* Повністю цифрова мережа, що забезпечує високу надійність передачі інформації. * Висока швидкість передачі інтегрованої інформації різної природи. * Широкий набір функцій для телефонії, висока якість звуку. * Швидкий набір номера (менше за 1 с).
* Широка доступність і поширеність в світі.
До недоліків ISDN відноситься:
* Проблеми сумісності ISDN-обладнання різних поставщиків.
* Складність модернізації центральних комутаторів і побудови нової цифрової інфраструктури. * Складність замовлення сервісу.
* Необхідність великих фінансових вкладень.
2. 3 Порівняльна характеристика перелічених рішень
Всі характерні достоїнства і нестачі перелічених систем і рішень приведені в табл. 2. 1:
Таблиця 2. 1 - Характерні достоїнства і нестачі перелічених рішень Рішення
Достоїнства
Недоліки
Декадна-крокова АТС
* Зв'язок з між-міською телефонною станцією;
* Зв'язок з вузлами спеціальних служб;
* Включення ліній таксофонів;
* Включення з'єдну-вальних ліній установчих телефонних станцій і підстанцій; * Включення або-нентськіх ліній зі спареними телефонними апаратами * Складність;
* Значні витрати ручної праці в процесі виготовлення і експлуатації. * Низька надійність може бути джерелом перешкод, погіршуючих якість телефонної передачі; * Виникаюча потреба в комутації більше трьох проводів.
Координатна АТС,
* Зв'язок з між-міською телефонною станцією;
* Зв'язок з вузлами спеціальних служб;
* Включення ліній таксофонів;
* Включення з'єдн-увальних ліній установчих телефонних станцій і підстанцій; * . Включення або-нентськіх ліній зі спареними телефонними апаратами * Мала пристосованність для передачі даних,
Електронна АТС, квазіелектронні АТС
* Зв'язок з між-міською телефонною станцією;
* Зв'язок з вузлами спеціальних служб;
* Включення ліній таксофонів;
* Включення з'єдну-вальних ліній установчих телефонних станцій і підстанцій; * Електронний кон-такт нерухомий і не схильний до впливів навколишнього середовища; * Для цифрової АТС характерні невеликі розміри.
* Електронні елементи не можуть передавати ні сигнали постійного струму, ні могутні сигнали; * Передаючий тракт не пропускає частоти, що знаходяться поза звуковим діапазоном; Мережі X. 25
* Розділення одного і того ж фізичного каналу для декількох абонентов в режимі реального часу * Обмін сполучен-нями між користувачами;
* Звертання великої кількості користувачів до віддаленої бази даних, * Зв'язок локальних мереж (при швидкостях обміну не більше за 512 Кбіт/з), об'єднання віддалених касових апаратів і банкоматів. * Передача даних по каналах телефонної мережі загального користування (виділеним і коммутуємим) оптимальним чином * Неможливість передавати по мережах X. 25 такі види інформації, як голос і відео Мережі frame relay
1) Наявність інтерфейсу до послуг або загальнодоступної мережі зі своєю несучою, або мережі з обладнанням, що знаходиться в приватному володінні. 2) Робота ліній, що підключають пристрої користувача до обладнання мережі, на різній швидкості (56 Kb/с до 2 Mb/с) Складний механізм інформаційного обміну;
Наявність проблем, пов'язаних із забезпеченням надійності і якості передачі сигналів Інтегральні мережі ISDN
* Висока надійність передачі інформації.
* Висока швидкість передачі інтегрованої інформації різної природи. * Широкий набір функцій для телефонії,
* Висока якість звуку.
* Широка доступність і поширеність в світі.
* Проблеми сумісності ISDN-обладнання різних поставщиків;
* Складність модернізації центральних комутаторів і побудови нової цифрової інфраструктури; * Складність замовлення сервісу.
* Необхідність великих фінансових вкладень.
2. 4 Загальні вимоги, що пред'являються до мереж зв'язку
З урахуванням всього вищесказаного, можна пред'явити наступні загальні вимоги, які будуть задовольняти вимогам абонентів до мереж зв'язку: * Вид навантаження. Для абонентів телефонних мереж як навантаження виступає кількість викликів, що поступають на станцію в одиницю часу (час найбільшого навантаження). Чим вище цей показник, тим більша кількість з'єднань станція здатна забезпечити. Для абонентів обчислювальних мереж навантаженням є мережевий траффік, тобто кількість інформації, що приймається або, що передається в одиницю часу. Аналогічно, пропускна спроможність системи пропорційна величині траффіка. * Швидкість передачі. Даний параметр застосуємо до обчислювальних мереж, швидкість передачі даних визначає пропускну спроможність, і загалом впливає на якість системи. * Надійність. Характеризує здатність системи нормально функціонувати з урахуванням імовірності різних відмов, збоїв , обумовлених в передбачених вимогах(вимоги до надійності, критерій відмови). * Підтримка різних видів послуг, що надаються абоненту. Даний чинник, є одним з тих, що найбільш визначають використання системи. Як правило, чим ширше спектр послуг, що надаються, тим більше можливість залучення абонентів різних категорій. Необхідно помітити, що це також можливо позначається на економічній стороні цього питання. * Здібність до нарощування. Обумовлює подальший розвиток і модернізацію системи. Всім цим вимогам задовольняє мережа зв'язку, що проектується, на основі цифрової системи комутації 5ESS. Система дозволяє об'єднувати в собі вимоги, що пред'являються абонентами телефонних і обчислювальних мереж, має достатні показники надійності і швидкості передачі, здібність до нарощування, а також надає цілий ряд різних послуг.
3 ПРОЕКТУВАННЯ МЕРЕЖІ ЗВ'ЯЗКУ ВОРОШИЛОВСЬКОГО РАЙОНУ
Об'єктом проектування в даному дипломному проекті є багатофункціональна система зв'язку, область застосування якої поширюється на територію Ворошиловського району м. Донецька. Доцільно проектування подібної системи розбити на кілька основних етапів: * Необхідно підготувати дані про планування району, що містять у собі кількість абонентів, їхню щільність, тип забудови району; * Визначити місце розташування станції;
* Зробити вибір обладнання, що містить у собі станційну і лінійну частини; * Зробити відповідні математичні розрахунки, зв'язані з різного роду навантаженнями на станційне і лінійне обладнання; У загальному випадку, головна проблема проектування абонентських кабельних мереж для міста полягає у визначенні оптимального місця розташування мережевих вузлів абонентського кабелю, оптимізації напрямків прокладки трас абонентського кабелю і встановленні для великих ділянок місцевої мережі границь районів підключення за економічними критеріями. Проблема визначення місця розташування джерел і приймачів інформації, тобто питання, де й у якій кількості вони з'являться в деякому районі чи підключення зони місцевої мережі, має велике значення для вибору структури абонентських кабельних мереж. Дані про наявні та майбутні джерела і приймачі одержуются з плану розвитку території. При цьому під джерелом і приймачем інформації розуміють абонентські пристрої, для експлуатації яких повинний даватися шлях передачі, тобто пару жил абонентського кабелю (кабельну пару). У нашому випадку в якості інформації для проектування можуть виступати наступні дані: * площа Ворошиловського району близько 10 км2;
* населення Ворошиловського району складає 103, 6 тисяч чоловік;
3. 1 Визначення необхідного числа каналів передачі
Згідно з [7] розглянемо потребу в зв’язку індивідуальних користувачів. Якщо припускають, що наприкінці планового періоду в кожній квартирі буде встановлений телефонний апарат, то необхідна кількість ПЖК для житлового району визначається виразом (3. 1):
, (3. 1)
де - число необхідних ПЖК для установки телефонних апаратів у житловому районі, шт; а - число індивідуальних уведень, шт;
bi - число колективних уведень категорії i, шт;
Vi - співвідношення ліній між індивідуальними і колективними введеннями для категорії i; ЖР - кількість жителів розглянутого району, чол;
N - середнє число людин у квартирі, чол.
Розглянемо потреби в зв’язку установ і підприємств. Якщо вважають, що для установчих і виробничих потреб будуть використовуватися переважно установчі станції, то потреба в ПЖК може бути знайдена з наступного виразу (3. 2):
, (3. 2)
де NG - кількість необхідних ПЖК для основних телефонних апаратів установчого і виробничого секторів у частині району, шт; РС - кількість працюючих у розглянутій частині району, аб;
f1 - середня кількість працюючих на кожну установчу станцію, аб; f2 - середня кількість включених апаратів на кожен основний телефонний апарат; шт. Також необхідно враховувати та інші потреби (NS), такі як таксофони, міжміській зв’язок...
3. 2 Підготовка даних про розвиток
Для фіксації місць виникнення джерел і приймачів інформації карта планованого району покривається растровою сіткою, утвореної взаємно перпендикулярним лініями [7]. Площа одного квадрата цієї сітки вибирається з урахуванням реального картографічного матеріалу. Якщо суму потреб ПЖК розділити на площу квадрата, то одержимо щільність ПЖК :
h= ( + NG + NS)/A, (3. 3)
де - число необхідних ПЖК для установки телефонних апаратів у житловому районі, шт; NG - кількість необхідних ПЖК для основних телефонних апаратів установчого і виробничого секторів у частині району, шт; NS - інші потреби.
У даному випадку сума потреб ПЖК є відомої й у загальному складає близько 30 тисяч абонентів. Розрахуємо середню щільність ПЖК:
h = 30000 аб/10 км2 = 3000 аб/км2
У кожен квадрат сітки записується кількість джерел, що очікується на відповідній частині території. Сітка квадратів з нанесеними зведеннями про кількість джерел і приймачів інформації у відповідності зі своїм змістом називається планом розподілу пар жил кабелю (ПРПЖК) чи абонентською матрицею. План розподілу пар жил кабелю абонентів Ворошиловського району приведений у Додатку Б.
3. 3 Визначення місця розташування мережного вузла абонентського кабелю
Мережний вузол абонентського кабелю являє собою центр зони підключення, в якому у залежності від розглянутого напрямку починаються чи закінчуються абонентські кабелі. В ньому розташувують відповідну телефонну комутаційну станцію, або головний крос [7]. У реальних умовах можуть виникати причини (наприклад, водяні простори, перепад висот, скелястий ґрунт, залізничні спорудження і т. д. ), що не дозволяють здійснювати прокладку трас живильного кабелю мережного вузла. З урахуванням усього вищесказаного можна висунути наступні вимоги: * При виборі місця мережного вузла абонентського кабелю необхідно враховувати показники телефонного навантаження, а саме, розташовувати його таким чином, щоб він співпадав з центром навантаження, якщо не існують які-небудь зовнішні перешкоди; * Бажано щоб район мав меншу площу і найбільш компактну форму (близьку до кола, правильного багатокутника, квадрата), і абонентські лінії також повинні прокладатися по найкоротших трасах; * При розгляді витрат фактичні довжини ліній з'єднань між місцями джерел і приймачів інформації і мережних вузлів абонентського кабелю визначаються по ортогональних трасах. На малюнку 3. 1 зображений план розподілу пар жил кабелю абонентів Ворошиловського району з обраним місцем розташування мережного вузла. Заштрихованими ділянками позначені місця, де показник щільності абонентів рівен нулю.
Малюнок 3. 1 - Розташування мережного вузла абонентського кабелю Ворошиловського району
3. 4 Формування мереж абонентського кабелю
При організації абонентських сполучних ліній існує велика кількість можливих рішень для кожного району підключення [7]. Виділимо три центральних моменти для створення району підключення: * Розміщення трас кабеля живлення в районі підключення, на основі даних про розташування мережного чи вузла головного кроса; * Визначення економічно вигідних розмірів підрайонів підключення (ПРП), що являють собою частину району підключення, у якому поєднуються відгалуження абонентського сполучного кабелю (АСК); * Застосування пристроїв відгалуження і створення мережі по ділянках.
3. 5 Оптимальні розміри підрайону підключення
Велика кількість наявних очікуваних у майбутньому джерел і приймачів інформації вимагає настільки величезної кількості абонентських магістральних ліній, що розподільні кабелі малої ємності повинні систематично об'єднаються. Оскільки при об'єднанні неминуче виникають різні варіанти, то постановка мети оптимізації приводить до питання про економічні розміри підрайону підключення. При аналізі мереж абонентського магістрального кабелю можна зробити наступні твердження: * у розподільному кабелі зосереджені тільки пари жил кабелю (кабельні пари) підрайону підключення; * через один кабель живлення у більшості випадків підключаються кілька підрайонів підключення. В даний час для мереж абонентського кабелю створені дві моделі: * Модель прямокутного району підключення характеризується ортогональною прокладкою трас живильного кабелю, прямокутними підрайонами підключення й однорідною щільністю ліній. Ця модель враховує насамперед старі способи забудови у великих містах і відрізняється порівняно простими обчисленнями * Модель секторного району підключення характеризується радіальною прокладкою трас живильного кабелю, трапеційними формами ПРП, будь-якими щільностями ліній. Ця модель виникла в результаті аналізу мереж абонентського кабелю в малих містах і дозволяє враховувати неоднорідну щільність ліній Ми розглянемо застосування моделі прямокутного району, тому що траси вулиць, по яких треба вести кабель, в основному, ортогональні, що визначає цю модель як вдале економічне рішення.
3. 6 Визначення трас кабелю живлення в підрайоні підключення
Застосування оптимальних розмірів ПРП є істотним елементом мінімізації вартості абонентського кабелю. Однак ефективність цього прийому може звестися до нуля, якщо при поділі РП на ПРП не враховувати економічність прокладки трас кабелю живлення. З цією метою варто використовувати план розподілу ПЖК РП, на який нанесене місце розташування мережного вузла абонентського магістрального кабелю. Поділ району на РП почнемо з вибору напрямка головної траси кабеля живлення. Схематичний напрямок головної траси зображене на мал. 3. 2.
Малюнок 3. 2 - Напрямок головної траси кабелю живлення
Після цього РП розділяється на ділянки за принципом середньої щільності ліній. Разом з цим визначаються РП оптимальних розмірів для кожної ділянки РП. Для цього використовуються наступні рівняння:
Середня щільність ліній у РП:
, (3. 4)
де qij - кількість джерел і приймачів інформації в квадраті Aij, аб. Обчислимо середню щільність ліній у РП:
Далі, скориставшись номограмою, приведеної на мал. 3. 3, знайдемо оптимальну ширину ПРП при заданій щільності ліній h.
Малюнок 3. 3 - Залежність розмірів ПРП від щільності ліній h
У результаті, значення буде складати 585 м
По картографічному матеріалі з урахуванням масштабу, а також кривизни вулиць була обмірювана довжина траси головного кабелю. Вона складає Lг. т = 5360 м.
Далі необхідно обчислити кількість ділянок РП:
, (3. 5)
де Lг. т - довжина траси, що вибирається як головну трасу, м; - оптимальна ширина ПРП при щільності ліній h, м.
У результаті передбачається дев'ять ділянок РП. На підставі мал 3. 4 можна стверджувати, що центральні ділянки повинні мати ширину 585 м. Ширина зовнішніх ділянок складає близько 47, 5 метрів.
Малюнок 3. 4 - Поділ РП на ділянки підключення
Далі необхідно розділити ділянки РП на ПРП. Довжина окремого ПРП обчислюється по формулі (3. 6):
, (3. 6)
де pr - оптимальна кількість ПЖК підрайону підключення на ділянці району підключення r при щільності ліній hr; шт; l2S - ширина підрайону підключення на ділянці району підключення s, м. Якщо щільность ліній у середньому не відрізняються більш ніж у 2-1, 5 рази, то можна припустити, що довжина кожного ПРП буде складати близько 360 м. У ділянках РП, де щільність ліній знижується довжина ПРП трохи збільшується. Розбивка РП на ПРП схематично зображено на мал. 3. 5:
Малюнок 3. 5 - Розбивка РП на окремі ПРП
Далі в кожнім ПРП з урахуванням особливостей напрямку вулиць і розташування будинків вибираємо місця розташування розподільних шаф, а потім використовуючи метод ортогональних трас з'єднуємо їх з магістральним абонентським кабелем живлення. Також необхідно врахувати, що прокладка кабелю передбачає наявність вже існуючої міської кабельної каналізації. Зображення реального РП Ворошиловського району з урахуванням напрямків прокладення трас живильного кабелю приведено в Додатку В. Схема напрямків зв’язку між існуючими МАТС і проєктуємою АТС 5ESS приведена у Додатку Д. 4 ОБЛАДНАННЯ ЦИФРОВОЇ СИСТЕМИ КОМУТАЦІЇ 5ESS
4. 1 Загальні принципи побудови сучасних систем комутації
Згідно проведеному в розділі аналізу, найбільше призначеними серед систем з’вязку є цифрові системи, наприклад 5ESS. Комутаційна система 5ESS являє собою універсальну цифрову телефонну систему з розпозподіленим керуванням, що має широкий діапазон застосувань, де комутація ґрунтується на 32-канальній структурі, а обробка даних забезпечується 32-бітовими мікропроцесорами. Використання таких могутніх мікропроцесорів дало можливість гнучкого визначення архітектури комутаційної системи [1, 8]. Весь діапазон застосувань системи 5ESS, починаючи від локальних станцій і закінчуючи міжнародними вузлами великої ємності реалізується з використанням трьох типів модулів: адміністративного модуля – АМ, комунікаційного модуля – СМ і комутаційного модуля – SM. Для подальшого проектування багатофункціональної мережі зв'язку необхідно дати короткий опис основних елементів і принципу роботи системи згідно з [1, 8].
4. 2 Комутаційний модуль SM
4. 2. 1 Структурна схема SM і функції загального обладнання
Комутаційний модуль SM забезпечує підімкнення АЛ і ЗЛ і виконує основні функції обслуговування викликів. Тільки лише при з'єднаннях з іншими SM і виконанні централізованих функцій експлуатації і технічного обслуговування він взаємодіє з модулями CM і AM, використовуючи внутрісистемні ВОЛЗ (лінії NCT). Модуль SM (мал. 4. 1) має спільне обладнання, а також периферійні блоки різного призначення, що встановлюються лише за потреби: * інтегральні ISLU і аналогові LU блоки АЛ;
* цифрові DLTU і аналогові ATU блоки ЗЛ;
* модульний блок фізичних вимірювань MMSU;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
