5 Структура і принципи побудови зонових мереж зв'язку

Зонова телефонна мережа складається з місцевих телефонних мереж (міської і сільської), розміщених на території зони і внутрішньозонової телефонної мережі. Уся територія України, як і будь-якої іншої країни, розділена на зони телефонної нумерації. Зона нумерації - це частина території країни, на якій всі абоненти телефонної мережі охоплені єдиною семизначною нумерацією. Зона охоплює територію адміністративної області або адміністративно виділеного міста (Севастополь). Максимальна ємність місцевих телефонних мереж на території зони не повинна перевищувати 8 млн. номерів з обліком її безперешкодного розвитку на період не менше 50 років. На території області може бути організовано кілька зон, якщо це економічно виправдано. У зоні може бути встановлено якась кількість АМТС, розміщених в одному або декількох містах зони. На Україні організовано 26 зон телефонної нумерації (25 областей та Севастополь).

Внутрішьозонова мережа являє собою сукупність АМТС, що одночасно входять і в міжміську мережу – замовно-з’єднувальних (ЗЗЛ) і з’єднувальних міжміських (ЗМЛ) ліній. ЗЗЛ використовується для вихідного, а ЗМЛ - для вхідного міжміського зв'язку. Внутрішньозонова телефонна мережа забезпечує з'єднання між собою станцій і вузлів різних місцевих мереж однієї зони і вихід їх на міжміську мережу.

Зразок схеми побудови внутрішньо зонової телефонної мережі проілюстровано на рис.8.3. В обласному центрі розташована АМТС, зв'язана пучкам ЗЗЛ і ЗМЛ із усіма станціями зони безпосередньо (ЗЗЛ на МТМ обласного центра) або через вузли замовно- з’єднувальних (ВЗЗЛ) і з’єднувальних міжміських (ВЗМЛ) ліній. Вузли ЗЗЛ і ЗМЛ поєднують навантаження до і від АТС у загальні пучки для підвищення використання ЗЛ. На цих пучках, як правило, застосовуються системи передачі. На сільських телефонних мережах функції ВЗЗЛ і ВЗМЛ виконують центральні станції (ЦС) сільської мережі.

Можливе існування в зоні і декількох рівноправних АМТС, що можуть бути розташовані або в обласному центрі, або у великих містах, вилучених від обласного центра або прямих міжміських зв¢язків, що має з іншими зонами (наприклад, Кривій Ріг у Дніпропетровській зоні). Кожна АМТС, при цьому, обслуговує свою територію, свою групу місцевих мереж.

Якщо в зоні працює тільки одна АМТС, то крім неї організується ще додаткова АМТС, що використовується як резервна, для забезпечення зв'язком найбільш важливих абонентів зони у випадку виходу з ладу основної АМТС зони. Обсяг устаткування додаткової АМТС, що включає ЗЗЛ, ЗМЛ і міжміські канали, складає 5-10% устаткування основної АМТС зони. ЗЗЛ і ЗМЛ, включені в додаткову АМТС, практично є обхідними шляхами, що забезпечують живучість зонової мережі.

5. Нумерація на міжміській і зонової телефонних мережах

Кожній зоні телефонної нумерації привласнений свій код, що названий міжміським кодом або кодом зони. На території колишнього СРСР коди зон - тризначні і позначаються ABC, при цьому в Україні в якості А використовувалася цифра О. Після того, як Україна стала незалежною державою тризначні коди зон на її території стали не потрібні, тому що на Україні всього 26 зон нумерації, тому вирішено першу цифру коду (0) вилучити зробивши коди зон двозначними і залишивши для них позначення вузлового району (ВР). Місцеві мережі на території зони теж мають свої внутрішньозонові коди. Ці коди - двозначні, тому що кількість місцевих мереж на території зони ніколи не перевищує декількох десятків. Позначаються вони малими буквами - ав.

У такий спосіб повний номер, що набирається абонентом при міжміському зв'язку має вигляд: 0 - ВР - ав - ххххх. Перша цифра - 0 - індекс виходу на АМТС, ВР - код зони, що визначає адміністративну область, у якій знаходиться абонент, і ав - внутршньозоновий код, що визначає сільський адміністративний район, невелике місто з п'ятизначною нумерацією або вузловий район великого міста із шестизначною нумерацією.

У зв'язку з тим, що Україна стала самостійною державою вже після того як був складений план міжнародної нумерації, їй був виділений один з резервних міжнародних кодів 380. У такий спосіб повний міжнародний номер при виклику абонента України з-за кордону буде 12-значним (380-вс-ав ххххх), що на одиницю більше ніж рекомендовано. Але в зв'язку з тим, що в більшості міжнародних вузлів комутації уже встановлене устаткування з програмним керуванням, вимоги до значності нумерації при різних видах зв'язку пом¢якшено і сформована ситуація не обмежує можливості міжнародного зв'язку з абонентами України.

.6 .Структура і принципи побудови міжнародної мережі зв'язку

Всесвітня, глобальна телефонна мережа зв'язку побудована по ієрархічному принципу на базі міжнародних центрів автоматичної комутації трьох класів: СТ1, СТ2 і СТЗ. Кожний з цих центрів є кінцевою міжнародною станцією, а СТ1 і СТ2 є ще і транзитними вузлами. Уся територія земної кулі розділена на вісім зон комутації або вісім телефонних континентів. У центрі телефонного навантаження кожного з них знаходиться міжнародний транзитний центр комутації першого класу, названий СТ1. Усі СТ1 з'єднані між собою повнозв’язним способом ("кожний з кожним"). Усередині телефонного континенту організуються вузли другого, більш низького рівня ієрархії - СТ2. Зона дії СТ2 - одна країна або кілька невеликих країн. У великих по території країнах може бути організовано декілька СТ2. В даний час Київський СТ2 обслуговує міжнародний зв'язок України. На наступному рівні ієрархії організуються центри комутації третього класу -СТЗ. Зона дії СТЗ - одна невелика країна. На території великих країн міжнародні вузли третього класу не організовуються.

Міжнародна мережа побудована комбінованим способом, при якому вузли найвищого класу ієрархії, з'єднані повнозв’язним способом, є одночасно центрами радіально-вузлової побудови нижніх рівнів мережі. Однак існуюча міжнародна телефонна мережа, як і більшість реальних мереж електрозв'язку, не може бути побудована в строгій відповідності з якоюсь визначеною структурою. Реально, при наявності великого тяжіння, між двома СТ будь-якого класу організуються прямі зв'язки. Кожному телефонному континенту привласнений однозначний код. Код країни в межах телефонного континенту може бути одно -, двох - і трьохзначним. Першою його цифрою завжди є однозначний код телефонного континенту. Значність (кількість цифр) коду країни залежить від значності її національної нумерації, тобто від кількості цифр, що набираються абонентом при зв'язку в межах своєї країни.

Так, наприклад, у США 10-значна нумерація - код країни однозначний (7), у Польщі – дев’ятизначна і код країни двозначний (48), в Алжиру нумерація восьмизначна, код країни - тризначний (213). Найчастіше двозначний код країни збігається з розміщенням у ній міжнародного вузла СТ2, а тризначний - вузла СТЗ, хоча це і не обов'язково.

Україні виділений код 380, що відноситься до телефонного континенту Західної Європи.

Міжнародна телефонна мережа призначена для забезпечення зв'язку між абонентами різних національних мереж. Національну мережу в межах своєї країни називають міжміською мережею.

Поняття про телефонне навантаження та якість обслуговування.

Теорія розподілу інформації виникла слідом за появою пристроїв для її передавання. Інформацію необхідно доставити за призначеною адресою, для чого треба створити шлях передавання між терміналами користувачів мережі і забезпечити виклик адресату. Одними із пристроїв, що виконують розподіл інформації, є системи комутації. Теорія розподілу інформації або теорія телетрафіку є теоретичною базою для побудови систем комутації, що визначає залежність між вимогами до обслуговування, якістю обслуговування і кількістю приладів або каналів, які обслуговуються[ ].

Теорія розподілу інформації розглядає методи розрахунку пропускної здатності комутаційних схем (КС) та мереж зв’язку. Ці методи дозволяють розрахувати окремі схеми і вибрати оптимальні варіанти для їх побудови.

Телефонне навантаження виникає з ініціативи викликаючої лінії (абонента, з’єднувальної лінії від станції підприємства, закладу та ін.). На окремих ступенях шукання відбувається розподіл цього навантаження по різним напрямкам (наприклад, по станціям) і об’єднання навантажень, які надходять із різних напрямків. При цьому можуть змінюватися як величина навантаження, так і її характер. Тому необхідно не тільки вміти визначати навантаження, яке виникає, але й враховувати кількісні та якісні зміни при проходженні по з’єднувальному тракту.

Для кількісної оцінки інтенсивності телефонного повідомлення вводиться поняття телефонного навантаження, що являє собою сумарний час заняття з’єднувальних шляхів комутаційної системи за визначений проміжок часу. Розрізняють телефонне навантаження, яке надходить, обслужене та втрачене.

Обслуженим телефонним навантаженням за проміжок часу називається сумарний час заняття всіх V з’єднувальних шляхів комутаційної системи за цей проміжок часу. Таким чином:

,

де - сумарний час заняття і-ого з’єднувального шляху комутаційної системи.

Телефонним навантаженням, яке надходить, за проміжок часу називається навантаження, яке було б обслуженим, якщо б кожному виклику, що надійшов, був негайно наданий один із з’єднувальних шляхів комутаційної системи і з’єднання доведене до кінця:

,

де - сумарний час заняття і-ого з’єднувального шляху комутаційної системи без відмов. Тут V1=∞, оскільки кожний виклик, що надійшов, повинен негайно обслуговуватися.

Втраченим телефонним навантаженням за проміжок часу називається частина телефонного навантаження, яке надходить, що не обслуговується із-за відсутності вільних з’єднувальних шляхів у комутаційній системі. Таким чином:

.

Оскільки з’єднувальні тракти утворюються, як правило, з декількох ступенів шукання, поняття навантаження, яке надходить, обслужене та втрачене навантаження можуть бути віднесені і до АТС в цілому, і до кожної ступені шукання окремо. Виклики, які виробляються джерелом навантаження (абонентами), завжди надходять на вхід першого ступеня шукання. Це навантаження, яке надійшло, розраховують виходячи із кількості джерел навантаження N, середньої кількості викликів С на одне джерело навантаження та середньої тривалості заняття комутаційних приладів першого ступеня шукання t. Тоді навантаження, яке надійшло:

.

Розмірність телефонного навантаження – час, щоб підкреслити, що величина навантаження складається з проміжків часу, які відповідають окремим заняттям, одиниця вимірювання телефонного навантаження – часозаняття (ч.-зан.). Одне часозаняття – це навантаження, яке може бути створене одним джерелом навантаження при його неперервному занятті на протязі однієї години.

Якщо телефонне навантаження (яке надійшло або обслужене) віднести до тривалості періоду, для якого воно було розраховане або на протязі якого воно спостерігалося, отримують величину, яка називається інтенсивністю навантаження. Одиниця інтенсивності телефонного навантаження називається Ерлангом, на честь основоположника теорії телефонного повідомлення датського математика та інженера А. К. Ерланга. Один Ерланг (Ерл)- це така інтенсивність навантаження, при якій на протязі одного часу буде обслужене навантаження в одне часозаняття. Інтенсивність навантаження, яка виражена в Ерлангах, являє собою середню кількість одночасних занять на протязі інтервала часу, що розглядається.

П ри проектуванні телефонних станцій, розраховуючи величину інтенсивності навантаження, яке надходить, враховують наявність різних категорій джерел навантаження (ТА кварт., ТА підпр., такс.), тобто враховують структуру джерел навантаження, так як середня кількість викликів і середня тривалість занять бувають різними для різних категорій джерел. Тоді:

,

де Y- інтенсивність навантаження, яке надходить; -відповідно кількість джерел, середня кількість викликів за одиницю часу та середня тривалість занять на одне джерело навантаження і-ої категорії.

Спостереження за величиною телефонного навантаження, яке створюється однією і тією ж групою джерел навантаження, показує, що інтенсивність телефонного навантаження змінюється у великих межах, особливо за добу. Найбільше навантаження припадає на наступні години: 11.00-12.00 та 19.30-20.30. Кількість з’єднувальних пристроїв для всіх ступенів шукання прийнято визначати для ГНН. Під годиною найбільшого навантаження (ГНН) розуміють неперервний інтервал часу тривалістю в одну годину, на протязі якого інтенсивність навантаження, що надходить на телефонну станцію, набуває найбільшого значення.

В системах телефонної комутації знаходять застосування дві основних дисципліни обслуговування телефонних викликів: без втрат і з втратами телефонного повідомлення. При обслуговуванні без втрат усім викликам, які надійшли, негайно надається необхідне з’єднання. Реальні комутаційні системи в більшості випадків з економічної точки зору проектуються у режимі із втратами повідомлення. Розрізняють явні та умовні втрати телефонного повідомлення[ ].

Обслуговування з явними втратами телефонного повідомлення передбачає, що виклик і повідомлення, яке з ним пов’язане, при отриманні відмови у негайному встановленні з’єднання повністю втрачається і більше на обслуговування не надходить, тобто викликаючий абонент отримує сигнал “Зайнято” і повинен дати „відбій”. Обслуговування з умовними втратами телефонного повідомлення передбачає, що повідомлення, яке надходить в момент зайнятості з’єднувальних шляхів комутаційної системи, не втрачається, але затримується обслуговування цього повідомлення (це не відноситься до випадку, коли зайнята лінія виклик. абонента).

За способом обслуговування затриманих викликів можливий підрозділ на обслуговування із чеканням та з повторними викликами.

При обслуговуванні із чеканням затримані виклики ставляться у чергу та обслуговуються по мірі звільнення з’єднувальних шляхів (“пасивне” чекання). При обслуговуванні з повторними викликами виклики, які надійшли в момент зайнятості з’єднувальних шляхів, повторюються через випадкові або фіксовані проміжки часу до отримання необхідного з’єднання (“активна” черга).

Кількість втрачених викликів у системах з явними втратами та кількість абонентів, які чекають, у системах із чеканням можуть бути використані для характеристики якості обслуговування викликів.

Якість обслуговування у системах з явними втратами характеризується ймовірністю втрат (втратами), яка визначається як відношення кількості втрачених викликів до загальної кількості викликів, що надійшли на входи АТС:

.

Індекси при С означають втрачені виклики, виклики, які надійшли, та обслужені виклики. Якщо сумарна ймовірність втрат на всьому з’єднувальному тракті не буде перевищувати 0,02-0,03, то така якість обслуговування буде оцінюватися в цілому як задовільна. Втрати, які допускаються для з’єднувального тракту, складаються із втрат на кожну з комутаційних ділянок (ступенів шукання, що входять до складу цього тракту): -втрати, які допускаються на 1,2,…,s ступенях.

Для розглянутої комутаційної схеми задається дисципліна, час обслуговування викликів і потік, що надходить, при яких визначається якість обслуговування викликів. Отримані результати якості обслуговування порівнюються з нормованими, і робиться висновок про можливості використання запропонованої структури КС у розглянутому випадку. Це - пряма задача. Частіше виникає зворотна, коли необхідно знайти оптимальну структуру КС, що задовольняє заданим вимогам реального потоку, що надходить, тривалості і якості обслуговування викликів.

У загальному випадку, під нормою втрат викликів розуміють середньостатистичне значення припустимих втрат при числі викликів, що прагне до нескінченності. Втрати викликів нормуються в частках від цілого - у відсотках або проміле (проміле - десята частина відсотка або 1/1000, що позначається %.). Утрати викликів Ρ = 0,005 або 5%. означають, що, у нормальних умовах роботи КС, з тисячі викликів, що надійшли, п’ять одержать відмовлення.

У системах з чеканням виклик повинен бути обслугований не пізніше обумовленого часу. Тут якість обслуговування оцінюється імовірністю чекання P(g· > 0) і імовірністю чекання понад задане припустимого часу P(g > 1_ДОП ), де g - час чекання[ ].

Усі ці показники залежать від структури комутаційних схем, типів потоків викликів, що визначають процес надходження викликів у мережах зв’язку і деяких інших параметрів.