Министерство Науки и Образования Республики Казахстан

МОК

Казахско-Американский Университет

Расчетно-графическая работа

по дисциплине

Системы коммутации

Выполнил: Ельтиндинов А.

Студентка группы: ФПН(11) РЭиТ IIIС

Номер ID: 18

Предмет: СК

Принял(а): Сакабаева А.К

Алматы 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………… ...

Задание…………………………………………………………….. …

Основная часть……………………………………………………….

Заключение………………………………………………………..…

Список литературы……………………………………………… ...

Введение

Коммута́ция — процесс соединения абонентов коммуникационной сети через транзитные узлы.

Коммуникационные сети должны обеспечивать связь своих абонентов между собой. Абонентами могут выступать ЭВМ, сегменты локальных сетей, факс-аппараты или телефонные собеседники. Как правило, в сетях общего доступа невозможно предоставить каждой паре абонентов собственную физическую линию связи, которой они могли бы монопольно «владеть» и использовать в любое время. Поэтому в сети всегда применяется какой-либо способ коммутации абонентов, который обеспечивает разделение имеющихся физических каналов между несколькими сеансами связи и между абонентами сети.

Каждый абонент соединен с коммутаторами индивидуальной линией связи, закрепленной за этим абонентом. Линии связи протянутые между коммутаторами разделяются несколькими абонентами, то есть используются совместно.

Коммутаторы

Коммутация по праву считается одной из самых популярных современных технологий. Коммутаторы по всему фронту теснят мосты и маршрутизаторы, оставляя за последними только организацию связи через глобальную сеть. Популярность коммутаторов обусловлена прежде всего тем, что они позволяют за счет сегментации повысить производительность сети. Помимо разделения сети на мелкие сегменты, коммутаторы дают возможность создавать логические сети и легко перегруппировывать устройства в них. Иными словами, коммутаторы позволяют создавать виртуальные сети.

В 1994 году компания IDC дала свое определение коммутатора локальных сетей: “ коммутатор – это устройство, конструктивно выполненное в виде сетевого концентратора и действующее как высокоскоростной многопортовый мост; встроенный механизм коммутации позволяет осуществить сегментирование локальной сети, а также выделить полосу пропускания конечным станциям в сети”.

Впервые коммутаторы появились в конце 80-х годов. Первые коммутаторы использовались для перераспределения пропускной способности и, соответственно, повышения производительности сети. Можно сказать, что коммутаторы первоначально применялись исключительно для сегментации сети. В наше время произошла переориентация, и теперь в большинстве случаев коммутаторы используются для прямого подключения к конечным станциям.

Широкое применение коммутаторов значительно повысило эффективность использования сети за счет равномерного распределения полосы пропускания между пользователями и приложениями. Несмотря на то что первоначальная стоимость была довольно высока, тем не менее они были значительно дешевле и проще в настройке и использовании, чем маршрутизаторы. Широкое распространение коммутаторов на уровне рабочих групп можно объяснить тем, что коммутаторы позволяют повысить отдачу от уже существующей сети. При этом для повышения производительности всей сети не нужно менять существующую кабельную систему и оборудование конечных пользователей.

Общий термин “коммутация ”применяется для четырех различных технологий: Конфигурационной коммутации; Коммутации кадров; Коммутации ячеек; Преобразования между кадрами и ячейками.

В основе конфигурационной коммутации лежит нахождение соответствия между конкретным портом коммутатора и определенным сегментом сети. Это соответствие может программно настраиваться при подключении или перемещении пользователей в сети.

При коммутации кадров используются кадров сетей Ethernet, Token Ring и т.д. Кадр при поступлении в сеть обрабатывается первым коммутатором на его пути. Под термином обработка понимается вся совокупность действий, производимых коммутатором для определения своего выходного порта, на который необходимо направить данный кадр. После обработки он передается далее по сети следующему коммутатору или непосредственно получателю.

В технологии АТМ также применяется коммутация, но в ней единицы коммутации носят название ячеек. Преобразование между кадрами и ячейками позволяет станциям в сети Ethernet, Token Ring и т.д. непосредственно взаимодействовать с устройствами АТМ. Эта технология применяется при эмуляции локальной сети.

Коммутаторы делятся на четыре категории: Простые автономные коммутаторы сетей рабочих групп позволяют некоторым сетевым устройствам или сегментам обмениваться информацией с максимальной для данной кабельной системы скоростью. Они могут выполнять роль мостов для связи с другими сетевыми сегментами, но не транслируют протоколы и не обеспечивают повышенную пропускную способность с отдельными выделенными устройствами, такими как серверы. Коммутаторы рабочих групп второй категории обеспечивают высокоскоростную связь одного или нескольких портов с сервером или базовой станцией. Третью категорию составляют коммутаторы сети отдела предприятия, которые часто используются для взаимодействия сетей рабочих групп. Они представляют более широкие возможности администрирования и повышения производительности сети. Такие устройства поддерживают древовидную архитектуру связей, которая используется для передачи информации по резервным каналам и фильтрации пакетов. Физически такие коммутаторы поддерживают резервные источники питания и позволяют оперативно менять модули.

Задание

Задание 1. Привести краткие технические характеристики коммутационной системы, структуру КС, назначение модуля, подсистемы, функциональную схему.

Таблица 1 – Тип коммутационной системы на сети

Последняя цифра ID № 8

MD110

КП

ПО

Задание 2. Привести основные технические характеристики и комплектацию КС существующей и модернизируемой сетей.

Таблица 2 - Тип КС существующей и модернизируемой сети

Последняя цифра ID	№ 8
КС после модернизации
Тип КС модернизируемой сети	DMS
КС до модернизации
Тип существующей КС	АТСКУ 100/2000
Емкость до модернизации	2800
Емкость после модернизации	3500

Задание 3. Выполнить расчеты и распределение нагрузки сети. Исходные данные приведены в таблицах 3,4. Расчет необходимо выполнить с учетом структуры абонентов, с учетом развития сети.

Таблица 3 - Исходные данные для расчета и распределения нагрузки

Тип коммутационной станции сети
Последняя цифра ID
Тип КС и емкость	8
Назначение АТС	DMS
Емкость сети	3500
ЦС	900
ОС-1	300
ОС-2	256
ОС-3	128
ОС-4	290
ОС-5	300
ОС-6	156
ОС-7	128
ОС-8	750
ОС-9	292

Таблица 4 - Процентное соотношение структуры абонентов

Последняя цифра ID
Структурный состав абонентов сети	Показатель	8
	Nтксф	2.8
	Nнх	6.9
	Nkв	90.3

Решение

Задание 1.

MD110

Цифровая УПАТС фирмы Ericsson

Ericsson Consono MDl 10, цифровая учрежденческая АТС емкостью до 31 ООО портов (до 26 тысяч абонентов) при любом соотношении внешних и внутренних линий.

В основе конструкции учрежденческой АТС MD 110 заложен принцип модульно-независимого построения системы, что позволяет создать территориально-распределенную сеть из многих физически разнесенных узлов в рамках единой станции. Такое построение обеспечивает прозрачность и доступность всех услуг, не ограниченную использованием внешних протоколов. Каждый модуль АТС имеет процессор, коммутационное поле, питание и работает как независимая станция при коммутации вызовов, не требующих соединения с другими узлами, являясь частью всей станции, что приводит к уменьшению числа транзитов и повышает производительность и функциональные возможности MD 110.

Отличительной особенностью станции является возможность компрессии голоса, что весьма актуально для наиболее рационального использования голосовых линий, так как за счет 4-кратного сжатия информации уменьшается количество задействованных в передаче голосовых каналов. (Такая связь может быть реализована только между АТС фирмы Ericsson, либо между станциями, оснащенными такими же системами.)

Функциональные возможности MD110:

- максимальное количество абонентов в одной системе - 26 ООО;

- компрессия голоса (по заказу) - сжатие в 4 раза информации, передаваемой по линиям;

- максимальное количество подключаемых беспроводных телефонов - 10 ООО;

- роуминг беспроводных абонентов между различными офисами; возможность выноса цифровых абонентов и абонентов ISDN;

- поддерживаемые интерфейсы ISDN: S/T(BRI) - абонентские интерфейсы, PRI - межстанционный интерфейс.

Сетевые возможности:

- неограниченное число узлов в сети;

- поддержка стандартных протоколов/сигнализации сети общего пользования (E-DSS1, R2D, различные виды E«feM);

- поддержка протоколов/сигнализации, специфичных для сети общего пользования (3-проводные физические линии, 2ВСК (цифровой R1.5), входящий АОН); поддержка стандартных протоколов/сигнализации корпоративных сетей (Q-SIG, R2D, различные виды Е&М); ручной коммутатор М60; интерфейсы ISDN - BRI, PRI; функция DISA;

- переадресация вызова на внешний номер по линии R1.5);

- единый план нумерации - возможность введения единой нумерации в распределенной структуре (например, во всех офисах фирмы, независимо от марок и моделей используемых АТС, будут присвоены 3-, 4- или 5-значные номера);

- прозрачность услуг - доступность сервиса для каждого абонента сети;

- оптимизация маршрута прохождения вызовов;

- централизованный оператор;

- сетевая функция ACD - возможность построения центра распределенных вызовов по всей сети Call Center; реализация функций транзитно-оконечной АТС.

Возможности передачи данных: одновременная передача речи и данных; интерфейсы локальных вычислительных сетей - Ethernet (lOBaseT, 10Base2), Token Ring; протоколы ЛВС - TCP/IP, IPX, DECnet и др.; интерфейсы глобальных сетей (WAN) - V.24/V.28, X.21/V.11, V.24A.35, V.24A.36, ISDN, BRI, G.703; протоколы глобальных сетей (WAN) -X.25/X.75/X.75E, X.3/X.28/X.29, SNA/SDLC, Frame Relay, TELNET, ATM, ISDN; интерфейсы для приложений CTI (Computer Telephony Integration).

Задание 2

Цифровая АТС DMS-100

Цифровая АТС DMS-100 емкостью от 1 280 до 10000 портов и выше, предназначена для работы в качестве городской АТС и является платформой для предоставления полного спектра услуг связи.

Использование на телефонной сети коммутационного оборудования платформы DMS-100 позволит Оператору при необходимости легко трансформировать архитектуру централизованной топологии в архитектуру распределенного доступа и управления, создавая, таким образом, мультисервисные пакетные сети, отвечающие новому решению Succession Networks концерна Nortel Networks.

Возможности DMS-100

DMS-100 позволяет организовать любое количество выносов в пределах своей максимальной емкости, которым доступен весь спектр услуг предоставляемых основной станцией.

Станция работает с различными типами абонентских устройств, имеет модульную структуру с централизованным управлением и резервированием всех модулей. Полное дублирование реализуется в следующих устройствах: центральное управляющее устройство, цифровое коммутационное поле, модули ввода вывода информации.

Архитектура системы позволяет гибко сочетать разные варианты конфигураций для реализации оптимального решения с учетом всех требований Заказчика. Станции легко расширяются как в плане наращивания абонентской емкости, так и в плане предоставления дополнительных услуг, например голосовой почты или услуг факс-сервера. Станция полностью совместима со стандартными телекоммуникационными протоколами, включая ОКС №7, ISDN, протокол Х.25 МСЭ и СОРМ.

Особенности:

замена АК без прерывания связи в блоке АЛ;

универсальность блока АЛ;

универсальность плат ЦСЛ (ISUP, PRI);

процессоры с сокращенным набором команд (технология RISC);

обработка 1,5 млн. вызовов в ЧНН;

планирование нагрузки по группам абонентов;

централизованное управление;

простота наращивания системы;

компактность (400 линий/ м2);

емкость стативов 1280АЛ и 960 ЦСЛ;

Основные технические характеристики станции DMS-100

Максимальная емкость:

абонентская 120 000

соединительных линий 60 000

Емкость выноса (абонентов):

минимальная 60

максимальная 120 000

Удельная нагрузка:

на абонентскую линию 0,2 Эрл

на соединительную линию 0,8 Эрл

Максимальное количество вызовов: в час наибольшей нагрузки 1 500 000

Сопротивление шлейфа абонентской линии с учетом сопротивления телефонного аппарата:

обычный телефон 1900 Ом

таксофон 1500 Ом

Напряжение питания 43,2-60В

Средняя потребляемая мощность на одного абонента - 0,7 ВТ

Физические характеристики:

размер центрального элемента SuperNode 107х71х183 см;

размер связного периферийного процессора 107х71х183 см;

размер модуля расширенной сети 107х71х183 см;

размер остальных стативов (закрытый вариант) 72х71х183 см.

Требуемая для размещения оборудования площадь: для станции на 10000 абонентов 38 м²

Интерфейсы СЛ: ОКС-7 (до 180 направлений), R 1,4; ICDN PRI, V5.2, СОРМ.

Интерфейсы АЛ:

аналоговая линия телефон; аналоговая линия таксофон;

BRI (2-х проводные, «S/T» и «T»);

BRI (4-х проводные (NT1), «S/T» и «T»);

Business Set; встроенный ADSL модем.

Поддержка сервисных платформ, которые позволяют сделать существующие наборы услуг более широко доступными, а также обеспечивают механизмы для создания новых дополнительных услуг:

виртуальные Частные сети (VPN);

интеллектуальные сети связи (IN);

сквозные услуги FT (Feature Transparency);

Переход к сетям NGN

Программное обеспечение ISN (International Succession Networks), инсталлируемое на аппаратной платформе DMS-100/CS2000, поддерживает возможности как по коммутации каналов, так и возможности NGN (Next Generation Networks) по пакетной коммутации. Традиционные возможности по коммутации каналов поддерживаются посредством аппаратной платформы DMS, а возможности по пакетной коммутации – посредством аппаратной платформы CS2000, выполняющей функции Softswitch.

Возможен плавный переход к сети пакетной коммутации посредством установки гибридной конфигурации аппаратной платформы CS2000 путем обновления версии программного обеспечения и дооборудования коммутационной системы DMS. Гибридная конфигурация состоит из оборудования платформы DMS, оборудования платформы CS2000 и наряду с этим имеется общее оборудование для обеих платформ, такое как процессорный комплекс Core, на котором инсталлируется ISN PCL (Product Computing-Module Load).

Традиционная коммутация обеспечивается посредством аппаратной платформы DMS, в то время как услуги пакетной коммутации реализуются на основе аппаратной платформы CS2000. Таким образом, сервер CS2000 в гибридной конфигурации может параллельно обрабатывать вызовы из TDM-сети и управлять коммутацией в пакетной сети.

При дооборудовании необходимо установить комплект контроллеров медиа-шлюзов GWC (Gateway Controllers) и устройство SDM (Supernode Data Manager).

DMS-100/CS2000 отличное, гибкое, многовариантное решение для замены, реконструкции и расширения емкости существующих сетей ТфОП с параллельным переводом ее в мультисервисные сети NGN, предоставлящее неисчерпаемые возможности по предоставлению новых высокодоходных услуг.

Характеристика АТСК 100/2000

Структурная схема АТСК 100/2000 с одной ступенью ГИ

Особенности построения функциональной схемы

Минимальная емкость АТС – 100 номеров

Максимальная емкость АТС – 2000 номеров

Используется в основном на СТС и как учережденческая с правом выхода на ГТС.

На СТС применяется как ЦС, УС, ОС.

Развитие станций предусматривается 100-номерными группами – до 20 КБ АИ.

На ступени АИ – 3-х звенный КБ А В С. На ступени ГИ - 30´40´ 200, РИ - 20´5 (подробно блоки рассматриваются в лаборатории).

АР – 5-ти значный, принимает все знаки набираемого номера батарейными импульсами, а выдает в маркеры – быстродействующим полярно-числовым кодом. Маркеры распределены по ступеням искания. ( Среднее время работы маркера при установлении соединения h = 0,6 сек.)

К - 100/2000 может работать совместно с однотипными ЦСК, АТСКЭ, ДШ АТС, обязательно имеет выход на МТС и на ней возможно установить аппаратуру АОН.

Станция рассчитана на работу без постоянного присутствия техперсонала на ней и даже есть специальная аппаратура для дистанционных проверок оборудования и передачи сигналов о повреждениях на выше стоящую АТС.

Электропитание обеспечивает const ток с U=60В.

На станции возможно установить внутристанционные, исходящие, входящие и транзитные соединения.

Если емкость АТС >500 номеров, то возникает необходимость установить 2 ступени ГИ для установления внутристанционного соединения.

Вся информация о способе построения ступеней, параметрах КБ, типах МКС, на которых они построены, числе направлений и доступности известна ранее.

Краткое описание процесса и установления соединения на АТСК 100/2000

Внутристанционное соединение.

Вызывающий абонент снял трубку и МАИ определяет N вызывающей АЛ, затем в блоке АИ устанавливается соединение АЛ с ШК, работая в режиме СИ.

МРИ определяет поступление сигнала занятия на ШК, выбирает в процессе свободного искания регистр и через блок РИ осуществляется коммутация ШК с АР.

В этот момент из АР через блоки РИ и АИ вызывающий абонент получает тональный сигнал, “ответ станции” (f=425 Гц) и начинается набор номера.

Все цифры абонентского номера принимаются и запоминаются в АР.

Завершив прием всех цифр, АР отмечает положительным потенциалом вход блока ГИ, соединенный с занятым ШК. К этому входу подключается МГИ и посылает в регистр кодированный сигнал запроса первой цифры номера.

Выбор направления МГИ может осуществляется по одной, двум, трем цифрам абонентского номера в зависимости от направления. Обмен информацией между М и Р осуществляется методом челнока полярно-числовым кодом. На основе полученной информации МГИ выбирает направление к нужному сотенному блоку АИ, потом свободную линию в этом направлении доступную входу через свободную ПЛ. После этого осуществляется коммутация в блоке ГИ и МГИ освобождается.

Затем из АР отмечается потенциалом занятый вход в блок АИ. Номер этого входа определяется МАИ. По запросам МАИ АР последовательно выдает информацию о 2-х последних цифрах номера. МАИ выбирает свободные и доступные ПЛ и проверяет на занятость вызываемую АЛ.

Если она свободна, то на ступени АИ осуществляется коммутация и вход блока АИ подключается к вызываемой АЛ.

Одновременно МАИ посылает в АР кодированный сигнал окончания соединения и затем АР и МАИ освобождаются.

Посылка сигнала вызова (f = 25Гц) и тонального сигнала КПВ (f = 425Гц) осуществляется из ШК. Так же ШК производит питание микрофонов ТА обоих абонентов и обеспечивает цепи удержания электромагнитов МКС в КБ АИ и ГИ.

Задание 3.

Расчет и распределение нагрузки

Из общей емкости сети зоны каждой СТС выделяется одна стотысячная группа, и ей присваивают двузначный код. Следовательно, нумерация абонентских линий СТС должна быть пятизначной. Нумерация АЛ и коды АТС проектируемой сети приведены в таблице 5. В таблице 5 указана емкость сети с учетом расширения. Расширение номерной емкости произошло на станциях Кобетей на 50 номеров (200); Шахтер на 120 номеров (320); Байтуган на 160 номеров (360), и центральной станции на 200 номеров (1600 номеров). С учетом новых абонентов емкость сети составит 3080 номеров.

Таблица 5 - Нумерация абонентских линий на СТС

Назначение АТС	Населенный пункт	Тип АТС	Емкость АТС	Нумерация АЛ
ЦС	Киевка	АТСЭ<MD-110>	900	21000 - 21899
ОС - 1	Майоровка	АТСК 50/200	300	26400 - 26699
ОС - 2	Заречное	АТСК 50/200	256	25400 - 25655
ОС - 3	Кобетей	АТСК 50/200	128	24600 - 24727
ОС - 4	Акмет - уылы	АТСК 50/200	290	26300 - 26589
ОС - 5	Шахтер	MD-110	300	23100 - 23399
ОС - 6	Амантау	АТСК50/200	156	23900 - 24055
ОС - 7	Байтуган	MD-110	128	27100 - 27127
ОС - 8	Ивановка	АТСК 50/200	750	25100 - 25849
ОС - 9	Балыктыкол	АТСК 50/200	292	24100 - 24391
	Итого

Применение коротких цифр тысяч и десятков тысяч позволит сократить время установления внешней связи.