6.3 Построение и цифровизация стс

На сельских телефонных сетях СТС используется два способа построения сети:

1. Радиальный способ– в районном центре расположена центральная станция ЦС, в которую включены оконечные станции ОС. Нумерация 5-ти значная.

2. Радиально-узловой способ – в некоторых больших сельских населённых пунктах ставят узловые станции УС, в которые включаются оконечные станции.

На СТС используются 4 основные стратегии внедрения цифровых станций:

1. Постепенное замещение аналоговых станций цифровыми.

2. Построение «наложенной сети».

3. «Стратегия бульдозера».

4. Интеграция СТС с ГТС райцентра.

6.4Проектирование кольцевой сети

Наибольшее распространение при цифровизации сети получила кольцевая структура сети синхронной цифровой иерархии.

Отличительные особенности SDH:

- в цифровой поток вводятся дополнительные биты синхронизации, управления и адресные биты;

- скорость передачи потоков битов в ЦСП каждого следующего уровня равна ровно учетверённой скорости передачи ЦСП предыдущего уровня;

- доступ к отдельным ОЦК или целым потокам без последовательного демультиплексирования (как это делается в PDH).

Таким образом, системы SDHцелесообразно использовать для построения мощных первичных цифровых сетей, в том числе кольцевых структур на базе ВОЛС.

Основные этапы проектирования цифровых кольцевых сетей

1. Определение возникающей нагрузки на каждой станции и межстанционных нагрузок в сети.

2. Выбор схемы включения станций в цифровое кольцо (непосредственно через мультиплексор или через другую станцию).

3. Определение емкости пучков межстанционных связей с учетом используемых принципов связи АТС в кольце («каждая с каждой» или через транзитные/узловые станции).

4. Расчет пропускной способности цифрового кольца и определение типа оборудования системы передач.

5. Выбор числа оптических волокон и типа оптического кабеля.

6. Организация шлюзов с другими сетями (с оставшейся аналоговой частью сети, между двумя, тремя кольцами, с сетями Интернет, с сетями передачи данных).

Методика расчета скорости цифрового кольца

Приведенная методика расчета скорости кольца предусматривает повторное использование каналов на различных участках кольца. Расчет скорости цифрового потока в кольце будем производить для структуры кольца, состоящей из 4-х оптических волокон. Выбор данного числа оптических волокон основан на следующих положениях:

1. По одному оптическому волокну (ОВ) организуется только симплексная связь, т.е. передача информации в одном направлении (например, по часовой стрелке). Для организации дуплексной связи используется другое ОВ, в котором передача информации осуществляется в обратном направлении (например, против часовой стрелки). При этом используется одни и те же участки кольца.

2. По одному и тому же кольцу можно организовать как входящую так и исходящую связь относительно одной станции. При этом будут задействованы разные участки кольца.

Таким образом, для организации дуплексной входящей и исходящей связи должно быть задействовано два ОВ в кольце. При этом за прямое направление передачи информационного потока принято направление исходящей связи (например, по часовой стрелке).

3. Для обеспечения надежности связи предусмотрена возможность организации связи в обратном направлении (в случае обрыва одного из участков кольца или отдельного ОВ). Для этих целей используются два других ОВ. Переключение на резерв осуществляется службой оперативного управления сетью (автоматически или в ручную).

Таким образом для организации надежного функционирования кольца требуется четыре оптических волокна, два из которых - для основного кольца и два - для резервного кольца.

Скорость цифрового кольца выбирается по максимальной требуемой скорости цифрового потока в основном кольце.

Рассмотрим общий случай сети, в которой имеются станции, непосредственно включаемые в кольцо через кросс-коннекторы или мультиплексоры ввода/вывода нагрузки, и станции, осуществляющие связь по кольцу через транзитные для них станции.

С помощью известных методов (например, с использованием методики расчета межстанционных нагрузок, приведенной в Ведомственных нормах технологического проектирования ВНТП 112-2000) определяются межстанционные нагрузки на сети

(учитывая связи с АМТС и УСС). Данные помещаются в таблицу межстанционных нагрузок, которая является основой для дальнейших расчетов.

Методика расчета скорости цифрового кольца сводится к выполнению следующих расчетов:

1. Рассчитываются нагрузки от (к) АТС Yijатc, вводимые вi-ом пункте и выводимые вj-ом пункте, путем суммирования всех межстанционных нагрузок, циркулирующих между указанными пунк­тами кольца, гдеi=1, 2…N;j= 1, 2…N, N - количество пунктов ввода/вывода в кольце.

2. Отдельно рассчитываются нагрузки от АМТС, к АМТС и

к УСС (Yij-Амтс,Yij-ycc), вводимые вi-ом пункте и выводимые вj-oм пункте (если они имеются), путем суммирования всех соответствующих нагрузок, циркулирующих между указанными пунктами кольца.

3. В зависимости от типа станции и норм потерь на различных участках сети, рассчитывается требуемое число соединительных линий (для электронных АТС-по первой формуле Эрланга, для координатных АТС - по методу эффективной доступности), необходимых для обслуживания каждой из рассчитанных выше нагрузок (Vij-атс, Vij-мтс, Vij-ycc). Полученные результаты округляются до 30 в большую сторону и определяется число первичных цифро­вых трактов ПЦТ на каждом направлении связи.

4. Подсчитывается необходимое число ПЦТ на каждом участке кольца V_k путем суммирования числа ПЦТ, задействованных на соответствующем участке, где

к-номер участка кольца, к=1, 2, ...,К;

К - общее число участков кольца.

5. Выбирается участок кольца, на котором требуется наибольшее количество ПЦТ Vkmax, эта величина и будет определять требуемую пропускную способность цифрового кольца:

Sтpeб = Vkmax

6. Скорость цифровой системы передачи для реализации цифрового кольца S_K выбирается стандартной по сетке иерархий PDH или SDH. Она должна удовлетворять следующему условию:

S_K> Кр* Sтреб

Коэффициент Кр - коэффициент запаса на развитие сети, Рекомендуемый Кр= 1,4 -1,5 (коэффициент запаса может быть другим при соответствующем обосновании специфических условий развития сети).

Если полученная скорость цифрового потока значительно выше наибольшей стандартной скорости кольца, на сети образуют два или несколько колец. При этом все станции на сети распределяются поровну (с учетом их емкости) между кольцами, чтобы скорости цифровых потоков разных колец были бы, по возможности одинаковыми. При определении скорости цифровых потоков каждого кольца необходимо учитывать цифровые потоки от и к станциям другого кольца.

Пример расчета скорости цифрового кольца

Рассчитаем скорость цифрового кольца, обеспечивающего межстанционную связь на ГТС без опорно-транзитных станций представленной на рис. 6. В кольце используется 4 мультиплексора ввода-вывода нагрузки (кросс-коннектора), обозначенные на рисунке буквами А, В, С и D. В мультиплексор А включены ОПС-1 и ОПС-4. В мультиплексор В включены АМТС, ОПС-2, ОПС-5 и ОПС-6 В мультиплексор С включена ОПС-3, а в мультиплексорD- ОПС-7 и УСС. Участки кольца между мультиплексорами обозначены римскими цифрамиI, II, IIIи IV.

Так как в рассматриваемой сети отсутствуют транзитные и опорно-транзитные станции, обеспечивающие групповое использование пучков соединительных линий на отдельных участках сети, то все пучки между всеми станциями сети можно считать независимо на основании соответствующих нагрузок.

Рис. 6 Пример кольцевой структуры ГТС

Значения емкостей пучков округляются в большую сторону числа, кратного 30, и полученные числа делятся на 30. Таким образом, получается таблица емкостей пучков соединительных линий в первичных цифровых трактах (ПЦТ) 2,048 Мбит/с,

Для рассматриваемого примера сети такая таблица будет иметь вид:

Далее заполняется таблица ПЦТ, вводимых в i-ом мультиплексоре и выводимых вj-ом мультиплексоре цифрового кольца. Для рассматриваемого примера таблица ПЦТ будет иметь вид:

В последнем столбце таблицы приведены суммы всех элементов каждой строки, которые определяют суммарное число ПЦТ, вводимых в соответствующих мультиплексорах. Для рассматриваемого примера формулы для расчета пучков ПЦТ, вводимых и выводимых в соответствующих мультиплексорах, имеют вид:

Общее число ПЦТ на каждом участке кольца определяется суммарным значением ПЦТ, вводимых на данном участке (в мультиплексоре начала участка), и ПЦТ, проходящих транзитом по данному участку от мультиплексоров других участков кольца. Для рассматриваемого примера в кольце имеется 4 участка, формулы для расчёта суммарного числа ПЦТ на каждом участке кольца имеют вид:

Требуемая скорость цифрового кольца определяется максимальным значением пропускной способности отдельного участка.

Примечание к выполнению задачи:

Для расчёта исходящей нагрузки станции принять удельную исходящую нагрузку равной 0,05 Эрл, т.е. y=0,05N.

Нагрузка между двумя станциями рассчитывается по формуле:

Для расчёта требуемого количества соединительных линий воспользоваться первой формулой Эрланга или таблицей Эрланга (величину потерь можно принять р=0,005). После деленияна 30 и округления в большую сторону, получаем количество ПЦТ.

Приложение

Таблица вариантов задачи:

№ Варианта	Ёмкость АТС, N1 N2 N3 N4	№ Варианта	Ёмкость АТС, N1 N2 N3 N4	№ Варианта	Ёмкость АТС, N1 N2 N3 N4	№ Варианта	Ёмкость АТС, N1 N2 N3 N4
1	5000 6200 4800 4100	6	5000 6400 3800 4000	11	6300 7100 5000 4000	16	7000 6400 4000 3800
2	6400 5200 7000 4000	7	7100 4300 6700 4800	12	4100 4800 5200 7300	17	4800 7000 6400 4000
3	4800 6000 4100 7100	8	6000 5500 4100 6200	13	6300 5200 5600 4000	18	3800 4600 7000 3600
4	6500 4300 5200 3600	9	4800 7000 6700 3600	14	6700 6000 5800 4000	19	6200 6400 3600 5000
5	6500 3800 4600 5000	10	7600 3000 4600 5000	15	4400 5000 4800 6500	20	6800 5200 5600 3800

16