3. Расчёт телефонной нагрузки, поступающей на линии разного назначения проектируемой атс

В проекте рассчитывается нагрузка, поступающая на пучки: соединительных линий к РАТС, УАТС и ДТУ; промежуточных линий между модулями MLC и MCA; линий, идущих к АРМо РМТС, а также на каналы Ethernet сети IP-телефонии.

Нагрузка определяется в соответствии с соединениями, которые устанавливаются через станцию. Соединения с участием абонентов проектируемой АТС являются оконечными. Соединения между абонентами двух УАТС и между УАТС и ДТУ проходят транзитом через модуль МСА. В табл.2 показано, между какими абонентами допустимы соединения, а также соединения с операторами РМТС. Соединения с абонентами внутри зоны и других зон проходят через ДТУ. Стрелочками показаны направления соединений. Все соединения, кроме входящих к операторам РМТС и исходящих от них к ДТУ, двусторонние. Прочерк указывает на невозможность соединений через проектируемую АТС.

На упрощённой структурной схеме АТС (рис.3) показаны нагрузки, которые должны быть рассчитаны, 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;

Расчёты телефонной нагрузки производятся для часа наибольшей нагрузки (ЧНН).

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.

Рис. 2. Структурная схема АТС SI2000

Затем определяется расчетная нагрузка, которая учитывает влияние случайных колебаний нагрузки около среднего значения в течение ЧНН. Для расчетной нагрузки используется следующая формула:

Yр = Y + 0,674√Y (Эрл) .

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

t_з = t_р+t_тех (час).

Таблица 2

		Абоненты:						Операто-ры РМТС
		проек-тируемой АТС	УАТС1	УАТС2	сети общего пользов.	внутри зоны	других зон
Абоненты	проек-тируе-мой АТС							
	УАТС1		-					
	УАТС2			-				
	внутри зоны				-	-	-	-
	других зон				-	-	-	-
Операторы РМТС					-	-		-

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.

Средние нагрузки определяются в зависимости от конфигурации АТС. Ниже приведены формулы для расчёта средних нагрузок, соответствующие структурной схеме, показанной на рис.3. Результаты расчётов заносятся в таблицы, составленные по форме таблиц 3 и 4.

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

Нагрузка на промежуточных линиях MLC1 – MCA:

Y_mlc1=Y_вн1+Y_рмтс1+Y_ратс1+Y1_уатс1+ Y2_уатс1 + Y_дту1

Y_вн1=N _mlc1(С_вн(t_{р вн} +t_тех1))

Y_рмтс1= N _mlc1(С_рмтс(t_{р зак}+ t_{р мг} +t_тех2))d₂

Y_ратс1= N _mlc1(С_ратс(t_{р сл} +t_тех1))d₃

Y1_уатс1= N _mlc1(С1_уатс(t_{р сл} +t_тех1))

Y2_уатс1= N _mlc1(С2_уатс(t_{р сл} +t_тех1))

Y_дту1 = N _mlc1(С_{дту-внут}(t_{р мг}+ t_тех1) + С_{дту-внеш}(t_{р мг}+ t_тех1)d₁)

Нагрузка на промежуточных линиях MLC2 – MCA:

Y_mlc2=Y_вн2+Y_рмтс2+Y_ратс2+Y1_уатс2+ Y2_уатс2 + Y_дту2

Y_вн2=N _mlc2(С_вн(t_{р вн} +t_тех1))

Y_рмтс2= N _mlc2(С_рмтс(t_{р зак}+ t_{р мг} +t_тех2))d₂

Y_ратс2= N _mlc2(С_ратс(t_{р сл} +t_тех1))d₃

Y1_уатс2= N _mlc2(С1_уатс(t_{р сл} +t_тех1))

Y2_уатс2= N _mlc2(С2_уатс(t_{р сл} +t_тех1))

Y_дту2= N _mlc2(С_{дту-внут}(t_{р мг}+ t_тех1) + С_{дту-внеш}(t_{р мг}+ t_тех1)d₁)

Рис.3. Структурная схема АТС SI2000 с нагрузками

Нагрузка на промежуточных линиях MLC3-iCS – MCA:

Y_mlc3=Y_вн3+Y_рмтс3+Y_ратс3+Y1_уатс3+ Y2_уатс3 + Y_дту3

Y_вн3=(N_mlc3 + N_ip1 + N_ip2)(1-Q1)(С_вн(t_{р вн} +t_тех1))

Y_рмтс3= (N_mlc3 + N_ip1 + N_ip2)(С_рмтс(t_{р зак}+ t_{р мг} +t_тех2))d₂

Y_ратс3= (N_mlc3 + N_ip1 + N_ip2)(С_ратс(t_{р сл} +t_тех1))d₃

Y1_уатс3= (N_mlc3 + N_ip1 + N_ip2)(С1_уатс(t_{р сл} +t_тех1))

Y2_уатс3= (N_mlc3 + N_ip1 + N_ip2)(С2_уатс(t_{р сл} +t_тех1))

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)

Q1 = (N_mlc3 + N_ip1 + N_ip2)/N_об N_об = N_mlc1 + N _mlc2 + N _mlc3 + N_ip1 + N_ip2

Нагрузка на промежуточных линиях MLC-РМТС – MCA:

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

Y_рмтс1з= N _mlc1(С_рмтс(t_{р зак}+ t_тех3))d₂

Y_рмтс2з= N _mlc2(С_рмтс(t_{р зак}+ t_тех3))d₂

Y_рмтс3з= N _mlc3(С_рмтс(t_{р зак}+ t_тех3))d₂

Y1_{уатс-рмтс1} = N1_уатс(С_рмтс(t_{р зак}+ t_тех3))d₂

Y2_{уатс-рмтс1} = N2_уатс(С_рмтс(t_{р зак}+ t_тех3))d₂

Нагрузка на линиях к АРМо РМТС:

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

Y_рмтс1о= N _mlc1С_рмтсt_{р зак}d₂

Y_рмтс2о= N _mlc2С_рмтсt_{р зак}d₂

Y_рмтс3о= N _mlc3С_рмтсt_{р зак}d₂

Y1_{уатс-рмтс2} = N1_уатсС_рмтсt_{р зак}d₂

Y2_{уатс-рмтс2} = N2_уатсС_рмтсt_{р зак}d₂

Нагрузка на соединительных линиях к УАТС1:

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

Y1_{уатс-рмтс3} = N1_уатс(С_рмтс(t_{р зак} +t_{р мг} +t_тех2))d₂

Y1_{уатс-ратс}= N1_уатс(С_ратс(t_{р сл}+ t_тех1))d₃

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

Y_{уатс-уатс}= ((N1_уатс*С1_уатс + N2_уатс*С2_уатс)/2)(t_{р сл} +t_тех1))

Нагрузка на соединительных линиях к УАТС2:

Y2_уатс= Y2_уатс2 +Y2_уатс2 + Y2_уатс3 +Y2_{уатс-рмтс3} +Y2_{уатс-ратс} +Y2_{уатс-дту} + Y_{уатс-уатс}

Y2_{уатс-рмтс3} = N2_уатс(С_рмтс(t_{р зак} +t_{р мг} +t_тех2))d₂

Y2_{уатс-ратс}= N2_уатс(С_ратс(t_{р сл}+ t_тех1))d₃

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

Нагрузка на соединительных линиях к РАТС:

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

Нагрузка на соединительных линиях к ДТУ:

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

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

Y_ip= Y_вн-ip+Y_рмтс-ip1+Y_ратс-ip1+Y1_уатс-ip1+ Y2_уатс-ip1 + Y_дту-ip1 + Y_рмтс-ip2+

+Y_ратс-ip2+Y1_уатс-ip2+ Y2_уатс-ip2 + Y_дту-ip2

Y_вн-ip= (N_ip1 + N_ip2)(1-Q2)(С_вн(t_{р вн} +t_тех1))

Q2 = (N_ip1 + N_ip2)/N_об

Y_рмтс-ip1 = N_ip1(С_рмтс(t_{р зак}+ t_{р мг} +t_тех2))d₂

Y_ратс-ip1= N_ip1(С_ратс(t_{р сл} +t_тех1))d₃

Y1_уатс-ip1= N_ip1(С1_уатс(t_{р сл} +t_тех1))

Y2_уатс-ip1= N_ip1(С2_уатс(t_{р сл} +t_тех1))

Y_рмтс-ip2 = N_ip2(С_рмтс(t_{р зак}+ t_{р мг} +t_тех2))d₂

Y_ратс-ip2= N_ip2(С_ратс(t_{р сл} +t_тех1))d₃

Y1_уатс-ip2= N_ip2(С1_уатс(t_{р сл} +t_тех1))

Y2_уатс-ip2= N_ip2(С2_уатс(t_{р сл} +t_тех1))

Нагрузка на канале Ethernet между модулем MSAN1 и IP-сетью

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

Y_вн-ip1-2 = (N_ip/2)Q2(С_вн(t_{р вн} +t_тех1))

Нагрузка на канале Ethernet между модулем MSAN2 и IP-сетью

Y_ip2 = Y_вн-ip1-2+Y_рмтс-ip2+Y_ратс-ip2+Y1_уатс-ip2+ Y2_уатс-ip2 + Y_дту-ip2

В формулах приняты следующие обозначения:

Y_внi – нагрузка на промежуточных линиях между MLCi и MCA, создаваемая при соединениях внутри станции.

Y_рмтсi – нагрузка на промежуточных линиях между MLCi и MCA, создаваемая при соединениях от MLC к РМТС с последующими соединениями к ДТУ через МСА.

Y_ратсi – нагрузка на промежуточных линиях между MLCi и MCA, создаваемая при соединениях между MLC и РАТС.

Y1_уатсi – нагрузка на промежуточных линиях между MLCi и MCA, создаваемая при соединениях между MLCi и УАТС1.

Y2_уатсi – нагрузка на промежуточных линиях между MLCi и MCA, создаваемая при соединениях между MLCi и УАТС2.

Y_дтуi – нагрузка на промежуточных линиях между MLCi и MCA, создаваемая при соединениях между MLC и ДТУ с абонентами внутри зоны и других зон.

Y_рмтсIз – нагрузка на промежуточных линиях между MLC-РМТС и MCA, создаваемая при соединениях от MLC_I к РМТС при заказе междугородних соединений;

Y_рмтсIо – нагрузка на линиях к АРМо РМТС, создаваемая при соединениях от MLC_I к РМТС при заказе междугородних соединений;

Y1_{уатс-рмтс1} – нагрузка на промежуточных линиях между MLC-РМТС и MCA, создаваемая при соединениях от УАТС1 к РМТС при заказе междугородних соединений;

Y2_{уатс-рмтс1} – нагрузка на промежуточных линиях между MLC-РМТС и MCA, создаваемая при соединениях от УАТС2 к РМТС при заказе междугородних соединений;

Y1_{уатс-рмтс2} – нагрузка на линиях к АРМо РМТС, создаваемая при соединениях от УАТС1 к РМТС при заказе междугородних соединений;

Y2_{уатс-рмтс2} – нагрузка на линиях к АРМо РМТС, создаваемая при соединениях от УАТС2 к РМТС при заказе междугородних соединений;

Y1_{уатс-рмтс3} – нагрузка на соединительных линиях между MCA и УАТС1, создаваемая при соединениях от УАТС1 к РМТС с последующими соединениями от УАТС1 к ДТУ через МСА;

Y2_{уатс-рмтс3} – нагрузка на соединительных линиях между MCA и УАТС2, создаваемая при соединениях от УАТС2 к РМТС с последующими соединениями от УАТС2 к ДТУ через МСА;

Y_{уатс-уатс} – нагрузка на соединительных линиях между MCA и УАТС1 или MCA и УАТС2, создаваемая при соединениях между двумя УАТС транзитом через МСА;

Y1_{уатс-ратс} – нагрузка на соединительных линиях между MCA и РАТС, создаваемая при соединениях между УАТС1 и РАТС;

Y2_{уатс-ратс} – нагрузка на соединительных линиях между MCA и РАТС, создаваемая при соединениях между УАТС2 и РАТС;

Y1_{уатс-дту} – нагрузка на соединительных линиях между MCA и ДТУ, создаваемая при соединениях между УАТС1 и ДТУ;

Y2_{уатс-дту} – нагрузка на соединительных линиях между MCA и ДТУ, создаваемая при соединениях между УАТС2 и ДТУ;

Y_вн-ip – нагрузка на канале Ethernet между модулем MLC3-iCS и IP-сетью, создаваемая при соединениях внутри станции;

Y_вн-ip1-2 – нагрузка на каналах Ethernet между модулями MSAN1 и MSAN2, создаваемая при соединениях через IP-сеть;

Y_рмтс-ip1, Y_рмтс-ip2 – нагрузка на каналах Ethernet от модуля MSAN1 или MSAN2, создаваемая при соединениях через IP-сеть к РМТС при заказе междугородних соединений;

Y_ратс-ip1, Y_ратс-ip2 – нагрузка на каналах Ethernet между модулем MSAN1 или MSAN2, создаваемая при соединениях через IP-сеть к РАТС;

Y1_уатс-ip1, Y1_уатс-ip2 – нагрузка на каналах Ethernet между модулем MSAN1 или MSAN2, создаваемая при соединениях через IP-сеть к УАТС1;

Y2_уатс-ip1, Y2_уатс-ip2 – нагрузка на каналах Ethernet между модулем MSAN1 или MSAN2, создаваемая при соединениях через IP-сеть к УАТС2;

N _mlci – количество абонентских линий, включенных в модуль MLCi;

N1_уатс – количество абонентских линий, включенных в УАТС1;

N2_уатс – количество абонентских линий, включенных в УАТС2;

N_ip1, N_ip2 – количество абонентских линий, включенных в модуль MSAN1 или MSAN2 сети IP-телефонии;

N_об – общее количество абонентских линий, включенных в модули MLC-AN и MLC-iCS, а также в модули MSAN сети IP-телефонии;

Q1 – доля абонентских линий по отношению к N_об, включённых в модули MLC-iCS, MSAN1 и MSAN2; этот параметр учитывает то, что соединения между абонентами, линии которых включены в модули MLC-iCS, MSAN1 и MSAN2, проходят либо внутри модуля MLC-iCS, либо внутри модуля MSAN1 или MSAN2, либо между модулями MSAN1 и MSAN2 через IP-сеть;

Q2 – доля абонентских линий по отношению к N_об, включённых в модули MSAN1 и MSAN2; этот параметр учитывает то, что соединения между абонентами, линии которых включены в модули MSAN1 и MSAN2, проходят либо внутри модуля MSAN1 или MSAN2, либо между модулями MSAN1 и MSAN2 через IP-сеть;

ПРИМЕЧАНИЕ: количество абонентских линий определяется как сумма аналоговых и цифровых абонентских линий.

t_{р сл} – средняя длительность разговора по соединительным линиям с РАТС и УАТС;

t_{р мг} – средняя длительность междугородного разговора через ДТУ (внутри зоны и с абонентами других зон);

t_{р вн} – средняя длительность разговора при внутристанционных соединениях;

t_{р зак} – средняя длительность обслуживания вызова оператором РМТС при заказе междугороднего соединения;

Среднее число вызовов на одного абонента в ЧНН:

С1_уатс – при связи с УАТС1;

С2_уатс – при связи с УАТС2;

С_ратс – при связи с РАТС;

С_вн – при внутристанционных соединениях;

С_рмтс – при исходящей связи к РМТС;

С_{дту-внут} – при связи с ДТУ внутри зоны;

С_{дту-внеш} – при связи с ДТУ при соединениях с другими зонами.

Коэффициент доступности абонентов при связи:

d₁ – через ДТУ при соединениях с другими зонами сети ОбТС;

d₂ – через РМТС при соединениях с другими зонами сети ОбТС;

d₃ – к сети общего пользования (соединения через РАТС).

В формулах техническое время t_тех1 соответствует случаю, когда используется ОКС, и равно:

t_тех1= t_выз

где t_выз - среднее время посылки вызова абоненту, t_выз = 10 с.

В техническое время t_тех2 входят процессы установления соединения от абонента проектируемой станции или УАТС к оператору РМТС, а затем от оператора РМТС через ДТУ к абоненту другой зоны (оператор набирает междугородный номер вызываемого абонента):

t_тех2= t_ож+t_выз+t_ос+n_мгt_нн

где:

t_ож - среднее время ожидания подключения оператора РМТС, t_ож =15 с;

t_ос - среднее время прослушивания оператором РМТС сигнала станции;

t_ос=3 с;

t_нн - среднее время набора одной цифры, t_нн = 0,5 с;

n_мг – число цифр, набираемых при вызове абонента сети междугородной связи другой зоны внутри железной дороги, n_мг = 8 (0 + две цифры кода

зоны + пять цифр номера абонента).

Техническое время t_тех3 определяет длительность подключения к оператору РМТС и и для него справедливо равенство: t_тех3= t_ож .

Таблица 3

	Yip, Эрл	Yip1, Эрл	Yip2, Эрл
Средняя нагрузка
Расчётная нагрузка