3. Расчет 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 MLCиMCA; линий, идущих к АРМо РМТС, а также на каналыEthernetсетиIP-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 таблице 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.

Таблица 2

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

На упрощённой структурной схеме АТС (рисунок 3) показаны нагрузки, которые будут рассчитаны, и места их приложения:

Y_mlci– нагрузка на промежуточных линиях междуMLCiиMCA

Y_рмтсПЛ– нагрузка на промежуточных линиях междуMLC-РМТС иMCA, а также на линиях к АРМо;

Y_рмтсО– нагрузка на линиях к АРМо РМТС;

Y_ратс– нагрузка на соединительных линиях междуMCAи РАТС;

Y1_уатс– нагрузка на соединительных линиях междуMCAи УАТС1;

Y2_уатс– нагрузка на соединительных линиях междуMCAи УАТС2;

Y_дту– нагрузка на соединительных линиях междуMCAи ДТУ.

Рисунок 3. Структурная схема АТС SI2000 с нагрузками

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

Вначале определяем среднюю телефонную нагрузку, 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.

Затем определяем расчетную нагрузку, которая учитывает влияние случайных колебаний нагрузки около среднего значения в течение ЧНН. Для расчетной нагрузки используем следующую формулу:

Y_р=Y+ 0,674√Y(Эрл) .

Время занятия состоит из длительности разговора t_ри технического времениt_тех:

t_з=t_р+t_тех (час).

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 проектируемой АТС. Ниже приведены формулы для расчёта средних нагрузок, соответствующие структурной схеме, показанной на рисунке 3. Результаты расчётов заносятся в таблицу3.

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 = 26,105 +0,438 +5,424 +1,959+ +1,356 +1,437 =36,719

Y_вн1=N _mlc1(С_вн(t_{р вн}+t_тех1)) = 584∙(1,5∙(0,027+0,0028) = 26,105

Y_рмтс1=N _mlc1(С_рмтс(t_{р зак}+t_{р мг}+t_тех2))d₂ = 584∙(0,04∙(0,008+0,030+0,0089)) ∙0,40 =0,438

Y_ратс1=N _mlc1(С_ратс(t_{р сл}+t_тех1))d₃ = 584∙(0,4∙(0,023+0,0028)) ∙0,9 = 5,424

Y1_уатс1=N _mlc1(С1_уатс(t_{р сл}+t_тех1)) = 584∙(0,13∙(0,023+0,0028)) = 1,959

Y2_уатс1=N _mlc1(С2_уатс(t_{р сл}+t_тех1)) = 584∙(0,09∙(0,023+0,0028)) = 1,356

Y_дту1 =N _mlc1(С_{дту-внут}(t_{р мг}+t_тех1) + С_{дту-внеш}(t_{р мг}+t_тех1)d₁) =584∙(0,04∙(0,030+0,0028) + 0,05∙(0,030+0,0028)∙0,7) = 1,437

Так как далее действия аналогичны, то подробные расчеты некоторых нагрузок будут опущены и записаны сразу конечные результаты в таблицу 3.

Нагрузка на промежуточных линиях MLC2 –MLC6 –MCAточно такая же, как и на промежуточных линияхMLC1 –MCA.

Нагрузка на промежуточных линиях MLC7-iCS – MCA:

Y_mlc7=Y_вн7+Y_рмтс7+Y_ратс7+Y1_уатс7+Y2_уатс7+ Y_дту7= 43,648

Y_вн7=(N_mlc7+N_ip1+N_ip2)(1-Q1)(С_вн(t_{р вн}+t_тех1)) = 29,109

Y_рмтс7= (N_mlc7+N_ip1+N_ip2)(С_рмтс(t_{р зак}+t_{р мг}+t_тех2))d₂= 0,6

Y_ратс7= (N_mlc7+N_ip1+N_ip2)(С_ратс(t_{р сл}+t_тех1))d₃= 7,43

Y1_уатс7= (N_mlc7+N_ip1+N_ip2)(С1_уатс(t_{р сл}+t_тех1)) = 2,683

Y2_уатс7= (N_mlc7+N_ip1+N_ip2)(С2_уатс(t_{р сл}+t_тех1)) = 1,858

Y_дту7= (N_mlc7+N_ip1+N_ip2)(С_{дту-внут}(t_{р мг}+t_тех1) + С_{дту-внеш}(t_{р мг}+t_тех1)d₁) = 1,968

Q1 = (N_mlc7 + N_ip1 + N_ip2)/N_об = 0,186

N_об = N_mlc1 + N _mlc2 + N _mlc3 + N_mlc4 + N _mlc5 + N _mlc6 + N _mlc7 + N_ip1 + N_ip2 = 4304

Нагрузка на промежуточных линиях MLC-РМТС – MCA:

Y_рмтсПЛ=Y_рмтс1з+Y_рмтс2з+Y_рмтс3з+Y_рмтс4з+Y_рмтс5з+Y_рмтс6з+Y_рмтс7з+Y1_{уатс-рмтс1}+Y2_{уатс-рмтс1}= 1,367

Y_рмтс1з=N _mlc1(С_рмтс(t_{р зак}+t_тех2))d₂= 0,158

Y_рмтс2з=N _mlc2(С_рмтс(t_{р зак}+t_тех2))d₂= 0,158

Y_рмтс3з=N _mlc3(С_рмтс(t_{р зак}+t_тех2))d₂= 0,158

Y_рмтс4з=N _mlc4(С_рмтс(t_{р зак}+t_тех2))d₂= 0,158

Y_рмтс5з=N _mlc5(С_рмтс(t_{р зак}+t_тех2))d₂= 0,158

Y_рмтс6з=N _mlc6(С_рмтс(t_{р зак}+t_тех2))d₂= 0,158

Y_рмтс7з= (N_mlc7+N_ip1+N_ip2)(С_рмтс(t_{р зак}+t_тех2))d₂= 0,216

Y1_{уатс-рмтс1}=N1_уатс(С_рмтс(t_{р зак}+t_тех2))d₂= 0,081

Y2_{уатс-рмтс1}=N2_уатс(С_рмтс(t_{р зак}+t_тех2))d₂=0,122

Нагрузка на линиях к АРМо РМТС:

Y_рмтсО=Y_рмтс1о+Y_рмтс2о+Y_рмтс3о+Y_рмтс4о+Y_рмтс5о+Y_рмтс6о+Y_рмтс7о+Y1_{уатс-рмтс2}+Y2_{уатс-рмтс2}= 0,648

Y_рмтс1о=N _mlc1С_рмтсt_{р зак}d₂= 0,075

Y_рмтс2о=N _mlc2С_рмтсt_{р зак}d₂= 0,075

Y_рмтс3о=N _mlc3С_рмтсt_{р зак}d₂= 0,075

Y_рмтс4о=N _mlc4С_рмтсt_{р зак}d₂= 0,075

Y_рмтс5о=N _mlc5С_рмтсt_{р зак}d₂= 0,075

Y_рмтс6о=N _mlc6С_рмтсt_{р зак}d₂= 0,075

Y_рмтс7о= (N_mlc7+N_ip1+N_ip2)С_рмтсt_{р зак}d₂= 0,102

Y1_{уатс-рмтс2}=N1_уатсС_рмтсt_{р зак}d₂= 0,038

Y2_{уатс-рмтс2}=N2_уатсС_рмтсt_{р зак}d₂= 0,058

Нагрузка на соединительных линиях к УАТС1:

Y1_уатс=Y1_уатс1+Y1_уатс2+Y1_уатс3+Y1_уатс4+Y1_уатс5+Y1_уатс6+Y1_уатс7+Y1_{уатс-рмтс3}+Y1_{уатс-ратс}+Y1_{уатс-дту}+Y_{уатс-уатс}= 19,212

Y1_{уатс-рмтс3} =N1_уатс(С_рмтс(t_{р зак}+t_{р мг}+t_тех2))d₂= 0,225

Y1_{уатс-ратс}=N1_уатс(С_ратс(t_{р сл}+t_тех1))d₃= 2,786

Y1_{уатс-дту}=N1_уатс(С_{дту-внут}(t_{р мг}+t_тех1) + С_{дту-внеш}(t_{р мг}+t_тех1)d₁) = 0,738

Y_{уатс-уатс}= ((N1_уатс*С1_уатс+N2_уатс*С2_уатс)/2)(t_{р сл}+t_тех1)) = 1,026

Нагрузка на соединительных линиях к УАТС2:

Y2_уатс=Y2_уатс2+Y2_уатс2+Y2_уатс3+Y2_уатс4+Y2_уатс5+Y2_уатс6+Y2_уатс7+Y2_{уатс-рмтс3}+Y2_{уатс-ратс}+Y2_{уатс-дту}+Y_{уатс-уатс}= 16,644

Y2_{уатс-рмтс3} =N2_уатс(С_рмтс(t_{р зак}+t_{р мг}+t_тех2))d₂= 0,338

Y2_{уатс-ратс}=N2_уатс(С_ратс(t_{р сл}+t_тех1))d₃= 4,179

Y2_{уатс-дту}=N2_уатс(С_{дту-внут}(t_{р мг}+t_тех1) + С_{дту-внеш}(t_{р мг}+t_тех1)d₁) = 1,107

Нагрузка на соединительных линиях к РАТС:

Y_ратс =Y_ратс1+Y_ратс2+Y_ратс3+Y_ратс4+Y_ратс5+Y_ратс6+Y_ратс7+Y1_{уатс-ратс}+Y2_{уатс-ратс}= 46,939

Нагрузка на соединительных линиях к ДТУ:

Y_дту =Y_дту1+Y_дту2+Y_дту3+Y_дту4+Y_дту5+Y_дту6+Y_дту7+Y1_{уатс-дту}+Y2_{уатс-дту}= 12,435

Нагрузка на канале Ethernet между модулем MSAN1 и IP-сетью

Y_ip1 =Y_вн-ip1+Y_вн-ip1-2+Y_рмтс-ip1+Y_ратс-ip1+Y1_уатс-ip1+Y2_уатс-ip1+ Y_дту-ip1= 8,047

Y_вн-ip1 =N_ip1(1-Q2)(С_вн(t_{р вн}+t_тех1)) = 5,384

Y_вн-ip1-2 = ((N_ip1+N_ip2)/2)Q2(С_вн(t_{р вн}+t_тех1)) = 0,338

Q2 = (N_ip1+N_ip2)/N_об = 0,059

Y_рмтс-ip1=N_ip1(С_рмтс(t_{р зак}+t_{р мг}+t_тех2))d₂= 0,096

Y_ратс-ip1 =N_ip1(С_ратс(t_{р сл}+t_тех1))d₃= 1,188

Y1_уатс-ip1 =N_ip1(С1_уатс(t_{р сл}+t_тех1)) = 0,429

Y2_уатс-ip1 =N_ip1(С2_уатс(t_{р сл}+t_тех1)) = 0,297

Y_дту-ip1 =N_ip1(С_{дту-внут}(t_{р мг}+t_тех1) + С_{дту-внеш}(t_{р мг}+t_тех1)d₁) = 0,315

Нагрузка на канале Ethernet между модулем MSAN2 и IP-сетью точно такая же как и на канале Ethernet между модулемMSAN1 и IP-сетью.

Нагрузка на канале Ethernet между модулем MLC7-iCS и IP-сетью

Y_ip = Y_ip1 + Y_ip2 - 2Y_вн-ip1-2 = 15,418

В формулах приняты следующие обозначения:

Y_внi– нагрузка на промежуточных линиях междуMLCiиMCA, создаваемая при соединениях внутри станции.

Y_рмтсi– нагрузка на промежуточных линиях междуMLCiиMCA, создаваемая при соединениях отMLCк РМТС с последующими соединениями к ДТУ через МСА.

Y_ратсi– нагрузка на промежуточных линиях междуMLCiиMCA, создаваемая при соединениях междуMLCи РАТС.

Y1_уатсi– нагрузка на промежуточных линиях междуMLCiиMCA, создаваемая при соединениях междуMLCiи УАТС1.

Y2_уатсi– нагрузка на промежуточных линиях междуMLCiиMCA, создаваемая при соединениях междуMLCiи УАТС2.

Y_дтуi– нагрузка на промежуточных линиях междуMLCiиMCA, создаваемая при соединениях междуMLCи ДТУ с абонентами внутри зоны и других зон.

Y_рмтсIз– нагрузка на промежуточных линиях междуMLC-РМТС иMCA, создаваемая при соединениях отMLC_I к РМТС при заказе междугородних соединений;

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

Y1_{уатс-рмтс1}– нагрузка на промежуточных линиях междуMLC-РМТС иMCA, создаваемая при соединениях от УАТС1 к РМТС при заказе междугородних соединений;

Y2_{уатс-рмтс1}– нагрузка на промежуточных линиях междуMLC-РМТС иMCA, 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 междуMCAи УАТС1, создаваемая при соединениях от УАТС1 к РМТС с последующими соединениями от УАТС1 к ДТУ через МСА;

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

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

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

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

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

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

Y_вн-ip– нагрузка на каналеEthernetмежду модулемMLC7-iCSиIP-сетью, создаваемая при соединениях внутри станции;

Y_вн-ip1– нагрузка на каналеEthernetмежду модулемMSAN1 иIP-сетью, создаваемая при соединениях внутри станции, исключая соединения между модулямиMSAN1 иMSAN2;

Y_вн-ip2– нагрузка на каналеEthernetмежду модулемMSAN2 иIP-сетью, создаваемая при соединениях внутри станции, исключая соединения между модулямиMSAN1 иMSAN2;

Y_вн-ip1-2– нагрузка на каналахEthernetмежду модулямиMSAN1 иMSAN2, создаваемая при соединениях черезIP-сеть;

Y_рмтс-ip1,Y_рмтс-ip2 – нагрузка на каналахEthernetот модуляMSAN1 илиMSAN2, создаваемая при соединениях черезIP-сеть к РМТС при заказе междугородних соединений;

Y_ратс-ip1,Y_ратс-ip2 – нагрузка на каналахEthernetмежду модулемMSAN1 илиMSAN2, создаваемая при соединениях черезIP-сеть к РАТС;

Y1_уатс-ip1,Y1_уатс-ip2 – нагрузка на каналахEthernetмежду модулемMSAN1 илиMSAN2, создаваемая при соединениях черезIP-сеть к УАТС1;

Y2_уатс-ip1,Y2_уатс-ip2 – нагрузка на каналахEthernetмежду модулемMSAN1 илиMSAN2, создаваемая при соединениях черезIP-сеть к УАТС2;

N _mlci– количество абонентских линий, включенных в модульMLCi;

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 модульMSAN1 или MSAN2 сетиIP-телефонии;

N_об– общее количество абонентских линий, включенных в модулиMLC-ANиMLC-iCS, а также в модулиMSANсетиIP-телефонии;

Q1 – доля абонентских линий по отношению кN_об, включённых в модулиMLC-iCS,MSAN1 иMSAN2; этот параметр учитывает то, что соединения между абонентами, линии которых включены в модулиMLC-iCS,MSAN1 иMSAN2, проходят либо внутри модуляMLC-iCS, либо внутри модуляMSAN1 илиMSAN2, либо между модулямиMSAN1 иMSAN2 через IP-сеть;

Q2 – доля абонентских линий по отношению кN_об, включённых в модулиMSAN1 иMSAN2; этот параметр учитывает то, что соединения между абонентами, линии которых включены в модулиMSAN1 иMSAN2, проходят либо внутри модуляMSAN1 илиMSAN2, либо между модулямиMSAN1 иMSAN2 через IP-сеть;

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_тех1соответствует 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_тех2входят 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_тех3определяет длительность подключения к оператору РМТС и для него справедливо равенство:

t_тех3=t_ож.

Таблица3

Линии	Модули и направления соединений
	MLC1	MLC2	MLC3	MLC4	MLC5	MLC6	MLC7-iCS	РМТС		РАТС		УАТС1		УАТС2		ДТУ		Y, Эрл		Yр, Эрл
ПЛ MLC1 -МСА	26,105								0,438		5,424		1,959		1,356		1,437		36,719		40,803
ПЛ MLC2 -МСА	26,105								0,438		5,424		1,959		1,356		1,437		36,719		40,803
ПЛ MLC3 -МСА	26,105								0,438		5,424		1,959		1,356		1,437		36,719		40,803
ПЛ MLC4 -МСА	26,105								0,438		5,424		1,959		1,356		1,437		36,719		40,803
ПЛ MLC5 -МСА	26,105								0,438		5,424		1,959		1,356		1,437		36,719		40,803
ПЛ MLC6 -МСА	26,105								0,438		5,424		1,959		1,356		1,437		36,719		40,803
ПЛ MLC7-iCS -МСА	29,109								0,6		7,43		2,683		1,858		1,968		43,648		48,101
ПЛ MLC- РМТС -МСА	0,158	0,158	0,158	0,158	0,158	0,158	0,216	-		-		0,081		0,122		-		1,367		2,155
СЛ РАТС	5,424	5,424	5,424	5,424	5,424	5,424	7,43	-		-		2,786		4,179		-		46,939		51,557
СЛ УАТС1	1,959	1,959	1,959	1,959	1,959	1,959	2,683	0,225		2,786		-		1,026		0,738		19,212		22,166
СЛ УАТС2	1,356	1,356	1,356	1,356	1,356	1,356	1,858	0,338		4,179		-		1,026		1,107		16,644		19,394
СЛ ДТУ	1,437	1,437	1,437	1,437	1,437	1,437	1,968	-		-		0,738		1,107		-		12,435		14,812
Линии к АРМо	0,075	0,075	0,075	0,075	0,075	0,075	0,102	-		-		0,038		0,058		-		0,648		1,191