Подставляя в формулу (3.46) значения Y*исх.n из таблицы 3.2., найдём нагрузки от АТС-43/45 к остальным станциям сети:

Y43/45,2=0,58ּ179,5=104,1 Эрл

Y43/45,6=0,58ּ275,5=159,8 Эрл

Y43/45,7=0,58ּ306,04=177,5 Эрл

Аналогичным образом рассчитываем остальные межстанционные нагрузки. Результаты расчётов для других АТС сведены в таблицу 3.3.

Таблица 3.3. Результаты расчётов межстанционной нагрузки

Куда

Откуда

к АТС 43/45

к АТС 5

к АТС 2

к АТС 6

к АТС 7

от АТС 43/45




179,6

104,1

159,8

177,5

от АТС 5

172,35




43,25

49,95

73,73

от АТС 2

102,16

37,41




18,59

29,45

от АТС 6

154,29

45,89

18,09




32,21

от АТС 7

169,86

68,72

27,57

31,15




3.5.4 Междугородная нагрузка

Средняя нагрузка на заказно-соединительные линии (ЗСЛ) от одного абонента для города с населением от 100 до 500 тысяч человек составляет 0,004 Эрл. Расчётная величина нагрузки на пучки СЛМ (соединительные линии международные) должны быть на 15 % меньше, чем нагрузка по ЗСЛ.

Определим нагрузку на ЗСЛ по формуле:

Yn,зсл=0,004ּNn, (3.47)

а нагрузку на СЛМ по формуле:

Yслм,n=Yn,зсл - Yn,зслּ15/100 (3.48)

Для АТС 43/45:

Y43/45,ЗСЛ=0,004ּ(N43/45+NRSM1+NRSM2+NRSM3)=0,004ּ(15336+2048+1536+2048)= =0,004ּ20968=83,87 Эрл

Тогда: YСЛМ,43/45=83,87-(83,87ּ15)/100=71,29 Эрл

Аналогичным образом рассчитываются нагрузки на ЗСЛ и СЛМ от других АТС сети. Результаты расчётов сведены в таблицу 3.4.

Таблица 3.4. Результаты расчётов нагрузок от СЛМ, на ЗСЛ.




АТС 43/45

АТС 5

АТС 2

АТС 6

АТС 7

Yn, ЗСЛ

83,87

45,4

20,08

24,08

40,08

YСЛМ, n

71,29

38,59

17,07

20,47

34,07



      1. Расчёт величины потоков нагрузки

Для расчёта емкости проектируемой системы передачи необходимо знать величины потоков нагрузки, качество обслуживания вызовов (потери) во всех направлениях.

Общая норма от абонента до абонента задаётся технологическими нормами и для городских телефонных сетей не должна превышать 3 %.

Число СЛ от станции к станции (с учётом типа коммутационного оборудования) рассчитывается при потерях p=0,005. Число ЗСЛ находится при норме потерь p0,005, число СЛ к УСС и число СЛМ - при p=0,001.

Найдём необходимое число СЛ, СЛ к УСС, ЗСЛ и СЛМ по первой формуле Эрланга для найденной нагрузки и заданных потерях (пользуясь таблицей 3.2, таблицей 3.3 и таблицей 3.4), а затем найдём число линий ИКМ (или число двухмегабитных потоков) как частное от деления полученного числа СЛ на число каналов в одной линии ИКМ, используемых для передачи речи, т.е. на 30, с округлением до следующего целого числа.

Полученные результаты сведены в матрицу нагрузки (таблица 3.5). В числителе - значение числа СЛ, в знаменателе - количество двухмегабитовых потоков.

Таблица 3.5. Матрица нагрузок.

Куда

Откуда

АТС

43/45

АТС

5

АТС

2

АТС

6

АТС

7

АМТС

ЗСЛ

УСС

А





ТС 43/45




179,6

7

104,1

5

159,8

7

177,5

7

83,87

4

40,4

2

А





ТС 5

198

8




58

3

66

3

92

4

66

3

36

2

А





ТС 2

81

4

52

3




30

2

40

2

35

2

18

1

А





ТС 6

94

4

59

3

30

2




46

3

40

2

20

2

А





ТС 7

140

6

87

4

43

2

48

3




59

3

28

2

А




МТС СЛМ

71,29

3

38,59

2

17,7

1

20,47

2

34,07

2







3.5.6 Расчет емкости системы передачи

При построении сети SDH на ГТС г. Тараз будем использовать кольцевую топологию, как наиболее распространённую и обеспечивающую высокую надёжность сети. Как было отмечено выше, существует два варианта организации кольца: однонаправленное и двунаправленное кольцо.

Анализ этих двух вариантов построения кольца показывает, что двунаправленное кольцо обеспечивает более высокий уровень отказоустойчивости и требует меньшую пропускную способность, но затраты на его построение существенно больше. В то же время однонаправленное кольцо проще и дешевле в реализации.

На ГТС г. Тараз будем проектировать оптическое кольцо со 100 % -ным резервированием каналов МСС. С учётом растущих потребностей города в услугах связи и перспективой значительного роста интенсивности нагрузки будет использован волоконно-оптический кабель (ВОК) с 12 волокнами. Незадействованный резерв волокон может быть использован, например для развития кабельного телевидения, кроме того, практика проектирования волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) показывает, что не следует экономить на количестве волокон и мощности систем передачи. Например, стоимость одного волокна в кабеле при строительстве ВОЛС составляет около 2 % общей стоимости, а увеличение числа оптических волокон в применяемом кабеле вызовет рост капитальных затрат всего на 20 %.

В кольцо SDH будут включены все станции города.

Для того, чтобы определить необходимую скорость системы SDH, устанавливаемой на ГТС, нужно знать максимальное число двухмегабитных потоков, транспортируемых по кольцу. Для STM-1 это число составляет 63 потока. Зная уровень STM и скорость передачи этого уровня, выбираем необходимое оборудование.

С помощью таблицы 3.5 рассчитаем максимальное число двухмегабитных потоков на участках кольца (один поток со скоростью 2 Мбит/с передаётся по одному ИКМ - тракту, следовательно, число двухмегабитных потоков равно числу трактов ИКМ). На рисунке 3.1. показана графическая схема кольца.







1


2


4


3



1– АТС-43/45, АМТС, 2- АТС-6; 3 – АТС-7,5; 4 – АТС-2.

Рисунок 3.1- Графическая схема кольца SDH.

Рассчитаем максимальное число трактов (2 Мбит/с) на участках кольца (за основное направление примем обход по часовой стрелке).

Максимальное число потоков через участок 1-2 будет складываться из суммы:

а) потоков от станции 1 к станциям 2,3,4;

б) потоков от станции 3 к станции 2;

в) потоков от станции 4 к станциям 2,3;

г) потоков от АМТС по СЛМ к станциям 1,2,3,4;

д) потоков от станции 1 к АМТС по ЗСЛ.

Пользуясь таблицей 3.5 рассчитаем все составляющие:

а) n1-j=n1-2+n1-3+n1-4=26 потоков

б) n3-j=n3-2=5 потоков

в) n4-j=n4-2+n4-3=7 потоков

г) nслм-j= nслм-1+ nслм-2+ nслм-3+ nслмм-4+ nслм-5=12 потоков

д) nj-зсл= n1-зсл=4 потока

Итого, на участке кольца 1-2 максимальное число двухмегабитных трактов равно:

n1-2=25+2+7+5+12+4=55 потоков

Аналогичным образом рассчитываются потоки на остальных участках кольца.

На участке 2-3:

n2-3 = n1-j+n2-j+n4-j+n5-j+nслм-j+nj-зсл+nj-усс

а) n1-j=n1-3+n1-4+n1-5=20 потоков

б) n2-j=n2-3+n2-4+n2-5+n2-1=9 потоков

в) n4-j=n4-3=4 потока

г) n5-j=n5-3+n5-4=4 потока

д) nслмм-j= nслм-3+ nслм-4+ nплм-5=6 потоков

е) nj-зсл= n1-зсл+ n2-зсл=6 потоков

ж) nj-усс =n2-усс=1 поток

Итого:

n2-3=20+9+4+4+6+6+1=50 потоков

На участке 3-4:

n3-4 = n1-j+n2-j+n3-j+n5-j+nслм-j+nj-зсл+nj-усс

а) n1-j=n1-4+n1-5=13 потоков

б) n2-j=n2-4+n2-5+n2-1=7 потоков

в) n3-j=n3-4+n3-5+n3-1+n3-2=12 потоков

г) n5-j=n5-4=2 потока

д) nслм-j= nслм-1+nслм-4+ nслм-5=8 потоков

е) nj-зсл= n1-зсл+ n2-зсл+ n3-зсл=8 потоков

ж) nj-усс=n2-усс+ n3-усс=2 потока

Итого:

n 3-4=13+7+12+2+8+8+2=52 потока

На участке 4-5:

n4-5 = n1-j+n2-j+n3-j+n4-j+nслм-j+nj-зсл+nj-усс

а) n1-j=n1-5=4 потока

б) n2-j=n2-5+n2-1=5 потоков

в) n3-j=n3-5+n3-1+n3-2=9 потоков

г) n4-j=n4-5+n4-1+n4-2+n4-3=16 потоков

д) nслм-j= nслм-1+ nслм-5=6 потоков

е) nj-зсл= n1-зсл+ n2-зсл+ n3-зсл+ n4-зсл=11 потоков

ж) nj-усс= n2-усс+ n3-усс+ n4-усс=4 потока

Итого:

n4-5=4+5+9+16+6+11+4=55 потоков

На участке 5-1:

n (5-1)= n3-j+n2-j+n4-j+n5-j+nслм-j+nj-зсл+nj-усс

а) n2-j=n2-1=4 потока

б) n3-j=n3-1+n3-2=7 потоков

в) n4-j=n4-1+n4-2+n4-3=14 потоков

г) n5-j=n5-1+n5-2+n5-3+n5-4=8 потоков

д) nслм-j= nслмсл-1=4 потока

е) nj-зсл= n1-зсл+ n2-зсл+ n3-зсл+ n4-зсл+ n5-зсл=13 потоков

ж) nj-усс= n2- усс + n3- усс + n4- усс + n5- усс =5 потоков

Итого:

n5-1=4+7+14+8+4+13+5=55 потоков

Результаты расчётов сведены в таблицу 3.6.

Таблица 3.6- Результаты расчётов максимального числа трактов (2 Мбит/с) на участках кольца.

Участки кольца

1 – 2

2 – 3

3 – 4

4 – 5

5 – 1

Тракты

55

50

52

55

55


С учетом подключения к кольцу также АТС-3 (часть оборудования) и УВТС-9 (рисунок 1.2), обеспечения 100 %-ного резервирования и с учетом перспектив развития сети, на основном кольце выбираем систему SDH уровня STM-4 со скоростью передачи 622 Мбит/с, позволяющую организовать 63х4=252 цифровых двухмегабитных потока.

На проектируемом участке между АТСЭ-43/45 и концентраторами RSM-1,2,3 устанавливаем систему SDH уровня STM-1 со скоростью передачи 155 Мбит/с, позволяющую организовать 63 цифровых двухмегабитных потока. На этом участке, согласно расчетам, из общего числа 2-х мегабитных потоков, проходящих по основному кольцу, выделяется 6 потоков в направлении RSM-3, и по 8 потоков в направлении к RSM-1 и RSM-2. При этом, на участке АТС-43/45- RSM-1 организуется 16 2-мегабитных потоков по 12-волоконному кабелю, а на участках RSM-1- RSM-2 и АТС-43/45- RSM-3- по 8 2-мегабитных потоков по 6-волоконному кабелю.


3.6 Схема организации связи



Проектируемая схема организации связи на ГТС г. Тараз представлена на рисунке 3.3.

Архитектурное решение при проектировании сети SDH сформировано на базе комбинации элементарных топологий сети в качестве ее отдельных сегментов. Применена радиально-кольцевая архитектура SDH сети, построенная на базе использования двух базовых топологий: «кольцо» и «последовательная линейная цепь». На ряде участков вместо последней использована топология «точка-точка». Число радиальных ветвей ограничивалось из соображений необходимости дополнительной ветви и допустимой нагрузки (общего числа каналов доступа) на кольцо.

На ГТС г. Тараз организуем оптическое SDH- кольцо, охватывающее четыре АТС. Применяемая топология широко используется для построения SDH сетей первых двух уровней SDH иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основное преимущество этой топологии- легкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах двух пар (основной и резервный) оптических агрегатных выходов (каналов приема/передачи): восток-запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками.

По кольцу будет проложен 12-и волоконный оптический кабель Pirelli ST7 12F. Волокна кабеля распределяются следующим образом: три волокна используются для передачи цифровых потоков по кольцу в одном направлении, три- в другом (двойное кольцо), оставшиеся шесть волокон используются для 100%-го резервирования участков сети. Общий поток передаваемый по кольцу соответствует трем потокам со скоростью передачи 622 Мбит/с.

Устанавливаемая аппаратура системы передачи (TN-4XE) имеет 4-й уровень SDH иерархии и обеспечивает передачу цифрового потока STM-4 со скоростью 622 Мбит/с. На каждой из АТС, охватываемых кольцом, предусматривается ввод и вывод требуемого количества 2-х мегабитных цифровых потоков Е1.

На проектируемом участке предусматривается выделение на АТСЭ-43/45 требуемого числа 2-х мегабитных потоков из общего потока передаваемого по кольцу. На участке АТСЭ-43/45- RSM-3 использована топология «точка-точка», на участке АТСЭ-43/45- RSM-1,2- использована топология «последовательная линейная цепь». К каждой ПСК прокладывается 6-и волоконный кабель Pirelli ST7 6F. На этом участке будет работать система SDH уровня STM – 1 (TN-1X, TN-1C) со скоростью передачи 155 Мбит/с.

Из общего числа 2-х мегабитных потоков, проходящих по основному кольцу, выделяется 6 потоков в направлении RSM-3, и по 8 потоков в направлении к RSM-1 и RSM-2. При этом, на участке АТС-43/45- RSM-1 организуется 16 2-мегабитных потоков по 12-волоконному кабелю Pirelli ST7 12F, а на участках RSM-1- RSM-2 и АТС-43/45- RSM-3- по 8 2-мегабитных потоков по 6-волоконым кабелям Pirelli ST7 6F.

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации