МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
«ВЫСШИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ»
ФАКУЛЬТЕТ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ
КАФЕДРА телекоммуникационных систем
Проектирование атс на районированной стс
Пояснительная записка
к курсовой работе
по дисциплине
«ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОММУНИКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ
И СЕТЕЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ»
Выполнил студент гр. ТЭ021 Р.Б.Арниязов
Руководитель И.С.Капаевич
Минск 2013
Содержание
Введение……………………………………………………………………….. 4
1 Проектировочный раздел…………..……………………………………….. 5
1.1 Разработка схемы построения СТС…..………..………………............. 5
1.2 Техническая характеристика проектируемой ЭАТС…………………. 8
1.3 Разработка функциональной схемы проектируемой ЭАТС…………. 10
2 Расчетный раздел…………………………...………………………............. 17
2.1 Расчет телефонной нагрузки………………..…………………............. 17
2.2 Определение числа соединительных линий в направлении….……... 24
Заключение...…………………………………………………………….……. 27
Литература…………………………………………………....……….............. 28
Приложение А. Структурная схема построения CТС……………………… 29
Приложение Б. Схема электрическая функциональная
проектируемой ЭАТС............................................................. 30
ВВЕДЕНИЕ
С начала 70-х гг. на телефонных сетях многих стран стали внедрять автоматические телефонные станции нового поколения – цифровые АТС. Цифровые системы коммутации более эффективны, чем однокоординатные системы коммутации пространственного типа.
Важную роль в создании нового поколения АТС сыграли три фактора:
- внедрение цифровых систем передачи (ЦСП). С их появлением перед специалистами встала задача создания АТС, которые коммутировали бы цифровые сигналы без их преобразования в аналоговую форму.
- разработка и массовое производство микросхем сделали реальным построение АТС нового поколения
- большое значение имело использование в аппаратуре связи цифровой вычислительной техники.
Основными преимуществами цАТС являются: снижение трудовых затрат на изготовление электронного коммутационного оборудования за счёт автоматизации процесса их изготовления и настройки; уменьшение габаритных размеров и повышение надёжности оборудования за счёт использования элементной базы высокого уровня интеграции; уменьшения объёма работ при монтаже и настройке электронного оборудования в объектах связи; существенное сокращение штата обслуживающего персонала за счёт полной автоматизации контроля функционирования оборудования и создания необслуживаемых станций значительное уменьшение металлоёмкости конструкции станций.
Но цАТС обладают также и недостатками:
- большое электропотребление оборудования
- при внедрении цАТС требуются большие первоначальные капитальные
затраты на приобретение оборудования.
1 Проектировочный раздел
Разработка схемы построения стс
Сельская телефонная сеть (СТС) предназначена для обеспечения телефонной связью сельскохозяйственные предприятия и население сельского административного района, включая районный центр. Сельская телефонная сеть охватывает более обширные территории, чем городская, но плотность телефонных аппаратов значительно меньше. Поэтому емкость автоматических телефонных станции АТС в сельских местностях значительно меньше, чем в городских.
В состав СТС не входят ведомственные телефонные сети (например, сети леспромхозов, железных дорог, шахт и др.), расположенные в сельской местности.
На СТС имеются следующие виды телефонных станций:
Центральные (ЦС);
Узловые (УС);
Оконечные (ОС).
Центральная станция (ЦС) располагается в районном центре и является АТС населенного пункта, служащего районным центром. Кроме того, ЦС является транзитным узлом для СТС района между собой.
Оконечные станции (ОС) на СТС размещаются в сельских населенных пунктах. Эти АТС обеспечивают производство, управление и население данного населенного пункта телефонной связью в его пределах и дают выход всем абонентам или части их телефонную сеть района и за пределы СТС.
Существует 3 способа построения сельской телефонной сети (СТС):
Радиальный (одноступенчатый)
Радиально – узловой (двухступенчатый)
Комбинированный
При наличии на СТС только ЦС и ОС построение сети будет одноступенчатым (радиальным). В этом случае все ОС непосредственно включены в ЦС, что позволяет абонентам ОС получать связь с абонентами ЦС и через ЦС ― с абонентами других ОС, а через АМТС ― с абонентами других районов своей области, абонентами других областей РБ и при необходимости позволяет получить выход за пределы страны.
При двухступенчатом построении СТС кроме ЦС, ОС имеются также и узловые станции (УС). Двухступенчатая схема построения применяется из экономических соображений на тех СТС, которые занимают большую территорию. Наибольшее количество станций, через которые могут соединяться абоненты на СТС, достигает пяти (ОС – УС – ЦС – УС - ОС).
В том случае, когда часть ОС включается непосредственно в ЦС, а часть через УС построение сети называется комбинированным.
На СТС принят как открытый, так и закрытый принцип нумерации.
При закрытой нумерации для вызова абонента всегда набирают пятизначный номер независимо от вида соединения: внутристанционное или межстанционное.
При открытой нумерации внутристанционное соединение осуществляется путем набора сокращенных номеров: 2-х, 3-х, 4-х значных в зависимости от емкости и типа соединения. При межстанционной нумерации абоненты СТС набирают сначала 1 цифру (индекс внешней связи) не входящий в значимость нумерации, а затем некоторое количество цифр, определенной значимости станции и сокращенного внутристанционного номера.
Пятизначный абонентский номер состоит из цифр десятков тысяч, тысяч, сотен, десятков и единиц. В качестве первых знаков номера нельзя использовать цифры 8 (индекс выхода на АМТС) и 1 (индекс выхода к УСС). Цифрами десятков тысяч будут отличаться абонентские линии (АЛ) разных узлов, ЦС, группы ОС, включенных непосредственно в ЦС.
Если общая емкость узла не превышает 1000 номеров, то всем его АЛ может быть присвоена общая цифра тысяч. Выход к АМТС осуществляется через заказно-соединительные линии (ЗСЛ), а связь от АМТС к абонентским СТС через ЦС – по соединительным линиям междугородним (СЛМ).
Согласно заданию курсового проекта необходимо спроектировать ЭАТС F50/1000 в качестве узловой станции (УС), емкостью 870 абонентских номеров. При этом емкость имеющейся сети – 3080 абонентов.
Сеть будет построена по комбинированному принципу. В качестве системы нумерации используется закрытая пятизначная нумерация.
Характеристику сети СТС сведем в таблицу- таблица 1.
Таблица 1- Характеристика сети СТС
Место на сети |
Тип АТС |
Емкость |
Нумерация |
УС1 |
АТС F50/1000 |
870 |
14000-14869 |
УС2 |
ATCК 100/2000 |
300 |
13000-13299 |
УС3 |
SI-2000 |
600 |
11000-11599 |
ОС1 |
АТС F50/1000 |
100 |
15000-15099 |
ОС2 |
АТС Бета |
80 |
15200-15279 |
ОС3 |
АТСФ |
200 |
15300-15499 |
ОС4 |
АТС Бета |
100 |
13400-13499 |
ОС5 |
АТС F50/1000 |
50 |
13600-13649 |
ОС6 |
SI-2000 |
150 |
13800-13949 |
ОС7 |
АТСК 50/200 |
130 |
15600-15729 |
ОС8 |
АТС Бета |
250 |
17000-17249 |
ОС9 |
АТС Бета |
250 |
17500-17749 |
В качестве соединительных линий на СТС используются кабельные линии связи, при этом каждая соединительная линия может представлять собой отдельную физическую цепь или канал тональной частоты. Связь между ЦС и АМТС осуществляется по однонаправленным волоконнооптическим линиям связи, имеющих высокую помехозащищённость, малое затухание волокон и, являющиеся многоканальными, что делает их более надёжными, а, следовательно, востребованными. В остальных же случаях применяется кабель КСПП 1х4х0,9.
1.2 Техническая характеристика проектируемой АТС F50/1000.
Область применения:
- оконечная, узловая, центральная сельская АТС
- учрежденческая АТС
- городская подстанция (ПСК)
- удаленный абонентский модуль
- конвертор сигнализации двухпроводной СЛ АТС PENTACONTA-10C в стандартный цифровой канал
- центр технической эксплуатации
Емкость:
- от 4 до 4080 абонентских линий
- от 480 до 960 соединительных линий
Максимальное количество вызовов в ЧНН (t = 72с):
- на модуль (170 АЛ) – 2300
- на систему (4080 АЛ) – 57100
Нагрузка (t = 72с, норма потерь 0,5%):
- абонентские линии – не менее 0,2 Эрл
- соединительные линии – 0,8 Эрл
Количество внешних направлений связи до 100
Номенклатура ТЭЗ – 43 типа
Климатические условия эксплуатации:
- нормальные - температура окружающей среды от 15 до 350С
- влажность от 45 до 85%
- повышенные - температура от 5 до 400С
- влажность до 95%
Удельная потребляемая мощность ЧНН до 1Вт/номер
Напряжение электропитания 54 - 72 В
Сопротивление шлейфа АЛ до 3 кОм
АОН – без интервальный пакет
Пропускная способность цифрового канала 64 кбит/с
Коды межстанционного обмена – HDB-3, AMI
Тип блокиратора спаренных АЛ – диодный
Поддержка нумерации в сети:
- открытая
- закрытая (2-7 знаков)
Удельная площадь ЛАЗ – 0,005 кв.м/номер
Высота станции – 1300мм, 2100 мм, 2600 мм
Удельная масса – 0,5 кг/номер
Типы абонентских установок, включаемых в АТС:
- индивидуальные абоненты
- спаренные абоненты (без взаимной связи)
- прямые абоненты индивидуальные
- прямые абоненты спаренные
- таксофоны местной сети
- аппаратура вещания
Тип СЛ и виды линейной сигнализации, поддерживаемые АТС:
- цифровые каналы ИКМ (2,048 Мб/с, МККТТ, G703)
1 ВСК, (индуктивный способ)
1 ВСК, код «Норка»
1 ВСК + 1 СК (2600 Гц)
2 ВСК, декадный способ н/н
2 ВСК, импульсный челнок
- трехпроводные и двухпроводные физические СЛ
- трехпроводные физические СЛ от коммутаторов типа МРУ
Функции процессора технической эксплуатации и обслуживания:
- управление абонентскими характеристиками
- управление маршрутизацией
- управление автоответчиком (700Гц)
- аварийная сигнализация
- диагностика оборудования АТС и АЛ
- учет и контроль нагрузки
- статистика
- АПУС (исходящий трафик, абоненты А, В, календарное время, длительность разговора, тип соединения)
Интерфейс обмена с центром технической эксплуатации:
- модемная связь
- выделенный цифровой канал (для центральных станций системы F50/1000)
1.3 Разработка функциональной схемы проектируемой АТС F50/1000.
АТС F50/1000 представляет собой цифровую автоматическую телефонную станцию с временным разделением каналов, разработанную на основе последних достижений электроники. АТС малой емкости не требуют постоянного присутствия обслуживающего персонала.
В состав АТС входят следующие основные блоки:
- БАЛ - блок абонентских линий
- САК, САК60 - блоки спаренных абонентских линий
- ФСЛ, ФСЛ2 - блоки физических соединительных линий
- БЦП3, БЦП4 - блоки модульных процессоров
- БЦПИ, (БЦПИ1) - блок индексного процессора
- ПТЭ (ПТЭ1) - блок процессора технической эксплуатации
- БСЛ - блок соединительных линий
- ВС - блок вызывного сигнала
- ТС - табло сигнализации
Абонентские линии с индивидуальных телефонов поступают в блок БАЛ, где происходит аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование речевого сигнала, разделение трактов приема и передачи, определение состояния шлейфа - точка сканирования (ТС) абонента. Блок БАЛ подключает измеритель на АЛ и подает вызывной сигнал (ВС) на АЛ. Блок БАЛ обслуживает 120 абонентов.
Абонентские линии от спаренных телефонов с выхода блокиратора поступают в блок САК, который осуществляют те же функции, что и блок БАЛ, только по отношению к спаренным АЛ (САЛ). Блок САК обслуживает 60 САЛ (120 спаренных абонентов).
Речевая информация из блоков БАЛ и САК, а также состояние точек сканирования в цифровом виде поступают в блок БЦП3 или БЦП4, которые осуществляют коммутацию разговорного тракта пары абонентов, ведут обработку информации управления и сканирования, формируют тракты связи с блоками БЦПИ (БЦПИ1).
Блок БЦПИ (БЦПИ1) обеспечивает связь между абонентами своей АТС, связь по физическим линиям (через блоки ФСЛ, ФСЛ2) и цифровым СЛ, собирает и передает статистическую информацию о количестве и продолжительности разговоров в блок ПТЭ (ПТЭ1).
Оборудование блока БЦПИ (БЦПИ1) имеет 100% - ный “горячий” резерв. При необходимости обслуживания большого количества СЛ-ИКМ в структуру АТС вводится блок БСЛ, который поддерживает входящую связь по 16 ИКМ трактам.
Вся статистическая информация от блоков АТС, а также информация о неисправностях в системе поступает на кассеты КТЭ(КТЭВ). Данные кассеты не участвуют в обработке вызова.
Они обеспечивают процесс эксплуатации и технического обслуживания АТС а также функционирование системы синхронизации АТС. Для обеспечения необходимой надежности системы синхронизации применяется 100% резервирование (по принципу “горячий резерв”).
Вся статистическая информация от блоков АТС, а также информация о неисправностях в системе поступает в блок ПТЭ (ПТЭ1). ПТЭ (ПТЭ1) не участвует в обработке вызова. Он обеспечивает только процесс эксплуатации и технического обслуживания АТС. Для обеспечения необходимой надежности применяется 100% - Ное резервирование (по принципу “горячий” резерв) наиболее важных составных частей ПТЭ (ПТЭ1). Переход на резерв происходит автоматически при появлении неисправности или вручную – по желанию оператора.
Имеется возможность подключения к ПТЭ (ПТЭ1) ПЭВМ и модема для “общения” с АТС из удаленного центра технической эксплуатации (ЦТЭ). К блоку ПТЭ (ПТЭ1) подключается табло сигнализации (ТС) для визуального наблюдения за состоянием оборудования АТС. Все аварийные сообщения по желанию оператора могут быть выведены на экран монитора ПЭВМ. Расшифровка всех видов аварийных сообщений приведена в “Справочнике по аварийной сигнализации АТС”, поставляемому с АТС. Работа оператора с ПЭВМ производится в операционной системе WINDOWS в соответствии с описанием "Автоматизированного рабочего места", поставляемого с АТС.
Блок непрерывного питания БНП обеспечивает электропитание процессора ПЭВМ при пропадании промышленной сети.
Связь между процессорами всех блоков АТС осуществляется по шине межпроцессорного обмена (МПО).
В состав блока ПТЭ (ПТЭ1) входит типовой элемент замены (ТЭЗ) БВС, который выдает 25 Гц на блоки БАЛ и САК для организации вызывного сигнала (ВС). ТЭЗ БВС резервирован. Измерение параметров АЛ производит ТЭЗ ИЗМ. В блоке ПТЭ (ПТЭ1) для сбора информации о состоянии оборудования служит мультиплексор аварийной сигнализации – ТЭЗ МАС, а коммутатор – ТЭЗ КОМ – коммутирует подключение ПЭВМ или модема. Переключение на ПЭВМ или модем осуществляется тумблером, установленным на лицевой панели ТЭЗ. Функционирование блока обеспечивает микропроцессор, работающий по записанной программе. Активный БЦП обеспечивает взаимодействие между всеми процессорными блоками АТС по межпроцессорной шине обмена. ТЭЗ МДП служит для хранения информации, полученной от других блоков АТС по шине МПО. Режимы записи, чтения и регенерации для ТЭЗов МДП обеспечивает ТЭЗ КДП. ТЭЗ ОЗУ – модуль динамической памяти обеспечивает режимы записи, чтения и регенерации для установленной в нем памяти, а также содержит программируемый источник календарного времени дл АТС – станционные часы.
В состав блока БАЛ входят следующие ТЭЗы: АК4, ФСС, БП. Для включения в АТС 2-хпроводных аналоговых АЛ индивидуальных абонентов используют ТЭЗы АК4, которые выполняют следующие функции: питание микрофона телефонного аппарата абонента; защита от перенапряжения на АЛ; посылка индукторного вызова абоненту от ТЭЗ БВС; измерение параметров АЛ; переход от 2-хпроводной линии к 4-хпроводной схеме разговорного тракта; аналого-цифровое преобразование сигнала, принимаемого с АЛ и цифро-аналоговое преобразование, передаваемого в АЛ. ТЭЗ ФСС вырабатывает сигналы управления ТЭЗом АК4 и осуществляет чтение точек сканирования абонентских комплектов и включения подачи вызывного сигнала. Блок питания БП обеспечивает подачу напряжения электропитания 5 В, минус 5 В, 15 В.
Блок САК состоит из ТЭЗов АК4, САК, ФСС, БП, БП30А. Для подключения к АТС аналоговых 2-х проводных линий от спаренных абонентов, разделенных через диодно-транзисторные приставки, используют ТЭЗы САК, который выполняет следующие функции: подача сигнала переполюсовки в САЛ; подача вызывного сигнала каждому из спаренных абонентов из ТЭЗ БВС; проключение любого из спаренных абонентов к абонентскому комплекту. Режим переполю совки для САЛ обеспечивает блок БП30А, формирующий из входного напряжения минус 60 В, поступающего с БВ, напряжений 30 В и минус 30 В, для опроса состояния спаренных абонентов. Блок САК60 является другим вариантом конструкции блока САК. Он позволяет подключить до 30 САЛ (60 спаренных абонентов и до 60 индивидуальных АЛ.
Блок БЦПИ (БЦПИ1) содержит два одинаковых по структуре индексных процессора ИП, один из которых находится в активном рабочем состоянии, а другой – в состоянии резерва. Резервный ИП постоянно контролирует работоспособность основного ИП и в случае неисправности последнего принимает его функции на себя с выдачей сигнала в систему аварийной сигнализации. В блоке БЦПИ (БЦПИ1) установлен ТЭЗ СГ – станционный генератор, который вырабатывает основную тактовую частоту, на которой синхронизируется работа всех блоков АТС. ТЭЗ БСС транслирует сигналы “64нс”, “RST” на все блоки АТС. ТЭЗ БСС резервирован. ТЭЗ БФМ из основного тактового сигнала “64нс”, поступающего с ТЭЗ БСС, формирует сетку частот, необходимую для работы всех ТЭЗов ИП. ТЭЗ БВК представляет собой полнодоступный временной коммутатор на 256×256 точек коммутации и производит все необходимые приключение речевых трактов и трактов управления в процессе установления межмодульных, исходящих, входящих и транзитных соединений. Речевая информация на БВК поступает из ТЭЗ ФГТ (формирователь групповых трактов). ТЭЗ ФГТ производит подготовку внешних (СЛ) и внутренних стволов ИКМ (всего 8) для временной коммутации: разделение на тракты приема и тракты передачи и преобразование – последовательно-параллельное - для трактов приема внутренних стволов ИКМ. ТЭЗ ТСЛ осуществляет связь с ИП основным или резервным по трактам ИКМ. В блоке БЦПИ функции ТЭЗа ТСЛ выполняет ТЭЗ ФГТ. ТЭЗы БСЛ – буфера соединительных линий блока БЦПИ (БЦПИ1) осуществляют связь с цифровыми соединительными линиями СЛ-ИКМ по приему. ТЭЗы МЧП – многочастотные приемники – предназначены для приема информации по СЛ, передаваемой частотным способом.
Блок модульных процессоров содержит до 3-х (БЦП3) или 4-х (БЦП4) независимых модуля (М), выполняющих функции коммутации, концентрации абонентской нагрузки, сбора и передачи статической и служебной информации, аварийной сигнализации, а также управления всеми этими процессами. В состав одного блока входят следующие ТЭЗы: БЦП, БФМ, БВК, ФГТ. Все ТЭЗы одного модуля соединяются между собой внутренней шиной адреса, данных и управления. Взаимодействием управляет микропроцессор, работающий по записанной на ПЗУ программе. ТЭЗ БВК представляет собой временной коммутатор на 256×256 точек коммутации, осуществляет приключение требуемых пар канальных интервалов из тракта приема в тракт передачи, замыкая тем самым 4-хпроводный разговорный тракт.
Блок ФСЛ состоит из следующих ТЭЗов: ИК3, ВК3, ФСС, БП. В состав блока ФСЛ2 входят следующие ТЭЗы: ИК2, ВК2, ФСС, БП. Блоки ФСЛ, ФСЛ2 предназначены для обеспечения связи с другими АТС по физическим линиям. Для подключения к АТС физических трехпроводных СЛ предназначены ТЭЗы ИК3 (для исходящих СЛ) и ВК3 (для входящих СЛ). Каждый из ТЭЗов содержит два однотипных комплекта, выполняющих следующие функции: переход от 2-хпроводного (со стороны СЛ) к 4-хпроводному (со стороны АТС) разговорному тракту; преобразование аналогового сигнала СЛ в цифровую форму (кодирование и декодирование); выделение сигналов управления взаимодействия (СУВ), приходящих по СЛ; формирование СУВ для передачи в СЛ. Для управления работой ТЭЗов ИК3, ВК3 предназначен ТЭЗ ФСС. Он осуществляет преобразование речевых сигналов в цифровой форме от восьми ТЭЗов ИК3/ВК3 (30 СЛ) в один внутренний тракт ИКМ для работы с коммутационной системой АТС. Из сигналов СУВ формируется 16-ый канальный интервал указанного тракта ИКМ. ТЭЗы ИК2 и ВК2 осуществляют подключение 60 2-хпроводных СЛ.
Система синхронизации АТС F50/1000 предназначена для обеспечения надежной и стабильной работы АТС на цифровой сети (как при связи с ЭАТС, так и при связи с АТС других систем по каналам аппаратуры ИКМ). Данная АТС может работать в одном из двух режимов синхронизации: - “ведущий” - АТС является источником синхросигналов для цифровой сети; - “ведомый” – синхронизация блоков АТС осуществляется под управлением внешнего источника синхросигнала (одного из внешних трактов ИКМ). Основу системы синхронизации составляют ТЭЗы СГ (высокостабильный генератор с системой ФАПЧ) и БСС.
Система аварийной сигнализации является средством, позволяющим техническому персоналу АТС своевременно выявлять и устранять неисправности, возникающие в оборудовании АТС, следить за состоянием АЛ и СЛ (ИКМ), контролировать работу электропитающей установки (ЭПУ). Сбор и обработка аварийной информации аппаратно разделены: сбором занимается ТЭЗ БЦП блока ПТЭ1, а обработкой и выводом на терминал (принтер) – ПЭВМ на АТС или на ЦТЭ. Для звуковой и световой индикации аварийных состояний АТС предназначено табло сигнализации (ТС), подключаемое к одному из ТЭЗов МАС.
ТС имеет 3 световых индикатора, соответствующих трем видам аварийных сообщений: экстренное, срочное, малой срочности. ТС является самостоятельной конструктивной единицей и крепится в доступном для обозрения месте.
Программное обеспечение станции подразделяется на: тестовое, инструментальное, сервисное (обрабатывающее программы), сканирующее (резиденты центральных устройств). Все центральные устройства (ЦУ) связаны с пультом оператора (ПЭВМ) через интерфейс стыка RS-232, работающего со скоростью 9600 Бод. Структура обмена по стыку – директивный протокол с побайтным квитированием. Инициатором обмена всегда является ПЭВМ оператора. Т.к. емкость нашей проектируемой АТС равна 870, то нам понадобится блока БАЛ. (870/120 = 8 блока БАЛ).