Будильник

Будильник. Для всіх абонентів системи, за бажанням, повинна надаватись послуга ідентифікації зловмисних викликів 5.3.14 Для виділеної групи абонентів підприємства чи установи повинен надаватись спільний перелік скорочених номерів для внутрішньогрупового звязку 5.3.15 Для виділеної групи абонентів підприємства чи установи повинно здійснюваться переадресування виклику в залежності від причини виклику. 5.4 Вимоги до надійності 5.4.1 Середня нароботка на відмову повинна бути не меньш ніж 9000 годин 5.4.2 Середній час ремонту повинен бути не більш ніж 3 години 5.4.3 Надійність функціонування системи повинна забезпечуватися за рахунок застосування розвиненого програмного забезпечення, а також застосуванням дубльованого обладнання вузлів і пристроїв 5.4.4 Відмова кількості з єднувальних ліній не повинна перевищувати граничного числа з єднувальних ліній, що входять до одного ІКМ-тракту 5.4.5 Відмова кількості абонентських ліній не повинна перевищувати граничну кількість абонентських ліній, входящих в один блок AIU. 5.5 Вимоги до експлуатації 5.5.1 Температура середовища, необхідна для нормальних розумів працювання станції повинна бути в межах 0 45оС 5.5.2 Відносна вологість повина бути 10 75 5.5.3 Тепловиділення обладнання не повинно перевишувати 550 Вт м3. 5.7. Вимоги безпеки 5.7.1 При роботі зі станційним обладнанням необхідно виконувати правила техніки безпеки при роботі з ЕОМ і електричними приладами. 6. Економічні показники 6.1 Термін окупності системи не повинен перевищувати нормативний, який складає не більше 10 років 6.2 Вартість одного номера телефонної мережі не повинна перевищувати 10000 гривень. 7. Стадії й етапи розробки й орієнтовані терміни їх виконання Збір даних про Ворошиловський район - Огляд існуючих методів і рішень - Проектування мережі звязку - Проектування багатофункціональної системи зв язку - Розрахунок математичних показників навантажень - Розрахунок надійності спроектованої системи - Розрахунок економічних показників 7.1 Дипломний проект відповідає стадії Технічне проектування і складається з пояснювальної записки і семи креслень виконаних на листах формату А1. 7.2 Термін надання проекту 1 червня 2000 р. Розробив ст.гр. АТ-95а Хащин А.М УЗГОДЖЕНО Керівник проекту Воропаєва В.Я. Консультант по проектуванню Константинов С.В. Нормоконтролер Ямилов В.К ЗМІСТ Форма У-9.01 Затв. наказом Мінвузу УРСР від 3 серпня 1984р. 253 Донецький державний технічний університет назва вузу Факультет КІТА Кафедра АТ Спеціальність Системи управління та автоматика Затверджую зав.кафедрою проф. Борисов О.А. 2000 р. ЗАВДАННЯНА ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ РОБОТУ СТУДЕНТОВІ Хащин Андрій Михайлович призвище, імя, по батькові 1. Тема проекту роботи Спроектувати багатофункціональну систему звязку на базі цифрової системи комутації 5ESS для абонентів Ворошиловського району м. Донецька затверджую наказом по інституту від . 2. Термін здачі студентом закінченого проекту роботи 1 червня 2000 р. 3. Вхідні данні до проекту роботи Матеріали НДРС, курсовий проект і звіт з переддипломної практики 4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки перелік питань, що їх належить розробити технічне завдання до дипломного проекту, технічні вимоги до системи, характеристика проєктуємої багатофункціональної системи звязкуї взагалі, огляд існуючих методів і рішень, проектування мережі зв язку Ворошиловського району, розрахунок і вибір складу обладнання багатофункціональної системи зв язку, загальний розрахунок навантажень, розрахунок надійності та єкономічних параметрів системи 5. Перелік графічного матеріалу з точним зазначенням обовязкових креслень 1.Загальний вид мережі звязку Ворошиловського району м. Донецьку 2. Схема цифрової системи комутації 5ESS 3. Схема напрямків звязку між існуючими МАТС і проєктуємою АТС 5ESS 4. Схема розташування обладняння станції 5ESS у приміщенні АТС 5. Схема складу обладнання центру керування системою 6.Математичний опис розрахунку навантажень 7.Економічні показники Відповідає формі 24 Мінвузу СРСР від 6 квітня 1983 р. 429 6. Консультанти до проекту роботи , із значенням розділів проекту, щостосується їх Розділ Консультант Підпис, дата Завдання видав Завдання прийняв Проектування Константінов С.В. Надійність Константінів С.В. Економична частина Надтока Т.Б. Українська технічна мова Воропаєва В.Я. Нормоконтроль Ямілов В.К. 7. Дата видачі завдання березня 20 р. Керівник підпис Завдання прийняв до виконання підпис КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН п п Назва етапів дипломного проекту роботи Термін виконання проекту роботи Примітка план факт. 1 Вступ 10.03.00 10.03.00 2 Технічне завдання на проектування системи звязку 12.03.00 12.03.00 3 Огляд існуючих методів и рішень 17.03.00 24.04.00 4 Проектування мережі звязку Ворошиловскького району м. Донецька 24.03.00 30.04.00 5 Вибір необхідного обладнання цифрової системи комутації 5ESS 3.04.00 11.04.00 6 Проектування багофункціональної системи звязку 12.04.00 21.04.00 7 Розрахунок математичних показників навантажень 19.04.00 29.04.00 8 Розрахунок надійності спроектованої системи 29.04.00 8.05.00 9 Розрахунок економічних параметрів спроектованої системи 7.05.00 14.05.00 10 Графічна частина 16.05.00 20.05.00 Студент - дипломник підпис Керівник проекту підпис ДонДТУ АТ -95 2000 р. Перелік умовних скорочень 9 Вступ 16 1 Характеристика проектуємої мережі зв язку на базі цифрової системи комутації 5ESS 18 2 Аналітичний огляд існуючих методів і рішень 22 2.1 Рішення для абонентів телефонних мереж 22 2.1.1 Декадно-крокові АТС 22 2.1.2 Координатні АТС 25 2.1.3 Електронні АТС 28 2.1.4 Квазіелектронні АТС 29 2.1.5 Цифрові АТС 31 2.2 Рішення для абонентів обчислювальних мереж 34 2.2.1 Мережі X.25 34 2.2.2 Мережі frame relay 37 2.2.3 Інтегральні мережі ISDN 38 2.3 Порівняльна характеристика перелічених рішень 41 2.4 Загальні вимоги, що пред являються до мереж зв язку 43 3 Проектування мережі зв язку Ворошиловського району 45 3.1 Визначення необхідного числа каналів передачі 46 3.2 Підготовка даних про розвиток 47 3.3 Визначення місця розташування мережного вузла абонентського кабелю 48 3.4 Формування мереж абонентського кабелю 49 3.5 Оптимальні розміри підрайону підключення 50 3.6 Визначення трас кабелю живлення в підрайоні підключення 51 4 Обладнання цифрової системи комутації 5ESS 56 4.1 Загальні принципи побудови сучасних систем комутації 56 4.2 Комутаційний модуль SM 56 4.2.1 Структурна схема SM і функції загального обладнання 56 4.2.2 Периферійне обладнання SM 61 4.3 Модуль зв язку CM 64 4.3.1 Загальна характеристика 64 4.3.2 Просторовий комутатор TMS 66 4.3.3 Комутатор повідомлень MSGS 68 4.4 Модуль керування й експлуатації АМ 69 5 Розрахунок і вибір складу обладнання багатофункціональної системи зв язку 73 5.1 Комплектація, розташування станційного обладнання ЦАТС 5ESS 73 5.2 Розрахунок складу станційного обладнання ЦАТС 5ESS 75 5.2.1 Розрахунок кількості абонентських блоків AIU 75 5.2.2 Розрахунок кількості касет DLTU 76 5.2.3 Вибір і розрахунок кількості додаткового обладнання 77 5.2.4 Розрахунок числа терміналів операторів і контролерів 77 5.3 Вибір міжстанційної сигналізації ЦАТС 5ESS 78 5.4 Вибір складу лінійного обладнання системи зв язку 83 5.4.1 Вибір кабелю 83 5.4.2 Вибір кроса 89 5.4.3 Вибір вступних пристроїв мережі зв язку 91 5.4.3.1 Вибір кабельних боксів 91 5.4.3.2 Вибір розподільних коробок 92 5.4.3.3 Вибір кабельних ящиків 92 6 Загальний розрахунок навантажень 93 6.1 Розрахунок навантаження на блоки AIU при вихідному зв язку 93 6.2 Розрахунок навантаження на блоки AIU при вхідному зв язку 101 6.3 Навантаження на вихідні зєднувальні лінії 105 6.4 Навантаження на вхідні зєднувальні лінії 110 7 Розрахунок надійності багатофункціональної системи зв язку 115 8 Економічне обгрунтування проектування багатофункціональної системи зв язку 120 8.1 Визначення капітальних витрат 120 8.2 Розрахунок витрат виробництва 123 8.2.1 Розрахунок заробітної плати 123 8.2.2 Розрахунок відрахувань на соціальні потреби 126 8.2.3 Розрахунок амортизаційних відрахувань 127 8.2.4 Витрати на електроенергію 128 8.3 Розрахунок обсягів продукції 130 8.4 Розрахунок прибутку підприємства 132 8.5 Визначення економічної ефективності системи 132 8.6 Визначення строку окупності системи 134 Висновки 136 Перелік посилань 138 Додаток А 139 Додаток Б 148 Додаток В 149 Додаток Д 150 Додаток Е 151 Додаток Є 152 Додаток Ж 153 Додаток И 154 Додаток Ї 155 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 1. Чумак М.О. Цифрова система комутації 5ESS Навчальний посібник - Одеса УДАЗ, 1998 - 77 с. 2. Городская телефонная связь Справочник Б.З.Берлин, А.С. Брискер - М. Радио и связь, 1987 - 280 с. 3. Большая электронная коммутация , О. Варламова, СЕТИ 09, 1998. 4. Х.25 - незнакомый знакомец , М. Куперман, Ю. Лясковский, LAN ЖУРНАЛ СЕТЕВЫХ РЕШЕНИЙ, 07, 1996 . 5. CISCO Internetworking Technology Overview. Frame Relay , В. Плешаков, Сервер Марк-ИТТ http www.mark-itt.ru 6. Технология ISDN в информационных сетях , В. Волобуев, СЕТИ 04, 1997. 7. Бесслер Р Дойч А. Проектирование сетей связи Справочник, М. Радио и связь, 1988 - 272 с. 8. Оффициальный сайт Lucent Technologies http www.lucent.ru, http www.lucent.com. 9. Корнышев Ю.Н Романцов В.М. Сигнализация на телефонных сетях Учебное пособие Украинская Государственная Академия связи им. А.С. Попова, 1996 - 100 с. 10. Брискер А.С Руга А.Д. Шарле Д.Л. Городские телефонные кабели Справочник - М. Радио и связь, 1984 304 с. 11. Волоконно-оптические системы передачи и кабели Справочник. под ред. Гроднева И.И Мурадяна А.Г Шарафутдинова Р.М. и др М Радио и связь, 1993 - 190 с. 12. Макаров М.И Жадан А.В Зори А.А. Надежность электронных устройств автоматики, информационных и компьютерных систем Учебное пособие - Донецк, ДГТУ , 1996 248 с. 13. Экономика связи О.С. Срапионов, Т.А. Кузовкова - М. Радио и связь, 1998 304 с. РЕФЕРАТ Дипломний проект 155 с 45 мал 37 табл 13 джерел , 9 додатків У даному дипломному проекті спроєктована багатофункціональна система звязку на базі цифрової системи комутації 5ESS для абонентів Ворошиловсткого району м. Донецька.

В ході роботи був проведен огляд існуючих методів и рішень, спроєктована мережа звязку Ворошиловського району м. Донецька, зроблен вибір необхідного обладнання, а також розраховані математичні показники основних видів навантаження.

Проєктування багатофункціональної системи звязку обгрунтовано економічними розрахунками.

Розрахована надійність спроектованої системи.

АВТОМАТИЧНА ТЕЛЕФОННА СТАНЦІЯ, ЦИФРОВА СИСТЕМА КОМУТАЦІЇ, РАЙОН ПІДКЛЮЧЕННЯ, ПАРА ЖИЛ КАБЕЛЮ, АБОНЕНТ, НАВАНТАЖЕННЯ, З ЄДНУВАЛЬНА ЛІНІЯ, АБОНЕНТСЬКА ЛІНІЯ, АБОНЕНТСЬКИЙ БЛОК ДОСТУПА, МІЖСТАНЦІЙНА СИГНАЛІЗАЦІЯ, ЛІНІЙНИЙ ТРАКТ, КРОС, РОЗПОДІЛЬНА КОРОБКА, КАБЕЛЬНИЙ ЯЩИК, ГОДИНА НАЙБІЛЬШОГО НАВАНТАЖЕННЯ, ТРИВАЛІСТЬ РОЗМОВИ, ЧАС УСТАНОВЛЕННЯ З ЄДНАННЯ, ЧИСЛО ВИКЛИКІВ. ДонДТУ 7.091401.1.95.1205 ДП ПЗ Изм Лист докум.

Підпис Дата Разраб.

Хащин А.М. Лит. Лист Листов Пров. Воропаєва В Я. Пояснювальна записка к Гл. конс. Воропаєва В Я. дипломному проекту ДДТУ, КІТіА, Н.контр Ямилов В.К. кафедра АТ Утв. Борисов А.А. гр. АТ-95а 1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТУЄМОЇ МЕРЕЖІ ЗВ ЯЗКУ НА БАЗІ ЦИФРОВОЇ СИСТЕМИ КОМУТАЦІЇ 5ESS На даний момент, відповідно даним статистики по м. Донецьку існує більш ніж 150 тисяч абонентів різних категорій, що мають доступ до різних видів мереж зв язку. Зокрема, Ворошиловський район, як один з районів, що має дуже велику щільність по кількості абонентів, має показник близький до 30-40 тисяч.

До них можна віднести як абонентів телефонної, мобільної, пейджингової мереж, так і абонентів, що мають доступ до глобальних та локальних обчислювальних мереж, а також віддалений доступ до інших корпоративних мереж. Необхідно також враховувати, що часто один абонент може одночасно мати доступ до декількох мереж, що веде до появи різноманіття різного устаткування і каналів зв язку. Для Ворошиловського району, як одного з великих ділових районів м. Донецька, можливе застосування мережі зв язку на базі цифрової системи комутації 5ESS . Це обумовлено тим, що серед абонентів, поряд з постійними квартирними абонентами, існує велика кількість таких абонентів, як наприклад, державні установи, різні підприємства, що пред являють більш високі вимоги до якості й оперативності доставки інформації. Усі ці вимоги можуть бути задоволені завдяки широким можливостям багатофункціональної мережі зв язку на базі цифрової системи комутації 5ESS. Згідно з 1 архітектура 5ESS базується на трьох головних елементах комутаційних модулях SM, модулі зв язку CM і модулі керування й експлуатації AM. Структурна схема 5ESS зображена на мал.1.1. Комутаційний модуль SM - основна одиниця нарощування ємності системи.

Тільки до SM підключаються АЛ і зовнішні відносно 5ESS ЗЛ і SM виконує більшість функцій з обслуговування зроблених ними викликів, забезпечуючи як комутацію каналів, так і комутацію пакетів. Малюнок 1.1 - Структурна схема 5ESS Внутрішнє навантаження замикається в SM, а з єднання між АЛ і ЗЛ, підключені до різних SM, установлюються через модуль зв язку CM по внутрішньо системним опто-волоконним лініям зв язку, керування і синхронізації , так званих лініях NCT. Між СМ і кожним SM чотири двуволоконні лінії NCT 2 резервні зі швидкістю передачі інформації в кожній 32,768 Мбіт с, що відповідає 256 16-розрядним KI. Модуль SM комутує максимум 512х512 тимчасових каналів, а між SM і CM - 512 основних і 512 резервних каналів. Модифікація модуля SM-2000 має просторово-часовий комутатор на 12288х12288 KI і дозволяє використовувати як 256, так і 512 канальні лінії NCT. Модуль SM може знаходитися поза приміщенням опорного устаткування Опо системи.

Такий виносний комутаційний модуль може мати прямі зв язки з іншими RSM і в мережі зв язку фактично виконує усі функції самостійної АТС. В бік опорного устаткування Host RSM має до 16 стандартних 32-канальних лінійних трактів ІКМ зі швидкістю передачі 2048 кбіт з ЛТ 2048 , організованих у будь-якім середовищі передачі. Ці тракти включаються в локальний SM опорного устаткування.

До чотирьох RSM можуть поєднуватися в багатомодульний виносний комутаційний модуль MMRSM. Абонентські лінії двупроводні. Вони безпосередньо включаються в інтегральні блоки абонентських ліній ISLU чи в інтерфейсні блоки доступу AIU, що входять до складу SM. Ці блоки можуть бути і виносними, розміщеними в місцях концентрації абонентів. Між RISLU і SM установлюється від 4 до 24 ЛТ 2048 кбіт с у будь-якому середовищі передачі. Від ISLU RISLU за допомогою трактів 2048 кбіт с можливо додаткове винесення групового обладнання 32 чи 64 аналогових чи цифрових АЛ, так званої виносної абонентської групи RLG. Припустимі відстані між RISLU і SM RSM і між RSM і опорною станцією - до 160 км. У кожен ISLU включається до 2048 індивідуальних ААЛ чи 1024 ЦАЛ. Для аналогових АЛ виконуються функції BORSCHT, для цифрових виділяється основний доступ BRA до цифрової мережі з інтеграцією служб ЦМІС, тобто канали 2В D16 2x64 16 144 кбіт c. Функції блоків AIU такі ж, як ISLU, але завдяки новій технології ємність абонентських плат збільшена до 32 ААЛ чи 12 ЦАЛ і тому загальна ємність блоку досягає 3584 ААЛ чи 1440 ЦАЛ. У SM може бути до 8 ISLU AIU чи RISLU RAIU , але при цьому загальна чисельність АЛ для SM не повинна перевищувати 5120 аналогових чи 2048 цифрових.

У цілому SM має шістнадцять 32-канальних групових трактів для підключення ISLU AIU , RISLU RAIU і зовнішніх цифрових ЗЛ. Модуль зв язку СМ за допомогою блоку тимчасової комутації TMS і комутатора повідомлень MSGS відповідно забезпечує комутацію каналів між SM і комутацію пакетів для обміну керуючими повідомленнями між процесорами SM чи SM і АМ. У максимальній комплектації система 5ESS повинна обслуговувати до 350000 АЛ при відсутності зовнішніх ЗЛ чи до 90000 ЗЛ каналів при відсутності абонентів. Реальні граничні ємність і чисельність ЗЛ залежать від конкретних умов роботи системи в мережі зв язку й обмежуються її максимальною пропускною здатністю 45000 Ерл і 1,5 мільйона викликів на годину найбільшого навантаження Висока надійність функціонування 5ESS повинна забезпечуватися спеціальним Пз, що виконує необхідні функції , а також дублюванням тих вузлів і пристроїв, відмовлення яких впливає на понад чому 32 АЛ чи СЛ. Усі системи комутації, керування і синхронізації повинні бути цілком продубльовані. Повинна існувати гарантія, що при нормальних умовах експлуатації температура 0 45ос, відносна вологість 10 75 наробіток на відмовлення складе не менш 40 років, а для окремої АЛ тривалість обслуговування через системні несправності в середньому не більше 28 хвилин за рік. 2 АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ МЕТОДІВ І РІШЕНЬ У сучасному складному і багатоликому світі жодну велику технологічну проблему не можна вирішити без переробки значних обсягів інформації і комунікаційних процесів. На даний момент існує безліч різних мереж зв язку, в тому числі і традиційна телефонна мережа, а також спеціалізовані інформаційно-обчислювальні мережі. Для обслуговування абонентів телефонних мереж застосовуються АТС різного типу, такі як координатні, декадно-крокові, електронні АТС. Абоненти обчислювальних мереж мають можливість використати технології X.25, Frame Relay, а також ISDN. Кожне рішення характеризується своїми потенційними можливостями, а також областю застосування.

Розглянемо детальніше найбільш стандартні з них. 2.1 Рішення для абонентів телефонних мереж 2.1.1 Декадно-крокові АТС Декадна-крокова АТС характеризується використанням основних комутаційних приладів - шукачів типу КШ і ДКШ 2 . Шукачі називають кроковими КШ тому, що їх контактні щітки пересуваються по ламелям контактного поля крок за кроком при кожному тяжінні якора електромагніту і здійснюють тільки обертальне рушення. Для АТС великої ємності розроблений декадний-кроковий шукач, щітки якого здійснюють підіймальний і обертальний рухи. Декадний-кроковий шукач, складається з контактного поля, в яке можна включити до 100 абонентських ліній, і рушійного механізму див. мал. 2.1 1, 3 - обертальний і підіймальний електромагніти 2, 4 - якори 5 - храповий півциліндр 6 - підіймальна рейка a, b, з - контактні щітки Малюнок 2.1 - Кінематична схема декадного-крокового шукача ДКШ-100 На мал. 2.2 зображена функціональна схема АТС на 100 номерів, де кожна абонентськая лінія, вімкнена в щітки лінійного шукача і паралельно в ламели контактного поля всіх лінійних шукачів даної станції. Малюнок 2.2 - Функціональна схема АТС на 100 номерів Для скорочення кількості ДКШ-100 і збільшення ємності АТС до необхідного числа номерів застосовують спосіб послідовного групового шукання. Функціональна схема побудови АТС на 1000 номерів за такому способом зображені на мал. 2.3 Малюнок 2.3 - Функціональна схема АТС на 1000 номерів У АТС на 1000 номерів використовуються десять груп виходів від десяти декад контактного поля ГШ по десять лінії в кожному виході від кожної декади. Десять ліній від першої декади групових шукачів з єднуються з щітками десяти лінійних шукачів ДКШ-100 першої сотенної групи чи першої сотні абонентських ліній, багато разів вімкнених в ламелі контактних полів. Аналогічно з єднуються лінії інших 9 декад групового шукача з щітками відповідних сотень.

Десятковий спосіб утворення ємності АТС характеризується тим, що в ДК АТС використовуються градації ємності, кратні десяти. Мінімальна ємність ДК АТС становить 100 номерів. У цьому випадку на АТС є тільки рівні попереднього і лінійного шукання ПШ чи ЛШ . До достоїнств ДК АТС можна віднести - Обладнання ДК АТС дозволяє здійснювати зв язок з міжміською телефонною станцією, з вузлами спеціальних служб, дозволяє включати лінії таксофонів, з єднувальні лінії установчих телефонних станцій і підстанцій, а також абонентскі лінії зі спареними телефонними апаратами До недоліків ДК АТС можна віднести - Пристрій декадного-крокового шукача досить складний, вимагає значних витрат ручної праці в процесі виготовлення і експлуатації, що утрудняє автоматизацію його виробництва і технічне обслуговування Контакти шукачів, що створюються рухомими щітками з ламелямі поля, недостатньо надійні і можуть бути джерелами перешкод, погіршуючих якість телефонної передачі Декадні-крокові шукачі пристосовані для комутації трьох проводів шукач має три щітки a, b, з, а при автоматичному міжміськомуо зв язку необхідно комутувать більше число проводів, що пов язано зі значним дорожчанням і зниженням надійності роботи ДКШ. 2.1.2 Координатні АТС У координатних автоматичних телефонних станціях АТСК використовуються для комутації розмовних трактів багатократні координатні з єднувачі БКЗ . У поєднанні з електромагнітним реле і елементами електроніки в окремих вузлах багатократні з єднувачі забезпечують високу якість розмовного тракту, велику швидкість комутації, створення багатопроводних трактів, високу надійність комутаційних пристроїв 2 . З єднувач БКЗ є основним комутаційним механізмом координатної системи АТС див. мал. 2.4 . а - зовнішній вигляд, б - схема 1,2 втримуючі і вибираючі планки, 3,4 втримуючі У1 У 10 і вибираючі В1 В10 електромагніти, 5 контактні пружини, 6 контактні струни Малюнок 2.4 - Багаторазовий координатний з єднувач Основними конструктивними елементами БКЗ є вертикальні блоки вертикалі і вибираючі планки з вибираючими електромагнітами, число яких залежить від типу БКЗ. Ємність контактного поля БКЗ може бути 100, 120 або 200 номерів. Схема дії БКЗ приведена на мал. 2.5 1,6 втримуюча і вибираюча планки, 2 отвір у втримуючій планці, 3.7 вибираючі і втримуючі електромагніти, 4. 12 поворотні пружини, 5 штифт, 8 вибираючий палець, 9 отвори для рухомих контактних пружин, 10 нерухомі вертикальні струни, 11 рухомі гребінки Малюнок 2.5 Схема дії БКЗ Принцип дії БКЗ полягає в наступному замикання рухомих контактних пружин з нерухомими вертикальними струнами 10 здійснюється при спрацюванні одного з вибираючих 3 і одного з втримуючих 7 електромагнітів. Спочатку спрацьовує один з вибираючих електромагнітів, і вибираюча планка 6 разом з всіма вибираючими пальцями 8 повертається на певний кут поворот планки обмежений ходом якора вибираючого електромагніту. Вільний кінець вибираючого пальця попадає в поглиблення рухомої гребінки. Услід за вибираючим електромагнітом спрацьовує втримуючий електромагніт і повертає втримуючу планку.

Час комутації утворення одного контакту в межах одного БКЗ - 50 мс. По закінченні з єднання втримуючий електромагніт відпускає свій якір і втримуючу планку, під дією поворотної пружини приходить в початкове становище, звільнивши при цьому затиснутий вибираючий палець.

Внаслідок цього рухома гребінка з рухомими контактними пружинами повертається в початкове положення.

Багаторазові координатні з єднувачі діляться на двох- і трьохпозиційні. Двохпозиційними називають такі БКЗ, в яких підключення будь-якого входу до виходу здійснюється спрацюванням вибираючого і втримуючого електромагнітів. У трьохпозиційних БКЗ будь-який вхід до виходу підключається внаслідок спрацювання трьох електромагнітів. Координатна АТС типу АТСК використовується на нерайонованих і районованих міських телефонних мережах МТС, а також на районованих МТС з вузлами вхідного і вихідного повідомлення МТС з УВС і УИС , і забезпечують - Можливість багатопроводної комутації, створення чотирьохпроводних розмовних трактів у разі використання ущільнених ліній між окремою АТС і вузлами - Можливість управління станціями різних систем шляхом видачі з регістрів АТСК відповідних сигналів управління - Можливість електричного розподілу поля, тобто можливість утворення різного числа напрямків з різною доступністю в залежності від ємності пучка з єднувальних ліній каналів, включених в ці напрями, і їх вартості - Можливість вибору напрямку на рівні групового шукання кодами різної значності, можливість вибору при транзитному зв язку одних і тих же напрямів різними кодами, можливість повторення в процесі встановлення з єднання як окремих цифр абонентського номера, так і повного номера абонента - Незалежність числа рівнів групового шукання від значності абонентського номера, а отже, і можливість розвитку мереж без зміни абонентської нумерації. У результаті, до достоїнств АТСК можна віднести те, що - Обладнання АТСК дозволяє здійснювати спільну роботу АТСК з АТС декадної-крокової і машинної систем і більш ефективно будувати міські телефонні мережі - Обладнання АТСК дозволяє здійснювати зв язок з міжміською телефонною станцією, з вузлами спеціальних служб, дозволяє включати лінії таксофонів, з єднувальні лінії установчих телефонних станцій і підстанцій, а також абонентські лінії зі спареними телефонними апаратами.

До недоліків АТСК відноситься - Телефонні мережі з комутацією каналів мало пристосовані для передачі даних, оскільки вони принципово проектуються для обслуговування менш частих вимог при порівняно великому часі заняття. 2.1.3 Електронні АТС Згідно з 2 електронні АТС можна класифікувати по способам побудови комутаційного поля КП і керуючого пристрою КП . За способом побудови КП все ЕАТС діляться на дві великі групи аналогові і цифрові. У аналогових ЕАТС комутація сигналів в КП відбувається із зберіганням їх первинної форми, в якій вони поступають від джерела інформації. У цифрових ЕАТС початкова інформація перетворюється в єдину цифрову форму, а потім комутується. Серед аналогових ЕАТС з програмним керуванням поширені системи комутації з просторовим розділенням каналів. Вони характерні тим, що з єднувальний шлях між абонентами в КП надається на весь час встановлення з єднання тільки єдиній парі користувачів. Тому для встановленого з єднання одні і ті ж комутаційні елементи обслуговують тільки це з єднання.

Схема комутації з просторовим розділенням каналів представлена на мал. 2.6 Малюнок 2.6 - Схема комутації з просторовим розділенням каналів Аналогові ЕАТС з часовим розподілом каналів представляють інтерес при роботі з аналоговими системами передачі, оскільки в цьому випадку проводиться тільки дискретизація сигналів за часом без подальшого цифрового кодування.

Комутація з часовим розділенням передбачає спільне використання точок комутації шляхом розділення часу на більш короткі інтервали так, що окремі комутаційні елементи і відповідні ним проміжні лінії періодично закріпляються за існуючими з єднаннями.

При такому спільному використанні точок комутації можна отримати значну економію їх числа.

Схема комутації з часовим розподілом каналів представлена на мал. 2.7 Малюнок 2.7 - Схема комутації з часовим розподілом каналів 2.1.4 Квазіелектронні АТС У квазіелектронних системах АТС КЕАТС комутація розмовного тракту здійснюється герконовими реле, феррідами, реле ESK або БКЗ, а управління - електронними керуючими пристроями КП 2 . По структурі керуючих пристроїв квазиелектронні АТС можна розділити на два класи із вмонтированою програмою і із записаною накопиченої програмою.

У першому випадку порядок встановлення з єднання алгоритм визначається схемною логікою, у другому - записаними програмами командами, що зберігаються в довготривалому запам ятовуючому пристрої ДЗУ . Для зміни програми необхідно зробити перезапис інформації в ДЗУ 2 . На мал. 2.8 приведена структурна схема КЕАТС ємністю 65000 номерів. Малюнок 2.8 - Структурна схема КЕАТС ємністю 65000 номерів. Комутація розмовного тракту в цій системі здійснюється багаторазовими феррідними з єднувачами матрицями типу 8х8х2. У КП, а також у всіх абонентських комплектах і комплектах з єднувальних ліній АК і КСЛ використовуються електронні і магнітні елементи.

Керуючий пристрій має записану програму.

Визначник О абонентських, з єднувальних і службових ліній періодично через кожен інтервал випробує стан комплектів. Результати випрбовування через центральне УУ фіксуються в оперативному запам ятовуючому пристрої ОЗУ , який зберігає інформацію, необхідну для процесу встановлення з єднання номер викликаючої лінії, або що викликається, зайнятість тих або інших шляхів і т.п Центральний керуючий пристрій обробляє службову інформацію, що отримується з визначника, з урахуванням інформації, записаної в ОЗУ і ДЗУ. На основі отриманої інформації ЦУУ видає команди для включення точок комутації комутаційної схеми КС і через розподіляючий пристрій РУ включає різні службові сигнали.

У ДЗУ зберігаються програми управління роботою станції для всіх видів зв язку, для контролю за роботою станції, а також зведення про склад пріоритетних абонентських груп. Результати виконання програм контролю за роботою станції передаються в центр обслуговування ЦО , який у разі необхідності може змінити програми, що зберігаються в ДЗУ. До недоліків ЕАТС можна віднести - телефонні мережі з комутацією каналів мало пристосовані для передачі даних, оскільки вони принципово проектуються для обслуговування менш частих вимог при порівняно великому часі заняття. 2.1.5 Цифрові АТС Цифрові АТС характеризуються модульною побудовою і розподіленим багатопроцесорним програмним управлінням 3 . Використовуються багатофункціональні модулі, що мають власне керування і програмне забезпечення.

Збільшення ємності досягається доданням окремих модулів. Структура цифрової АТС зображена на рис 2.9 Малюнок 2.9 - Структура цифрової АТС Як правило, всі сучасні цифрові АТС реалізовані з використанням наступних загальних принципів побудови - Перетворення аналогових сигналів в цифрову форму виконане із вживанням імпульсно кодової модуляції ІКМ - Комутаційне поле комутує всі види сигналів у цифровій формі у вигляді 8-мі бітових комбінацій, що передаються по каналах ІКМ - Всі абонентські лінії включаються в АТС через абонентські блоки, які можуть бути як місцевими, так і віддаленими, останні зєднуються з опорною станцією за допомогою стандартних трактів ІКМ - Віддалені абонентсікі блоки можуть працювати як в зоні нумерації своєї опорної станції, так і інших АТС, із збереженням нумерації того телефонного району, в якій вони встановлюються, оскільки немає жорсткої прив язки між нумерацією і апаратним забезпеченням - Цифрові системи комутації можуть використовуватися як комутаційні вузли будь-якого рівня ієрархії телефонної мережі - У цифрових станціях не передбачене включення спарених абонентів - Абоненти цих станцій можуть користуватися додатковими видами обслуговування - Передбачена тарифікація з урахуванням тривалості розмови як міжміських так і місцевих з єднань - Цифрові системи комутації можуть експлуатуватися як на місцях, так і із загального центра експлуатації і техобслуговування.

Експлуатація і техобслуговування декількох станцій з одного центра дозволяє раціонально розміщувати персонал і централізовано зберігати дані. Станції автоматично виявляють помилки і збої як в апаратному, так і в програмному забезпеченні і включають коректуючі заходи.

З цією метою головні частини системи виконані дубльованими.

Загальний нагляд включає в себе контроль під час роботи, індикацію помилок і їх діагностику.

Цифрові ЕАТС з просторово-часовою комутацією каналів вимагають наявності принаймні двох ланок просторової комутації і часової комутації. Схема комутації з просторово-часовим розподілом каналів зображена на мал. 2.10 Малюнок 2.10 - Схема комутації з просторово-часовим розділенням каналів Принцип часової комутації зводиться головним чином до запису інформації і читання її із запам ятовуючого пристрою. У процесі комутації інформація, що поступає по одному вхідному часовому каналу, передається в іншому часовому каналі. Однак швидкодія запам ятовуючого пристрою обмежує допустимі розміри блоку часової комутації, тому в комутаційних схемах великої ємності обов язково вводиться просторова комутація. Для того щоб забезпечити бажану часову комутацію каналів, ланки часової комутації принципово вимагають наявності деякого вигляду елементів затримки, які легше усього реалізовуються за допомогою запам ятовуючого пристрою з довільною вибіркою. Запис в них проводиться по мірі надходження біт інформації, а читання при необхідності їх передачі. До достоїнств ЦАТС можна віднести - Електронний контакт нерухомий і не схильний до впливів навколишнього середовища, тому, цифрові АТС здатні працювати в більш важких умовах, ніж електромеханичні - Для цифрової АТС характерні невеликі розміри. До недоліків ЦАТС можна віднести - Електронні елементи не можуть передавати ні сигнали постійного струму, ні могутні сигнали - Передаючий тракт не пропускає частоти, що знаходяться поза звуковим діапазоном 2.2 Рішення для абонентів обчислювальних мереж 2.2.1 Мережі X.25 Специфікація Х.25 визначає взаємодію між термінальним обладнанням DTE і обладнанням завершення дії інформаційного пристрою DCE 4 . Пристрої DTE термінали і головні обчислювальні машини в апаратурі користувача підключаються до пристроїв DCE модеми, комутатори пакетів і інші порти в мережу PDN, звичайно розташовані в апаратурі цієї мережі , які з єднуються з комутаторами перемикання пакетів packet switching exchange PSE або просто switches і інших DCE всередині PSN і, нарешті, до іншого пристрою DTE. Взаємовідношення між об єктами мережі Х.25 показані на мал. 2.11 Малюнок 2.11 - Взаємовідносини між об єктами мережі Х.25 DTE може бути терміналом, який не цілком реалізовує всі функціональні можливості Х.25. Такі DTE підключаються до DCE через трансляційний пристрій, званий пакетний асемблер дизассемблер - packet assembler disassembler - РAD . Специфікація Х.25 складає схеми Рівнів 1-3 еталонної моделі OSI. Рівень 3 Х.25 описує формати пакетів і процедури обміну пакетами між рівноправними об єктами Рівня 3. Рівень 2 Х.25 реалізований Протоколом Link Access Procedure, Balanced LAPB . LAPB визначає кадрировання пакетів для ланки DTE DCE. Рівень 1 Х.25 визначає електричні і механічні процедури активації і дезактивації фізичної середи, що з єднує дані DTE і DCE. Це взаємовідношення представлене на мал. 2.12 Малюнок 2.12 - Схеми рівнів 1-3 еталонної моделі OSI Крізна передача між пристроями DTE виконується через зв язок, званий віртуальним ланцюгом. Віртуальні ланцюги дозволяють здійснювати зв язок між різними елементами мережі через будь-яке число проміжних вузлів без призначення частин фізичної середи.

Віртуальні ланцюги можуть бути або перманентними, або комутуємими часово. Після того, як віртуальний ланцюг організований, DTE посилає пакет на інший кінець зв язку шляхом відправки його в DCE, використовуючи відповідний віртуальний ланцюг. DCE переглядає номер віртуального ланцюга для визначення маршруту цього пакету через мережу Х.25. Протокол Рівня 3 Х.25 здійснює мультиплексну передачу між всіма DTE, які обслуговують пристрій DCE, розташований в мережі з боку пункту призначення, внаслідок чого пакет доставляється до DTE пункту призначення.

До достоїнств X.25 можна віднести - Мережі дозволяють в режимі реального часу розділяти один і той же фізичний канал декільком абонентам - Використання мережі X.25 ефективне для широкого спектра задач передачі даних.

Серед них і обмін повідомленями між користувачами, і звертання великої кількості користувачів до віддаленої бази даних, а також до віддаленому хосту електронної пошти, зв язок локальних мереж при швидкостях обміну не більше за 512 Кбіт з, об єднання віддалених касових апаратів і банкоматів Дозволяють передавати дані по каналах телефонної мережі загального користування виділеним і коммутуємим оптимальним чином.

До недоліків X.25 можна віднести - неможливість передавати по мережах X.25 такі види інформації, як голос і відео. 2.2.2 Мережі frame relay Frame Relay забезпечує можливість передачі даних з комутацією пакетів через інтерфейс між пристроями користувача DTE маршрутизаторами, мостами, головними обчислювальними машинами і обладнанням мережі DCE перемикаючими вузлами 5 . У ролі мережевого інтерфейсу, Frame Relay є таким же типом протоколу, що і Х.25. Однак Frame Relay значно відрізняється від Х.25 по своїм функціональним можливостям і по формату. Frame Relay забезпечує - засоби для мультиплексировання великого числа логічних інформаційних діалогів званих віртуальними ланцюгами через один фізичний канал передачі, які виконуються за допомогою статистики.

Frame Relay використовує - новітні досягнення технології передачі глобальних мереж.

Вони включають в себе алгоритм перевірки за допомогою циклічного надмірного коду CRC для виявлення пошкоджених бітів, але в ньому відсутні які-небудь механізми для коректування пошкоджених даних засобами протоколу.

У Frame Relay передбачені дуже прості механізми повідомлення про перевантаження, дозволяючі мережі інформувати який-небудь пристрій користувача про те, що ресурси мережі знаходяться близько до стану перевантаження.

Таке повідомлення може попередити протоколи вищих рівнів про те, що може знадобитися керування потоком.

До достоїнств Frame Relay можна віднести - Frame Relay може бути використана як інтерфейс до послуг або загальнодоступної мережі зі своєю несучою, або мережі з обладнанням, що знаходиться в приватному володінні Для будь-якого типу мережі лінії, що підключають пристрої користувача до обладнання мережі, можуть працювати на швидкості, вибраній з широкого діапазону швидкостей передачі інформації. Типовими є швидкості в діапазоні від 56 Kb с до 2 Mb с, хоч технологія Frame Relay може забезпечувати також і більш низькі і більш високі швидкості До недоліків Frame Relay можна віднести - ретрансляція кадрів є досить простим механізмом інформаційного обміну, але при більш глибокому аналізі виявляється надзвичайно складною.

Frame Relay властиві практично всі проблеми, пов язані із забезпеченням надійності і якості передачі сигналів 2.3 Інтегральні мережі ISDN Термін ISDN розшифровується як цифрова мережа з інтеграцією послуг Integrated Services Digital Network, це стандартний набір інтерфейсів і сигнальних протоколів для передачі голосу і даних по звичайним телефонним лініям 6 . Завдяки ISDN різні пристрої типу телефонів, комп ютерів, факсу-апаратів можуть одночасно передавати і приймати цифрові сигнали після встановлення комутуємого з єднання з абонентом на протилежному кінці. Таким чином, ISDN дозволяє зробити все з єднання між кінцевими вузлами цифровим.

Стандартне підключення ліній ISDN здійснюється по інтерфейсам BRI Basic Rate Interface або PRI Primary Rate Interface. Перший з них забезпечує два дуплексних В-канали по 64 Кбіт с кожний.

Кожному В-каналу надається номер, аналогічний телефонному.

Цифрові мережі з інтеграцією послуг ISDN можна використати для рішення широкого класу задач по передачі інформації в наступних областях - Телефонія. Для цього в цифрові телефонні станції вбудовується підтримка ISDN-сервісу, а як кінцеві пристрої використовуються ISDN-термінали. Вони дозволяють обмінюватися мовними і текстовими повідомленнями, підтримують аудиоконференції декількох абонентів, практично вмить виробляють набір номера, забезпечують високу якість передачі мови і мають ще цілий ряд додаткових функцій. Також в мережах ISDN існує спеціальний сервіс під назвою Centrex.

За його допомогою компанії, що не мають офісної АТС, можуть надавати користувачам широкий набір послуг.

Для цього застосовується спеціалізований пристрій - термінальний А В-адаптер, який підтримує функції міні-АТС. До нього підключається аналоговий телефон факс, автовідповідач Об єднання віддалених ЛМ. Для об єднання ЛМ на основі мережі ISDN як пристрої доступу звичайно застосовуються активні або пасивні адаптери ISDN, які встановлюються в файловий сервер, виділений маршрутизатор або звичайну робочу станцію - Доступ до глобальної комп ютерної мережі Internet. Для доступу в Internet одиночних користувачів можна застосовувати ISDN BRI-адаптери, які встановлюються в стандартне гніздо шини ПК ISA, PCI або PC-Card. Для зв язку з провайдером звичайно використовується Point-to-Point Protocol PPP , а для аутентификація користувачів, що входять в мережу протоколи PAP і CHAP. Крім внутрішніх адаптерів, існують зовнішні термінальні адаптери TA або зовнішній ISDN-модем, які призначені для конвертації послідовного інтерфейсу ПК, звичайного моста маршрутизатора або іншого не ISDN-пристрою в формат ISDN BRI Передача трафіка, чутливого до затримок відео, звук. Недорогі апаратні засоби для відеоконференцій включають в себе спеціальні плати, що забезпечують кодування декодування відео- і аудиосигналів, адаптер ISDN, звичайно підтримуючий інтерфейс BRI, зовнішні відеокамери, мікрофони або телефони.

Основою для ISDN-видеоконференций є стандарт H.320 комітету ITU-T, в який увійшов цілий набір рекомендацій по кодуванню компресії аудиосигнала G.711, G.722, G.728 , відеосигнала H.261 , мультиплексировання каналів H.221 і ряд інших Передача даних - Інтеграція різних видів трафіка. Кінцевим пристроєм мережі ISDN може бути цифровий телефонний апарат, окремий комп ютер з встановленим ISDN-адаптером, файловий або спеціалізований сервер, міст або маршрутизатор ЛМ, термінальний адаптер з голосовими інтерфейсами для підключення звичайного аналогового телефону або факсу або з послідовними інтерфейсами для передачі даних. До достоїнств ISDN відноситься - Повністю цифрова мережа, що забезпечує високу надійність передачі інформації Висока швидкість передачі інтегрованої інформації різної природи Широкий набір функцій для телефонії, висока якість звуку Швидкий набір номера менше за 1 с Широка доступність і поширеність в світі. До недоліків ISDN відноситься - Проблеми сумісності ISDN-обладнання різних поставщиків Складність модернізації центральних комутаторів і побудови нової цифрової інфраструктури Складність замовлення сервісу Необхідність великих фінансових вкладень. 2.3 Порівняльна характеристика перелічених рішень Всі характерні достоїнства і нестачі перелічених систем і рішень приведені в табл.2.1 Таблиця 2.1 - Характерні достоїнства і нестачі перелічених рішеньРішення Достоїнства Недоліки Декадна-крокова АТС - Зв язок з між-міською телефонною станцією - Зв язок з вузлами спеціальних служб - Включення ліній таксофонів - Включення з єдну-вальних ліній установчих телефонних станцій і підстанцій - Включення або-нентськіх ліній зі спареними телефонними апаратами - Складність - Значні витрати ручної праці в процесі виготовлення і експлуатації Низька надійність може бути джерелом перешкод, погіршуючих якість телефонної передачі - Виникаюча потреба в комутації більше трьох проводів. Координатна АТС Зв язок з між-міською телефонною станцією - Зв язок з вузлами спеціальних служб - Включення ліній таксофонів - Включення з єдн-увальних ліній установчих телефонних станцій і підстанцій Включення або-нентськіх ліній зі спареними телефонними апаратами - Мала пристосованність для передачі даних, Електронна АТС, квазіелектронні АТС - Зв язок з між-міською телефонною станцією - Зв язок з вузлами спеціальних служб - Включення ліній таксофонів - Включення з єдну-вальних ліній установчих телефонних станцій і підстанцій - Електронний кон-такт нерухомий і не схильний до впливів навколишнього середовища - Для цифрової АТС характерні невеликі розміри Електронні елементи не можуть передавати ні сигнали постійного струму, ні могутні сигнали - Передаючий тракт не пропускає частоти, що знаходяться поза звуковим діапазоном Мережі X.25 - Розділення одного і того ж фізичного каналу для декількох абонентов в режимі реального часу - Обмін сполучен-нями між користувачами - Звертання великої кількості користувачів до віддаленої бази даних Зв язок локальних мереж при швидкостях обміну не більше за 512 Кбіт з, об єднання віддалених касових апаратів і банкоматів Передача даних по каналах телефонної мережі загального користування виділеним і коммутуємим оптимальним чином - Неможливість передавати по мережах X.25 такі види інформації, як голос і відео Мережі frame relay 1 Наявність інтерфейсу до послуг або загальнодоступної мережі зі своєю несучою, або мережі з обладнанням, що знаходиться в приватному володінні. 2 Робота ліній, що підключають пристрої користувача до обладнання мережі, на різній швидкості 56 Kb с до 2 Mb с 1 Складний механізм інформаційного обміну 2 Наявність проблем, пов язаних із забезпеченням надійності і якості передачі сигналів Інтегральні мережі ISDN - Висока надійність передачі інформації Висока швидкість передачі інтегрованої інформації різної природи Широкий набір функцій для телефонії Висока якість звуку Широка доступність і поширеність в світі Проблеми сумісності ISDN-обладнання різних поставщиків - Складність модернізації центральних комутаторів і побудови нової цифрової інфраструктури - Складність замовлення сервісу Необхідність великих фінансових вкладень. 2.4 Загальні вимоги, що пред являються до мереж зв язку З урахуванням всього вищесказаного, можна пред явити наступні загальні вимоги, які будуть задовольняти вимогам абонентів до мереж зв язку - Вид навантаження.

Для абонентів телефонних мереж як навантаження виступає кількість викликів, що поступають на станцію в одиницю часу час найбільшого навантаження. Чим вище цей показник, тим більша кількість з єднань станція здатна забезпечити.

Для абонентів обчислювальних мереж навантаженням є мережевий траффік, тобто кількість інформації, що приймається або, що передається в одиницю часу. Аналогічно, пропускна спроможність системи пропорційна величині траффіка Швидкість передачі. Даний параметр застосуємо до обчислювальних мереж, швидкість передачі даних визначає пропускну спроможність, і загалом впливає на якість системи Надійність. Характеризує здатність системи нормально функціонувати з урахуванням імовірності різних відмов, збоїв, обумовлених в передбачених вимогах вимоги до надійності, критерій відмови Підтримка різних видів послуг, що надаються абоненту.

Даний чинник, є одним з тих, що найбільш визначають використання системи.

Як правило, чим ширше спектр послуг, що надаються, тим більше можливість залучення абонентів різних категорій. Необхідно помітити, що це також можливо позначається на економічній стороні цього питання Здібність до нарощування.

Обумовлює подальший розвиток і модернізацію системи.

Всім цим вимогам задовольняє мережа зв язку, що проектується, на основі цифрової системи комутації 5ESS. Система дозволяє об єднувати в собі вимоги, що пред являються абонентами телефонних і обчислювальних мереж, має достатні показники надійності і швидкості передачі, здібність до нарощування, а також надає цілий ряд різних послуг. 3 ПРОЕКТУВАННЯ МЕРЕЖІ ЗВ ЯЗКУ ВОРОШИЛОВСЬКОГО РАЙОНУ Об єктом проектування в даному дипломному проекті є багатофункціональна система зв язку, область застосування якої поширюється на територію Ворошиловського району м. Донецька.

Доцільно проектування подібної системи розбити на кілька основних етапів - Необхідно підготувати дані про планування району, що містять у собі кількість абонентів, їхню щільність, тип забудови району - Визначити місце розташування станції - Зробити вибір обладнання, що містить у собі станційну і лінійну частини - Зробити відповідні математичні розрахунки, зв язані з різного роду навантаженнями на станційне і лінійне обладнання У загальному випадку, головна проблема проектування абонентських кабельних мереж для міста полягає у визначенні оптимального місця розташування мережевих вузлів абонентського кабелю, оптимізації напрямків прокладки трас абонентського кабелю і встановленні для великих ділянок місцевої мережі границь районів підключення за економічними критеріями. Проблема визначення місця розташування джерел і приймачів інформації, тобто питання, де й у якій кількості вони з являться в деякому районі чи підключення зони місцевої мережі, має велике значення для вибору структури абонентських кабельних мереж. Дані про наявні та майбутні джерела і приймачі одержуются з плану розвитку території. При цьому під джерелом і приймачем інформації розуміють абонентські пристрої, для експлуатації яких повинний даватися шлях передачі, тобто пару жил абонентського кабелю кабельну пару. У нашому випадку в якості інформації для проектування можуть виступати наступні дані - площа Ворошиловського району близько 10 км2 - населення Ворошиловського району складає 103,6 тисяч чоловік 3.1 Визначення необхідного числа каналів передачі Згідно з 7 розглянемо потребу в звязку індивідуальних користувачів. Якщо припускають, що наприкінці планового періоду в кожній квартирі буде встановлений телефонний апарат, то необхідна кількість ПЖК для житлового району визначається виразом 3.1 , 3.1 де - число необхідних ПЖК для установки телефонних апаратів у житловому районі, шт а - число індивідуальних уведень, шт bi - число колективних уведень категорії i, шт Vi - співвідношення ліній між індивідуальними і колективними введеннями для категорії i ЖР - кількість жителів розглянутого району, чол N - середнє число людин у квартирі, чол. Розглянемо потреби в звязку установ і підприємств. Якщо вважають, що для установчих і виробничих потреб будуть використовуватися переважно установчі станції, то потреба в ПЖК може бути знайдена з наступного виразу 3.2 , 3.2 де NG - кількість необхідних ПЖК для основних телефонних апаратів установчого і виробничого секторів у частині району, шт РС - кількість працюючих у розглянутій частині району, аб f1 - середня кількість працюючих на кожну установчу станцію, аб f2 - середня кількість включених апаратів на кожен основний телефонний апарат шт. Також необхідно враховувати та інші потреби NS , такі як таксофони, міжміській звязок 3.2 Підготовка даних про розвиток Для фіксації місць виникнення джерел і приймачів інформації карта планованого району покривається растровою сіткою, утвореної взаємно перпендикулярним лініями 7 . Площа одного квадрата цієї сітки вибирається з урахуванням реального картографічного матеріалу. Якщо суму потреб ПЖК розділити на площу квадрата, то одержимо щільність ПЖК h NG NS A, 3.3 де - число необхідних ПЖК для установки телефонних апаратів у житловому районі, шт NG - кількість необхідних ПЖК для основних телефонних апаратів установчого і виробничого секторів у частині району, шт NS - інші потреби.

У даному випадку сума потреб ПЖК є відомої й у загальному складає близько 30 тисяч абонентів. Розрахуємо середню щільність ПЖК h 30000 аб 10 км2 3000 аб км2 У кожен квадрат сітки записується кількість джерел, що очікується на відповідній частині території. Сітка квадратів з нанесеними зведеннями про кількість джерел і приймачів інформації у відповідності зі своїм змістом називається планом розподілу пар жил кабелю ПРПЖК чи абонентською матрицею.

План розподілу пар жил кабелю абонентів Ворошиловського району приведений у Додатку Б. 3.3 Визначення місця розташування мережного вузла абонентського кабелю Мережний вузол абонентського кабелю являє собою центр зони підключення, в якому у залежності від розглянутого напрямку починаються чи закінчуються абонентські кабелі. В ньому розташувують відповідну телефонну комутаційну станцію, або головний крос 7 . У реальних умовах можуть виникати причини наприклад, водяні простори, перепад висот, скелястий ґрунт, залізничні спорудження і т.д що не дозволяють здійснювати прокладку трас живильного кабелю мережного вузла.

З урахуванням усього вищесказаного можна висунути наступні вимоги - При виборі місця мережного вузла абонентського кабелю необхідно враховувати показники телефонного навантаження, а саме, розташовувати його таким чином, щоб він співпадав з центром навантаження, якщо не існують які-небудь зовнішні перешкоди - Бажано щоб район мав меншу площу і найбільш компактну форму близьку до кола, правильного багатокутника, квадрата , і абонентські лінії також повинні прокладатися по найкоротших трасах - При розгляді витрат фактичні довжини ліній з єднань між місцями джерел і приймачів інформації і мережних вузлів абонентського кабелю визначаються по ортогональних трасах.

На малюнку 3.1 зображений план розподілу пар жил кабелю абонентів Ворошиловського району з обраним місцем розташування мережного вузла.

Заштрихованими ділянками позначені місця, де показник щільності абонентів рівен нулю. Малюнок 3.1 - Розташування мережного вузла абонентського кабелю Ворошиловського району 3.4 Формування мереж абонентського кабелю При організації абонентських сполучних ліній існує велика кількість можливих рішень для кожного району підключення 7 . Виділимо три центральних моменти для створення району підключення - Розміщення трас кабеля живлення в районі підключення, на основі даних про розташування мережного чи вузла головного кроса - Визначення економічно вигідних розмірів підрайонів підключення ПРП , що являють собою частину району підключення, у якому поєднуються відгалуження абонентського сполучного кабелю АСК - Застосування пристроїв відгалуження і створення мережі по ділянках. 3.5 Оптимальні розміри підрайону підключення Велика кількість наявних очікуваних у майбутньому джерел і приймачів інформації вимагає настільки величезної кількості абонентських магістральних ліній, що розподільні кабелі малої ємності повинні систематично об єднаються.

Оскільки при об єднанні неминуче виникають різні варіанти, то постановка мети оптимізації приводить до питання про економічні розміри підрайону підключення. При аналізі мереж абонентського магістрального кабелю можна зробити наступні твердження - у розподільному кабелі зосереджені тільки пари жил кабелю кабельні пари підрайону підключення - через один кабель живлення у більшості випадків підключаються кілька підрайонів підключення.

В даний час для мереж абонентського кабелю створені дві моделі - Модель прямокутного району підключення характеризується ортогональною прокладкою трас живильного кабелю, прямокутними підрайонами підключення й однорідною щільністю ліній. Ця модель враховує насамперед старі способи забудови у великих містах і відрізняється порівняно простими обчисленнями - Модель секторного району підключення характеризується радіальною прокладкою трас живильного кабелю, трапеційними формами ПРП, будь-якими щільностями ліній. Ця модель виникла в результаті аналізу мереж абонентського кабелю в малих містах і дозволяє враховувати неоднорідну щільність ліній Ми розглянемо застосування моделі прямокутного району, тому що траси вулиць, по яких треба вести кабель, в основному, ортогональні, що визначає цю модель як вдале економічне рішення. 3.6 Визначення трас кабелю живлення в підрайоні підключення Застосування оптимальних розмірів ПРП є істотним елементом мінімізації вартості абонентського кабелю. Однак ефективність цього прийому може звестися до нуля, якщо при поділі РП на ПРП не враховувати економічність прокладки трас кабелю живлення.

З цією метою варто використовувати план розподілу ПЖК РП, на який нанесене місце розташування мережного вузла абонентського магістрального кабелю.

Поділ району на РП почнемо з вибору напрямка головної траси кабеля живлення. Схематичний напрямок головної траси зображене на мал.3.2. Малюнок 3.2 - Напрямок головної траси кабелю живлення Після цього РП розділяється на ділянки за принципом середньої щільності ліній. Разом з цим визначаються РП оптимальних розмірів для кожної ділянки РП. Для цього використовуються наступні рівняння Середня щільність ліній у РП , 3.4 де qij - кількість джерел і приймачів інформації в квадраті Aij, аб. Обчислимо середню щільність ліній у РП Далі, скориставшись номограмою, приведеної на мал. 3.3, знайдемо оптимальну ширину ПРП при заданій щільності ліній h. Малюнок 3.3 - Залежність розмірів ПРП від щільності ліній h У результаті, значення буде складати 585 м По картографічному матеріалі з урахуванням масштабу, а також кривизни вулиць була обмірювана довжина траси головного кабелю.

Вона складає Lг.т 5360 м. Далі необхідно обчислити кількість ділянок РП , 3.5 де Lг.т - довжина траси, що вибирається як головну трасу, м - оптимальна ширина ПРП при щільності ліній h, м. У результаті передбачається дев ять ділянок РП. На підставі мал 3.4 можна стверджувати, що центральні ділянки повинні мати ширину 585 м. Ширина зовнішніх ділянок складає близько 47, 5 метрів. Малюнок 3.4 - Поділ РП на ділянки підключення Далі необхідно розділити ділянки РП на ПРП. Довжина окремого ПРП обчислюється по формулі 3.6 , 3.6 де pr - оптимальна кількість ПЖК підрайону підключення на ділянці району підключення r при щільності ліній hr шт l2S - ширина підрайону підключення на ділянці району підключення s, м. Якщо щільность ліній у середньому не відрізняються більш ніж у 2-1,5 рази, то можна припустити, що довжина кожного ПРП буде складати близько 360 м. У ділянках РП, де щільність ліній знижується довжина ПРП трохи збільшується. Розбивка РП на ПРП схематично зображено на мал.3.5 Малюнок 3.5 - Розбивка РП на окремі ПРП Далі в кожнім ПРП з урахуванням особливостей напрямку вулиць і розташування будинків вибираємо місця розташування розподільних шаф, а потім використовуючи метод ортогональних трас з єднуємо їх з магістральним абонентським кабелем живлення.

Також необхідно врахувати, що прокладка кабелю передбачає наявність вже існуючої міської кабельної каналізації. Зображення реального РП Ворошиловського району з урахуванням напрямків прокладення трас живильного кабелю приведено в Додатку В. Схема напрямків звязку між існуючими МАТС і проєктуємою АТС 5ESS приведена у Додатку Д. 4 ОБЛАДНАННЯ ЦИФРОВОЇ СИСТЕМИ КОМУТАЦІЇ 5ESS 4.1 Загальні принципи побудови сучасних систем комутації Згідно проведеному в розділі аналізу, найбільше призначеними серед систем звязку є цифрові системи, наприклад 5ESS. Комутаційна система 5ESS являє собою універсальну цифрову телефонну систему з розпозподіленим керуванням, що має широкий діапазон застосувань, де комутація ґрунтується на 32-канальній структурі, а обробка даних забезпечується 32-бітовими мікропроцесорами.

Використання таких могутніх мікропроцесорів дало можливість гнучкого визначення архітектури комутаційної системи 1,8 . Весь діапазон застосувань системи 5ESS, починаючи від локальних станцій і закінчуючи міжнародними вузлами великої ємності реалізується з використанням трьох типів модулів адміністративного модуля - АМ, комунікаційного модуля - СМ і комутаційного модуля - SM. Для подальшого проектування багатофункціональної мережі зв язку необхідно дати короткий опис основних елементів і принципу роботи системи згідно з 1,8 . 4.2 Комутаційний модуль SM 4.2.1 Структурна схема SM і функції загального обладнання Комутаційний модуль SM забезпечує підімкнення АЛ і ЗЛ і виконує основні функції обслуговування викликів. Тільки лише при з єднаннях з іншими SM і виконанні централізованих функцій експлуатації і технічного обслуговування він взаємодіє з модулями CM і AM, використовуючи внутрісистемні ВОЛЗ лінії NCT . Модуль SM мал.4.1 має спільне обладнання, а також периферійні блоки різного призначення, що встановлюються лише за потреби - інтегральні ISLU і аналогові LU блоки АЛ - цифрові DLTU і аналогові ATU блоки ЗЛ - модульний блок фізичних вимірювань MMSU - додаткові блоки цифрових службових комплектів загальносистемний глобальний GDSU і блок розширення DSU-EXT - блок тарифних генераторів 50 Гц PPMU Малюнок 4.1 - Функціональна схема комутаційного модуля SM Зв язок загального і периферійного обладнання здійснюється по периферійних інтерфейсних шинах даних PIDB і керування PICB. Між блоками цифрових АЛ ISLU і пакетної комутації PSU існують додаткові прямі шини даних DPIDB, якими передаються тільки канали D16 основного доступу. Загальне обладнання складається з дубльованого блоку керування і комутації MCTU. Обидва MSTU працюють паралельно і займають один двохкасетний блок. У MSTU входять - керуючий процесор комутаційного модуля SMP - просторово-часовий комутатор TSI - каскад Чп - сигнальний процесор SP - блок цифрових службових комплектів DSU - інтерфейси керування CI, даних DI, позподвійний лінійний для двох ліній NCT DLI - блок пакетної комутації PSU і пакетний інтерфейс PI У цілому MSTU забезпечує - стик двох ліній NCT з комутатором TSI для мовної інформації і даних, а також із процесором SMP для керуючих повідомлень і синхронізації - часову комутацію для встановлення з єднання між АЛ, ЗЛ і лініями NCT - Прийом і обробку, формування і передачу різної сигнальної інформації і керуючих повідомлень у АЛ, ЗЛ і лініях NCT - пакетну комутацію даних - керування встановленням з єднань, контроль і функції технічного обслуговування.

До складу SMP входять могутній 32-розрядний мікропроцесор MC68040 енергонезалежна постійна пам ять ПП із програмами і даними, закладеними виробником обладнання а також пам ять з вільною вибіркою ПДВ , що зберігає основну частину програмного забезпечення SM, системні і змінювані дані. При тимчасовому зниканні живлення вміст ПДВ губиться, тому ПЗ і системні дані SM додатково зберігаються на магнітних дисках модуля керування й експлуатації AM. Потім ПЗ і системні дані передаються лініями NCT при запуску системи, упроваджуючи нову версію ПЗ. Завантаження ПЗ забезпечує спеціальний пристрій процесора - завантажувач BTSR BootStrapper, що має доступ до ліній NCT через шини даних PIDB і комутатор TSI. Продуктивність SMP збільшена використанням сигнального процесора SP, що виконує в реальному часі складну задачу розпізнавання зміни сигнальної інформації. SP є аналогом пристрою сигналізації 16-го каналу.

Його призначення - обробка лінійних і декадних адресних сигналів, переданих у 16 каналах стандартних ЛТ 2048 кбіт із зовнішніх напрямків зв язку. він також обслуговує не окремі 16 сигнальні, а усі без винятку канали 0 31. Формування 16 розрядних слів та їх передача сторону комутатора TSI по 32-канальних двосторонніх 4-провідних периферійних шинах даних PIDB виконують блоки АЛ і ЗЛ ISLU,AIU,LU,DLTU,ATU . Інтерфейс керування CI забезпечує взаємодію SMP з периферійними блоками.

Він розпозподіляє до них керуючі і тактові сигнали від SMP, приймає від них і передає SMP інформацію про відправлення вимог на обслуговування і про стан обладнання, у тому числі дані аварійної сигналізації. Крім цього, CI контролює інформаційний обмін між SMP і периферійними блоками й оповіщає SMP про виявлені помилки. Інтерфейс DLI двох ліній NCT складається з двох лінійних інтерфейсів і спільних кіл синхронізації і керування. За цикл передачі 125 мкс DLI приймає з кожної лінії NCT 256 16-розрядних канальних інтервалів KI від відповідного просторового комутатора з часовим позподілом каналів TMS модуля зв язку СМ і передає їх до часового комутатора TSL. У зворотному напрямку DLI збирає інформацію з канальних інтервалів активного TSI для передачі в бік TMS модуля СМ. Інтерфейси даних DI мультиплексують 32-канальні 16-розрядні потоки 4096 кбіт с шин PIDB від периферійних блоків і передають об єднані 256-канальні потоки 32,768 Мбіт с до комутатора TSI і навпаки.

Усі 16 шин PIDB включені в обох DI, і один DI поєднує парні канали цих шин, а іншої - непарні. Просторово-часовий комутатор TSI мал.4.2 виконує під керуванням SMP взаємні неблоковані об єднання будь-яких 16-розрядних каналів між двома 256-канальними трактами IKM від інтерфейсів DI і двома - від DLI, а також взаємні з єднання каналів між трактами від DI і між трактами від DLI. Дані комутируються в TSI окремими напівбайтами, а їх об єднання в 16-розрядні слова забезпечують інтерфейси DI. Обидва TSI, в основному і резервному MSTU, працюють паралельно, але для реальної передачі інформації вхідні інтерфейси вибирають активну схему.

Малюнок 4.2 Структура комутатора TSI модуля SM Блок цифрових службових комплектів DSU забезпечує цифрове генерацію всіх необхідних тональних сигналів для АЛ і ЗЛ готовність станції ГС , зайнято СЗ , зайняте -перевантаження ЗП , контроль посилки виклику КПВ тональний виклик ТВ , різні сигнали, що оповіщають.

Під керуванням SMP блок DSU виробляє і декодує усі потрібні для обміну адресною інформацією багаточастотні сигнали, а також приймає і декодує інформацію імпульсного набору номера від аналогових абонентів, що передається від блоків ISLU або ATU у цифровому виді в інформаційних розрядах 16-розрядних слів. Блок пакетної комутації PSU встановлюється в MSTU або декількох SM для обслуговування спільних каналів сигналізації СКС 7 у зовнішніх напрямках зв язку, а також для сигналізації по каналах D доступів до ISDN основного абонентського 2В D16 і на швидкості 30 В D64. Функції PSU базуються на нижніх рівнях 7-рівневої моделі взаємодії відкритих систем OSI першому - фізичному physical layer, другому - канальному data link layer і третьому - мережному network layer. Канальний рівень забезпечується основним вузлом PSU - пристроями обробки і перетворення протоколів пакетної передачі даних PH. Блок PSU може мати до 80 схемно-ідентичних мікропроцесорних PH, розрахованих на швидкість передачі даних 64 кбіт с. Пристрою обробки протоколів РН стикують процесор модуля SMP та канали зі специфічними протоколами передачі даних.

Розпозподільник даних DF має функції фізичного рівня і забезпечує інтерфейси відповідних РН із сигнальними каналами D16 основного абонентського доступу - прямими 32-канальними шинами даних DPIDB, а з СКС зовнішніх напрямків зв язку і каналами D64 доступу - шинами PIDB. Спільні канали сигналізації виділяються з ЛТ зовнішніх напрямків комутатором TSI і напівпостійно зєднуються з DF шинами PIDB. До складу PSU входять також розпозподільник пакетів PF, що виконує функції інтерфейсу комплектів РН зі схемою керування CF, що встановлює черговість обміну даними між SMP і різними РН. Процесор SMP має зв язок з CF шинами PICB для спільних функцій керування блоком PSU діагностика, реконфігування і через пакетний інтерфейс PI для передачі пакетної інформації рівня 3. 4.2.2 Периферійне обладнання SM Функціональна схема інтегрального блоку абонентських ліній ISLU2 представлена на мал.4.3 Малюнок 4.3 - Функціональна схема інтегрального блоку АЛ ISLU2 Його ємність складає до 2048 аналогових або 1024 цифрових АЛ. Можливо одночасне підімкнення ААЛ і ЦАЛ. Усі АЛ індивідуальні і включаються в абонентські плати 16-лінійні ТЕЗі типовий елемент заміни Z для аналогових і 8-лінійні ТЕЗі U -