Методические указания по выполнению курсового проекта

В табл. 3 и 4 приведены исходные данные, относящиеся в основном к построению функциональной схемы проектируемой АТС и расчету интенсивности нагрузки, создаваемой абонентами проектируемой АТС. Выполнение других разделов проекта (рас­пределение потоков телефонных сообщений и расчет объема станционного и линейного оборудования) осуществляется по результатам, полученным при расчете нагрузки, а также на основе действующих норм, приведенных в РД 45.120-2000.

В верхней строке табл. 3 указана емкость проектируемой АТСЭ типа EWSD (только абонентские номера, непосредственно включаемые в проектируемую АТСЭ – прямое включение). В следующей строке приведено количество блоков удаленного (remote) абонентского доступа RDLU. Цифра единиц позволяет определить ем­кости RDLU. Предполагается, что все RDLU имеют одинаковую емкость. В реальных условиях емкость RDLU устанавливается с учетом имеющейся потребности.

Суммарная емкость системы коммутации EWSD должна быть рассчитана как сумма номеров прямого включения и общая емкость RDLU.

Например: студенческому билету с цифрой десятков 3 соответствует вариант проектируемой АТСЭ типа EWSD с емко­стью прямого включения 17000 номеров. Для цифры единиц 6 студенческого билета соответствует вариант с включением пяти блоков RDLU емкостью 800 но­меров каждый. Суммарное число абонентских номеров на проектируемой АТСЭ составит

N проект. АТС =(17000 + 5 х 800) = 21000 номеров.

Должны использоваться три индекса, например, - «5», «7» и «9». Например, абоненты прямого включения получат номера 50000-59999 и 70000-76999. Предлагается самостоятельно задать нумерацию линий для RDLU.

В клетках таблицы 4 даются слева направо емкости имеющихся на сети электронные (цифровые) АТСЭ и координатные АТСК в тысячах номеров. Например, 19/10 означает, что кроме проектируемой АТС на сети имеется одна АТСЭ емкостью 19 тысяч номеров (за ней должны быть закреплены два индекса, например- «2» и «3»), одна АТСК емкостью 10 тысяч номеров (например, с индексом «4»). Прочерк в соответствующей позиции означает отсутствие на сети АТС данного типа.

Общая емкость сети составит в данном случае

Nсети = 21000 + 19000 + 10000 = 50000 номеров.

В таблице 5 в трех верхних строках указан процент телефонов народнохозяйственного сектора (НХ), квартирного сектора (КВ), а также общее число таксофонов (Т). В клетках таблицы (слева направо) приведено среднее число вызовов Сi, поступающих от абонентов народнохозяйственного сектора, квартирного сектора и от таксофонов. В правой колонке (слева направо) указаны средние продолжительности разго­воров для аппаратов НХ (Тнх), КВ (Ткв) и таксофонов (Тт). Предполагается, что данные таблицы 5 были получены в результате сбора данных статистики на ГТС.

17

При выполнении реальных проектов в соответствии с рекомендациями Руководящего Документа Минсвязи РФ РД45.120-2000 следует использовать представленные в этом документе данные о среднем числе вызовов и средней продолжительности разговоров для пятизначной и шестизначной ГТС (см. табл.7). Допускается либо использование данных из РД45.120, либо данных статистики.

При разработке схемы телефонной сети следует считать, что районные АТС связаны между собой по принципу «каждая с каждой», это необходи­мо указать на схеме проектируемой сети. Межстан­ционная связь между цифровыми станциями и аналоговыми станциями АТСК осуществляется по линиям ИКМ30. Отдельные разделы проекта рекомендуется выполнять в той последо­вательности, которая указана в задании на курсовой проект.

Таблица 7. Средняя исходящая нагрузка для абонентов (РД 45.120 - 2000)

Тип АЛ	Среднее количество вызовов в ЧНН на 1АЛ (С)		Средняя продолжи- тельность занятия (t), c		Средняя интенсивность исходящей нагрузки на 1 АЛ в ЧНН (y1), Эрл		Время, используе-мое для расчета нагрузки
	5-знач.нуме- ра-ция	6-значн. нуме- рация	5-значн. нуме- рация	6-знач. нуме- рация	5-значн. нуме- рация	6-значн. нуме- рация
1 Индивидуального	0,65	0,8	99,6	99	0,018	0,022	утрен. ЧНН
пользования (кварт.)	0,9	1,1	100	98	0,025	0,030	вечерн. ЧНН
2.Народнохозяйственного сектора:
а) "делового"	3,5	4,0	56,6	63	0,055	0,070	утрен. ЧНН
б) "спального" района города	1,1	1,2	82,0	90	0,025	0,030	вечерн. ЧНН
3. Таксофон местной связи	7,5	9,5	144	76	0,15	0,2	дневн. ЧНН
	8,0	10,5	90	93	0,2	0,27	вечерн. ЧНН
4. Таксофон междугородный (исходящей связи)	-		-		0,65	0,65	дневн. ЧНН вечерн.ЧНН

18

Наиболее ответственной частью проекта является расчет возникающей в ЧНН нагрузки и распределение ее по всем направлениям и соединительным устройствам. Это объясняется тем, что интенсивность нагрузки в ЧНН кла­дется в основу определения объема коммутационного и линейного оборудо­вания станции.

Ошибка, допущенная при решении этого вопроса, в большинстве слу­чаев вызывает необходимость переработки значительной части или даже всех последующих разделов проекта.

Поэтому следует особенно внимательно выполнять расчеты и не про­являть излишней поспешности при принятии решений.

Нагрузку следует рассчитывать в следующем порядке.

Сначала опре­деляется нагрузка, создаваемая абонентами прямого включения. Затем опре­деляется нагрузка, создаваемая абонентами каждого RDLU. Для уменьшения объема вычислительных работ, структурный состав абонентов всех RDLU и абонентов прямого включения EWSD принимается одинаковым (в соответствии с вариантом табл. 5).

Сначала следует рассчитать среднюю продолжительность одного занятия, фиксируя i – категорию абонента (квартирный или учрежденческий) и задавая число набираемых абонентом цифр [2, С.172-177]:

t5 i - набор пяти цифр номера;

t11 i -набор 11-ти цифр номера (для выхода на сеть мобильной связи);

tбпс i - для случаев использования абонентом устройств беспроводной связи (набор номера не включается в продолжительность занятия).

Для всех вариантов проекта предлагается использовать предположение, что 30% вызовов направляются на (поступают от) сеть(и) мобильной связи. Проектируемая АТС выполняет функции транзитного узла, непосредственно связанного с центром коммутации подвижной связи (ЦКПС).

В направлении ЦКПС пойдет транзитная нагрузка к/от сети мобильной связи от всех абонентов ГТС.

Рассмотрим в качестве примера последовательность расчета средней продолжительности занятия для абонентов учрежденческого сектора:

tср уч = 0,5 х tбпс уч + 0,5 (t5 уч х 0,7 + t11 уч х 0,3), (1)

где 0,5 – доля аппаратов с беспроводным доступом на сети (вызов производится после набора номера абонентом);

0,7 – доля вызовов, замыкающихся на ГТС;

0,3 – доля вызовов, направляемых на ЦКПС.

Аналогично рассчитывается средняя продолжительность занятия для абонентов квартирного сектора.

Предполагается, что в таксофонах реализован обычный набор номера и

средняя продолжительность занятия может быть рассчитана как:

tср т = t5 т х 0,7 + t11 т х 0,3. (2)

Все таксофоны включаются в опорную станцию, при расчете RDLU их учитывать не нужно.

19

Далее должна быть проведена оценка интенсивности местной нагрузки источников i-ой категории, выраженная в Эрлангах*⁾, по формуле:

Yi = (Ci х Ni х tсрi), (3)

где Ci – среднее число вызовов в ЧНН от одного абонента i-ой категории;

Ni – число абонентов i-ой категории;

tсрi – среднее время занятия для абонентов i-ой категории.

Возникающая местная нагрузка от абонентов прямого включения различных категорий равна

Y_EWSD = Yкв_EWSD + Yуч_EWSD + Yт_EWSD. (4)

Возникающая местная нагрузка от абонентов RDLU разных категорий равна

Y_RDLU= Yкв_RDLU + Yуч_RDLU. (5)

Суммарная возникающая местная нагрузка на проектируемую АТС составит

Y_{возн АТС} = Y_EWSD + Y_RDLUz. (6)

Далее следует выполнить сопоставление полученных данных с содержимым таблицы 7, определяя среднюю интенсивность исходящей нагрузки на одну АЛ в ЧНН для конкретной категории как

y₁i = Y i_EWSD / Ni_EWSD или y₁i = Y i_RDLU / Ni_RDLU. (7)

Определим исходящую нагрузку в сторону ЦКПС от абонентов проектируемой АТС (включая RDLU):

Y _{исх проект АТС  ЦКПС} = 0,3 х Y_{возн АТС}. (8)

Предположим, что входящая нагрузка от сети мобильной связи к абонентами проектируемой АТС равна исходящей

Y _{вх ЦКПС проект АТС} = Y _{исх проект АТС  ЦКПС}. (9)

*⁾ В качестве единицы измерения интенсивности нагрузки обычно используется «Эрланг»: 1 Эрл = 1 часо-занятие в час.

Максимально допустимая удельная абонентская нагрузка в течение часа наибольшей нагрузки (ЧНН), используемая в качестве одной из характеристик и составляющая 0,15 Эрл, означает, что (0,15 х 60 минут) = 9 минут в течение ЧНН абонент может пользоваться телефонной связью (обычно средняя длительность одного разговора принимается равной 3 минутам).

20

Предположим, что структурный состав абонентов на остальных АТС сети фиксированной связи такой же, как на проектируемой АТС. Определим объем транзитного трафика к сети мобильной связи, который будет поступать от каждой из остальных АТС сети как:

Y_{тр АТСj ЦКПС} = Y _{исх проект АТС  ЦКПС} (Nj / N_{проект АТС}), (10)

где Nj – емкость j-ой АТС сети.

А также в обратном направлении

Y_{тр ЦКПС АТСj} = Y _{вх проект АТС ЦКПС} (Nj / N_{проект АТС}). (11)

Таким образом, суммарная нагрузка на направление связи проектируемая АТС – центр коммутации подвижной связи составит:

Y_{ ЦКПС} = Y _{исх проект АТС  ЦКПС} + Y _{вх ЦКПС проект АТС} +

+  (Yтр _{АТСj ЦКПС} + Yтр _{ЦКПС АТСj}). (12)

j

Значительная доля нагрузки замыкается внутри проектируемой системы коммутации. Для определения этой доли следует использовать данные таблицы 6, предварительно рассчитав коэффициент К, который характеризует интенсивность исходящей абонентской нагрузки АТС в процентах от общей интенсивности возникающей абонентской нагрузки сети:

K= N _{проект. АТС} / N_сети. (13)

В конкретном рассмотренном случае получаем К = 21000 / 50000 = 0,42.

В таблице 6 указаны значения для К = 0,40 и 0,45. Методом интерполяции получаем значение доли нагрузки, которая замыкается внутри проектируемой станции как

К _{внутрист} = 54,5 + 2 х(58,2 -54,5)/5 = 54,5 + 1,48 = 55,98 %  0,60.

Определим долю возникающей нагрузки, которая будет распределяться по АТС сети фиксированной связи

Y_{проект АТС ГТС} = 0,7 х Y_{возн АТС} х (1 - К _{внутрист}), (14)

где коэффициент 0,7 показывает долю нагрузки, которая остается на сети фиксированной связи (в соответствии с общими исходными данными 30% вызовов направляются на сеть мобильной связи).

21

Предлагается распределять Yпроект АТС ГТС пропорционально заданным емкостям АТСj. Например, исходящая нагрузка на j-направление связи, соответствующее АТСj, составит:

Y_{проект АТСАТСj} = Y_{проектАТСГТС} [Nj /(N_сети - N _{проект.АТС)}]. (15)

На сетях фиксированной телефонной связи сложной структуры для определения Y_{проект АТСАТСj} могут вводиться нормированные коэффициенты тяготения, которые позволяют учесть взаимное расположение АТС, принадлежность их к различным районам города. Использование коэффициентов тяготения предполагает наличие данных статистики, собранных за длительное время эксплуатации аналоговых АТС. Более подробно для семизначной сети этот вопрос изложен в [2].

Продолжительность обработки адресной информации, поступающей от абонентов, зависит от способа набора номера. Обычно время занятия исходящей линии в направлении связи происходит после приема всего номера, тогда может быть выполнена быстрая передача части номера на другую АТС в коде «2» из 6» или с использованием системы сигнализации ОКС№7. Соответственно, интенсивность нагрузки на выходе коммутационного поля будет несколько меньше, чем на его входе. Примеры использования корректирующих коэффициентов приведены в [2].

Широкое распространение телефонных аппаратов беспроводного доступа с частотным набором номера позволяет не вводить эту коррекцию для 50% ТА (в соответствии с заданием на проект). В качестве примера приведем формулу для определения интенсивности нагрузки на выходе коммутационного поля для j-ого направления связи:

Y_{вых КП j} = 0,5 х Y_{проект АТСАТСj} + 0,5 х j хY_{проект АТСАТСj}, (16)

где j–коэффициент пересчета, значение которого зависит от длины номера, продолжительности разговора, категории абонента. Предлагается использовать значение j = 0,88.

Для определения интенсивности входящей нагрузки по j-ому направлению обычно используется принцип равенства исходящего и входящего трафика:

Y_{вх КП j} =Y_{вых КП j}. (17)

Поскольку проектируемая АТС является транзитной для мобильной связи, следует определять общую интенсивность исходящей нагрузки на j-ое направление связи между проектируемой АТС и j-ой АТС как

Y*_{пр АТС- АТСj} = Y_{вых КП j} + Y_{тр ЦКПС АТСj}. (18)

22

Будем принимать Y _{АТСj - пр АТС} = Y*_{пр АТС- АТСj}.

Для направления связи в сторону УСС расчет интенсивности нагрузки следует вести по формуле:

Yусс = 0,02 х Y_{возн АТС}, Эрл. (19)

Для пересчета нагрузки со входа на выход коммутационного поля по направлению УСС следует использовать коэффициент _УСС = 0,95.

Для определения интенсивности нагрузки в исходящем (входящем) направлении к(от) ЗУС (прежнее название АМТС) следует использовать формулы:

Y_{исх ЗУС} = Узсл хN _{проект. АТС}, (20)

Y_{вх ЗУС} = Услм хN _{проект. АТС}. (21)

Пересчет исходящей междугородной нагрузки со входа коммутационного поля на выход не производится, поскольку продолжительность междугородных разговоров существенно превышает время набора номера абонентом..

После определения исходящего и входящего потоков сообщений в различных направлениях связи составляется схема распределения нагрузки [2].

По интенсивности нагрузки в j -ых направлениях связи определяется необходимое число временных каналов vj и цифровых линий ИКМ30 Vj.

Поток телефонных вызовов является нестационарным в течение суток и в пределах фиксированного ЧНН, для которого ведется проектирование. Это приводит к значительным колебаниям потерь вызовов во времени и росту средних потерь. Учесть этот рост потерь непосредственно, используя существующие методы теории телетрафика, не удается. Приходится применять косвенные приемы. При расчете объема межстанционных связей и объема оборудования АТС вместо средних интенсивностей нагрузки Y_ЧНН используют несколько большие, расчетные величины интенсивности нагрузки Y_Р.

Закон колебаний интенсивности нагрузки с хорошим приближением аппроксимируется нормальным распределением. При этом вероятность отклонения нагрузки в произвольно взятый ЧНН Y от математического ожидания нагрузки в ЧНН Y_ЧНН определяется из выражения

P{ Y – Y_ЧНН   z ^.  (Y_ЧНН) } = 0.5 + Ф(z), (22)

где  (Y_ЧНН) - среднеквадратическое отклонение интенсивности нагрузки в ЧНН;

Ф(z) – нормированная функция Лапласа; z – аргумент функции Лапласа.

Из предыдущей формулы следует, что при расчете объема оборудования с нормированными потерями Р по математическому ожиданию нагрузки Y_ЧНН потери будут меньше или равны Р с вероятностью 0,5, то есть в 50% всех ЧНН.

23

Если потребовать выполнения заданного качества обслуживания с большей вероятностью, то расчет объема оборудования следует выполнять не по математическому ожиданию интенсивности нагрузки, а по расчетной интенсивности нагрузки:

Y_РАСЧ = Y_ЧНН + z ^.  (Y_ЧНН). (23)

Для простейшего потока вызовов математическое ожидание интенсивности нагрузки равно дисперсии нагрузки. Полагая, что  (Y_ЧНН) =  Y_ЧНН, получим следующее выражение для расчетной интенсивности нагрузки:

Y_РАСЧ = Y_ЧНН + z ^.  Y_ЧНН. (24)

Чем больше в этом выражении значение аргумента z функции Лапласа, тем с большей вероятностью гарантируется нормированное качество обслуживания. В практике проектирования телефонных сетей общего пользования значение коэффициента z принимается равным 0,6742. При этом норма потерь Р = 0,005 выполняется с вероятностью 0,75, а с вероятностью 0,9 потери не превысят 0,02, что для городской телефонной связи считается вполне приемлемым качеством обслуживания.

Таким образом, формула расчетной нагрузки имеет следующий вид:

Y_РАСЧ = Y_ЧНН + 0,6742^.  Y_ЧНН. (25)

Используем формулу (25) для определения расчетной нагрузки, поступающей на пучки временных каналов различных направлений связи.

Далее при расчете необходимого числа соединительных линий (временных каналов связи) vi в направлении следует учитывать особенности формирования направлений связи в зависимости от используемой системы сигнализации (см. рис.3).

Пучок линий двухстороннего занятия, например, формируется между проектируемой АТС и центром коммутации подвижной связи. Суммарная нагрузка на направление связи проектируемая АТС – центр коммутации подвижной связи Y_{ ЦКПС} определена в формуле (12). Следует определить расчетную нагрузку Yр _{ ЦКПС} по формуле (25).

Необходимое число каналов связи v_ЦКПС найдем по первой формуле Эрланга для величины расчетной нагрузки Yр _{ ЦКПС} при заданной норме потерь Р = 0,001. Для этих целей следует использовать программу «калькулятор Эрланга». Если величина Yр _{ ЦКПС} превышает 150 Эрл, следует использовать формулу:

v_ЦКПС = Yр _{ ЦКПС}/0,7, (26)

где 0,7 – максимально допустимое использование соединительной линии (временного канала) в стационарном режиме эксплуатации (70% времени в течение ЧНН соединительная линия занята). В режиме перегрузок допускается использование 0,8.

Определим необходимое число цифровых соединительных линий (потоков Е1) в сторону ЦКПС как

V_ЦКПС = v_ЦКПС / 30, (27)

где 30 – число разговорных каналов в потоке Е1.

24