До виконання курсового проекту з курсу

До виконання курсового проекту з курсу

«Системи комутації в електрозв’язку»

(для студентів, які навчаються за напрямом підготовки 6.050903 “Телекомунікації”)

 

 

Розглянуто на засіданні кафедри АТ

протокол № 6 від 21 травня 2010 р.

Затверджено на засіданні навчально-видавничої ради ДонНТУ

протокол № 4 від 07.10.2010 р.

 

Донецьк, ДонНТУ, 2010

Методичні вказівки до виконання курсового проекту з курсу „Системи комутації в електрозв’язку ” (для студентів, які навчаються за напрямом підготовки 6.050903 “Телекомунікації”) / Укл.: В.В. Бойко, В.М. Лозинська - Донецьк: ДонНТУ, 2010. – 56 с.

 

 

Наведено методичні вказівки до виконання курсового проекту з курсу „Системи комутації в електрозв’язку” (для студентів, які навчаються за напрямом підготовки 6.050903 “Телекомунікації”). Особливу увагу приділено методиці теоретичного розрахунку й оптимізації системи цифрової комутації для кращого розуміння процесів комутації каналів, що відбуваються у найбільш поширених промислових цифрових АТС

 

 

Укладачі: Бойко В.В, Лозинська В.М.

Рецензент: Мартиненко Т.В.

Відповідальний за випуск: Лозинська В.М.

 

ЗМІСТ

Стор

ВСТУП.. 5

1. Вхідні дані для розрахунку.. 7

2 загальні розрахунки ДЛЯ ПОБУДОВИ ЗАГАЛЬНОЇ СХЕМИ СИСТЕМИ КОМУТАЦІЇ. 8

3 Побудова схеми центрального комутаційного поля та розрахунок структурних параметрів.. 15

3.3 Схема ЦКП для базової структури ST-S-ST.. 19

3.4 Схема ЦКП для базової структури ST-ST-ST.. 21

4 Побудова імовірнісного графа для розрахунку втрат.. 22

4.1 Імовірнісний граф для комутаційного поля S-T-S. 22

4.2 Імовірнісний граф для комутаційного поля T-S-T.. 27

4.3 Імовірнісний граф для комутаційного поля ST-S-ST.. 29

4.4 Імовірнісний граф для комутаційного поля ST-ST.. 31

5 Розрахунок втрат телефонних сполучень на підставі імовірнісного графа.. 32

5.1 Розрахунок для структури S-T-S. 33

5.2 Розрахунок для структури T-S-Т.. 35

5.3 Розрахунок для структури ST-S-SТ.. 36

5.4 Розрахунок для структури ST-SТ-SТ.. 37

6 Оптимізація структурних параметрів схеми комутаційного поля.. 37

6.1 Оптимізація ЦКП для структури S-Т-S. 38

6.2 Оптимізація ЦКП для структури Т-S-S-T.. 40

6.3 Оптимізація ЦКП для структури SТ-S-ST.. 41

6.4 Оптимізація ЦКП для структури SТ-ST.. 43

7 Структурні схеми елементів та розрахунок показника складності. 43

7.1 Структурні схеми та показники складності окремих елементів. 44

7.2 Розрахунок та порівняння показників складності для ЦКП в цілому.. 49

Таблиця варіантів для групи А.. 52

Таблиця варіантів для групи Б.. 53

Таблиця варіантів для групи В.. 54

ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ.. 55

Додаток А.. 56

Форма для розрахунку місткового графа. 56

ВСТУП

Курсовий проект по предмету „Системи комутації в електрозв’язку” орієнтований на те, щоби донести до студентів загальні ідеї побудування та розрахунків сучасних систем телефонного зв’язку, комутаційних полів телефонних станцій. Теоретичний та практичний матеріал не орієнтований на конкретне обладнання будь-якого виробника, це вивчається в інших курсах. Матеріал розглядається навмисно дещо абстрактно, навіть не використовуються стандартні швидкості та ієрархічні схеми телефонних потоків – це зроблено з метою опанування студентами основних прийомів розв’язання задач проектування систем комутації в електрозв’язку, не відволікаючись на технічні подробиці конкретної реалізації. Основний метод розрахунку втрат – комбінований, на одних ділянках застосовується метод першої формули Ерланга (за таблицями Кендалла-Башаріна), на інших – метод імовірнісних графів (метод графів Лі). Завдання містить в собі параметричну оптимізацію, яка в деяких випадках може перейти в оптимізацію базової структури. Пропонується два підходи до оптимізації – один ґрунтується на варіації параметрів периферійного обладнання, інший – центрального. Студенти мають обрати той з них, який є найбільш ефективним і можливим в даному випадку. Сам алгоритм оптимізації також не є предметом курсового проекту – цілком прийнятно виконати найпростішу оптимізацію методом грубого підбору, тим більше, що весь розрахунок може бути реалізовано на електронній таблиці “Excel” або будь-якій іншій програмі такого ж призначення.

 

Завдання

Спроектувати комутаційне поле цифрової АТС за такими даними:

Таблиця 1.1 Перелік вихідних даних для проектування
№ пара- метра	Умовне позна- чення	Значення параметра	Значення
	yаб	0,12	телефонне навантаження з кожного абонента, Ерл
	N		загальна ємність АТС-Ц, абонентів
	yсл	0,85	телефонне навантаження з кожної з’єднувальної лінії, Ерл
	Vсл		загальна кількість з’єднувальних ліній
	sаб		пропускна здатність базового потоку, кб/с
	S		пропускна здатність первинного потоку, кб/с
	tц		тривалість циклу запису-читання оперативної пам'яті, нс
		S-T-S T-S-T ST-S-ST ST-ST-ST	Базова структура - схема побудови комутаційного поля
	ms		розмірність S-комутаційного елемента
	mst		S-розмірність ST-комутаційного елемента
	P	0,002	ймовірність втрат телефонного сполучення від абонента до абонента

 

Розрахувати такі параметри комутаційної системи:

1. Кількість абонентів на одному абонентському концентраторі

2. Пропускну здатність T-ступеню або T-розмірність ST-ступеню комутації

3. Визначити конфігурацію та структурні параметри комутаційного поля, в тому числі:

a) оптимальний розмір абонентської групи та кількість груп

b) оптимальну кількість комутаційних елементів проміжних ланок

c) оптимальне число проміжних ланок

4. Визначити показник складності для кожного комутаційного елемента, загальний показник складності для комутаційного поля початкової та оптимізованої структури.

5. Оптимізація повинна ґрунтуватися на розрахунку показника втрат телефонного сполучення. Мета оптимізації – досягнення найбільш економічної структури, яка задовольняє вимогам норми втрат.

 

Курсовий проект повинен містити в собі такі складові частини:

1) загальну схему комутаційної системи

2) початкову (неоптимізовану) структурну та еквівалентну схему центрального комутаційного поля

3) оптимізовану структурну та еквівалентну схему комутаційного поля

4) імовірнісні графи для обох структур – неоптимізованої та оптимізованої

5) схеми комутаційних елементів кожної ланки поля

6) пояснювальну записку з розрахунками, описом логіки роботи елементів та ходу оптимізації структурних параметрів поля

Вхідні дані для розрахунку

Дана методика відображає елементи та загальний хід теоретичного розрахунку й оптимізації системи цифрової комутації. Вона не прив’язана до конкретної апаратної платформи і не є посібником з проектування телефонних станцій зі стандартних блоків, що випускаються промисловістю засобів зв’язку; методику призначено для кращого розуміння процесів комутації каналів, що відбуваються у найбільш поширених промислових цифрових АТС.

Проектування комутаційної системи розглядається на прикладі конкретних цифрових даних.

1) y_аб=0,12 Ерл. Інтенсивність телефонного навантаження, яке надходить з одного середньостатистичного абонента. Цей показник, хоча й не є математично точним для опису потоку викликів, що існує в реальних системах зв’язку, але традиційно широко застосовується в телефонії.

2) N=100000 абонентів. Загальна кількість абонентів, яких повинна обслуговувати станція. Це тільки так звані „свої” абоненти, тобто такі, які безпосередньо включені у номерну ємність. Але крім цих абонентів, є ще виклики, які надходять через з’єднувальні лінії від інших станцій – вони також створюють навантаження, їх треба враховувати окремо.

3) y_сл=0,85 Ерл. Середня інтенсивність телефонного навантаження, яке надходить з кожної з’єднувальної лінії.

4) V_сл=400 з’єднувальних ліній. Загальна кількість ліній, що з’єднують проектовану станцію з іншими АТС у мережі. Вважається, що лінії є двоспрямованими, тобто, вони можуть бути як джерелом телефонного навантаження, так і одержувачами викликів. Лінії по напрямках не розділяються, тому що у сучасних телефонних мережах з кільцевою топологією всі лінії звичайно йдуть одним пучком.

5) s_аб=48 Кб/с. Пропускна здатність базового потоку. Цей параметр визначає швидкість потоку, який створюється після перетворення голосового сигналу одного абонента в цифрову форму. Конкретне значення „48” є дещо абстрактним, в реальних системах застосовуються інші швидкості. Але з точки зору логіки розрахунків це не має істотного значення.

6) S=2048 Кб/с. Пропускна здатність первинного потоку. Цей параметр визначає швидкість передачі даних по стандартних з’єднувальних лініях (без мультиплексорів). Так само, хоча в контрольному прикладі використовується стандартне значення, але в варіантах завдання є також і нестандартні значення швидкостей, які не впливають на загальну ідею розрахунків.

7) t_ц=120 нс. Тривалість циклу запису-читання оперативної пам’яті основного комутаційного поля. Це конструктивний параметр, який характеризує блоки часової комутації. Він визначає пропускну здатність ланки часової комутації, яка буде суттєво впливати на структурні параметри поля.

8) S-T-S, T-S-T, ST-S-ST, ST-ST-ST – базова структура центрального комутаційного поля. Хоча в сучасних телефонних системах структури S-T-S та T-S-T вже не використовуються, але принципи розрахунку для них однакові. В учбовому прикладі буде проведено розрахунок для всіх трьох базових структур.

9) m_s=12. Розмірність комутаційного елементу типу S. Це конструктивний параметр, який характеризує блоки просторової комутації: кількість входів та виходів S-елемента. В цифрових системах зазвичай використовують комутаційні елементи, у яких кількість входів і виходів однакова. Від розмірності S-елемента залежить кількість ланок, а також блоків у кожній ланці, які потрібні для побудови комутаційного поля.

10) m_st=10. Розмірність комутаційного елементу типу ST. Це конструктивний параметр, який характеризує блоки просторово-часової комутації. Аналогічно параметру m_s.

11) P=0,002. Ймовірність втрат телефонного сполучення від абонента до абонента. Цей показник визначає якість телефонного обслуговування абонентів, він є умовою для проведення оптимізації – якість повинна задовольняти даній цифрі. Втрати рахуються від абонента до абонента; втрати від з’єднувальної лінії до абонента будуть свідомо менші, оскільки на них немає додаткових втрат на концентраторах.

 

ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ

1. Баркун М.А., Ходасевич О.Р. Цифровые системы синхронной коммутации. М.: Эко-Трендз, 2001, 188 с.

2. Беллами Дж.К. Цифровая телефония. М.: Эко-Трендз, 2004, 640 с.

3. Корнышев Ю.Н., Пшеничников А.П., Харкевич А.Д. Теория телетрафика – М.: Радио и связь, 1996, 272 с.

4. Лившиц Б.С., Пшеничников А.П., Харкевич А.Д. Теория телетрафика – М.: Связь, 1979. – 224 с.

5. Лекции по курсу "Теория телетрафика" – Уляновский государственный технический университет – http://sernam.ru/lect_t.php

Додаток А

Форма для розрахунку місткового графа.

	m=12	n=40	w1=0,724	w2=0,979	w3=0,724
k
		3,38691E-06	0,276	0,932622896	3,48722E-05
		4,67806E-06	0,076176	0,870716449	0,000242022
		6,4614E-06	0,021024576	0,813780928	0,001092241
		8,92459E-06	0,005802783	0,76136655	0,003603439
		1,23268E-05	0,001601568	0,713068109	0,009263123
		1,70259E-05	0,000442033	0,668520225	0,019312045
		2,35165E-05	0,000122001	0,627393123	0,033558679
		3,24814E-05	3,36723E-05	0,589388896	0,049574863
		4,48637E-05	9,29355E-06	0,554238178	0,063187911
		6,19665E-05	2,56502E-06	0,521697196	0,070289146
		8,55891E-05	7,07946E-07	0,49154514	0,068854489
		0,000118217	1,95393E-07	0,463581822	0,059824974
		0,000163283	5,39285E-08	0,437625593	0,04637074
		0,000225529	1,48843E-08	0,413511484	0,032213294
		0,000311504	4,10805E-09	0,391089542	0,020131511
		0,000430255	1,13382E-09	0,37022335	0,011351533
		0,000594274	3,12935E-10	0,350788699	0,005788541
	1,1338E+11	0,000820821	8,63701E-11	0,3326724	0,002674029
	1,31282E+11	0,001133731	2,38382E-11	0,315771219	0,00112037
	1,37847E+11	0,001565926	6,57933E-12	0,29999093	0,000426046
	1,31282E+11	0,002162882	1,81589E-12	0,28524545	0,000147078
	1,1338E+11	0,002987406	5,01187E-13	0,271456078	4,6082E-05
		0,004126251	1,38328E-13	0,258550802	1,30946E-05
		0,005699241	3,81784E-14	0,246463677	3,3706E-06
		0,007871881	1,05372E-14	0,235134268	7,84551E-07
		0,010872763	2,90828E-15	0,224507146	1,64749E-07
		0,015017629	8,02685E-16	0,214531434	3,11186E-08
		0,020742581	2,21541E-16	0,205160396	5,26718E-09
		0,028649974	6,11453E-17	0,196351069	7,95191E-10
		0,039571787	1,68761E-17	0,188063929	1,0646E-10
		0,054657164	4,65781E-18	0,180262586	1,25486E-11
		0,075493321	1,28555E-18	0,172913513	1,29057E-12
		0,104272543	3,54813E-19	0,1659858	1,1449E-13
		0,144022849	9,79284E-20	0,159450924	8,63207E-15
		0,198926587	2,70282E-20	0,15328255	5,42294E-16
		0,274760479	7,4598E-21	0,147456346	2,76213E-17
		0,379503424	2,0589E-21	0,14194981	1,09583E-18
		0,524176	5,68257E-22	0,136742126	3,17701E-20
		0,724	1,56839E-22	0,131814015	5,98707E-22
			4,32876E-23	0,127147619	5,50391E-24
				P=	0,499124481

 

до виконання курсового проекту з курсу

«Системи комутації в електрозв’язку»

(для студентів, які навчаються за напрямом підготовки 6.050903 “Телекомунікації”)

 

 

Розглянуто на засіданні кафедри АТ

протокол № 6 від 21 травня 2010 р.

Затверджено на засіданні навчально-видавничої ради ДонНТУ

протокол № 4 від 07.10.2010 р.

 

Донецьк, ДонНТУ, 2010

Методичні вказівки до виконання курсового проекту з курсу „Системи комутації в електрозв’язку ” (для студентів, які навчаються за напрямом підготовки 6.050903 “Телекомунікації”) / Укл.: В.В. Бойко, В.М. Лозинська - Донецьк: ДонНТУ, 2010. – 56 с.

 

 

Наведено методичні вказівки до виконання курсового проекту з курсу „Системи комутації в електрозв’язку” (для студентів, які навчаються за напрямом підготовки 6.050903 “Телекомунікації”). Особливу увагу приділено методиці теоретичного розрахунку й оптимізації системи цифрової комутації для кращого розуміння процесів комутації каналів, що відбуваються у найбільш поширених промислових цифрових АТС