Федеральное

агентство связи

Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики

E. Б. Бежаева, М. М. Егунов, О. Г. Шерстнева

Проектирование ГТС

на базе систем передачи

синхронной цифровой иерархии

Учебное пособие

Новосибирск

2007

УДК 621.391

Ктн, доцент Е.Б. Бежаева, ктн, доцент М.М.Егунов, ктн, доцент

О.Г. Шерстнева.

Проектирование ГТС на базе систем передачи синхрон-

ной цифровой иерархии: Учебное пособие/СибГУТИ.-Новосибирск, 2006.

Учебное пособие предназначено для выполнения курсового и дипломного проектирования по дисциплине «Сети связи» и «Сети связи и системы коммутации». В учебном пособии излагаются принципы проектирования ГТС на базе оборудования SDH, приводятся способы построения сетейSDH, алгоритмы оптимизации первичной сети кольцевой структуры и оценка структурной надежности сети. Рекомендуется студентам соответствующих специальностей очной, заочной и ускоренной форм обучения.

Кафедра АЭС

Иллюстраций 20, таблиц 10, список литературы 9 названий, приложений 6.

Рецензенты:

А.П.Пшеничников

Р.А. Булдакова

Для специальностей – 200900, 071700

Рекомендовано редакционно-издательским советом СибГУТИ в качестве учебного пособия.

 Сибирский государственный

университет телекоммуникаций

и информатики, 2007.

Оглавление

Введение……………………………………………………….……..

1 Разработка схемы построения ГТС…………………….............

1.1 Анализ способов построения местных телефонных сетей общего пользования.....................................................................

1.2 Обоснование выбора способа построения проектируемой сети

1.3 Разработка нумерации абонентских линий…………………....

2 Расчет интенсивности нагрузки………………………………....

1. Составление диаграмм распределения нагрузки………………

2. Расчет исходящей нагрузки……………………………………..

3. Расчет нагрузки к узлу спецслужб (УСС)………………………

4. Расчет междугородной нагрузки………………………………..

5. Расчет межстанционной нагрузки……………………….………

3 Расчет емкости пучков соединительных линий…………….......

4 Выбор оптимальной структуры построения сети МСС на базе синхронной цифровой иерархии(SDH)…………………….……

1. Анализ способов построения первичных сетей на базе SDH……….………...........................................................................

2. Разработка оптимальной структуры сети МСС………………...

5 Выбор типа синхронного транспортного модуля …………..........

1. Расчет числа ИКМ трактов передачи………………………...

2. Выбор типа модуля STM……………….................................

3. Выбор типа оптического кабеля……………………………...

4. Выбор конфигурации мультиплексоров ввода/вывода…….

6 Оценка структурной надежности сети………………………......

Литература…………………………………………………….………

Приложение А Средняя исходящая нагрузка для различных источников нагрузки…….....................................................................

Приложение Б Нормы, используемые при расчете нагрузки по различным направлениям на ГТС…………………………………...

Приложение В Таблица первой формулы Эрланга………………...

Приложение Г Величина коэффициентов  и  в формуле О’Делла при различных значениях D и Р…………………………..

Приложение Д Техническая характеристика мультиплексора

SM-1/4…………………………………………………………………

Приложение Е Техническая характеристика мультиплексора

WaveStar ADM 16/1

Список использованных сокращений.................................................

Введение

Современный этап развития Единой сети электросвязи России характеризуется широким внедрением оборудования цифровых технологий коммутации и передачи. Этот процесс нашел отражение и в развитии городских телефонных сетей (ГТС), на которых стали использоваться синхронные и асинхронные системы коммутации, цифровые системы передачи синхронной цифровой иерархии (SDH), волоконно-оптические линии передачи.

Новые возможности цифровых систем коммутации и передачи, позволяющие создавать высокоэкономичные и надежные сети, вызывают необходимость в разработке современных методов планирования и проектирования сетей связи, в том числе и ГТС.

В данном учебном пособии излагают принципы проектирования ГТС при внедрении на сети цифровых систем коммутации, цифровых систем передачи SDH и волоконно-оптических линий передачи. При этом рассматриваются: принципы построения ГТС с учетом их цифровизации; структуры первичных сетей, реализованных на базе оборудования SDH; методика расчета и распределения нагрузки на городской телефонной сети; методы расчета пучков соединительных линий; алгоритмы для выбора оптимальной структуры первичной сети города; методика оценки структурной надежности ГТС. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 071700 и 200900, а также может быть использовано при подготовки бакалавров и магистров по направлению 210400 – Телекоммуникации и инженеров по специальности 210406 – Сети связи и системы коммутации.

1 Разработка схемы построения гтс

1.1 Анализ способов построения телефонных сетей общего пользования.

По способу организации соединительного тракта между оконечными абонентскими устройствами сети связи делятся на коммутируемые и некоммутируемые. Создание некоммутируемой телефонной сети может быть экономически оправдано только при очень высокой интенсивности удельной телефонной нагрузки. На телефонных сетях общего пользования удельная телефонная нагрузка может быть относительно невелика, поэтому эти сети строятся коммутируемыми.

Различают четыре основных способа построения коммутируемых телефонных сетей: “каждая с каждой”, радиальный, радиально-узловой и комбинированный [8].

При модернизации местной телефонной сети следует делать упор на разработку такой перспективной структурной схемы сети, при которой:

1) капитальные затраты на станционные и линейные сооружения при вводе новых телефонных станций были как можно меньше;

2) максимально бы использовались преимущества цифровых телефонных станций над аналоговыми АТС.

Для выполнения этих условий при цифровизации местной сети используется стратегия «наложенной сети». Основные правила построения наложенной сети следующие:

- все связи между цифровыми АТС должны осуществляться только через цифровые АТС и узлы:

- при связи между цифровыми АТС должны использоваться стандартные тракты цифровых систем передачи;

- в пределах одной местной сети при любых соединениях допускается только один переход между «наложенной» и существующей аналоговой сетью;

- вновь вводимые цифровые АТС должны включаться только в «наложенную сеть»;

- связь между цифровыми и аналоговыми АТС должна осуществляться по линейным трактам стандартных цифровых систем передачи с установкой оборудования аналого-цифрового преобразования и согласования систем сигнализации на стороне аналоговых АТС;

- цифровые станции и узлы могут размещаться на одной территории или даже в одном здании с аналоговыми АТС и узлами.

Рекомендуется производить развитие отдельных местных сетей на однотипных цифровых системах коммутации (не более двух типов).

По структурному принципу ГТС классифицируется следующим образом:

- нерайонированные сети - c одной оконечной АТС(ОС);

- районированные сети без узлообразования( сети, cодержащие только ОС);

- районированные сети с узлами входящих сообщений (сети, cодержащие ОС и транзитные станции (ТС), выполняющие функции УВС);

- районированные сети с узлами входящих и исходящих сообщений (сети, содержащие ОС и ТС, выполняющие функции УВИС).

При использовании цифровых АТС, в условиях применения выносных концентраторов, нерайонированная структура может быть экономически целесообразна при емкости сети до сотен тысяч номеров (аналоговых - до 20000 №№).

Районированные ГТС без узлообразования имеют несколько ОС, которые на аналоговой сети связываются между собой по принципу «каждая с каждой», а на цифровой сети – по принципу «каждая с каждой» с использованием обходных направлений.

Структура цифровой ГТС без узлообразования экономически целесообразна при емкости сети в несколько сотен тысяч номеров (аналоговых - до 80000 №№).

Районированные ГТС с узлами входящих сообщений делятся на узловые районы, в каждом из которых, для концентрации нагрузки к АТС узлового района, устанавливаются один или несколько УВС. Все ОС узлового района имеют общий стотысячный (двухсоттысячный) код.

Цифровые ГТС с УВС могут иметь емкость до нескольких миллионов номеров (аналоговые - до 800000№№).

Районированные ГТС с узлами входящих и исходящих сообщений обычно имеют несколько десятков узловых районов.

Цифровые станции позволяют реализовать более экономичные структуры ГТС по сравнению с аналоговыми АТС. Основные особенности перспективных структур ГТС с цифровыми станциями следующие:

- широкое использование выносных концентраторов;

-комбинированное использование оборудования АТС (ОС; ОС и УВС; ОС и УИВС; ОС , УСС и АМТС и т.д.);

- возможность использования двухсторонних соединительных линий (c точки зрения направления их занятия при установлении соединения);

- применение обходных направлений;

- широкое использование общеканальной системы сигнализации ОКС№7;

- предоставление абонентам значительного числа дополнительных видов обслуживания в пределах всей сети;

- создание на сети центров технической эксплуатации и т.д.

Варианты построения «наложенной» цифровой сети зависят от емкости и структуры существующей аналоговой сети.

При создании «наложенной сети» на аналоговой ГТС без транзитных узлов, вновь вводимые цифровые АТС должны быть связаны со всеми ОС данной ГТС цифровыми трактами с установкой оборудования АЦП на стороне аналоговых станций. При введении следующих станций необходимо решать вопрос рационального подключения данных станций к существующей ГТС. Возможно три основных способа подключения вновь вводимых АТС:

• организация прямых пучков каналов соединительных линий между каждой цифровой и каждой аналоговой АТС («каждая с каждой»);

• использование ранее введенных в сеть цифровых АТС в качестве транзитных станций для вновь вводимых станций. При этом связь вводимых АТС с аналоговой ГТС будет осуществляться через транзитную станцию;

• комбинированное решение, основанное на сочетании перечисленных ранее вариантов.

Принципы построения «наложенной сети» с транзитными узлами и взаимодействие этой сети с аналоговыми ГТС с УВС и УИС рассмотрены в монографии [6].

Связь со спецслужбами.

Для приема информации от населения в экстренных случаях, а также для предоставления населению определенных услуг (справка, информация, заказы) на ГТС должны быть организованы справочные, заказные и экстренные службы. На ГТС могут применяться как централизованные, так и децентрализованные службы. Доступ к централизованным службам от абонентов ГТС осуществляется через узел специальной связи (УСС). В зависимости от местных условий возможны:

- доступ к отдельным службам, от абонентов некоторых АТС, помимо УСС;

- организация для части АТС выхода к УСС по общему пучку соединительных линий через специальный узел исходящего сообщения

(УИС-“0”) с целью экономии числа соединительных линий между УСС и отдельной группой АТС, расположенных близко одна от другой и на значительном расстоянии от УСС.

Выбор того или иного варианта организации доступа определяется при конкретном проектировании.

Связь с АМТС.

Связь станций ГТС с АМТС, расположенных в том же или другом городе, осуществляется с использованием линий городской или внутризоновой сети. Исходящая связь от ОС к АМТС должна осуществляться по заказно-соединительным линиям (ЗСЛ) либо непосредственно, либо через узел ЗСЛ (УЗСЛ) или через УИВС-Э. Входящие междугородные соединения от АМТС к ОС должны осуществляться по соединительным линиям междугородной связи (СЛМ) либо непосредственно, либо через узел УВСМ(УИВС-Э).

Включение УПАТС в местные телефонные сети.

УПАТС типа Key System (офисные станции емкостью до 50№№) подключаются к двухпроводным аналоговым или цифровым абонентским линиям.

УПАТС при емкости до 6000№№ включаются в ОС на правах выноса (концентратора).

УПАТС емкостью свыше 6000№№ включаются на правах ОС ГТС.

Включение УПАТС на правах выноса осуществляется двумя способами:

- в линейные комплекты трехпроводных физических соединительных линий, входящих в состав оборудования некоторых типов АТС;

- в комплекты цифровых соединительных линий, входящих в состав оборудования АТС и предназначенных для подключения стандартных линейных трактов ЦСП типа ИКМ-30.

2. Обоснование выбора способа построения проектируемой сети

Используя исходные данные на проект, необходимо разработать перспективную схему построения ГТС с обоснованием принятых решений. В обосновании необходимо отразить основные достоинства выбранного способа построения сети с точки зрения экономичности и надежности, качества тракта телефонной передачи, времени установления соединения и т.д. Кроме этого необходимо обосновать выбор систем сигнализации, используемых на различных направлениях для передачи линейных сигналов и сигналов управления, типа соединительных линий (односторонних или двухсторонних), способа подключения УПАТС, АМТС и УСС.

Пример структурной схемы ГТС представлен на рисунке 1.1.

На разработанной схеме необходимо отметить место расположения узла спецслужб (УСС), емкость и тип ОС, вид применяемой сигнализации, тип соединительных линий. Узел УСС обычно располагают в одном здании с какой-либо АТС. В нашем примере в одном здании с ОС1. Между АТСЭ для передачи сигналов используется общий канал сигнализации (OKС №7) и пучки линий двухстороннего занятия. При соединении АТС координатного типа между собой, а также между АТСК и АТСКЭ используются пучки одностороннего занятия и применяется система сигнализации по двум выделенным сигнальным каналам для передачи линейных сигналов, а многочастотная система сигнализации "2 из 6" используется для передачи сигналов управления. Для связи АМТС с АТС используются междугородные соединительные линии (СЛМ), для связи АТС с АМТС – заказно-соединительные линии (ЗСЛ). При изображении схемы проектируемой сети обратить внимание на условные изображения АТС, УСС и АМТС.

2. Разработка нумерации абонентских линий

Система нумерации – это система знаков (цифр или букв), используемых вызывающим абонентом при автоматической телефонной связи. К системе нумерации предъявляются следующие основные требования:

• отсутствие совпадающих номеров абонентских линий на единой сети связи;

• минимальная значность номера;

• неизменность системы нумерации в течение длительного времени;

• достаточные запасы емкости нумерации с учетом развития местных, зоновых, междугородных сетей;

• простота структуры номера, облегчающая его запоминание и пользование автоматической связью.

Различают два вида систем нумерации: закрытая и открытая.

Для нумерации абонентских линий на ГТС используется закрытая пяти, -шести, - или семизначная нумерация в зависимости от емкости сети. При выборе значности следует учитывать коэффициент использования номерной емкости сети, составляющий 40-50% на ближайшее десятилетие и 60-80% в перспективе при широком использовании цифровых систем коммутации. В качестве первого знака абонентского номера ГТС в настояшее время могут использоваться любые цифры кроме «0» и «8» .

Кроме закрытой нумерации одинаковой значности на ГТС может применяться и закрытая смешанная нумерация, когда в сети одновременно существуют абонентские номера с разным числом знаков (5 и 6-значная или 6 и 7-значная нумерации). Использование такой нумерации допускается на переходный период.

На аналоговой ГТС с УВС при создании цифровой сети необходимо организовывать отдельный сто, - двухсот, - и т.д. тысячный узловой район. Этот район будет являться базой для создания «наложенной цифровой сети». В отдельных случаях может оказаться целесообразным создание нескольких узловых районов в пределах одной «наложенной сети».

Следует отметить, что номерная емкость УПАТС входит в номерную емкость ОС, в которую включена данная УПАТС.

Рассмотрим алгоритм выбора числа знаков в абонентском номере местной сети с учетом вновь вводимых АТС:

1. Определим монтированную емкость сети:

N _монт. = N_ОСi ,

где i = 1, 2, …, m – номер ОС,

N _РАТСi - монтированная емкость i-ой ОС.

2. Определим номерную емкость проектируемой сети:

N_ном.=N_монт./k_и ,

где k_и - коэффициент использования номерной емкости.

3. Определим минимально необходимую значность номера (n_min) с учетом реализации экстренных служб и выхода на АМТС:

N_ном. 8 х 10^n-1,

где n – минимально необходимое число знаков в местном абонентском номере.

Далее следует разработать местные абонентские номера для проектируемой ГТС. При этом нужно определить местные коды для каждой ОС сети. Местный код (однозначный, двухзначный или трехзначный в зависимости от емкости сети) на ГТС закрепляется за каждой десятитысячной группой абонентов. Нумерация абонентских линий в пределах десятитысячной группы сквозная (0000-9999).

Далее следует разработать зоновые номера для абонентов ГТС. Зоновый абонентский номер имеет структуру – авххххх, где ав – внутризоновый код (код стотысячной группы);

ххххх – абонентский номер на местной телефонной сети емкостью не более 100000 номеров.

Заметим, что при вызове абонентов ГТС с 5 или 6 – значным местным номером при внутризоновой связи последний должен дополняться до зонового (семизначного) номера цифрами 22 или 2 соответственно. При этом «а» не может принимать значения «8» или «0»(в перспективе 0 и 1):

«8» – индекс выхода к АМТС; «0» – выход к УСС.

Далее следует разработать междугородные и международные номера абонентов.

При автоматической междугородной телефонной связи абонент должен набирать 8 –АВСавххххх,

где АВСавххххх – междугородный абонентский номер национальной сети;

АВС – междугородный код;

8А – междугородный индекс.

В качестве «А» могут быть использованы любые цифры, кроме 1 и 2, а в качестве «В» и «С» – любые цифры.

При автоматической международной телефонной связи абонент должен набирать – 810 №мн,

где 810 – индекс автоматической международной связи;

№мн – международный абонентский номер вызываемого абонента.

Международный номер для абонентов России имеет следующую структуру: АВСавххххх,

где  - международный код, который присвоен национальной телефонной сети России ( = 7).

Следует отметить, что в дальнейшем на базовой телефонной сети России предполагается изменение индекса выхода на АМТС- «8» на цифру «0», а также изменение первой цифры кода выхода к УСС- «0» на «1». В связи с этим цифры «0» и «1» не будут использоваться в качестве первой цифры местных абонентских номеров.

Нумерация абонентских линий для различных видов связи должна быть представлена в проекте в таблице, аналогичной таблице 1.3.1.

Таблица 1.3.1 - Нумерация абонентских линий для различных видов связи

ОС	ОС 1	ОС 2	…	ОСN
Тип ОС	S-12
Емкость ОС	20500
Местные номера	100000- 120499
Зоновые номера	2100000- 2120499
Междугородные номера	3832100000-3832120499
Международные номера	73832100000- 73832104999

Контрольные вопросы

1. Укажите основные способы построения коммутируемых сетей.

2. Каким образом классифицируются ГТС по структурному принципу построения?

3. Перечислите основные особенности построения ГТС при их цифровизации.

4. Что такое “наложенная” цифровая сеть?

5. Какие правила должны выполнятся при построении “наложенной” сети?

6. Может ли выход на УСС организован через специальный

транзитный узел?

7. Дайте наименование соединительных линий, связывающих ОС с АМТС.

8. Какие виды систем нумерации абонентских линий могут применятся на ГТС?

9. Укажите структуру международного абонентского номера.

10. Определите предельную номерную емкость национальной

телефонной сети РФ.