Разработка структурной схемы и нумерации существующей аналогово-цифровой сети. Расчет возникающих и межстанционных нагрузок, емкости пучков связей. Оптимизация топологии кабельной сети. Расчет скорости цифрового потока и выбор структуры цифровой сети.
Аннотация к работе
Нагрузка создаваемая в направлении узла спец. служб: А нагрузка поступающая к АМТС: где Эрл. Сущность данного метода заключается в том, что потоки исходящего сообщения от каждой АТС распределяются между остальными АТС сети пропорционально доле исходящих потоков этих станций в общем исходящем сообщении сети: , Эрл, где n - число станций на сети. Нагрузка, создаваемая в направлении узла спецслужб: А нагрузка, поступающая к АМТС: , где Эрл. Для определения внутристанционной нагрузки необходимо рассчитать общую возникающую нагрузку сети и долю возникающей нагрузки для каждой станции от общей возникающей нагрузки в%: , . При расчете пропускной способности учтем, что транспортный шлюз ТШ-1 передает нагрузку от IP/MPLS-сети, включающей вновь вводимые АТС, к кольцу SDH, включающему замененные цифровые АТС, а транспортный шлюз ТШ-2 передает нагрузку в обратную сторону.В данном курсовом проекте был рассмотрен проект модернизации существующей аналоговой ГТС, состоящей из двух узловых районов УР-1 и УР-2, путем замены АТС ДШС на цифровые станции ЦАТС. Таким образом, была разработана наложенная цифровая городская телефонная сеть с кольцевой структурой на базе волоконнооптического кабеля и цифровых систем передачи, построенных на основе принципов и стандартов синхронной цифровой иерархии SDH. Кольцевая структура имеет ряд преимуществ: · высокая структурная надежность, · большая концентрация нагрузки в кольце, следовательно, экономичное использование канальных ресурсов, · минимальная длина межстанционных линий связи, · возможность дистанционного управления сетью.
Введение
По сравнению с прошедшим тысячелетием к современным сетям связи предъявляются высокие требования. Эти требования связаны с повышением качества обслуживания, введением новых видов дополнительных услуг и т.п. Настоящий этап развития мирового сообщества характеризуется вступлением в совершенно новую эру. Эта эра - эра информации. Как никогда до этого, становятся актуальными слова «Кто владеет информацией, тот владеет миром». Число пользователей услугами обычной телефонной связи, сотовой связи, Internet стремительно возрастает. Людям становится необходим обмен компьютерными данными, аудио и видеоинформацией. Все это в свою очередь требует увеличения объема и скорости передачи информации.
Удовлетворить этим требованиям можно внедрением современной цифровой техники и современных способов передачи информации. На городских телефонных сетях РФ эксплуатируется в основном морально и физически устаревшая техника, которая требует замены. Из за высокой стоимости новейших электронных систем коммутации и аппаратуры передачи не представляется возможным сразу заменить старую аналоговую сеть на цифровую. Ввод цифровой техники происходит поэтапно. Таким образом, на городских телефонных сетях сосуществуют аналоговая и цифровая техника, и возникает вопрос организации их совместной работы. Кроме того, необходимо обеспечить возможность для дальнейшего развития сети.
В данном курсовом проекте рассматривается реконструкция аналоговой ГТС, состоящей из 4 АТС типа АТСК-У и ДШС, в цифроаналоговую сеть, путем внедрения 4 электронных систем коммутации типа EWSD. Для связи станций предполагается использовать цифровые системы передачи, построенные на основе принципов и стандартов синхронной цифровой иерархии SDH и волоконнооптические линии связи. В качестве межстанционной сигнализации будет использована система сигнализации ОКС-7. Задачей проектирования является выбор наиболее оптимальной структуры сети, которая обеспечила бы эффективное использование цифрового оборудования и открытость к дальнейшему развития.
1. Разработка структурной схемы и нумерации существующей аналогово-цифровой сети
Существующая ГТС состоит из двух узловых районов (УР), внутри каждого УР АТС соединяются по принципу «каждая с каждой». Связь АТС одного УР с АТС другого УР осуществляется через УВС. На одной из РАТС имеется УСС. Выход на междугородную телефонную сеть осуществляется через АМТС. Нумерация на сети 6-значная.
Схема расположения РАТС ГТС представлена на рисунке 1.1.
Данные, характеризующие тип оборудования, емкость, нумерацию РАТС, представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1
№ Индекс ОПС, шлюзов NGN Тип оборудования Емкость РАТС Нумерация Примечания
1 РАТС - 37 АТСКУ 10000 370000ч379999
2 ОПТС-38/39 EWSD 20000 380000ч3919999
3 ОПС-40/41 EWSD 20000 400000ч4119999
4 РАТС-42 АТСК-У 8000 420000ч277999
5 РАТС-43/44 S-12 18000 430000ч4417999
6 ОПС-45/46/47 EWSD 30000 450000ч29999
Суммарная емкость сети 106000
2. Разработка схемы размещения вновь вводимых АТС цифровой аналоговый сеть межстанционный
Для реконструкции существующей аналогово-цифровой сети заменяются все АТС координатной и декадно-шаговой системы на цифровые станции типа S-12 и EWSD. Все АТС планируется включить в цифровое кольцо по принципу «каждая с каждой», поэтому УВС-3 и УВС-2 демонтируются.
Также планируется расширение абонентских телефонных подключений в рамках технологии NGN. При этом абоненты подключаются к пакетной сети через оборудование абонентских медиашлюзов (АМШ).
Схема размещения вновь вводимых АТС и АМШ приведена на рисунке 2.1. Емкость и нумерация проектируемой сети представлена в таблице 2.1.
Таблица 2.1
№ Индекс ОПС, шлюзов NGN Тип оборудования Емкость РАТС Нумерация Примечания
1 ОПТС-38/39 EWSD 20000 380000ч391999 Вместо демонтируемой ОПС-21/22
2 ОПС-40/41 EWSD 20000 400000ч411999 Вместо демонтируемой ОПС-23
3 ОПТС-43/44 S-12 18000 430000ч441799 Вместо демонтируемой ОПС-24/25
4 ОПС-45/46/47 EWSD 30000 450000ч472999 Вместо демонтируемой ОПС-26/27
5 УСС EWSD - - B здании ОПС-24/25
6 АМШ-36/37 2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel* 20000 360000ч379999 Расположен в здание с ОПС-26/27
7 АМШ-42/49 2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel* 18000 420000ч427999 Расположен в здание с ОПС-29
8 АМШ-50/51 2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel* 20000 500000ч519999 Расположен в здание с ОПС-48
9 АМШ-52/53 2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel* 20000 520000ч539999
10 АМШ-54/55 2 Шлюза абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel* 20000 540000ч559999
11 ТШ-1 Nortel Media Gateway 3200/3500 (MG3200/3500) Шлюз сигнализации ОКС №7 Universal Signalling Point (USP) - - Расположен в здание с ОПС-29
12 ТШ-2 Nortel Media Gateway 3200/3500 (MG3200/3500) Шлюз сигнализации ОКС №7 Universal Signalling Point (USP) - - Расположен в здание с ОПС-48
13 ГК-1 Сервер обработки вызовов CS2000/ CS2000 Compact компании Alcatel - - Расположен в здание с ОПС-26/27
14 ГК-2 Сервер обработки вызовов CS2000/ CS2000 Compact компании Alcatel - - Расположен в здание с ОПС-48
15 ЗТУ Сервер обработки вызовов CS2000/ CS2000 Compact компании Alcatel - - - Суммарная емкость сети 186000
АМШ - абонентский медиашлюз;
ТШ - транзитный шлюз;
ГК - гибкий коммутатор;
* каждый шлюз абонентских линий Media Gateway 9000 (MG9000) компании Alcatel рассчитан на 5920 линий.
Структурная схема проектируемой сети представлена на рисунке 2.1.
3. Расчет возникающих и межстанционных нагрузок
Расчет возникающих нагрузок производится по формуле:
где аан = 0,05 Эрл, AISDN = 0,125 Эрл, а N - емкость станции.
Нагрузка на выходе КП рассчитывается по формуле:
где и - время занятия входа и выхода соответственно для ЦАТС , а для АТСК .
Нагрузка создаваемая в направлении узла спец. служб: А нагрузка поступающая к АМТС:
где Эрл.
Для определения внутристанционной нагрузки необходимо вычислить долю возникающей нагрузки для каждой АТС:
где - суммарная нагрузка от всех АТС сети.
Внутристанционная нагрузка определяется по формуле:
где - коэффициент внутристанционного сообщения.
Исходящая нагрузка от АТС к другим АТС сети равна:
Все результаты вычислений сводятся в таблицу 3.1
Таблица 3.1 Нагрузки от АТС
Номер станции Увоз, Эрл m, % Квн, % Увых, Эрл Увн, Эрл Уусс, Эрл Узсл, Эрл Уисх, Эрл
Для расчета межстанционных нагрузок используем метод, изложенный в НТП 112-2000. Сущность данного метода заключается в том, что потоки исходящего сообщения от каждой АТС распределяются между остальными АТС сети пропорционально доле исходящих потоков этих станций в общем исходящем сообщении сети: , Эрл, где n - число станций на сети.
Матрица межстанционных нагрузок, рассчитанная на ЭВМ, приведена в таблице 3.2
Проверим полученные значения нагрузок на примере РАТС-21/22 (ОПС-21/22 типа EWSD).
Расчет возникающих нагрузок производится по формуле: , где a = 0,05 Эрл; AISDN = 0,25 Эрл; - емкость станции.
Нагрузка на выходе КП рассчитывается по формуле:
, где и - время занятия входа и выхода соответственно, для ЦАТС .
Нагрузка, создаваемая в направлении узла спецслужб:
А нагрузка, поступающая к АМТС: , где Эрл.
Пример расчета для ОПС-21/22: Для упрощения расчетов, можно допустить, что входящая междугородная нагрузка равна исходящей: = .
Для определения внутристанционной нагрузки необходимо рассчитать общую возникающую нагрузку сети и долю возникающей нагрузки для каждой станции от общей возникающей нагрузки в%: , .
Внутристанционная нагрузка определяется по формуле:
где - коэффициент внутристанционного сообщения.
Исходящая нагрузка от АТС к другим АТС сети равна: .
Межстанционные нагрузки в сети рассчитываются по формуле: .
Также необходимо определить расчетные значения нагрузок.
Перевод выполняется по формуле:
4. Расчет емкости пучков межстанционных связей
Способы включения СЛ в зависимости от типа оборудования АТС и методы расчета емкости пучков МСС приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1.
Тип оборудования АТС Способ включения СЛ Методы расчета емкости пучков МСС
АТСК, АТСК-У Двухзвенное полно- и неполнодоступное включение Комбинаторный метод Якобеуса, метод эффективной доступности, метод ЛОНИИС
ЭАТС и АТСКЭ Полнодоступное включение Первая формула Эрланга
Емкость пучков МСС в направлении от цифровой АТС определяем по 1 формуле Эрланга: р = Ev (y) p = 0,001 - для УСС, р = 0,005 - для РАТС и АМТС.
Расчет числа линий межстанционной связи произведем с помощью ЭВМ, данные сведем в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 Число линий межстанционной связи
Номер станции 1 2 3 4 5 6 7 8 9 АМТС
1 - 102 95 126 102 95 102 102 102 142
2 102 - 95 126 102 95 102 102 102 142
3 94 94 - 116 94 87 94 94 94 129
4 130 130 120 - 130 120 130 130 130 203
5 102 102 95 126 - 95 102 102 102 142
6 94 94 87 116 94 - 94 94 94 129
7 102 102 95 126 102 95 - 102 102 142
8 102 102 95 126 102 95 102 - 102 142
9 102 102 95 126 102 95 102 102 - 142
АМТС 142 142 129 203 142 129 142 142 142 -
5. Оптимизация топологии кабельной сети
Одной из главных задач в оптимизации структуры кабельной сети является минимизация длины волоконнооптического кабеля (ВОК). Такая оптимизация может быть выполнена с помощью алгоритма Прима.
Оптимизация проводится путем составления графа сети, в котором вершины графа соответствуют АТС, а ребра - межстанционным связям. Вершины графа пронумерованы в соответствии с порядковыми номерами АТС. С учетом АМТС всего вершин графа будет 13 (УСС располагается на одной из АТС). Так как оптимизация выполняется по расстоянию, то составляется матрица расстояний, которая является симметричной относительно главной диагонали (расстояния в таблице 5.1 указаны в километрах).
Исходный алгоритм Прима позволяет построить кратчайшее полносвязывающее дерево.
Из матрицы расстояний выбирается минимальное значение и соответствующие ему вершины соединяются ребром. Затем с помощью матрицы анализируется расстояние между каждой из соединенных ребром вершин и остальными вершинами графа, вновь выбирается минимальное значение расстояния и соответствующее ему ребро соединяется с ранее построенным. После этого анализируется крайние вершины, полученного фрагмента и снова выбирается минимальное ребро. И так далее до тех пор, пока все вершины не будут соединены (построен полносвязывающий граф).
Алгоритм Прима налагает следующие ограничения: 1. Не допускается соединение в «кольцо» на фрагменте графа.
2. Нельзя несколько раз использовать одно и то же ребро
3. Нельзя оставлять несоединенные вершины.
В случае построения кольцевой структуры сети в полученный граф следует ввести одно или несколько ребер с минимальным расстоянием для образования кольца (или нескольких колец). В некоторых случаях для построения кольца придется убрать из графа ранее включенные ребра и ввести в граф другие, хотя и с большей длиной, но позволяющие замкнуть кольцо.
На рис. 5.1 приведена полученная оптимальная кольцевая структура кабельной сети, на базе которой реализованы первичная сеть SDH и транспортная пакетная сеть.
Для построения кольцевой структуры сети в полученный полносвязывающий граф введем два новых ребра и уберем одно существующее, это необходимо сделать для того, чтобы замкнуть кольцо.
Полученная кольцевая структура сети представлена на рис. 5.2.
Рис. 5.3. Структурная схема проектируемой сети на базе оборудования SDH и NGN
На рис. 5.3 приведена структурная схема проектируемой сети для рассматриваемого примера, в соответствии с которой будут производиться дальнейшие расчеты.
Рис. 5.4. Схема обмена медиа и сигнальной информацией в сети NGN
6. Расчет скорости цифрового потока и выбор структуры цифровой сети
Расчет скорости цифрового потока в кольце будем производить для структуры кольца, состоящей из 4 оптических волокон.
По одному оптическому волокну (ОВ) организуется только симплексная связь, т.е. передача информации в одном направлении (например, по часовой стрелке). Для организации дуплексной связи используется другое ОВ, в котором передача информации осуществляется в обратном направлении. При этом используются одни и те же участки кольца.
По одному и тому же кольцу можно организовать как входящую, так и исходящую связь относительно одной станции. При этом будут задействованы разные участки кольца.
Таким образом, для организации дуплексной входящей и исходящей связи должно быть задействовано 2 ОВ в кольце. При этом за прямое направление циркулирования информационного потока принято направление исходящей связи (например, по часовой стрелке).
Для обеспечения надежности связи предусмотрена возможность организации связи в обратном направлении (в случае обрыва одного из участков кольца или отдельного ОВ). Для этих целей используются два других ОВ. Переключение на резерв осуществляется службой оперативного управления сетью (автоматически или вручную).
Таким образом, для организации надежного функционирования кольца требуется четыре оптических волокна, два из которых - для основного кольца и два - для резервного кольца.
Скорость цифрового кольца выбирается по максимальной требуемой скорости цифрового потока в основном кольце
Методика расчета скорости цифрового кольца сводится к выполнению следующих расчетов: Рассчитываются нагрузки от (к) АТС Yij-АТС, вводимые в i-ом пункте и выводимые в j-ом пункте, путем суммирования всех межстанционных нагрузок, циркулирующих между указанными пунктами кольца, где i = 1, 2,…, N; j = 1, 2,…, N, N - количество пунктов ввода / вывода в кольце.
Отдельно рассчитываются нагрузки от АМТС, к АМТС и к УСС (Yij-АМТС, Yij-УСС), вводимые в i-ом пункте и выводимые в j-ом пункте (если они имеются), путем суммирования всех соответствующих нагрузок, циркулирующих между указанными пунктами кольца.
Рассчитывается число соединительных линий, необходимое для обслуживания каждой из рассчитанных нагрузок (Vij-АТС, Vij-АМТС, Vij-УСС).
Полученные результаты расчета емкостей пучков соединительных линий округляются до 30 в большую сторону для определения числа первичных цифровых потоков на каждом участке межстанционной связи.
Подсчитывается необходимое число первичных цифровых потоков на каждом k-ом участке кольца Vk путем суммирования числа всех первичных цифровых потоков, задействованных на соответствующем участке, где k - номер участка кольца, k = 1,2,…, K;
K - общее число участков кольца.
Выбирается участок кольца, на котором требуется наибольшее количество первичных цифровых потоков Vkmax. С учетом запаса на развитие сети полученное число Vkmax увеличиваем на 30-50%.
Далее выбираем тип системы передачи SDH для реализации цифрового кольца осуществляется с учетом максимального количества первичных цифровых потоков, которые может обеспечить соответствующая система: - STM-1 - 63 потока, - STM-4 - 252 потока, - STM-16 - 1008 потоков.
Рассчитаем необходимую пропускную способность цифрового кольца, обеспечивающего межстанционную связь на ГТС без опорно-транзитных станций, представленной на рисунке.
В кольце используется 13 мультиплексоров ввода-вывода нагрузки, обозначенные на рисунке буквами A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M.
Участки кольца между мультиплексорами обозначены римскими цифрами I ч XV.
ПЦТ имеет скорость 2048 кбит/с и по нему могут передаваться до 30 разговорных каналов. Для перевода количества линий между различными станциями сети в ПЦТ необходимо разделить это количество на 30 и округлить в большую сторону. Число ИКМ-трактов приведено в таблице 6.1.
Таблица 6.1 Число ИКМ-трактов
Номер станции 1 2 3 4 5 6 7 8 9 АМТС
1 - 4 4 5 4 4 4 4 4 5
2 4 - 4 5 4 4 4 4 4 5
3 4 4 - 4 4 3 4 4 4 5
4 5 5 4 - 5 4 5 5 5 7
5 4 4 4 5 - 4 4 4 4 5
6 4 4 3 4 4 - 4 4 4 5
7 4 4 4 5 4 4 - 4 4 5
8 4 4 4 5 4 4 4 - 4 5
9 4 4 4 5 4 4 4 4 - 5
АМТС 5 5 5 7 5 5 5 5 5 -
Далее заполняем таблицу ПЦТ (Таблица 6.2), вводимых в i-ом мультиплексоре и выводимых в j-ом мультиплексоре цифрового кольца. При расчете пропускной способности учтем, что транспортный шлюз ТШ-1 передает нагрузку от IP/MPLS-сети, включающей вновь вводимые АТС, к кольцу SDH, включающему замененные цифровые АТС, а транспортный шлюз ТШ-2 передает нагрузку в обратную сторону.
В последнем столбце таблицы 6.2 приведены суммы всех элементов каждой строки, которые определяют суммарное число ПЦТ, вводимых в соответствующих мультиплексорах.
Формулы для расчета пучков ПЦТ, вводимых и выводимых в соответствующих мультиплексорах, имеют вид:
VA-B = V21/22-24/25 V21/22-УСС = 2 2=4
VA-C = V21/22-23=3;
VA-D = V1-АМТС =4;
VA-E = V21/22-44/45=2;
VA-F = V21/22-41/42=3;
VA-G= =2
VA-H= 3;
VA-I = 2;
VA-J = 3;
VA-K = 9;
VA-L = 3;
VA-M =2;
VB-A = 3;
VB-C = 3;
VB-D = 3;
VB-E = 3;
VB-F = 3;
VB-G= 3;
VB-H= 3;
VB-I = 3;
VB-J = 3;
VB-K = 9;
VB-L = 3;
VB-M = 3;
VC-A = 3; VD-A =4;
VC-B = 4; VD-B = 2;
VC-D = 4; VD-С = 4
VC-E = 2 VD-E = 2;
VC-F = 3; VD-F = 4;
VC-G= 2; VD-G= 2
VC-H= 3; VD-H= 3;
VC-I = 2; VD-I = 2;
VC-J = 3; VD-J = 3;
VC-K = 9; VD-K = 10
VC-L = 3; VD-L = 3;
VC-M = 2; VD-M = 2;
VE-A = 2; VF-A =3
VE-B = 3; VF-B = 4
VE-C 2; VF-C = 3
VE-D = 2; VF-D = 4;
VE-F =4; VF-E = 2;
VE-G= 2; VF-G= 2;
VE-H=2; VF-H= 2;
VE-I = 2; VF-I = 2;
VE-J = 2; VF-J = 3;
VE-K = 8; VF-K = 9;
VE-L = 2; VF-L = 3;
VE-M = 2; VF-M = 2; Ит.д.
Общее число ПЦТ на каждом участке кольца определяется суммарным значением ПЦТ, вводимых на данном участке, и ПЦТ, проходящих транзитом по данному участку от мультиплексоров других участков кольца.
В кольце имеется 13 участков, формулы для расчета суммарного числа ПЦТ на каждом участке имеют вид: VI = VYA VB-C VB-D VB-E VB-F VB-G VB-H VB-I VB-J VB-K VB-L VB-M VC-D VC-E VC-F VC-G VC-H VC-I VC-J VC-K VC-L VC-M VD-E VD-F VD-G VD-H VD-I VD-J VD-K VD-L VD-M VM-L VM-K VM-J VM-I VM-H VM-G VM-F VM-E VE-F VE-G VE-H VE-I VE-J VE-K VE-L VL-K VL-J VL-I VL-H VL-G VL-F VF-G VF-H VF-I VF-J VF-K VK-J VK-I VK-H VK-G VG-H VG-I VG-J VJ-I VJ-H VH-I;
Таким образом, максимальное значение пропускной способности будет на III участке цифрового кольца (266 ПЦТ). Значит, пропускная способность проектируемого кольца должна быть: С = 266 • 1,4 = 373ПЦТ где 1,4 - коэффициент запаса на развитие сети.
Оптимальный тип системы передачи SDH, который может обеспечить такое количество ПЦТ, это STM-16. Его пропускная способность - 1008 потока. Однако, в нашем случае система будет загружена лишь на половину, оставшуюся пропускную способность кольца можно сдавать в аренду другим операторам связи, таким как кабельное телевиденье, Internet - операторам и др.
Для передачи служебной информации между станциями, включенными в кольцо, используется общеканальная сигнализация ОКС №7.
Для построения цифрового кольца выберем волоконнооптический кабель производства ЗАО «Самарская оптическая кабельная компания» следующей маркировки: ОКЛ - 01 - 6 - 24 - 10/125 - 0,36/0,22 - 3,5/18 - 1,0
Компактная конструкция с наружной оболочкой из материалов не распространяющих горение, с низким газо-, дымовыделением, с количеством оптических волокон (ОВ) от 2 до 144, различной допустимой растягивающей нагрузкой по требованию заказчика, для прокладки внутри зданий и сооружений, кабельную канализацию, специальные трубы, коллекторы, по мостам и эстакадам.
Колво ОВ в кабеле до 24, Колво элементов 6, Колво ОВ в трубках 2/4, Диаметр кабеля 10.3 мм, Вес кабеля 105 кг/км, Раздавливающая нагрузка (Н/10 см) не менее 2500, Растягивающая нагрузка (Н) не менее: статическая - 1000 и динамическая - 1150, Радиус изгиба (мм) - монтаж/ эксплуатация 205 / 155
Параметры эксплуатации
Температурный диапазон: эксплуатация - от минус 60ЄС до плюс 50ЄС монтаж - не ниже минус 5ЄС транспортирование и хранение - от минус 60ЄС до плюс 50ЄС
Строительная длина - от 1 до 6 км
Срок службы - не менее 25 лет
Имеется значительное число модификаций этого кабеля, учитывающих особенности его прокладки, защиты и усиления конструкции путем применения оболочек и брони.
7. Расчет оборудования шлюзов (Media Gateway)
Расчет нагрузки, поступающей на абонентский медиашлюз
Для удобства расчетов пронумеруем последовательно все оборудование сети, включенное в сеть SDH и пакетную транспортную сеть (табл. 8.1).
Таблица 8.1 Нумерация оборудования сети
Нумерация Индекс ОПС, шлюзов NGN
1 ОПС-21/22
2 ОПС-23
3 ОПС-24/25
4 ОПС-26/27
5 ОПС-28
6 ОПС-29
7 ОПС-41/42
8 ОПС-43
9 ОПС-44/45
10 ОПС-46/47
11 ОПС-48
12 ОПС-49/50
13 АМШ-71/72
14 АМШ-73
15 АМШ-74
16 АМТС
Общая нагрузка, поступающая на абонентский медиашлюз определяется по формуле:
(1)
- расчетное значение нагрузки, берется из таблицы 3.3
Рассчитаем общую нагрузку, поступающую на каждый из абонентских медиашлюзов.
Для шлюза АМШ-71/72
Для шлюза АМШ-73
Для шлюза АМШ-74
Определение транспортного ресурса и интерфейса подключения абонентских медиашлюзов к пакетной сети
Определение транспортного ресурса, необходимого для передачи медиатрафика
Общий транспортный ресурс шлюза может быть определен как сумма всех необходимых составляющих:
(2)
Транспортный ресурс, который должен быть выделен для передачи в пакетной сети трафика, поступающего на абонентский медиашлюз, при условии использования кодека типа G.711:
(3) где k - коэффициент использования ресурса, k = 1,25.
В таблице 7.2 приведены значения коэффициентов сжатия и ширины полосы пропускания различных кодеков.
Определим транспортный ресурс, необходимый для передачи в пакетной сети медиа трафика: , , .
Определение транспортного ресурса абонентского медиашлюза, необходимого для передачи сигнальной информации
Транспортный ресурс шлюза, необходимый для передачи сигнальной информации определяется по формуле:
(4), где - удельная интенсивность вызовов от абонентов, использующих доступ по аналоговой телефонной линии в ЧНН; =5 выз/час;
LMEGACO - средняя длина сообщения (в байтах) протокола MEGACO, используемого при управлении коммутацией на шлюзе;
NMEGACO - среднее количество сообщений протокола MEGACO при обслуживании вызова;
- коэффициент использования транспортного ресурса при передаче сигнальной нагрузки. По аналогии с расчетом сигнальной сети ОКС №7 примем значение = 5, что соответствует нагрузке в 0,2 Эрл;
1/450 - результат приведения размерностей «байт в час» к «бит в секунду» (8/3600 =1/450).
Ориентировочно можно принять, что средняя длина всех сообщений протокола MEGACO равна 50 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10.
Определим транспортный ресурс каждого шлюза, необходимый для передачи сигнальной информации протокола MEGACO:
Для подключения шлюза АМШ-71/72 к пакетной сети используется интерфейс FASTETHERNET (100 Мбит/с).
Для подключения шлюза АМШ-73 к пакетной сети используется интерфейс FASTETHERNET (100 Мбит/с).
Для подключения шлюза АМШ-74 к пакетной сети используется интерфейс FASTETHERNET (100 Мбит/с).
Определение транспортного ресурса и интерфейса подключения транзитного шлюза к пакетной сети
Транспортный ресурс, необходимый для передачи телефонного трафика в пакетную сеть, поступающего на транзитный шлюз от ССОП: , бит/с (5), где - общая телефонная нагрузка, поступающая на транзитный шлюз от всех АТС ССОП.
Определим нагрузку на каждый участок кольца сети NGN.
Нагрузка на участок IX (см. рис. 5.1 и обозначения из таблицы 6.1):
Нагрузка на остальных участках пакетной сети (X, XI и XII) определяется аналогично.
Транспортный ресурс i-го участка пакетного кольца, необходимый для передачи медиатрафика, определяется по формуле:
(6), где - телефонная нагрузка на i-ом участке пакетной сети, Эрл.
Для рассматриваемого примера:
Транспортный ресурс i-го участка, необходимый для передачи сигнальной нагрузки:
(7), где LSIGTRAN - средняя длина сообщения (в байтах) протокола SIGTRAN;
NSIGTRAN - среднее количество сообщений протокола SIGTRAN при обслуживании вызова;
LMEGACO - средняя длина сообщения (в байтах) протокола MEGACO, используемого для управления транспортным шлюзом;
NMEGACO - среднее количество сообщений протокола MEGACO при обслуживании вызова.
- число вызовов в секунду.
(8)
Определим транспортный ресурс сигнального шлюза, необходимый для передачи сигнальной нагрузки.
. Пусть , выз/с.
Ориентировочно можно принять, что средняя длина всех сообщений протокола MEGACO равна 40 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 8; средняя длина всех сообщений протокола SIGTRAN равна 45 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10.
В данном случае используется совместная реализация функций ТМШ и СШ, т.е. используется транзитный шлюз (ТШ). Транспортный ресурс транзитного шлюза будет равен:
Для подключения шлюза ТШ к коммутатору пакетной сети используется интерфейс 1GETHERNET.
Транспортный ресурс на участках X, XI и XII определяется аналогично. По максимальному значению транспортного ресурса на отдельном участке определяется интерфейс для взаимодействия коммутаторов пакетной сети.
В данном примере транспортный ресурс, необходимый для передачи сигнального и медиатрафика, максимален на участке IX ( ). Следовательно, для взаимодействия коммутаторов пакетной сети необходимо использовать технологию 1GETHERNET.
8. Расчет оборудования гибкого коммутатора (Softswitch)
Нагрузка, поступающая на гибкий коммутатор ГК, определяется формулой: , где - сигнальная нагрузка на ГК от ТШ, а - сигнальная нагрузка на ГК от АМШ.
Рис. 8.1 - Схема передачи сигнальных нагрузок в сети NGN
Основной характеристикой гибкого коммутатора ГК является его производительность, которая определяется числом вызовов, обслуживаемых ГК в ЧНН. Численно производительность ГК может быть определена исходя из известной телефонной нагрузки, обслуживанием которой управляет ГК, по формуле: выз/час, где t - средняя длительность одного телефонного соединения.
Для рассматриваемого примера
Таким образом, Для сравнения - производительность современных гибких коммутаторов может достигать 1-2 млн. вызовов в ЧНН.
Расчет транспортного ресурса подключения гибкого коммутатора к пакетной сети
Транспортный ресурс, которым гибкий коммутатор ГК должен подключаться к пакетной сети, для обслуживания вызовов определяется по формуле:
Ориентировочно можно принять, что средняя длина всех сообщений протокола MEGACO равна 50 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10; средняя длина всех сообщений протокола SIGTRAN равна 45 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10.
Для рассматриваемого примера: Таким образом, для подключения ГК к коммутатору пакетной сети необходимо использовать интерфейс Ethernet со скоростью 10 Мбит/с.
При определении интерфейсов подключения оборудования к пакетной транспортной сети следует исходить из следующих правил: · для подключения используется стандартным интерфейс с превышением параметров информационного потока, т.е. например, если информационный поток, равен 20 Мбит/с, то используется стандартный интерфейс 100 Мбит/с, а не 2 интерфейса по 10 Мбит/с;
· каждый объект пакетной сети с целью резервирования подключается с резервным интерфейсом по схеме резервирования 1:1 (т.е. если необходим для обслуживания потока 1 интерфейс, то используется 2 интерфейса).
Для рассматриваемого примера интерфейсы подключения оборудования NGN к пакетной сети приведены в таблице 8.1.
Таблица 8.1 Интерфейсы подключения оборудования NGN к пакетной сети
Участок сети NGN Количество и тип интерфейсов
ГК - ПК1 2 Ч 10MBITETHERNET
АМШ-71/72 - ПК3 2 Ч 100MBITETHERNET
АМШ-73 - ПК1 2 Ч 100MBITETHERNET
АМШ-74 - ПК2 2 Ч 1GBITETHERNET
ТШ1 - ПК1 2 Ч 1GBITETHERNET
ТШ2 - ПК2 2 Ч 1GBITETHERNET
ПК1 - ПК2 2 Ч 1GBITETHERNET
ПК2 - ПК3 2 Ч 1GBITETHERNET
ПК3 - ПК1 2 Ч 1GBITETHERNET
Вывод
цифровой аналоговый сеть межстанционный
В данном курсовом проекте был рассмотрен проект модернизации существующей аналоговой ГТС, состоящей из двух узловых районов УР-1 и УР-2, путем замены АТС ДШС на цифровые станции ЦАТС. Таким образом, была разработана наложенная цифровая городская телефонная сеть с кольцевой структурой на базе волоконнооптического кабеля и цифровых систем передачи, построенных на основе принципов и стандартов синхронной цифровой иерархии SDH. Для связи цифровых АТС использована система сигнализации ОКС №7, для связи с координатными станциями - многочастотная сигнализация. К кольцу подключены АМТС, цифровые АТС типа EWSD, а также координатная АТС с использованием аналого-цифровых преобразователей (так как в перспективе планируется замена этой станции цифровой).
Кольцевая структура имеет ряд преимуществ: · высокая структурная надежность, · большая концентрация нагрузки в кольце, следовательно, экономичное использование канальных ресурсов, · минимальная длина межстанционных линий связи, · возможность дистанционного управления сетью.
Для того чтобы спроектировать кольцевую структуру ГТС, в курсовом проекте с помощью ЭВМ были рассчитаны возникающие и межстанционные телефонные нагрузки, число линий для организации межстанционных связей, количество первичных цифровых потоков, требуемых для реализации 2-х цифровых колец. На основании этих расчетов был сделан вывод о необходимости использования системы передачи STM-16. Причем STM-16 дает такую избыточную пропускную способность, которая, с одной стороны, гарантирует достаточность ресурса на ближайшие несколько лет, а, с другой стороны, является экономически оправданной.
Таким образом, в результате проектирования была выбрана наиболее оптимальная структура ГТС, которая обеспечивает эффективное использование цифрового оборудования и возможность для дальнейшего развития сети.
Список литературы
1. Проектирование цифровой городской телефонной сети: Учебное пособие / под ред. А.В. Рослякова. - Самара: ПГАТИ, 1999.
2. Автоматические системы коммутации. Курсовое и дипломное проектирование: Методические указания / сост. Решетников Н.В. - Куйбышев: КЭИС, 1982.