Привет студент

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ  СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Электрическая связь»

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

 

на тему:

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВОЙ АТС В СЕТИ ОбТС»

 

  

 

Выполнил:

Студент гр. АС-007

Бакунин Е.А.

Проверил:

Лебединский А.К.

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2014

ВВЕДЕНИЕ

 

В курсовом проекте должны быть решены основные задачи по проектированию цифровой автоматической телефонной станции (АТС), предназначенной для предоставления услуг телефонной связи абонентам сети общетехнологической связи (ОбТС).

Имеется определенная группа железнодорожных станций, территориальных управлений и управление железной дороги входящие в транзитный внутризоновый узел и нуждающиеся в средствах местной, внутризоновой и междугородней связи сети ОбТС. Располагать нашу АТС мы будем на железнодорожном узле в доме связи. В котором имеется необходимое электрическое питание, так называемая «буферная система электропитания». Именно она предоставит необходимое напряжение 48 В постоянного тока.

Этапы разработки проекта:

- составление схемы связи проектируемой АТС;

- определение абонентской емкости;

- установление плана нумерации;

- разработка структурной схемы АТС;

- рассчёт телефонной нагрузки;

- расчет количества оборудования;

- распределение расстановки оборудования в шкафах и помещениях.

 

 СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ СВЯЗИ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ АБОНЕНТСКОЙ ЁМКОСТИ И СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА НУМЕРАЦИИ ПРОЕКТИРУЕМОЙ АТС

 

1.1. Схема связи проектируемой АТС

 

На рис.1 мы привели схему связи нашей проектируемой АТС, которая в сети ОбТС связана с двумя учрежденческими АТС (УАТС) и дорожным транзитным узлом (ДТУ). Через ДТУ осуществляются соединения внутри зоны и с другими зонами сети ОбТС. Проектируемая АТС присоединена к сети общего пользования через районную АТС (РАТС) городской телефонной сети (ГТС). Все АТС связаны между собой соединительными линиями (СЛ), образованными цифровыми каналами Е1 и имеющие соответствующие сигнализации: ОКС 7, QSIG.

 

 

 

Рис.1. Схема связи

 

Проектируемая АТС включает в себя ручную междугородную станцию (РМТС), обеспечивающую абонентам местной сети ОбТС услуги полуавтоматической междугородной телефонной связи. На ней обслуживание вызовов осуществляется операторами, пользующимися автоматизированными рабочими местами АРМо (выполнены на базе персональных компьютеров).

В проектируемую станцию непосредственно включаются аналоговые (АЛ-А) и цифровые (АЛ-Ц) абонентские линии, которые заканчиваются аналоговыми (ТА-А) и цифровыми (ТА-Ц) телефонными аппаратами. А также IP-сеть, подключающая два шлюза (MG) по каналам Ethernet (Eth), в которые включены аналоговые телефонные аппараты.

 

 

 

 

 

1.2. Определение ёмкости станции

 

Зная количество абонентов и особенности запрашиваемых ими услуг, установим монтируемую емкость нашей АТС. Конечную емкость будем делать на 30…50% больше (в курсовом проекте - на 35% больше)Потому что при эксплуатации со временем будет потребность в увеличении услуг связи, а проектировать новую станцию для этих целей не целесообразно.

Помимо этого учитывая, что емкость станции кратна емкости плат, нам надо скорректировать наши емкости по следующей кратности:

- для аналоговых АЛ: 32

- для цифровых АЛ: 16

для модулей MSAN (сеть IP-телефонии):

- для аналоговых АЛ: 64

и получим мы следующее:

         - количество аналоговых абонентских линий, кроме сети IP-телефонии: Nм_ал-а = 1600

  - количество цифровых абонентских линий ISDN с доступом 2B+D: Nм_ал-ц =180

  - количество аналоговых абонентских линий сети IP-телефонии: Nм_ал-ip=200

Принимаем конечную ёмкость на 35% больше монтируемой.

  получаем:

  - количество аналоговых абонентских линий, кроме сети IP-телефонии:

  Nк_ал-а = 1600+1600*0,35=2160                                                                                                        

- количество цифровых абонентских линий ISDN с доступом 2B+D:

  Nк_ал-ц = 180+180*0,35=243

- количество аналоговых абонентских линий сети IP-телефонии:

  Nк_ал-ip=200+200*0,35=270

 

Скорректированные ёмкости:

- монтируемая ёмкость:

Nм_ал-а =1632; Nм_ал-ц =192;  Nм_ал-ip=256

- конечная ёмкость:

Nк_ал-а =2176; Nк_ал-ц =256; Nм_ал-ip=320

 

 

1.3. План нумерации проектируемой станции

 

Внутри зоны сети ОбТС всем абонентским линиям присвоим пятизначные номера. Первая цифра пятизначного номера определяет принадлежность абонента к административному объекту и установлена: для абонентов управления дороги – 4, территориальных отделений – 3, железнодорожных станций – 2, а для абонентов УАТС–5.

Соединительным линиям, идущим к городской телефонной станции, присвоим однозначный индекс – 9.

Для выхода в другие зоны сети междугородной автоматической телефонной связи используем цифру 0.

Ёмкость УАТС 1 возьму на 300 номеров, а УАТС 2 будет на 400 номеров. Распределения номеров для проектируемой АТС и УАТС показан в табл.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                       Таблица 1

Группы абонентов и СЛ	Тип АЛ	Монтируемая ёмкость		Конечная ёмкость
		Число номеров	Номера	Число номеров	Номера
Абоненты территориального уравления	Цифровые АЛ	192	30000-30191	256	30000-30255
	Аналоговые АЛ, кроме сети IP-телефонии	1632	30200-31831	2176	30200-32375
	Аналоговые АЛ в сети IP-телефонии	256	33000-33255	320	33000-33319
к РАТС	-	1	9	1	9
к другим зонам через ДТУ	-	1	0	1	0
к УАТС 1	-	300	50300-50749	350	50400-50749
к УАТС 2	-	400	50800-51199	400	50800-51199
к РМТС	-	1	12100	1	12100

 

 

2. СОСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ АТС

Станция SI2000 собирается на основе модулей MCA и MLC.  Модуль MCA требуется один, и выполняет функции узла коммутации - SN. Модули MLC же выполняют функции узлов доступа – AN. В них можно включить аналоговые и цифровые абонентские линии до704 портов. Каждая аналоговая линия займет один порт, а цифровая – два порта. Все модули MLC включаются в модуль MCA, через который устанавливаются транзитные соединения. Также в модуль MCA включаются все соединительные линии внешней связи: к РАТС, УАТС и ДТУ.

Для построения РМТС и организации сети IP-телефонии используется модуль MLC-SAN, выполняющий функции сервера управления соединениями (iCS) и шлюза соединительных линий (TG). К нему можно подключить до 6 каналов Ethernet, позволяющих обеспечить до 480 одновременных разговоров.

В пунктах сети IP-телефонии устанавливаются абонентские шлюзы из модулей MSAN.

Количество модулей MLC определяется из монтируемых и конечных емкостей:

 

Определяется общее количество портов абонентских линий:

 

N_п= Nм_ал-а + 2Nм_ал-ц .      Монтируемая ёмкость:                   

N_п-м=1632+2*192 = 2016 портов;  

Конечная ёмкость:

N_п-к=2176+2*256= 2688 портов;

 

Рассчитывается количество модулей MLC:

Кmlc = INT(N_п/704), где INT – функция округления до целого в большую сторону.

Монтируемая ёмкость:                                           Конечная ёмкость:

Кmlс = INT(2016/704) = INT(2,86) = 3             Кmlc = INT(2688/704) = INT(3,81) = 4

Строится структурная схема АТС для монтируемой ёмкости (рис.2):

Рис.2. Структурная схема АТС SI2000

 

Ранее расчет показал, что потребуется один модуль МСА, два модуля MLC-AN и два модуля MLC-SAN, один из которых MLC-iCS, а другой – MLC-РМТС.

В сеть IP-телефонии входят модули MSAN1 и MSAN2. В MLC-РМТС включаются линий с интерфейсом S₀, заканчивающиеся рабочими местами АРМо.

Для технического обслуживания имеем два автоматизированных рабочих места АРМто, подключенные к модулям МСА и MLC-SAN через коммутатор локальной сети SW и выполняющих функции узлов управления – MN. Т.е. осуществляется мониторинг и администрирование всех модулей MCA, MLC и MSAN. Для выполнения мониторинга и администрирования модулей MCA-AN, каждый из них связан с модулем MCA одним выделенным каналом передачи данных 64 кбит/с, организованным в одном из каналов Е1 между MCA и соответствующим MCA-AN. Техобслуживание модулей MSAN производится через модуль MLC3-iCS и IP-сеть.

 

 

3. РАСЧЁТ ТЕЛЕФОННОЙ НАГРУЗКИ, ПОСТУПАЮЩЕЙ НА ЛИНИИ РАЗНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОЙ АТС

 

Здесь представим расчет нагрузки поступающей на пучки: соединительных линий к РАТС, УАТС и ДТУ; промежуточных линий между модулями MLC и MCA; линий, идущих к АРМо, РМТС. Она зависит от устанавливаемых через станцию соединений. Соединения абонентов- оконечные. Связь между абонентами УАТС1 и УАТС2 или УАТС и ДТУ транзитные- через модуль MCA. А соединения внутри зоны и др. зон идут через ДТУ.

Для наглядности - таблица 2, «Соединений между абонентами, операторами РМТС и др». Связь может быть двусторонней, односторонней либо ее может не быть совсем.

 

Таблица 2

		Абоненты:						Операторы РМТС
		проектиру-емой АТС	УАТС1	УАТС2	сети общего пользов.	внутри зоны	других зон
Абоненты	проек-тируе-мой АТС	ßà	ßà	ßà	ßà	ßà	ßà	à
	УАТС1	ßà	-	ßà	ßà	ßà	ßà	à
	УАТС2	ßà	ßà	-	ßà	ßà	ßà	à
	внутри зоны	ßà	ßà	ßà	-	-	-	-
	других зон	ßà	ßà	ßà	-	-	-	-
Операторы РМТС		ß	ß	ß	-	-	à	-

 

На рис.3 изображена упрощённая структурная схема проектируемой АТС, где расписываются искомые нагрузки (для часа наибольшей нагрузки) и места их приложения:

Y_mlci – нагрузка на промежуточных линиях между MLCi и MCA

Y_рмтсПЛ – нагрузка на промежуточных линиях между MLC-РМТС и MCA, а также на линиях к АРМо;

Y_рмтсО – нагрузка на линиях к АРМо РМТС;

Y_ратс – нагрузка на соединительных линиях между MCA и РАТС;

Y1_уатс – нагрузка на соединительных линиях между MCA и УАТС1;

Y2_уатс – нагрузка на соединительных линиях между MCA и УАТС2;

Y_дту – нагрузка на соединительных линиях между MCA и ДТУ;

Y_ip – нагрузка на соединительных линиях между MSAN и MLC7-iCS.

 

Вначале определяется средняя телефонная нагрузка, которая в общем случае рассчитывается по формуле:

Y=NCt_з (Эрл),

где:

N – количество абонентских линий в соответствующей группе;

С – количество вызовов, приходящихся на одного абонента в данной группе;

t_з – средняя длительность занятия соответствующей линии в часах.

 

Затем расчетная нагрузка учитывающая влияния случайных колебаний нагрузки около среднего значения в течение ЧНН:

Yр = Y + 0,674√Y (Эрл)

 

Рис. 3. Структурная схема АТС SI2000 с нагрузками

 

Время занятия состоит из длительности разговора t_р и технического времени t_тех:

t_з = t_р+t_тех (час).

В техническое время входят: время установления соединения и прослушивания абонентом акустических сигналов: ответа станции, контроля посылки вызова и занятости.

Для упрощения расчётов в проекте приняты следующие предположения:

- все вызовы заканчиваются разговором с вызываемым абонентом;

- при использовании общего канала сигнализации время установления соединения принимается равным нулю.

Во всех формулах время измеряется в часах, а нагрузка- в Эрлангах.

Для удобства результаты сведены к табличному виду (таб.3 и таб.4):

 

Промежуточные линии (MLC1-MLC2)-MCA:

 Y_mlc1=Y_вн1+Y_рмтс1+Y_ратс1+Y1_уатс1+ Y2_уатс1 + Y_дту1 =27,474

Y_вн1=N _mlc1(С_вн(t_{р вн} +t_тех1)) = (512+96)*(1,3(0,022+0,003))=19,76

Y_рмтс1= N _mlc1(С_рмтс(t_{р зак}+ t_{р мг} +t_тех2))d₂ =608*0,04(0,008+0,027=0,0089)*0,2=1,068

Y_ратс1= N _mlc1(С_ратс(t_{р сл} +t_тех1))d₃=608*0,35(0,023+0,003)*0,7=3,873

Y1_уатс1= N _mlc1(С1_уатс(t_{р сл} +t_тех1))=608*0,09(0,023+0,003)=0,996

Y2_уатс1= N _mlc1(С2_уатс(t_{р сл} +t_тех1))=608*0,09(0,023+0,003)=0,996

Y_дту1 = N _mlc1(С_{дту-внут}(t_{р мг}+ t_тех1) + (С_{дту-внеш}(t_{р мг}+ t_тех1)d₁) = 608*(0,04(0,027+0,003)+0,04(0,027+0,003)0,7)=0,781

 

Промежуточные линии MLC3-iCS-MCA:

Y_mlc3=Y_вн3+Y_рмтс3+Y_ратс3+Y1_уатс3+Y2_уатс3 + Y_дту3 = 28,033

Y_вн=(N_mlc3 + N_{ip1 +} N_ip2)(1-Q1)(С_вн(t_{р вн} +t_тех1))= (608+128+128)*(1-(608+256)/2080)*(1,3(0,022+0,003))=16,42

Y_рмтс3= (N_mlc3 + N_{ip1 +} N_ip2)(С_рмтс(t_{р зак}+ t_{р мг} +t_тех2))d₂ = 864*(0.04(0,008+0,027+0,0089))*0,2=0,303

Y_ратс3= (N_mlc3 + N_{ip1 +} N_ip2)(С_ратс(t_{р сл} +t_тех1))d₃=864*0,035(0,023+0,003)*0,7=5,504

Y1_уатс3= (N_mlc3 + N_{ip1 +} N_ip2)(С1_уатс(t_{р сл} +t_тех1))=864*0,09(0,023+0,003)=2,022

Y2_уатс3= (N_mlc3 + N_{ip1 +} N_ip2)(С2_уатс(t_{р сл} +t_тех1))= 864*0,09(0,023+0,003)=2,022

Y_дту3= (N_mlc3 + N_{ip1 +} N_ip2)(С_{дту-внут}(t_{р мг}+ t_тех1) + С_{дту-внеш}(t_{р мг}+ t_тех1)d₁) =

=864*(0,04(0,027+0,003)+0,04(0,027+0,003)*0,7)=1,762

Q1 = (N_mlc3 + N_{ip1 +} N_ip2)/N_об =864/ 2080 = 0,415

N_об = N_mlc1 + N _mlc2 + N _{mlc3 +} N_{ip1 +}  N_ip2=2080

 

Промежуточные линии MLC-РМТС - MCA:

Y_рмтсПЛ= Y_рмтс1з +Y_рмтс2з + Y_рмтс3з +Y1_{уатс-рмтс1} + Y2_{уатс-рмтс1}=0,376

Y_{рмтс1з,2з}= N _mlc1(С_рмтс(t_{р зак}+ t_тех2))d₂ =608*0,05*0,008+0,0089)*0,2= 0,082

Y_рмтс3з= N _mlc3(С_рмтс(t_{р зак}+ t_тех2))d₂ = 864*0,04(0,008+0,0089)*0,2=0,117

Y1_{уатс-рмтс1} = N1_уатс(С_рмтс(t_{р зак}+ t_тех2))d₂ =300*0,04(0,008+0,0089)*0,2=0,041

Y2_{уатс-рмтс1} = N2_уатс(С_рмтс(t_{р зак}+ t_тех2))d₂=400*0,04(0,008+0,0089)*0,2=0,054

 

Линии к АРМо РМТС:

Y_рмтсО= Y_рмтс1о +Y_рмтс2о + Y_рмтс3о + Y1_{уатс-рмтс2} + Y2_{уатс-рмтс2} =0,178

Y_{рмтс1о,2o}= N _mlc1С_рмтсt_{р зак}d₂ =608*0,04*0,008*0,2=0,039

Y_рмтс3о= N _mlc3С_рмтсt_{р зак}d₂=864*0,04*0,008*0,2=0,055

Y1_{уатс-рмтс2} = N1_уатсС_рмтсt_{р зак}d₂=300*0,04*0,008*0,2=0,019

Y2_{уатс-рмтс2} = N2_уатсС_рмтсt_{р зак}d₂=400*0,04*0,008*0,2=0,026

 

Соединительные линии к УАТС1:

Y1_уатс= Y1_уатс1+Y1_уатс2 +Y1_уатс3 + Y1_{уатс-рмтс3} + Y1_{уатс-ратс} + Y1_{уатс-дту} + Y_{уатс-уатс} =7,403

Y1_{уатс-рмтс3} = N1_уатс(С_рмтс(t_{р зак}+t_{р мг}+t_тех2))d₂ =300*0,04(0,008+0,027=0,0089)*0,2=0,105

Y1_{уатс-ратс}= N1_уатс(С_ратс(t_{р сл}+ t_тех1))d₃ = 300*0,35(0,023+0,003)*0,7=1,911

Y1_{уатс-дту}= N1_уатс(С_{дту-внут}(t_{р мг}+ t_тех1) + С_{дту-внеш}(t_{р мг}+ t_тех1)d₁)=

            =300(0,04(0,027+0,003)+0,04(0,027+0,03)*0,7)=0,612

Y_{уатс-уатс}= ((N1_уатс*С1_уатс + N2_уатс*С2_уатс)/2)(t_{р сл} + t_тех1))= =((300*0,09+400*0,09)/2)*(0,023+0,003)=0,819

 

Соединительные линии к УАТС2:

Y2_уатс= Y2_уатс1 +Y2_уатс2 + Y2_уатс3 +Y2_{уатс-рмтс3} +Y2_{уатс-ратс} +Y2_{уатс-дту} + Y_{уатс-уатс} = 8,27

Y2_{уатс-рмтс3} =N2_уатс(С_рмтс(t_{р зак}+t_{р мг}+t_тех2))d₂ =400*0,04(0,008+0,027*0,0089)*0,2=0,140

Y2_{уатс-ратс}= N2_уатс(С_ратс(t_{р сл}+ t_тех1))d₃ = 400*0,35(0,023+0,03)*0,7=2,548

Y2_{уатс-дту}= N2_уатс(С_{дту-внут}(t_{р мг}+ t_тех1) + С_{дту-внеш}(t_{р мг}+ t_тех1)d₁)=

            =400*(0,04(0,027+0,003)+0,04(0,027+0,03)*0,7=0,816

 

Соединительные линии к РАТС:

Y_ратс= Y_ратс1 +Y_ратс2 + Y_ратс3+ Y1_{уатс-ратс} + Y2_{уатс-ратс} = 17,709

 

Соединительные линии к ДТУ:  

Y_дту= Y_дту1 +Y_дту2 + Y_дту3 +Y1_{уатс-дту} + Y2_{уатс-дту}= 4,752

 

Нагрузка на канале Ethernet между модулем MSAN1(MSAN2) и IP-сетью

Y_ip1 = Y_вн-ip1+Y_вн-ip1-2+Y_рмтс-ip1+Y_ратс-ip1+Y1_уатс-ip1+ Y2_уатс-ip1 + Y_дту-ip1 = 5,879

Y_вн-ip1= N_ip1(1-Q2)(С_вн(t_{р вн} +t_тех1))=128(1-0,123)(1,3(0,022+0,003))=3,648

Y_вн-ip1-2 = ((N_ip1 +  N_ip2)/2)Q2(С_вн(t_{р вн}+t_тех1))=((128+128)/2)*0,123(1,3(0,022+0,003))=0,512

      Q2 = (N_ip1 +  N_ip2)/N_об = (128+128)/2080 = 0,123

Y_рмтс-ip1 = N_ip1(С_рмтс(t_{р зак}+ t_{р мг} +t_тех2))d₂ = 128*0,04(0,008+0,027+0,0089)*0,2=0,045

Y_ратс-ip1= N_ip1(С_ратс(t_{р сл} +t_тех1))d₃ = 128*0,35(0,023=0,003)*0,7=0,815

Y1_уатс-ip1= N_ip1(С1_уатс(t_{р сл} +t_тех1)) = 128*0,09(0,023+0,003)=0,299

Y2_уатс-ip1= N_ip1(С2_уатс(t_{р сл} +t_тех1)) = 128*0,09(0,023+0,003)=0,299

Y_дту-ip1= N_ip1(С_{дту-внут}(t_{р мг}+ t_тех1) + С_{дту-внеш}(t_{р мг}+ t_тех1)d₁) =

               = 128*(0,04(0,027+0,003)+0,04(0,027+0,03)*0,7) = 0,261

 

Нагрузка на канале Ethernet между модулем MLC3-iCS и IP-сетью

Y_ip= Y_ip1 + Y_ip2 - 2Y_вн-ip1-2 = 5,879+5,879-2*0,512 = 12,782

 

   Таблица 3

	Yip, Эрл	Yip1, Эрл	Yip2, Эрл
Средняя нагрузка	12,782	5,879	5,879
Расчётная нагрузка	15,192	7,513	7,513

 

 

 

                                                                                                                  Таблица 4

	MLC1-2	MLC3-iCS	РМТС	РАТС	УАТС1	УАТС2	ДТУ	Y, Эрл	Yр, Эрл
ПЛ MLC1,2-МСА	19,76		1,068	3,873	0,996	0,996	0,781	27,474	31,007
ПЛ MLC3-iCS-МСА	16,42		0,303	5,504	2,022	2,022	1,762	28,033	21,601
ПЛ MLC- РМТС-МСА	0,082	0,117	-	-	0,041	0,054	-	0,376	0,789
СЛ РАТС	3,873	5,504	-	-	1,911	2,548	-	17,709	20,545
СЛ УАТС1	0,996	2,022	0,105	1,911	-	0,819	0,612	7,403	9,237
СЛ УАТС2	0,996	2,022	0,140	2,548	-	0,819	0,816	8,27	10,208
СЛ ДТУ	0,781	1,762	-	-	0,612	0,816	-	4,752	6,221
Линии к АРМо	0,039	0,055	-	-	0,019	0,026	-	0,178	0,462

 

 

 

4. РАСЧЁТ КОЛИЧЕСТВА СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ И ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЛИНИЙ, РАБОЧИХ МЕСТ ОПЕРАТОРОВ РМТС И ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ КАНАЛОВ ETHERNET

Вызовы, поступающие на соединительные и промежуточные линии, обслуживаются по системе с потерей. При обслуживании вызовов операторами РМТС используется система с ожиданием и качество обслуживания задаётся средним временем ожидания подключения оператора РМТС. Наш расчёт зависит от вида пучка линий, который определяется структурой коммутационного поля АТС.

Когда вызовы поступают на пучки линий, включённые в выходы коммутационного поля цифровой АТС, независимо от количества звеньев коммутационного поля, пучки линий можно считать полнодоступными неблокируемыми. Следовательно, пучки промежуточных линий между модулями, пучки соединительных линий, исходящих к другим АТС, а также пучок линий к АРМо РМТС, являются полнодоступными неблокируемыми.

Пучки линий с использованием сигнализации по ОКС обеспечивают двусторонние соединения.  К ним относятся: промежуточные линии между модулями, соединительные линии с другими цифровыми АТС.

 

В таб. 5 приведены значения вероятности потерь по вызовам p_в , задаваемые в расчётах количества СЛ и ПЛ разного назначения, а также максимального количества одновременных соединений в IP-сети.

Таблица 5

Тип линий	Пучок линий/ канал IP-сети	Вероятность потерь  pв
СЛ	к РАТС	0,01
	к УАТС	0,01
	к ДТС	0,01
ПЛ	MCA – MLC-AN	0,002
	MCA – MLC-iCS	0,002
	MCA –MLC-РМТС	0,001
Канал Ethernet	Канал, соединяющий модуль MLC-iCS или MSAN c IP-сетью	0,002

 

4.1 Расчет количества линий в полнодоступном неблокируемом пучке:

Для расчета используется первая формула Эрланга:

где:  Yр – расчетное значение поступающей нагрузки;

V – количество линий в пучке;

p_в – вероятность потерь по вызовам.

Чтобы определить число линий в полнодоступном неблокируемом пучке для заданных значений Yр и p_в, необходимо найти минимальное значение V, которое при нагрузке Yр обеспечивает вероятность потерь, равную или меньшую заданному значению p_в.

Для расчета используется специализированная программа Erlang B в которой приняты следующие обозначения: BHT – Yр, Blocking – p_в, Lines – V.

Расчет:

-СЛ:

-РАТС

-УАТС1

-УАТС2

-ДТУ

 

 

-ПЛ:

- MLC1-2 – MCA

-MLC3-iCS-MCA

- MLC-РМТС– MCA

 

4.2 Расчет количества рабочих мест операторов РМТС:

Пучок линий, в который включены рабочие места операторов РМТС, является полнодоступным. Число мест ожидания в очереди можно принять неограниченным. В такой модели расчёт ведётся по второй формуле Эрланга:

где: Р_>0 – вероятность ожидания;

V – количество рабочих мест операторов РМТС;

Yр – расчётная нагрузка, поступающая на рабочие места операторов РМТС.

Нагрузка Yр соответствует расчётной нагрузке Yр_рмтсО.

 

Найдем среднее количество вызовов в час, поступающих к операторам РМТС

С = (N_об + N_уатс)С_рмтс d₂          

С =(2080+700)*0,04*0,2=23 вызова,

Далее для расчёта используется специализированная программа (CC-modeler lite). Необходимо отметить, что число вызовов вбиваем в поле «calls per hour», и далее все данные будут сразу представлены по нужным полям программы:

– средняя длительность обслуживания вызова оператором РМТС, t_р зак = 30с;

– среднее время пост-обработки вызова, т.е. которое определяет интервал времени после обслуживания вызова, прежде чем оператор принимает другой вызов (Wrap-up Time )= 10с;

– среднее время разговора абонента с оператором РМТС при заказе междугородного соединения (Average Talk Time) = 20с;

– среднее время ожидания подключения оператора РМТС (Average Delay), t_ож=15 с.

 

 

в итоге, количество АРМо (Number of Agents/Operators) = 1шт.

 

4.3 Расчёт пропускной способности каналов Ethernet IP-сети:

В сети с пакетной коммутацией рассчитывается максимальное количество одновременных соединений на соответствующем звене сети, что в сети с коммутацией каналов эквивалентно количеству линий (V) в полнодоступном неблокируемом пучке. Поэтому расчет производится по первой формуле Эрланга в соответствии с рассчитанной ранее расчётной нагрузкой и заданной в табл.5 вероятностью потерь.

Для расчета используется специализированная программа Erlang B в которой приняты следующие обозначения: BHT – Yр, Blocking – p_в, Lines – V.

Расчет:

-MLC3-iCS и IP-сетью

- MSAN1,2 и IP-сетью

 

Пропускная способность канала Ethernet, оцениваемая скоростью передачи данных для обмена речевым трафиком, определяется по формуле:

 

 , (Мбит/с)

 

где: k – коэффициент, учитывающий наличие или отсутствие в разговорном тракте детектора речевой активности VAD; при наличии этого детектора коэффициент k = 0,4 – это доля времени непрерывной передачи речи от абонентов, в которой учитываются интервалы, когда абоненты говорят (обычно один абонент говорит, другой слушает), а также паузы между предложениями и словами; при отсутствии VAD – k = 1;

B1 – пропускная способность, требуемая от IP-сети для пропуска речевого трафика одного соединения.

    (кбит/с),

где:

L_П – длина заголовков речевых пакетов, пересылаемых через канал Ethernet (бит).

При передаче речи через канал Ethernet длина заголовков речевых пакетов складывается из длин заголовков, последовательно вставляемых в речевой пакет протоколами: RTP, UDP, IP, а далее в кадр Ethernet. Принимаются следующие длительности таких заголовков: RTP – 96 бит, UDP – 64 бита, IP (версия 4) – 192 бита,  Ethernet – 216 битов. Следовательно:

L_П = 96+64+192+216=568 бит.

 

S_П – скорость потока речевых пакетов на выходе одного кодека (кбит/с).

Обычно за основу принимается кодек G.711, на выходе которого скорость

S_П = 64 кбит/с.

T_B – длина выборки речевого сигнала в речевом кодеке (мс) = 20мс.

Значит:

 = 92,4 Кбит/с = 0,090234375 Мбит/с

В итоге получается, что пропускная способность канала Ethernet:

- между модулем MLC3-iCS и IP-сетью:

               - с VAD:

 = 0,974 Мбит/с

- без VAD:

 = 2,44 Мбит/с

 

- между модулем MSAN1(2) и IP-сетью:

               - с VAD:

 = 0,614 Мбит/с

- без VAD:

 = 1,534 Мбит/с

Канал Ethernet работает в дуплексном режиме и согласно полученным данным, будем использовать каналы типа 10 Мбит/с.

 

Результаты расчетов количества СЛ, ПЛ и АРМо РМТС - табл. 6, а результаты расчетов пропускной способности каналов Ethernet - в табл.7.                                                                                                          

Таблица 6

Точки включения пучка линий или оборудование	Вид  пучка	Заданная вероятность потерь по вызовам, pв	Расчетная нагрузка Yp, Эрл	Количество СЛ, ПЛ, АРМо РМТС
1. Количество СЛ
5ESS – РАТС	ПН	0,01	20,545	31
SI2000– УАТС1	ПН	0,01	9,237	17
SI2000–УАТС2	ПН	0,01	10,208	18
SI2000 – ДТУ	ПН	0,01	6,221	13
2. Количество ПЛ
MLC1-2 – MCA	ПН	0,002	31,007	47
MLC3-iCS-MCA	ПН	0,002	31,607	48
MLC-РМТС– MCA	ПН	0,001	0,789	6
3. Количество АРМо РМТС
АРМо РМТС	ПН	-	0,462	1

 

Таблица 7

		Заданная вероят-ность пот-ерь по вы-зовам, pв	Расчет-ная нагру-зка, Yp, Эрл	Максим-альное число соедине-ний, V	Пропуск-ная способн-ость, Be , Мбит/с	Тип канала Ethernet
Между модулем MLC3-iCS и IP-сетью	c VAD	0,002	15,192	27	0,974	10 Мбит/с
	без VAD				2,436	10 Мбит/с
Между модулем MSAN1,2 и IP-сетью	c VAD	0,002	7,513	17	0,614	10 Мбит/с
	без VAD				1,534	10 Мбит/с

 

 

5. РАСЧЁТ КОЛИЧЕСТВА ОБОРУДОВАНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОЙ АТС, ВКЛЮЧАЯ IP‑ТЕЛЕФОНИЮ

       В данном разделе рассчитывается количество необходимого оборудования в зависимости от потребностей:

5.1Расчет количества оборудования модулей MLC:

В модуль MLC ставятся по одной плате CLC и PLC. На плате CLC монтируются одна субплата управляющего процессора CDG и субплаты интерфейсов каналов Е1 типа ТРЕ. Их количество зависит от числа каналов Е1, включаемых в модуль, при этом в один субмодуль ТРЕ можно включить до 4 каналов Е1, а максимальное число субплат ТРЕ равно 4.

Количество каналов Е1 зависит от числа ПЛ между модулями MLC и МСА. В одном из каналов Е1 будет образован один ОКС (КИ16) с сигнализацией V5.2 и один канальный интервал для организации канала передачи данных с целью технического обслуживания данного модуля. Следовательно для модуля MLC-AN, в одном из каналов Е1 можно организовать до 29 ПЛ, а в остальных 31 ПЛ. В модуле MLC-SAN техническое обслуживание осуществляется через канал Ethernet, поэтому в одном из каналов Е1 можно организовать до 30 ПЛ, а в остальных 31 ПЛ.

Найдем количество каналов Е1, где V – количество ПЛ:

- для MLC-AN

(1-2):

n = INT((V+2)/31)       n = INT((47+2)/31) = 2

- для MLC3-iSC

SAN:

n = INT((V+1)/31)       n = INT((48+1)/31) = 2

- для MLC- РМТС

SAN:

 n = INT((V+1)/31)      n = INT((6+1)/31) = 1

Теперь можно определить количество субплат ТРЕ:

Ктре = INT(n/4)

для MLC1,2-AN       Ктре = INT(2/4)=1

для MLC3-iSC             Ктре = INT(2/4)=1

для MLC-РМТС        Ктре = INT(1/4)=1

Результаты расчётов сведем в таблицу 8.

Таблица 8

Наименование модуля	Кол-во ПЛ V	Кол-во каналов Е1	Кол-во субплат TPE
MLC1,2	47	2	1
MLC3-iCS	48	2	1
MLC-РМТС	6	1	1

Для включения аналоговых АЛ в модулях MLC используются платы SAC, для цифровых АЛ – SBC. В одну плату SAC можно включить до 32 АЛ-А, а в плату SBC – 16 АЛ-Ц с интерфейсом U_k0 .

Расчёт количества плат SAC и SBC для модулей MLC1,2-AN и MLC3-iCS:

(Nал-а и Nал-ц – ёмкость соответствующего модуля по аналоговым и цифровым абонентским линиям).

            

- для SAC:

MLC1,2-AN              Кsac = INT(Nал-а/32)           Кsac = INT(512/32) = 16

MLC3-iCS                 Кsac = INT(Nал-а/32)           Кsac = INT(608/32) = 19

- для SBC:

MLC1,2-AN

Кsbc = INT(Nал-ц/16)          Кsbc = INT(96/16) = 6

Результаты сведем в таблицу 9:

Таблица 9

Наименование модуля	Кол-во АЛ		Абонентская емкость одной платы	Количество плат
	аналог.	цифр.		SAC	SBС
MLC1,2	512	-	32	16
	-	96	16		6
MLC3-iCS	608	-	32	19
	-	-	-		-

          Включение АРМо РМТС в модуль MLC-РМТС происходит по цифровым АЛ с интерфейсом S₀, для чего используются  платы типа SBA. В одну плату SBA можно включить до 16 АРМо РМТС.

Получаем количество SBA:

Vарм – количество АРМо РМТС:

Кsba = INT(Vарм/16)

                                                         Кsba = INT(1/16) = 1

Результаты сведем в таблицу 10:

Таблица 10

Наименование модуля	Количество рабочих мест АРМо РМТС	Количество плат SBA
MLC-РМТС	1	1

 

5.2 Расчет количества оборудования модулей MSAN:

Модули MSAN размещаются в каркасах: МЕА-5 и/или МЕА-10. В модуле есть платы аналоговых абонентских линий SAK, в каждую из которых можно включить до 64 абонентских линий. В каждом модуле MSAN также устанавливается одна плата коммутатора Ethernet типа EAS.

Расчёт количества плат SAK, (Nал-а – ёмкость по аналоговым абонентским линиям):

Кsak = INT(Nал-а/64)

Кsak = INT(128/64) = 2

Выберем типы каркасов для MSAN и занесем в таблицу 11:

Таблица 11

Модуль	Тип каркаса	Кол-во плат EAS	Кол-во плат SAK	Ёмкость по АЛ-А
MSAN1/ MSAN2	MEA-5	1	2	128

 

5.3Расчет количества оборудования модуля МСА:

К общему оборудованию модуля МСА относятся платы: центральных управляющих устройства ССА-А и ССА-В и плата адаптера жёсткого диска IVA-A.

К платам, количество которых зависит от ёмкости модуля МСА, относятся: платы ТРС, предназначенные для включения каналов Е1; платы с переключающими реле RPA и RPC; субплаты IHA, предназначенные для расширения коммутационного поля.

Вначале рассчитывается количество каналов E1 для организации СЛ в каждом направление внешней связи. В расчете V это количество СЛ в соответствующем пучке, организованном с РАТС, УАТС1, УАТС2 или ДТУ.

- для РАТС:

n = INT((V+1)/31)       n = INT((31+1)/31) = 2

- для УАТС1:

n = INT((V+1)/31)       n = INT((17+1)/31) = 1

        - для УАТС2:

n = INT((V+1)/31)       n = INT((18+1)/31) = 1

- для ДТУ:

 n = INT((V+1)/31)      n = INT((13+1)/31) = 1

 

Найдем общее число каналов Е1, включаемых в модуль МСА:

Ме1=n1+n2+n3+n4+n5+n6+n7+n8 =2+2+2+1+2+1+1+1=12

 

Теперь определим количество плат ТРС исходя из того, что в одну плату можно включить до 16 каналов Е1.

Ктрс = INT(Ме1/16)+1

Ктрс = INT(12/16)+1=2

Одна из плат ТРС является резервной и имеет обозначение ТРС0.

На каждой плате ТРС устанавливается одна субплата процессора обработки сигналов и сигнальных сообщений типа CDA.

Количество плат RPA на одну меньше, чем плат ТРС, а плата RPС – одна.

Количество субплат IHA определяется в зависимости от числа плат ТРС в соответствии с табл.12. Итог расчётов- таблица 13:

Таблица 12

Количество плат ТРС	Количество субплат IHA	Емкость коммутационного поля, порты
1…4	0	4000
5…8	1	8000
9…12	2	12000
13…16	3	16000

 

Таблица 13

Наименование модуля	Количество плат ТРС	Количество субплат IHA
МСА	2	0

6. СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА УСТАНОВКИ ОБОРУДОВАНИЯ АТС В МОДУЛЯХ, В ШКАФАХ И В ПОМЕЩЕНИЯХ

 

В соответствии с объёмом оборудования, определённым в разделе выше, сначала составляется план установки модулей MLC, MSAN и MCA в шкафах, а затем – план установки шкафов в автоматном зале.

 

6.1 План установки оборудования АТС в модулям MLC:

План представлен в таблице 14, где указываются: номер модуля; тип и количество плат; номера плато-мест. Для плат CLC, а при необходимости – для PLC, указывается тип и количество субплат.

Таблица 14

Наименование модуля	Тип платы	Количество плат	Плато-место
MLC1,2	CLC (c субплатами: CDG – 1 шт. TPE – 1 шт.)	1	1
	SAC	16	2…17
	SBC	6	18…23
	PLC	1	24
MLC3-iCS	CLC (c субплатами: CDG – 1 шт. TPE – 1 шт.)	1	1
	SAC	19	2…20
	PLC	1	24
MLC-РМТС	CLC (c субплатами: CDG – 1 шт. TPE – 1 шт.)	1	1
	SBA	1	2
	PLC	1	24

 

 

6.2 План установки оборудования АТС в модуле MCА:

Оборудование модуля МСА устанавливается в двух каркасах – нижнем и верхнем. В таблице 15 представлен план установки оборудования в модуле МСА: тип и количество плат; номера плато-мест. Для плат CCА и ТРС указывается тип и количество субплат:

 

 

 

Таблица 15

Наименование модуля	Нижний каркас			Верхний каркас
	Тип платы	Количество плат	Плато-место	Тип платы	Количество плат	Плато-место
MCA	ССА-А (без субплат IHA)	1	1…4	IVA-A	1	3
	ССА-В (без субплат IHA)	1	21…24	IVA-В	1	23
	TPC (с субплатой CDA – 1шт)	2	5,6	RPC	1	5
				RPA	2	6 и 7

             

              6.3 План установки оборудования IP-телефонии в модулях MSAN:

              План установки делается для всех модулей MSAN, в каждом из которых предусматривается общее оборудование и оборудование, объём которого зависит от ёмкости модуля. Отобразим в таблице 16.

                                                                                            Таблица 16

Наименование модуля	Тип каркаса	Тип оборудования	Количество оборудования
MSAN1/MSAN2	МЕА-5	Плата EAS	1
		Плата SAK	2
		Панель ввода питания	1
		Блок вентиляторов	1
		Плата идентификации	1

 

        6.4 План установки оборудования в шкафах:

        Модули MLC и MCA станции SI2000 размещаются в многомодульных шкафах европейского стандарта ETSI типа MT2000, имеющего размеры: высота 2200 мм, ширина 600 мм, глубина 300 мм.

Размер модулей (высота, ширина, глубина), мм:

MLC – 500х535х280

MCA – 1000х535х280 .

В шкафу МТ2000 предусмотрено до 4 этажей для установки модулей станции. Модуль MLC занимает один этаж, а модуль MCA – два этажа.

Шкафы нумеруются.

Количество шкафов определяется для монтируемой и конечной ёмкости АТС, а размещение модулей в шкафах показывается только для монтируемой ёмкости.

Получается при монтируемой и конечной ёмкостях требуется соответственно 4 и 5 модулей MLC и один модуль МСА. Значит, потребуется два шкафа.

В шкафу №2 предусмотрено место для установки коммутатора сети Ethernet системы технического обслуживания.

                                                  Шкаф 1                 Шкаф 2                 

Рис. 5. Общий вид шкафов с модулями

для монтируемой ёмкости

 

6.5 План установки оборудования в помещениях:

Для проектируемой станции предусмотрены два помещения: автоматный зал и кроссовая. В автоматном зале размещается оборудование АТС SI2000. В кроссовой - главный щит переключений – кросс. Он предназначен для включения в него внешних и станционных абонентских и соединительных линий.

На рис.7 приведён проект размещения оборудования станции в автоматном зале и кроссовой.

Автоматный зал. В автоматном зале находятся два шкафа, комплектация которых соответствует рис.5. Также, согласно таблице 6, в зале находится одно рабочее место АРМто. Распределительный щит переменного тока – настенного типа. Размер автоматного зала: 2850х3300.

Кроссовая.  Кросс имеет линейную (для включения внешних линий) и станционную (для включения станционных линий) стороны. Между этими сторонами сделаны перемычки, чем достигли подключение внешних линий к требуемым портам АТС.

В проекте используется настенный кросс типа Iskratel Zascite.

Кросса это рамка, в которую можно включить до 10 двухпроводных линий (рис.6):

 

Рис.6

 

Рис.7

 

Рамки вставляются в держатель, в котором можно разместить до 10 рамок (крепятся горизонтально). В свою очередь держатели конструктивно объединяются по 6 штук в вертикальном блоке – по 3 держателя для линейной и станционной сторон. Каждый вертикальный блок рассчитан на включение до 300 двухпроводных линий.

Размеры кросса: высота 2200 мм, глубина 300 мм, ширина 200 мм.

Для монтируемой ёмкости рассчитаем количество вертикальных блоков:

N_е1-сл – суммарное число каналов Е1, предназначенных для организации соединительных линий;

Кз – коэффициент, учитывающий запас ёмкости кросса, Кз = 1,1.

 

Ккр-м = INT(Кз(Nм_ал-а + Nм_ал-ц + 2N_е1-сл)/300)

 

Nм_ал-а =1632; Nм_ал-ц =192;  N_е1-сл = n5 + n6 + n6 + n8 = 7

 

Ккр-м = INT(1,1(1632 + 192 + 2*7)/300) = 7

 

Блоки крепятся к стене в помещении кроссовой. В первую очередь следует использовать стены с правой или левой стороны от входа. Необходимо оставить свободное место для вертикальных блоков кросса, которые потребуются при доведении АТС до конечной ёмкости:

 

Ккр-к = INT(Кз(Nм_ал-а + Nм_ал-ц)/300)

 

Ккр-к = INT(1,1(2176 + 256)/300) = 9

В кроссовой также находится стол обслуживающего персонала. Размер кроссовой 3300х1800.

 

  

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Автоматическая телефонная связь на ж.д. транспорте. Лебединский А.К., Павловский А.А., Юркин Ю.В. Учебник для ВУЗов – М., 2008
2. Проектирование цифровой АТС в сети общетехнологической связи РЖД. Методические указания. Лебединский А.К., ПГУПС, 2012.
3. Собственный конспект лекций.

Скачать: proektirovanie-cifrovoy-ats-v-seti-obts-1.docx