Разработка функциональной схемы проектируемой ЭАТС AXE-10
В состав оборудования AXE-10 входят:
1. Подсистема ступени абонентского искания – SSS. Подсистема SSS управляет нагрузкой, обеспечивает питание ТА, концентрацию нагрузки к ступени GSS, прием импульсов набора номера как тональным так и импульсным способом, передачу вызывного сигнала, измерение на абонентской линии. Цифровая ступень состоит из линейно-коммутационных модулей LSM. Емкость одного модуля равна 128 АЛ. 16 модулей LSM объединяются в один EMG (групповой модуль расширения). Одна ступень EMG может обслужить 2048 абонентов (16х128).
LIC – линейный комплект АЛ, выполняет функции питания абонентского шлейфа во время разговора, АЦП, ЦАП сигналов, поступающих по АЛ, прием сигналов набора номера импульсным способом;
KRC – прибор приема цифр номера тональным кодом;
REU – устройство генератора вызывного сигнала формирующего сигнал ПВ, передаваемого в ТА-Б через реле внутри LIС;
TSW – временной коммутатор обеспечивает подключение LIC к GSS;
SLCT – блок тестирования абонентских цепей, выполняет функцию испытаний АЛ и LIC;
SEPRM – блок подключения таксофонов, включается между таксофоном и LIC;
JTC в CSS и ETB в RSS – комплект соединительного терминала, предназначен для удержания соединения;
EMRP – региональный процессор абонентского модуля расширения, предназначен для сканирования блоков LSM и управления процессами, для надежности два региональных процессора работают по принципу разделения нагрузки, т.е. один RP управляет одной половиной оборудования, а второй RP другой половиной. При сбое в одном RP, другой принимает на себя управление всем оборудованием;
KR2 – программно-подключаемый блок выдачи сигнала «ОС».
Связь удаленного SSS и опорной станции по нескольким трактам ИКМ, в которых каналы 0 и 16 используются для сигнализации. Сигнальные данные из центрального процессора обрабатываются на сигнальном терминале (STC), помещенном на опорной станции. ЕТС работает в качестве стыка между ИКМ линией и ступенью GSS. Региональный сигнальный терминал (STR) изменяет формат сигнала и передает его соответствующему EMRP через комплект ЕТВ (станционного окончания вынесенный) соответствующего модуля-ступени абонентского искания. В ступени SSS, помещенной на опорной станции STC и STR комбинируются в одно целое, образуя преобразователь шины регионального процессора RPBC. Сигнальная информация в региональные процессоры передается от центрального процессора (СР) по отдельным шинам, которыми управляет коммутатор шин региональных процессоров RPBC.
2. Подсистема ступени группового искания - GSS. Предназначена для установления, контроля и разъединения соединений. В состав входит: коммутационное поле и CLM – модуль тактов. Коммутационное поле содержит ступени временной коммутации (TSM), состоящие из двух ЗУ речи (РЗУ) для входящих и исходящих сигналов, также ЗУ управления, управляющее считыванием из РЗУ, и ступени пространственной коммутации SPM (для связи между временными коммутаторами). Структура коммутатора Время – Пространство – Время.
Емкость каждого коммутатора TSM составляет 512 входов и выходов. Модуль TSM управляет приемом и передачей речевых выборок. К одному пространственному коммутатору SPM можно подключить не более 32 временных коммутаторов TSM, что составляет емкость 32х512=16384 входов, (16к). Соединяя между собой несколько SPM можно наращивать емкость коммутационного поля до 32к, 48к и 64к. Установление связи проходит через TSM, через SPM и далее к тому же самому или к другому TSM. То есть все соединения устанавливаются через SPM, включая и те, которые возвращаются к тому же самому TSM. Тактовая частота, необходимая для правильной работы ЗУ речи и управления вырабатывается в модуле тактов CLM. Для надежности GSS имеет три модуля CLM и коммутационное поле дублировано, одна ступень носит название плоскость А, а другая – плоскость В. Речевые сигналы поступают в обе плоскости, но коммутируются только в той, которая на данный момент является активной.
3. Подсистема магистральных линий и сигнализации - TSS, управляет сигнализацией и контролем связи к другим станциям. Включает:
ETC – комплект станционного окончания. При использовании 32 – канальной системы, только 30 каналов можно использовать для речи. Канал 0 всегда используется для синхронизации и информации об аварийном сигнале, канал 16 используется для сигнализации;
ОТ – блок исходящих аналоговых соединительных линий, а IT – входящих;
PCD– прибор импульсно-кодовой модуляции для АЦП и ЦАП передаваемых речевых сигналов;
CR – аналоговый приемник кода;
CS – аналоговый передатчик кода;
CSR – цифровые приемо-передатчики кода, CSR используется для приема и передачи регистровых сигналов МЧК (МFC).
4. Подсистемасигнальных терминалов – CCS.Сигнальные терминалы (ST) для сигнализации с ОКС №7 МККТТ подключаются к ступени GSS. Особенность подключения ST через GSS в том, что это дает возможность иметь приборы в резерве и заменять в любой момент автоматически неисправный на исправный.
5. Подсистема технического обслуживания и эксплуатации – OMS. Предназначена для статистического учета повреждений и работоспособности оборудования и ПО.
6. Подсистема управления сетью – NMS. Выполняет функции маршрутизации т.е. выбора обходных направлений в том числе и при перегрузке основного направления.
7. Подсистема обслуживания мобильных абонентов – MTS.
8. Подсистема управления нагрузкой – TCS. Применяется при установлении соединения, а также при обслуживании вызовов телефонисток.
9. Подсистема тарификации – CHS. Предназначена для сбора и обработки тарифной информации.
10. Управляющее оборудование – APZ. Управляет коммутационным оборудованием и содержит:
CPS – подсистема центрального процессора, включает программные и аппаратные средства, управляет процессами загрузки и изменения программ, управляет ЗУ;
MAS – подсистема обслуживания, служит для обнаружения неисправностей в аппаратуре и ошибок в программе, уменьшения влияния таких неисправностей и ошибок на работу системы;
RPS – подсистема региональных процессоров, включает аппаратные и программные средства. Аппаратные средства включают региональные процессоры, а программные средства записаны в ЗУ региональных процессоров и состоят из управляющих программ для данных процессоров;
MCS – (система ввода/вывода) подсистема связи «человек-машина», управляет связью между устройствами ввода-вывода и остальной системой. Устройствами ввода-вывода могут быть видеодисплей или ПЭВМ;
SPS – (система ввода/вывода) подсистема процессора поддержки, включает мощный процессор для связи со всеми устройствами ввода-вывода, организует сопряжение внешних устройств (терминалов внешней памяти на гибких дисках, печатающих устройств). Управляет функциями блокировки, разблокировки устройств ввода-вывода.
DCS – (система ввода/вывода) подсистема обмена данными, управляет связью между CP и SP (пунктом сигнализации) через каналы передачи данных;
FMS – (система ввода/вывода) подсистема управления файлами, используемыми в системе.
В системе AXE применяются 4 типа процессоров от APZ 210 - APZ 213. Исходя из того, что емкость заданной станции 12000 номеров применяем APZ 210. Чтобы уменьшить влияние повреждений на аппаратных средствах используются два одинаковых процессора, каждый из которых имеет собственное ЗУ. Процессоры называются–сторона А(CP-A) и сторона В(CP-B). Процессоры работают в параллельном режиме (синхронном), так как обе стороны постоянно сравниваются, повреждение аппаратуры может быть обнаружено немедленно. Из-за ненадежности региональные процессоры также удвоены, но они работают по принципу разделения нагрузки.
2 РАСЧЕТНЫЙ РАЗДЕЛ
2.1 Расчет телефонной нагрузки
В общем случае поступающая нагрузка рассчитывается по следующей формуле:
Y = N*C*t, (1)
где N – число источников нагрузки;
C – среднее число вызовов от одного источника за определенной интервал времени;
t - время занятия приборов, необходимых для одного соединения;
Среднее время занятия входов ЦКП определяется по формуле:
T1 = (a*Pp*tразг)/3600, час (2)
где a – коэффициент учитывающий вызовы, не закончившиеся разговоры по вине абонента (а = 1.1);
Pp – доля вызовов, окончившихся разговором ( Pp = 0.5);
tразг - время занятия ЦКП на один вызов.
tразг рассчитывается по формуле:
tразг = ty + tсв+Tразг + t0. (3)
где ty - время установления соединения, которое зависит от времени прослушивания сигнала «ответ станции», набора номера, времени установления соединения (ty = 15 секунд);
tсв – сигнал вызова (tсв = 7 секунд);
Tразг – средняя продолжительность разговора;
t0 – время отбоя, т.е. время возврата приборов в исходное состояние (t0=0 секунд);
tразг = 15+7+120+0 = 142 сек.
T1 = (1,10*0,50*142)/ 3600 = 0,02 час.
Нагрузка от таксофонов:
Yтсф = Nтсф * Стсф * T1, Эрл, (4)
где Nтсф – число таксофонов.
Стсф – среднее число вызовов от одного таксофона за определенный интервал времени.
Yтсф = 20*10*0,02 = 4 Эрл.
Нагрузка от абонентов квартирного сектора рассчитывается:
Yкв = Nратс * Ркв * Скв * T1, Эрл, (5)
где Nратс – емкость проектируемой АТС.
Yкв = 10000*0,64*1,40*0,02=179,20 Эрл.
Нагрузка от абонентов народнохозяйственного сектора рассчитывается:
Yнх = Nратс * Рнх * Скв * T1, Эрл, (6)
Yнх = 10000*0,36*3,50*0,02=252 Эрл.
Нагрузка, от абонентов всех категорий с учетом наличия АМТС, рассчитывается:
Yисх = Yкв + Yнх + Yтсф + 0,005 * Nратс, Эрл. (7)
где 0,005 – коэффициент, учитывающий нагрузку, поступающую от всех абонентов (кроме таксофонов).
Yисх = 179,20 +252+4+0,005*10000=485,20 Эрл.
Нагрузка на поля ЦКП распределяется между существующими РАТС, УСС, АМТС (СПУ – при его наличии), а также для внутристанционной связи в соответствии с функциональной схемой проектируемой РАТС.
Yусс = Yисх * 0,03, Эрл, (8)
Yзсл = Yисх * 0,05, Эрл, (9)
Yспу = Yисх * 0,05, Эрл, (10)
Yусс = 485,20*0,03=14,55 Эрл.
Yзсл = 485,20*0,05=24,26 Эрл.
Yспу = 485,20*0,05=24,26 Эрл.
Нагрузку, которую необходимо распределить для связи с существующими станциями и для внутристанционной связи, определяют по формуле:
Yисх = Yисх - Yусс - Yзсл - Yспу, Эрл, (11)
Yисх = 482,20-14,55-24,26-24,26=419,13 Эрл.
Для определения Yвн необходимо вычислить коэффициент , который учитывает емкость проектируемой РАТС к емкости всей сети:
= Nратс/ (Nсети + Nратс); (12)
где Nратс – емкость проектируемой станции (с учетом таксофонов);
Nсети – емкость существующей сети.
=10020/ (1200000+10020)= 0,0080,01
По таблице 3 определяем Рвн:
Yвн = Рвн * Yисх, Эрл, (13)
Yвн = 0,18*419,13= 75,44 Эрл.
Таблица 3 – Определение доли внутреннего сообщения
| YРАТС/YГТС | Рвн | YРАТС/YГТС | Рвн | YРАТС/YГТС | Рвн |
| 0,005 | 0,16 | 0,075 | 0,235 | 0,35 | 0,504 |
| 0,01 | 0,18 | 0,08 | 0,242 | 0,4 | 0,545 |
| 0,015 | 0,187 | 0,085 | 0,251 | 0,45 | 0,582 |
| 0,02 | 0,19 | 0,09 | 0,258 | 0,5 | 0,618 |
| 0,025 | 0,192 | 0,095 | 0,264 | 0,55 | 0,666 |
| 0,03 | 0,194 | 0,1 | 0,274 | 0,6 | 0,694 |
| 0,035 | 0,197 | 0,11 | 0,283 | 0,65 | 0,728 |
| 0,04 | 0,2 | 0,12 | 0,3 | 0,7 | 0,764 |
| 0,045 | 0,202 | 0,13 | 0,315 | 0,75 | 0,804 |
| 0,05 | 0,204 | 0,14 | 0,329 | 0,8 | 0,813 |
| 0,55 | 0,207 | 0,15 | 0,333 | 0,85 | 0,881 |
| 0,06 | 0,21 | 0,2 | 0,385 | 0,9 | 0,922 |
| 0,065 | 0,217 | 0,25 | 0,424 | 0,95 | 0,951 |
| 0,07 | 0,226 | 0,3 | 0,46 | 1,0 | |
| 0,005 | 0,16 | 0,075 | 0,235 | 0,35 | 0,504 |
Нагрузка после ЦКП, которую необходимо распределить между существующими станциями сети, определяется по формуле:
Yисх = Yисх - Yвн, Эрл, (14)
Yисх = 419,13 - 75,44=343,68 Эрл.
В расчетах нагрузка распределяется пропорционально емкости:
YурN = Yисх* NурN/ (Nсети + Nратс); (15)
Yур1…6 = 343,68 * 100000/ (1200000 + 10020) = 28,40 Эрл; (для УР21, УР13, УР14, УР15, УР16)
Рассчитаем входную нагрузку от существующих АТС УРN:
YратсNM = YурN * Nратс / (Nратс1 + … + NратсМ), Эрл. (16)
Yратс 1…6 = 26,43 * 100000 / (100000 * 6) = 4,41 Эрл.
(для РАТС 111, РАТС 112, РАТС113, РАТС114, РАТС115, РАТС116)
Нагрузка, входящая от существующих АТС принимаем равной исходящей к ним.
Для определения количества линий в направлениях определим по полученным средним значениям Yрасчетное (Yр) по формуле:
Yр = Y + 0,674 × 
, Эрл (17)
YР = 4,41 + 0,674 * 
= 5,82 Эрл (для РАТС 111, РАТС 112, РАТС113, РАТС114, РАТС115, РАТС116)
YР = 4,41 + 0,674 * = 5,82 Эрл (для УВС12, УВС13, УВС14, УВС15, УВС16)
YР = 24,26 + 0,674 * 
= 27,57 Эрл (к АМТС)
YР = 30 + 0,674 * 
= 33,69 Эрл (Yвх слм=30) (от АМТС)
YР = 14,55 + 0,674 * 
= 17, 12 Эрл (для УСС)
YР= 22,26 + 0,674 * 
= 25,44 Эрл (для СПУ)
Полученные результаты представим в таблице 4.
Таблица 4 – Результаты расчетов нагрузки.
| Направление | Y, Эрл | Yр, Эрл |
| К/от РАТС 111 | 4,41 | 5,82 |
| Продолжение таблицы 4 | ||
| К/от РАТС 112 | 4,41 | 5,82 |
| К/от РАТС 113 | 4,41 | 5,82 |
| К/от РАТС 114 | 4,41 | 5,82 |
| К/от РАТС 115 | 4,41 | 5,82 |
| К/от РАТС 116 | 4,41 | 5,82 |
| К АМТС | 24,26 | 27,57 |
| От АМТС | 14,55 | 33,69 |
| К УСС | 17, 12 | 17, 12 |
| К СПУ | 14,55 | 24,26 |
| К/от УВС 11 | 28,40 | 28,40 |
| К/от УВС 12 | 28,40 | 28,40 |
| К/от УВС 13 | 28,40 | 28,40 |
| К/от УВС 14 | 28,40 | 28,40 |
| К/от УВС 15 | 28,40 | 28,40 |
| К/от УВС 16 | 28,40 | 28,40 |
2.2 Определение числа соединительных линий в направлении
Цифровое коммутационное поле КП ЭАТС состоит из абонентской и групповой ступени коммутации, в которых применено полнодоступное включение исходящих линий.
В полнодоступном пучке число соединительных линий (устройств) зависит от нагрузки этих устройств и принятого качества обслуживания (потерь сообщений):
Vсл=¦(Y,P) (18)
Указанная зависимость, описываемая уравнениями Эрланга, определяется вероятностными процессами поступления и обслуживания вызовов.
В инженерной практике для определения числа соединительных устройств используются таблицы Эрланга и Башарина.
Так как проектируемая АТС AXE-10 соединяется с существующими РАТС и УВС пучками соединительных линий, организованными с помощью аппаратуры ИКМ-30, а так же с помощью аналоговых линий (которые включаются по 30), то рассчитанное значение количества соединительных линий в направлениях целесообразно принять кратным 30, то есть округлить в большую сторону.
Результаты полученных значений занесены в таблицу 5.
Таблица 5 – Количество СЛ в направлении.
| Направления | Расчетная Нагрузка | Доступ-ность | Величина потерь | Расчетное значение Vсл | Vслпринятое к установке |
| К/от РАТС 111 | 5,82 | Полная | 0,005 | ||
| К/от РАТС 112 | 5,82 | Полная | 0,005 | ||
| К/от РАТС 113 | 5,82 | Полная | 0,005 | ||
| Продолжение таблицы 5 | |||||
| К/от РАТС 114 | 5,82 | Полная | 0,005 | ||
| К/от РАТС 115 | 5,82 | Полная | 0,005 | ||
| К/от РАТС 116 | 5,82 | Полная | 0,005 | ||
| К АМТС | 27,57 | Полная | 0,01 | ||
| От АМТС | 33,69 | Полная | 0,01 | ||
| К УСС | 17, 12 | Полная | 0,001 | ||
| К СПУ | 25,44 | Полная | 0,001 | ||
| К/от УВС 21 | 5,82 | Полная | 0,005 | ||
| К/от УВС 22 | 5,82 | Полная | 0,005 | ||
| К/от УВС 23 | 5,82 | Полная | 0,005 | ||
| К/от УВС 24 | 5,82 | Полная | 0,005 | ||
| К/от УВС 25 | 5,82 | Полная | 0,005 |
Для соединения проектируемой АТС AXE-10 используется 540 СЛ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте была рассмотрена функциональная схема построения коммутационной системы AXE-10 и спроектирована автоматическая телефонная станция емкостью 10000 номеров. В разделе разработки функциональной схемы рассчитано необходимое количество модулей. В данном курсовом проекте представлены расчеты телефонной нагрузки, а также определено число соединительных линий в направлениях. Была выбрана соответствующая система передачи (ИКМ-30).
Основными достоинствами цифровых АТС перед аналоговыми АТС являются: снижение трудовых затрат на изготовление электронного коммутационного оборудования за счет автоматизации процесса их изготовления и настройки; уменьшения габаритных размеров и повышения надежности оборудования за счет элементной базы высокого уровня интеграции; уменьшение объема работ при монтаже и настройке электронного оборудования в объектах связи; существенное сокращение штата обслуживающего персонала за счет полной автоматизации контроля функционирования оборудования и создания необслуживаемых станций; значительное уменьшение металлоемкости конструкции станций; сокращение площадей, необходимых для установки цифрового коммутационного оборудования; повышение качества передачи и коммутации; увеличение вспомогательных и дополнительных видов обслуживания абонентов, а также возможность создания на базе цифровых АТС и ЦСП интегральных сетей связи, позволяющих обеспечить внедрение различных видов и служб электросвязи на единой методологической и технической основе.
Литература
1. Ковалева В. Д., Вахтанов Л. И. И др. «Основы телефонной коммутации». М. “Радио и связь”, 1987г.
2. Минченко О. Ю. , Ленковец Е. А. «Проектирование АТС на районированной сети». 2004г.
3. Техническая документация AXE-10.