ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
Кафедра «Автоматической электросвязи»
«Утверждаю»
Зав.кафедрой АЭС,
д.т.н.,профессор ______________ А.В.Росляков
«30» августа 2017г .
Методические указания по выполнению контрольной работы
по дисциплине «Сети связи и системы коммутации»
для студентов заочного отделения направления подготовки
11.03.02 - Инфокоммуникационные технологии и системы связи
профиль подготовки
Оптические и проводные сети и системы связи
Часть I
Обсуждено
на заседании кафедры АЭС
«30» августа 2017г.
Протокол №1
Самара
2017 г.
УДК 621.391
Методические указания и контрольное задание по курсу «Сети связи и системы коммутации»,часть 1.
Составила: доцент Сутягина Л.Н.
Предлагаются методические указания по выполнению контрольной работы дисциплины «Сети связи и системы коммутации», часть 1 для студентов 3-го курса заочного отделения по направлению подготовки 11.03.02 - Инфокоммуникационные технологии и системы связи. Профиль подготовки-Оптические и проводные сети и системы связи
Пособие содержит задание для контрольной работы и методические указания по ее выполнению.
Методические указания утверждены на заседании
кафедры АЭС №1 от 30.08.2017 г.
Содержание
| Введение…………………………………………………………………… | 4 | ||
| 1Задание на контрольную работу………………………………………..... | 5 | ||
| 2 Структура ЦСК и порядок расчета её оборудования................................ | 7 | ||
| 2.1 | Обобщенная структура ЦСК ……………………………………… | 7 | |
| 2.2 | Порядок разработки структурной схемы и расчета объема оборудования ЦСК………………………………………………… | 12 | |
| 3 Разработка структурной схемы и порядок расчета оборудования ЦСК типа EWSD………………………………………………………………… | 13 | ||
| 3.1 | Разработка структурной схемы ОПС типа EWSD……………… | 13 | |
| 3.2 | Расчет объема абонентского оборудования ЦСК типа EWSD… | 16 | |
| 3.3 | Расчет числа линейных групп LTG…………………… | 18 | |
| 3.4 | Выбор емкости и расчет параметров коммутационного поля SN(B)……………………………………………………… | 20 | |
| 3.5 | Расчет оборудования управляющего устройства сети ОКС №7 | 21 | |
| 4 Разработка структурной схемы и порядок расчета оборудования ЦСК Alcatel 1000 S12………………………………………… | 23 | ||
| 4.1 | Разработка структурной схемы ОПС типа Alcatel 1000 S12…….. | 23 | |
| 4.2 | Расчет объема абонентского оборудования………………. | 24 | |
| 4.3 | Расчет оборудования цифровых трактов…………………… | 25 | |
| 4.4 | Расчет объема оборудования коммутационного поля……… | 26 | |
| 4.5 | Расчет оборудования сигнализации…………………. | 28 | |
| Рекомендуемая литература | 31 | ||
| Приложения | 32 | ||
ВВЕДЕНИЕ
Целью преподавания дисциплины «Сети связи и системы коммутации»,часть 1 является изучение основных способов построения и функционирования систем коммутации различного назначения. В результате изучения дисциплины студенты должны уметь самостоятельно проводить теоретический анализ процессов в аналоговых и цифровых системах коммутации, знать системы сигнализации, используемые при взаимодействии систем коммутации различного типа, ознакомиться с принципами проектирования цифровых систем коммутации.
В настоящее время имеющаяся учебная литература по курсу «Сети связи и системы коммутации», часть 1 не содержит вопросов проектирования современных цифровых систем коммутации, которые являются ключевым элементом любой современной сети связи.
В данном методическом указании на основании технической документации цифровых систем EWSD, Alcatel 1000 S12, и материалов методик расчета оборудования, предлагаемых фирмами-изготовителями, представлены основные этапы разработки структурных схем и порядок расчета оборудования указанных цифровых систем коммутации.
ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ
Цель выполнения контрольного задания: изучение принципов построения цифровых систем коммутации (ЦСК) и получение практических навыков по расчету объёма оборудования конкретных систем коммутации.
В контрольной работе необходимо:
1. Разработать схему организации связей и структурную схему проектируемой цифровой системы при различном ее использовании в соответствии с вариантом табл.1.1 (номер варианта соответствует последней цифре номера зачетной книжки). На структурной схеме проектируемой системы показать включение различных типов линий и каналов, абонентских концентраторов.
2. В соответствии с исходными данными, приведенными в табл.1.2, (номер варианта соответствует предпоследней цифре номера зачетной книжки) необходимо выполнить расчет объема абонентского оборудования.
3. В соответствии с данными, приведенными в табл.1.2 (номер варианта соответствует предпоследней цифре номера зачетной книжки), необходимо выполнить расчет объема оборудования цифровых трактов.
4. В соответствии с данными, приведенными в табл.1.2(номер варианта соответствует предпоследней цифре номера зачетной книжки), необходимо произвести расчет параметров и объема оборудования коммутационного поля.
5. В соответствии с данными, приведенными в табл.1.2(номер варианта соответствует предпоследней цифре номера зачетной книжки), необходимо произвести расчет оборудования сигнализации с учетом межстанционной сигнализации и наличия телефонных аппаратов с тональным набором DTMF.
Исходные данные для выполнения контрольной работы:
- нумерация на сети – шестизначная,
- удельная исходящая нагрузка аналогового абонента - y а = 0,05Эрл;
- удельная исходящая нагрузка абонента ISDN - yISDN = 0,125Эрл;
- удельная исходящая междугородняя нагрузка - y м = 0,004Эрл .
Таблица 1.1
Исходные данные для разработки структурной схемы проектируемой ЦСК
| № варианта | Тип ЦСК | Использование ЦСК в качестве | Тип включаемых линий и каналов |
| 1 | Alcatel 1000 S12 | ОПС с одним выносным абонентским. блоком IRSU | АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ |
| 2 | EWSD | ОПТС | АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ |
| 3 | EWSD | ОПС | АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ |
| 4 | Alcatel 1000 S12 | ОПС | АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ |
| 5 | EWSD | ОПТС с тремя выносными абонент. блоками RCU | АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ |
| 6 | Alcatel 1000 S12 | ОПТС | АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ |
| 7 | EWSD | ОПС с одним выносным абонент. блоком RCU | АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ |
| 8 | Alcatel 1000 S12 | ОПТС с двумя выносными абонент. блоками IRSU | АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ |
| 9 | EWSD | ОПС с двумя выносными абонент. блоками RCU | АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ |
| 0 | Alcatel 1000 S12 | ОПС с выносным абонентским. блоком RTSU | АЛ,СЛ,ЗСЛ,СЛМ |
Таблица 1.2
Исходные данные для расчета объема оборудования
| № варианта | Емкость проектируемой ЦСК, номеров | Доля аналоговых абонентов, % | Доля цифровых абонентов, % | Доля аналоговых абонентов, имеющих DTMF,% | Число цифровых исходящих и входящих СЛ ИКМ-30 с сигнал. R 1,5 | Интенсивность межстанционной нагрузки YМСС, Эрл | Число звеньев сигнализации ОКС №7 (ЗС) | Доля нагрузки, обслуживаемой с использованием ОКС №7, kокс |
| 1 | 20000 | 90 | 10 | 5 | 25 | 560 | 8 | 0,2 |
| 2 | 15000 | 85 | 15 | 8 | 30 | 460 | 18 | 0,3 |
| 3 | 25000 | 82 | 18 | 7 | 35 | 750 | 10 | 0,18 |
| 4 | 10000 | 84 | 16 | 6 | 20 | 320 | 5 | 0,25 |
| 5 | 30000 | 80 | 20 | 12 | 25 | 940 | 12 | 0,15 |
| 6 | 15000 | 85 | 15 | 8 | 30 | 600 | 10 | 0,3 |
| 7 | 28000 | 93 | 7 | 10 | 20 | 900 | 20 | 0,27 |
| 8 | 18000 | 95 | 5 | 4 | 25 | 520 | 16 | 0,25 |
| 9 | 20000 | 86 | 14 | 6 | 20 | 920 | 24 | 0,3 |
| 10 | 18000 | 92 | 8 | 5 | 30 | 530 | 12 | 0,26 |
Обобщенная структура ЦСК
Цифровая система коммутации (ЦСК) характеризуется тем, что ее коммутационное поле коммутирует каналы, по которым информация передается в цифровом виде. Обобщенная структура ЦСК представлена на рис.2.1.
АБ - абонентский блок; ЦКП - цифровое коммутационное поле;
СУ - система управления; ААЛ - аналоговая абонентская линия;
МААЛ - модуль аналоговых АЛ; МЦАЛ - модуль цифровых АЛ;
МЦСЛ - модуль цифровых СЛ; ОС - оборудование сигнализации;
ЦАЛ - цифровая абонентская линия; ЦСЛ - цифровая соединительная линия;
ГТИ - генератор тактовых импульсов; БЛС - блок линейных сигналов;
МАС- модуль акустических сигналов; ЛБ – линейный блок;
УУ ОКС - устройство управления сетью сигнализации ОКС№7;
БМЧС - блок многочастотной сигнализации.
Рис. 2.1- Обобщенная структура ЦСК
Абонентский блок (АБ) предназначен для согласования аналоговых и цифровых абонентских линий с коммутационным полем станции посредством модулей аналоговых и цифровых абонентских комплектов соответственно.
Абонентские блоки могут располагаться на территории самой станции либо на некотором расстоянии от нее.
Схема подключения абонентских блоков к ЦКП показана на рис.2.2.
Рис. 2.2 - Схема подключения АБ к ЦКП
Абонентские блоки, расположенные на удалении от основной АТС, называют выносными. Вынос абонентских блоков от опорной станции позволяет строить более гибкую сеть, сокращает общую протяженность абонентских линий и уменьшает затраты на управление и обслуживание. Выносные абонентские блоки связываются с ЦКП станции по первичным цифровым трактам (ПЦТ) со скоростью 2048 Кбит/с.
Станционные АБ для более экономичного использования линейных ресурсов могут включаться в цифровое коммутационное поле станции по линиям со скоростью 4096-8192 Кбит/с.
К основным функциям абонентского блока относятся:
1) в случае подключения аналоговых АЛ к АБ выполняется аналогово-цифровое преобразование (АЦП) и цифро-аналоговое преобразование (ЦАП);
2) реализация функций BORSCHT, которые выполняются в абонентском комплекте (АК) аналоговых линий;
3) подключение абонентских линий к ПЦТ, включенным в ЦКП станции;
4) мультиплексирование или концентрация абонентской нагрузки;
5) реализацию функций линейного окончания LТ цифровых абонентских линий базового доступа ISDN.
Коэффициент концентрации определяется по формуле:
, (2.1)
где 
- число абонентских линий различных категорий, включаемых в АБ;
- число канальных интервалов в ИКМ-трактах, с помощью которых АБ подключается к ЦКП. Обычно используют концентрацию 6:1 или 8:1 .
Для реализации перечисленных функций абонентский блок комплектуется модулями аналоговых и цифровых абонентских линий.
Модуль аналоговых абонентских линий (МААЛ) предназначен для подключения к станции аналоговых АЛ и выполняет следующие основные функции:
- АЦП и ЦАП преобразование;
- концентрация нагрузки;
- подключение к ИКМ-тракту;
- функции BORCSH
Функции BORCSHT состоят в следующем:
- B (Battery feed) - электропитание абонентской линии;
- О (Over voltage) - зaщита от перенапряжений на АЛ;
- R (Ringing) - посылка вызова;
- S (Supervision) - контроль состояния шлейфа АЛ;
- С (Соding) - кодирование;
- Н (Нybrid) - дифференциальная система;
- Т (Testing) - тecтирование АЛ.
Модуль цифровых абонентских линий (МЦАЛ) предназначен для подключения к станции цифровых АЛ сети ISDN с помощью базового доступа 2B+D. Два канала В используются для передачи пользовательской информации со скорость 64 Кбит/с каждый. Один D канал со скоростью передачи 16 Кбит/с - для сигнализации в виде пакетов сигнальных сообщений.
МЦАЛ выполняет следующие основные функции:
- временное разделение каналов В и D;
- преобразование двоичного кода в четверичный линейный код 2B1Q;
- преобразование двухпроводной линии в четырехпроходный тракт;
- объединение нескольких D каналов в один поток со скоростью
2048 Кбит/с.
Линейный блок (ЛБ) образует интерфейс между аналоговым или цифровым окружением станции и цифровым коммутационным полем. Используется для включения в станцию различных типов соединительных линий СЛ и линий доступа ISDN на первичной скорости посредством МЦСЛ и МАСЛ. ЛБ также может использоваться для подключения сетей передачи данных и реализации дополнительных услуг.
Модуль цифровых соединительных линий (МЦСЛ) используется для включения в станцию цифровых СЛ и линий ISDN первичного доступа PRI. Выполняет функции передачи служебной и пользовательской информации, а также согласование входящих и исходящих потоков со скоростями коммутации в коммутационном поле (мультиплексирование и демультиплексирование).
В современных ЦСК большой емкости модули аналоговых соединительных линий обычно отсутствуют. Направления от аналоговых станций оборудуются цифровыми системами передачи.
В большинстве случаев в состав ЛБ входит оборудование сигнализации (ОС), состав которого определяется передаваемыми сигналами между оборудованием взаимосвязанных АТС и способом их передачи на участках сети. ОС выполняет функции по приему и передаче сигналов управления и взаимодействия (СУВ) между двумя АТС.
В процессе работы цифровые АТС используют две группы сигналов: линейные и маршрутизации. Линейные сигналы обеспечивают переход от одной фазы обслуживания вызова к другой (занятие, отбой, подтверждение, разъединение).
Сигналы маршрутизации (часто называемые регистровыми) обеспечивают маршрутизацию вызовов и включают в себя все информационные сигналы (цифры номера, запрос цифр номера и другая дополнительная информация). В состав ОС могут входить блок линейной сигнализации (БЛС), блок многочастотной сигнализации (БМЧС) и модуль акустических сигналов (MAC).
Блок линейной сигнализации (БЛС) является блоком сигнализации по выделенному сигнальному каналу (ВСК). Этот блок предназначен для приема и передачи всех линейных сигналов, передаваемых по 16-му канальному интервалу ИКМ тракта при сигнализации 2ВСК.
Кроме линейных сигналов данный блок иногда используется для передачи части сигналов маршрутизации декадным кодом - при связи цифровой АТС с декадно-шаговой станцией. Для приема/передачи информации БЛС подключается к 16-ым канальным интервалам трактов ИКМ через полупостоянное соединение в коммутационном поле.
Блок многочастотной сигнализации (БМЧС) предназначен для приема регистровых сигналов многочастотной сигнализации. Передача многочастотных сигналов осуществляется по разговорным цепям и подключение БМЧС через коммутационное поле к разговорным канальным интервалам осуществляется системой управления только на время, необходимое для передачи и приема многочастотных сигналов.
Включение БМЧС в цифровое коммутационное поле (ЦКП) осуществляется по выделенной ИКМ линии. Соединение в ЦКП оперативное (на время обмена многочастотными сигналами).
Модуль акустических сигналов (MAC) предназначен для передачи акустических сигналов абонентам с помощью цифрового генератора тональных сигналов, включаемого в ЦКП через выделенную ИКМ линию.
Цифровое коммутационное поле (ЦКП) выполняет функции коммутации соединений различных видов:
- коммутация разговорных соединений в цифровом виде;
- коммутация межпроцессорных соединений;
- коммутация тональных сигналов.
В основном используются практически неблокирующие полнодоступные многозвенные схемы ЦКП. Для надежности ЦКП дублируется (имеется два независимых слоя). В современных цифровых АТС используется временная и пространственная коммутация (В и П).
Как правило, не применяется более двух звеньев временной коммутации, а между этими звеньями располагается несколько звеньев пространственной коммутации. Между абонентами в коммутационном поле всегда устанавливается два независимых пути - в прямом и обратном направлении.
Система управления (СУ) предназначена для управления всеми процессами обслуживания вызовов. В цифровых АТС все действия управляющих устройств заранее определены алгоритмом (программой) их функционирования. Программы хранятся в памяти управляющих устройств.
При обслуживании вызова СУ выполняет 3 основные функции:
- прием информации (например, о поступлении вызова, наборе номера, ответе абонента, отбое и др.);
- обработка информации (анализ поступивших сигналов, поиск свободных соединительных путей в ЦКП, выработка управляющих команд и др.);
- выдача информации (выдача управляющих команд в модули и управление работой ЦКП).
В ЦСК используется три вида структур системы управления:
- централизованная;
- иерархическая;
- децентрализованная (распределенная).
Кроме основных функций по обслуживанию вызовов, СУ выполняет функции по предоставлению абонентам дополнительных видов обслуживания (ДВО), а также вспомогательные функции (контроль работоспособности, диагностика оборудования и др.).
Управляющее устройство общеканальной сигнализации ОКС№7 (УУ ОКС) предназначено для управления сетью сигнализации по общему каналу сигнализации и оборудовано специальным управляющим устройством, которое функционирует как транзитный узел или оконечный пункт сигнального трафика.
Генератор тактовых импульсов (ГТИ) предназначен для выработки сетки частот, необходимых для синхронизации работы всех блоков станции. С этой целью все станции, включенные в цифровую сеть, должны обеспечиваться тактовыми импульсами с высокой степенью надежности и согласованности.
Тактовые импульсы, генерируемые в каждом блоке оборудования, синхронизируют обмен информацией на трех уровнях:
- внутри самого блока оборудования АТС;
- между блоками оборудования одной АТС;
- между различными АТС.
Для международного обмена цифровой информацией необходима очень высокая степень точности и надежности. В этом случае опорные частоты должны выводиться из атомных эталонов частоты и подаваться на международные АТС, работающие в качестве ведущих.
Поля SN ( B )
Для выбора емкости коммутационного поля SN(B) необходимо знать общее число блоков LTG, включенных на станции:
, (3.23)
где NCCNC - число контроллеров ОКС№7. NCCNC =1.
По числу LTG выбирается стандартная емкость SN(B): на 63, 126, 252 или 504 LTG, которая должна быть не менее 
.
Число модулей TSM(B) в коммутационном поле типа SN(B) равно:
. (3.24)
Число модулей интерфейсов LIL(В) в каждой коммутационной группе равно:
.
Число коммутационных групп TSG(B) равно:
или 
. (3.25)
Соответствующее число модулей LIS(B); SSM8(B); SSM16(B) определяется по формулам:
. (3.26)
. (3.27)
. (3.28)
Число коммутационных групп:
. (3.29)
Для размещения коммутационного поля SN(B) на 63 LTG требуется одна кассета для каждой стороны поля, т.е. 
.
Обе кассеты с коммутационным полем SN(B) размещаются на стативе для линейных групп LTGH (R:LTGH) вместе с одной кассетой LTGH (две линейные группы LTGH).
Если в проектируемой станции в качестве коммутационного поля выбраны блоки типа SN(D), то расчет данного оборудования производится в следующей последовательности.
Для выбора емкости коммутационного поля SN(D) необходимо знать общее число блоков LTG. По этим данным выбирается стандартная емкость поля SN(D), которая должна быть не менее Σ NLTG. В табл.7.1[2] приведена зависимость структуры и емкости коммутационного поля SN(D) от суммарного числа групп LTG.
Число модулей LIL(D) равно:
. (3.30)
На одной кассете F: SNMUXA расположено по 8 модулей интерфейсов LIL(D). Число мультиплексоров SNMUXA и матриц коммутационного поля SNMAT можно определить по формуле:
. (3.31)
Число стативов для размещения кассет F: SNMUXA равно:
. (3.32)
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основная литература:
1.Цифровые системы коммутации для ГТС / Под редакцией В.Г. Карташевского и А.В. Рослякова. - М.: Эко – Трендз, 2008 – 348с.
2.Росляков А.В., Сутягина Л.Н.,Сутягин К.А. Принципы построения и расчет объема оборудования цифровых систем коммутации/Учебное пособие. ПГУТИ, 2009.
3.Гольдштейн А.Б., Гольдштейн Б.С. Softswitch. - СПб.: БХВ- Санкт-Петербург. - 2006.
Дополнительная литература
1.Гольдштейн Б.С. Системы коммутации / Учебник для ВУЗов.- 2-е изд.-СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2004.- 314с.
2.Абилов А.В. Сети связи и системы коммутации / Учебное пособие для ВУЗов. – М.: Радио и связь, 2004.- 288с.
3.Росляков А. В. Сети следующего поколения NGN /Учебное пособие. - ПГУТИ, 2009.
4. Цифровая коммутационная система EWSD /Учебное пособие. Под ред. А.В. Рослякова. – Самара, СМТС, 1997.
5. Запорожченко Н.П., Карякин В.А., Росляков А.В. Цифровая система коммутации «Квант-Е» / Учебное пособие. – М.: Радио и связь, 2004.
6. Баркун М. Н., Ходасевич О. Г. Цифровые системы синхронной коммутации. – М.: Эко – Трендз, 2001.
7. Гольдштейн Б.С. Протоколы сети доступа. - Т2. - М.: Радио и связь, 1999.
8. Цифровые АТС для сельской связи. / Под ред. Карташевского В. Г. и Рослякова А. В. – М.: Эко – Трендз, 2003.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
Кафедра «Автоматической электросвязи»
«Утверждаю»
Зав.кафедрой АЭС,
д.т.н.,профессор ______________ А.В.Росляков
«30» августа 2017г .
Методические указания по выполнению контрольной работы
по дисциплине «Сети связи и системы коммутации»
для студентов заочного отделения направления подготовки
11.03.02 - Инфокоммуникационные технологии и системы связи
профиль подготовки
Дата: 2019-05-29, просмотров: 233.
