онов цифр канал

коммутационных систем является показательное распределение, так как оно не обладает последействием.

, (3.5)

где β =1/М(t) – параметр длительности обслуживания;

М(t) – математическое ожидание длительности обслуживания.

Одной из важнейших характеристик коммутационных систем является их эффективность. В качестве показателей эффективности наряду с экономическими (капитальными затратами, эксплуатационными расходами) широко используется и такой технический показатель, как пропускная способность.

Под способностью пропускной коммутационной системы понимается интенсивность обслуженной коммутационной системой нагрузки при заданном качестве обслуживания. Пропускная способность коммутационной системы зависит от величины потерь, емкости пучков линий, включенных в выходы коммутационной системы, от способа (схемы) объединения этих выходов, класса потока вызовов, структуры коммутационной системы. Распределения длительности обслуживания и дисциплины обслуживания.

Для количественной оценки качества обслуживания с явными потерями рассчитываются следующие величины: потери по вызовам – рв; потери по времени ­ рt., потери по нагрузке – ρн.

Потери по вызовам на отрезке времени [t1, t2) – это отношение числа потерянных за этот отрезок времени вызовов к числу поступивших за то же время вызовов.

Потери по нагрузке на отрезке времени [t1, t2) – это отношение потерянной за этот отрезок времени нагрузки к поступающей за то же время нагрузке.

Потери по времени за отрезок времени [t1, t2) – это доля времени, в течение которого все соединительные пути, доступные группе источников, заняты.

Если в выражения для потерь по вызовам, нагрузке и времени подставить математические ожидания соответствующих случайных величин, то можно говорить о вероятности потерь по вызовам, нагрузке и времени. Тогда формула для расчета рв будет иметь вид:

, (3.6)

где λ – интенсивность потока вызовов; υ – количество каналов;

Формула 3.6 называется распределением Эрланга. Она показывает, что вероятность рi зависит только от

числа занятых линий i, емкости пучка υ и величины параметра потока вызовов λ. По этим соображениям вероятность рi принято обозначать Еi,υ(λ), ΰ вероятность рυ – через Еυ,υ(λ) θли Еυ(λ).

Рв = рt = рυ = Еυ(λ).

При выводе формулы средняя длительность занятия принята равной единице; отсюда и параметр длительности занятий при показательном законе распределения β = 1. В общем случае при измерении длительности занятий в любых единицах времени (β 1) распределение Эрланга имеет следующий вид:

, (3.7)

Вчастности, вероятность того, что в полнодоступном пучке заняты все υ линий (i = υ), πавна

,(3.8)

где y – интенсивность поступающей нагрузки

y = μ = μ/β = λ/β;

μ – интенсивность потока вызовов; – средняя длительность занятия.

Для простейшего потока, который является ординарным и стационарным, μ = λ. огда распределение Эрланга имеет вид:

, (3.9)

При распределение Эрланга преобразуется в распределение Пуассона:

, (3.10)

Для количественной оценки качество обслуживания с ожиданием рассчитываются характеристики: вероятность ожидания обслуживания для поступившего вызова – p(γ>0); βероятность ожидания для любого поступившего вызова свыше времени t, равна p(γ>t); среднее время ожидания по отношению ко всем поступившим вызовам – и по отношению только к задержанным вызовам – ; вероятность того, что длина очереди превышает заданную величину r, p(R>r); средняя длина очереди – . Основными характеристиками являются p(γ>0) и p(γ>t).

Для систем с ожиданием вероятность ожидания для поступившего вызова P(γ>0) – это отношение математических ожиданий числа задержанных в обслуживании за отрезок времени [t1,t2) вызовов к числу

поступивших за рассматриваемый промежуток времени вызовов находится из выражения:

, (3.11)

Выражение (3.6.6) называется второй формулой Эрланга. Формула табулирована. Таблицы позволяют по любым двум из трех параметров y, υ, pt – определить третий.

Выражение (3.6.6) показывает, что потери по времени pt, численно равные условным потерям p(γ>0), μогут быть определены и с помощью таблиц первой формулы Эрланга [17]. Используя эти таблицы, pt можем определить из следующего соотношения:

, (3.12)

Потери измеряются в процентах или в промилле [0.1%].

Нормативы:

На ГТС между двумя ТА на одной ГТС р ≤ 0.03; на ЗТС между двумя ТА разных местных сетей одной зоны р ≤ 0.03 – 0,13; на МТС между двумя ТА разных зон семизначной нумерации р ≤ 0.1.

Если потери меньше 10 %, то абоненты на них не реагируют.

Основная задача инженерных расчетов – установление оптимального количества обслуживающих приборов при заданной интенсивности нагрузки и качестве обслуживания:

V = f [Y,р].

3.7. Принципы построения систем коммутации

Точка коммутации – группа коммутационных элементов, осуществляющих коммутацию одновременно при подаче одного управляющего сигнала.

Звено коммутации – группа коммутаторов, обеспечивающих одну и ту же функцию в коммутационной станции

Коммутационный блок – часть ступени искания, представляющая собой совокупность точек коммутации, обслуживающих определенную группу входов

Ступень искания – часть коммутационной станции, реализующая один вид искания

Коммутационное поле (КП) – совокупность коммутационных приборов всех ступеней искания станции

Коммутационная станция – совокупность технических средств, обеспечивающая коммутацию абонентских и соединительных линий и каналов при осуществлении оконечных и транзитных соединений во вторичной сети связи.

Пространственная коммутация. В пространственных КП коммутируемые цепи разделены в пространстве. Простейшим коммутационным устройством КП является коммутатор (рисунок 3.12) – это коммутационная схема с n входами и m выходами.

Рисунок 3.12. Схема коммутатора n×m и его символическое изображение.

В точке пересечения входа с выходом может быть установлен коммутационный элемент (КЭ) – металлический контакт или полупроводниковый переключатель. Если в квадратном коммутаторе n×n на пересечении всех входов с выходами установлены КЭ, то в нём всегда можно установить соединение заданного входа с любым свободным выходом. Коммутатор с таким свойством является неблокирующим, то есть все его выходы доступны любому входу и даже при занятости n – 1 выходов последний свободный выход доступен входу. Если n > m, то в коммутаторе возникают блокировки.

Если к входам и выходам одного квадратного коммутатора N×N подключить абонентские линии одной АТС, то

количество необходимых КЭ Q = N2 – N = N(N – 1), так как КЭ по диагонали слева направо не нужны. Стоимость такого КП будет велика. Использование многозвенных структур, в которых коммутаторы соединены каскадно, позволяет построить КП с существенно меньшим количеством КЭ при заданном количестве абонентов станции и с приемлемыми потерями. Схема такого КП показана на рисунке 3.13.

Рисунок 3.13. Трёхступенчатая (трёхзвенная) коммутационная схема.

Каждая ступень коммутации связана с совокупностью соединительных путей (звеньев). Общее число КЭ в этой схеме существенно меньше, чем в схеме квадратного коммутатора с N­входами и N­выходами:

Q = 2nm (N/n) + m (N/n)2 = 2Nm + m (N/n)2

Коммутационные поля современных ЦСК относятся к КП блокирующего типа, однако в них число звеньев и параметры коммутаторов выбирают такими, чтобы вероятность блокировки была очень мала (не больше 0,1%) [1].

Трёхзвенная схема может быть и не блокирующей, если будет выполнено условие: m = 2n – 1. Использование неблокирующих схем в ЦСК большого объёма неэффективно, так как требует значительно большего количества КЭ, чем в блокирующих, при прочих равных условиях.

Временная коммутация. Временное разделение может реализоваться, например с помощью импульсно­ кодовой модуляции. В ТФ­ОП России, как и в сетях Европы, используются тридцатиканальные ЦСП с ИКМ. В групповом тракте одного направления передачи (например, в двухпроводной кабельной физической линии)

такой ЦСП организуется 30 разделённых во времени каналов (ВК) для передачи речевой информации или данных и двух специальных канала. Такое разделение 30 каналов, предоставляемых пользователям, показано на рисунке 3.14, а. Коммутационные поля цифровых станций и узлов строятся с использованием пространственно­временной коммутации [24]. Пусть для каждого ВК существует ячейка памяти, где код данных хранится в течение цикла. На рисунке 3.14, б ячейки, закреплённые за одной линией ИКМ, показаны вертикальными линиями. Также имеются промежуточные линии (горизонтальные), по которым содержимое любой ячейки может быть прочитано в любом нужном временном положении. Процесс такого считывания и называется временной коммутацией.

Рисунок 3.14. а) Формат цикла ЦСП с ИКМ и схематичное изображение временного разделения каналов, б) Схема пространственного эквивалента временной коммутации.

Пример КП с пространственно­временной коммутацией показан на рисунке 3.15. В ней на первой ступени и третьей ступенях используется временная, а на второй – пространственная коммутация.

Рисунок 3.15. Схема трёхзвенного КП типа В – П – В.

Тип коммутации, приведённой на схеме, называют время – пространство – время (В – П – В). Как и на рисунке 3.13, здесь число входящих и исходящих каналов равно N. Эти каналы представлены в N/n входящих и исходящих линиях ИКМ. Работа такой коммутационной схемы аналогична работе трёхзвенной пространственной коммутационной (смотри рисунок 3.13). В пространственных коммутаторах второй ступени устанавливаются соединения временных каналов исходящих и входящих линий ИКМ [1].

Это значит, что КЭ, разделённые в пространстве и установленные на пресечении вертикали с горизонталью, должны открываться в выбранном свободном временном положении коммутации, которое выбирается управляющим устройством. Оно же обеспечивает считывание кода данных из требуемой ячейки (например, второй) информационной памяти входящей линии ИКМ (например, первой) в ячейку (например, n) информационной памяти некоторой исходящей линии ИКМ (например, N/n­й).

Контрольные вопросы:

1.Дайте определение канала тональной частоты

2.Для чего служит дифсистема?

3.Для чего нужны усилительные и регенерационные пункты?

4.Какая дополнительная характеристика вводится в цифровых каналах ТЧ?

5.Как организуется двунаправленный двухпроводный канал?

6.Какие методы коммутации используются в сетях связи?

7.В чём отличие метода коммутации сообщений и метода коммутации пакетов?

8.Каким главным недостатком обладает метод коммутации каналов? В чём его достоинство?

9.Дайте определение телефонной нагрузке.

10.Дайте определение ЧНН.

11.Какая величина потерь (блокировок) не замечается абонентами?

12.Каковы принципы пространственной коммутации?

13.К чему сводится работа схемы временной коммутации?

14.Приведите пример трёхзвенной коммутационной схемы.

15.В чём преимущество многозвенных (многоступенных) коммутационных схем по сравнению с однозвенными?

16.Постройте трёхзвенную коммутационную схему типа В – П – В.

Основы построения телекоммуникационных систем и сетей