Проект расширения городской телефонной сети с пятизначной нумерацией путем установления АТСЭ на базе оборудования цифровой коммутационной системы "Омега" НПО "РАСКАТ"

42

Введение

С начала 70-х годов прошлого века на телефонных сетях многих стран стали внедрять автоматические телефонные станции нового поколения - цифровые АТС. Цифровые системы коммутации более эффективны, чем координатные системы коммутации пространственного типа.

Важную роль в создании нового поколения АТС сыграли три фактора. Во-первых, с конца 50-х гг. началось внедрение цифровых систем передачи (ЦСП). С их появлением перед специалистами встала задача создания АТС, которые коммутировали бы цифровые сигналы без их преобразования в аналоговую форму. Создание единого цифрового тракта «коммутация - передача» сулило большие преимущества (единая элементная база АТС и ЦСП, уменьшение искажений и шумов передаваемых сообщений и т.д.). Во-вторых, разработка и кассовое производство микросхем сделали реальным построение АТС нового поколения (заметим, что ЦСП с сигналами импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), предложенные в 1939г., были реализованы в середине 50-х гг. именно потому, что появились полупроводниковые приборы). В третьих, большое значение имело использование в аппаратуре связи цифровой вычислительной техники. Первый патент на применение ЭВМ для управления АТС был получен в 1956г. Использование ЭВМ (в виде специализированных электронных управляющих машин) в цифровых АТС позволило не только более экономично, по сравнению с электромеханическими АТС, реализовать управление самой АТС, но и существенно увеличить гибкость коммутационной системы, расширить вспомогательные диагностические процедуры обслуживания аппаратуры и ввести значительный объем дополнительных видов обслуживания для абонентов за счет их реализации программным способом.

Основными преимуществами цифровых АТС являются: снижение трудовых затрат на изготовление электронного коммутационного оборудования за счет автоматизации процесса их изготовления и настройки; уменьшение габаритных размеров и повышение надежности оборудования за счет использования элементной базы высокого уровня интеграции; уменьшение объема работ при монтаже и настройке электронного оборудования в объектах связи; существенное сокращение штата обслуживающего персонала за счет полной автоматизации контроля функционирования оборудования и создания необслуживаемых станций; значительное уменьшение металлоемкости конструкции станций; сокращение площадей, необходимых для установки цифрового коммутационного оборудования; повышение качества передачи и коммутации; увеличение вспомогательных и дополнительных видов обслуживания абонентов; возможность создания на базе цифровых АТС и ЦСП интегральных сетей «вязи, позволяющих обеспечить внедрение различных 'видов и служб электросвязи на единой методологической и технической основе.

Цифровые АТС обладают и недостатками, из которых самыми существенными являются два:

1) внедрение цифровых АТС, построенных на современной элементной базе, не привело к заметному сокращению потребления электроэнергии. Это обусловлено необходимостью непрерывной работы управляющего комплекса вне зависимости от наличия нагрузки на АТС.

Кроме того использование БИС и СБИС в схемах АТС привело к обязательному применению кондиционирования воздуха;

2) внедрение цифровых АТС требует больших первоначальных

капитальных вложений на приобретение оборудования. Так, стоимость оборудования цифровой АТС в пересчете на один номер в 2-3 и более раз выше, чем электромеханических АТС.

Тем не менее, проектирование и внедрение цифровых автоматических телефонных станций является сегодня важной задачей развития электросвязи.

1. Характеристика сети и современных систем коммутации

1.1 Современные системы коммутации на городских телефонных сетях

Цифровые АТС на российском рынке различаются по архитектуре, элементной базе, построению управляющих систем, структуре программного обеспечения, алгоритмическим языкам.

Основными критериями выбора коммутационного оборудования являются:

1) стоимость;

2) совместимость с существующими сетями;

3) соответствие общетехническим требованиям, утвержденным Министерством связи и информатизации РФ;

4) надежность системы коммутации;

5) минимальное количество разнотипных плат;

6) минимальное потребление энергии в расчете нa одного абонента;

7) занимаемая площадь.

В таблице 1.1 приведены технические параметры зарубежных цифровых АТС, рекомендованных для российских сетей [2], в таблице 1.2 - параметры отечественных коммутационных систем.

Таблица 1.1

Сравнительная характеристика зарубежных систем коммутации

Коммутационная система DX-200 - цифровая система с программным управлением - разработана специалистами фирмы «Telenokia» (Финляндия). Для нее характерна децентрализованная модульная структура: ее основными структурными элементами являются модули программного обеспечения и аппаратных средств и состоящие из них функциональные блоки. Четкое определение интерфейсов между модулями способствует внедрению новой техники и введению в систему новых функций без изменения ее архитектуры, что в свою очередь, обеспечивает высокий технический уровень системы на протяжении всего длительного срока ее эксплуатации. Полное резервирование системы обеспечивает высокую надежность работы станции.

Цифровая АТС System-12 разработана международной корпорацией ITT, производство и дальнейшее совершенствование станции, внедрение ее в цифровые сети с интеграцией служб осуществляется фирмой Alcatel Франция--Бельгия). Основой S-12 является: распределенное - управление, при котором цифровое коммутационное поле реализуется таким образом, что различные терминальные модули (со своими управляющими микропроцессорам) могут одновременно осуществлять запрос и устанавливать между собой соединение. Стандартный цифровой интерфейс ИКМ позволяет осуществлять независимые соединения большого числа различных терминалов и служб с помощью одной и той же коммутационной системы. Микропроцессор, память и стандартный интерфейс являются составными частями управляющего устройства терминального модуля.

Цифровая система коммутации EWSD фирмы Siemens разрабатывалась с учетом основных современных и перспективных требований к ЦСИС. Наибольшее внимание при разработке EWSD уделялось возможности постоянной модернизации, наращиванию емкостей и расширению' функций без остановки станции, то есть в процессе ее эксплуатации. Принципом построения системы коммутации EWSD является модульность аппаратных средств и модульность программного обеспечения. Система управления станции типа EWSD является частично распределенной и реализована на центральном (координационном) процессоре и распределенных групповых процессорах, работающих в масштабе реального времени. Взаимодействие между процессорами осуществляется через коммутационное поле станции.

Станция 5ESS характеризуется применением распределенной архитектуры, позволяющей наращивать емкость простым добавлением модулей, которые могут быть выделены для отдельных услуг (например, междугородная связь или передача данных). Модули удаленной коммутации могут располагаться на расстоянии до 1000 км от главного коммутатора , что облегчает телефонизацию новых регионов. Станция поддерживает любую стратегию расширения, не ограничивая оператора в выборе новых услуг. По данным анализа Американской комиссии по связи (FCC), станция 5ESS имеет наименьшее время простоя среди станций своего класса и обладает рекордной надежностью 99,999

Автоматическая телефонная станция типа АХЕ-10 является цифровой системой коммутации с программным управлением. Принципом построения системы коммутации АХЕ-10 является модульность аппаратных средств и программного обеспечения. Система управления станции типа АХЕ-10 является частично распределенной и реализована на центральном процессоре и подсистеме распределенных региональных процессоров, работающих в масштабе реального времени. Взаимодействие между процессорами осуществляется по межпроцессорным шинам.

Таблица 1.2

Сравнительная характеристика отечественных систем коммутации

Основу комплекса АТСЦ-90 составляет современная мощная и гибкая коммутационная платформа, имеющая модульную структуру с распределенным управлением. В рамках комплекса АТСЦ-90 реализована поддержка протоколов ОКС №7, подготовлена база для реализации элементов интеллектуальной сети (Ш), поддерживаются основные протоколы взаимодействия для функционирования в составе цифровой сети с интеграцией служб (ISDN) и системы управления телекоммуникационной сетью (TMN).

Цифровая электронная АТС Омега является самостоятельной цифровой автоматической станцией, а также предназначена для коммутации цифровых каналов и представляет собой совокупностью устройств, состоящих из отдельных узлов. Она легко стыкуется с любой из станций различного поколения (АТС ДШ, координатными, квазиэлектронными, электронными как зарубежного так и отечественного производства). Модульность станции позволяет ее дальнейшее расширение в кратчайшие сроки.

Электронные цифровые АТС Квант-Е являются дальнейшим развитием квазиэлектронных АТС Квант и представляют собой станции с записанной программой управления и цифровой коммутацией разговорного тракта.

В соответствии с данными из таблиц 1.1 и 1.2 можно отметить, что отечественные коммутационные системы уступают производимым за рубежом АТС по емкости абонентских и соединительных линий. На данном этапе развития телефонных сетей в нашей стране это не является существенной проблемой, так как экономические расходы при вводе в эксплуатацию АТС в большей степени связаны со строительно-монтажными мероприятиями. С другой стороны, предприятия связи обычно в процессе модернизации сети устанавливают современные станции в помещениях устаревших и демонтируемых АТСДШ, ПСК, АТСК, размещение в которых крупных коммутационных комплексов невозможно.

Все указанные системы коммутации имеют примерно одинаковую структуру и основные технические показатели, для них характерно наличие специальных программ технического обслуживания и эксплуатации. Станции предлагают большой набор абонентских услуг, осуществляя интегрированную и эффективную передачу всех видов информации: речи, данных и изображений, а также предоставляют широкие возможности оператору.

В современных коммутационных системах наиболее эффективным и перспективным считается распределенный тип управления, который используется в таких АТС как S-12 и АТСЦ-90.

1.2 Анализ состояния телефонной сети города

Проектирование расширения коммутационной и абонентской станции Омега выполняется для городской телефонной сети, в которой в настоящее время действуют 16 АТС:

* АТСК-1 емкостью 200 номеров,

* АТСК-2 емкостью 200 номеров,

* АТСК-3 емкостью 200 номеров,

* АТСК-4 емкостью 200 номеров.

* ЦАТС-5 емкостью 384 номеров,

* ЦАТС-6 емкостью 2560 номеров,

* АТСКЭ-7 емкостью 2048 номеров,

* ЦАТС-8 емкостью 2560 номеров,

* АТСК-9 емкостью 200 номеров,

* АТСК-10 емкостью 200 номеров,

* АТСК-11 емкостью 200 номеров,

* АТСК-12 емкостью 200 номеров,

* АТСК-13 емкостью 200 номеров,

* АТСК-14 емкостью 200 номеров,

* АТСК-15 емкостью 2000 номеров,

* АТСК-16 емкостью 2000 номеров,

Также на сети существуют узел спецслужб (УСС) и цифровая автоматическая междугородная телефонная станция (АМТС).

В связи с постоянно растущим спросом на услуги электросвязи и развитием новых технологий появилась необходимость расширения телефонной сети города и ввода дополнительного оборудования цифровой АТС. Емкость существующей ЦАТС-8 системы Омега составляет 2560 номеров, а расширение ЦАТС-6 составит 2560 номеров.

Нумерация абонентских линий на ГТС - пятизначная, а СТС трехзначная + код выхода на данную АТС.

Выход на автоматическую междугородную станцию (АМТС) осуществляется путем набора индекса «8», а выход к узлу специальных служб - индекса «0».

Нумерация абонентских линий на ГТС приведена в таблице 2.1

Таблица 2.1

Нумерация абонентских линий на АТС сети

Структурная схема городской сети с узлом спецслужб и электронной АМТС приведена на рис.2.1. Все АТС соединяются через узел коммутации, при этом соединение с координатными АТС, квазиэлектронными АТС и цифровыми АТС осуществляются по линиям двустороннего занятия. В АТСЭ включаются только цифровые соединительные линии (ЦСЛ), поэтому на стороне АТСК устанавливается оборудование аналого-цифрового преобразования аппаратуры ИКМ обеспечивающей связь с АТСЭ по цифровым линиям.

2. Характеристика системы

2.1 Назначение и принципы построения системы Омега

Цифровая система коммутации «Омега», разработанная НПО «Раскат» г. Москва, стала применяться на телефонных сетях России с середины 90-х годов. В настоящее время она нашла широкое применение при строительстве АТС в сельской местности, районных центрах и крупных городах.

Цифровая система коммутации “Омега” предназначена для построения участков телефонных сетей связи общего пользования (ТфОП) и цифровых сетей интегрального обслуживания (ЦСИО) на уровне от абонентского доступа до городских автоматических телефонных станций (АТС), сельско-пригородных узлов связи (УСП), учрежденческо-производственных станций (УПАТС) средней и большой емкости, а также ведомственных сетей связи.

Система коммутации представляет собой комплекс оборудования с распределенным программным управлением и программных средств, разработанный с учетом последних достижений технологии телекоммуникаций, ориентированной на коммутацию каналов.

В основу архитектуры системы цифровой коммутации положены следующие принципы:

большая система строится по принципу сети, состоящей из узлов коммутации и оконечных устройств абонентского доступа;

все межузловые соединения и соединения узлов коммутации с устройствами абонентского доступа выполняются посредством стандартизированных интерфейсов, что позволяет строить территориально распределенные сети или АТС;

устройства абонентского доступа могут выполнять функции коммутации, что позволяет применять их отдельно в качестве малых УПАТС;

узлы коммутации имеют одинаковое программное обеспечение и взаимодействуют друг с другом для установления соединений согласно стандартным протоколам связи (распределенный принцип управления);

программное обеспечение обслуживания абонентов АТС (базовые услуги и некоторые виды ДВО) сосредоточено в оконечных абонентских коммутаторах - устройствах абонентского доступа с функциями коммутации или узлах, в которые включены эти устройства (распределенный принцип управления);

программное обеспечение дополнительных видов обслуживания и база данных абонентов АТС сосредоточены в узловых коммутаторах, в которые включены устройства абонентского доступа или в центральном сервере услуг, включенном в сеть;

программное обеспечение узловых коммутаторов автоматически выполняет функции маршрутизации вызовов с резервированием путей, таким образом обеспечивается выполнение функций транзитной АТС;

возможность централизованного обслуживания АТС, терминалы операторов, обслуживающих систему коммутации (АТС), могут быть подключены к любому узловому коммутатору системы, либо удалены от последней путем подключения по сети связи, в которую данная АТС включена;

модульный принцип построения аппаратуры с минимизацией номенклатуры типовых элементов замены.

2.2 Конфигурация системы и ее составные части

Базовыми функциональными блоками системы коммутации 'Омега' являются концентратор абонентской нагрузки (КАН) и коммутатор цифровых каналов (КЦК).

Концентратор абонентской нагрузки представляет собой самостоятельную цифровую автоматическую телефонную станцию (ЦАТС) емкостью до 128 абонентских линий (АЛ), подключаемую к опорной АТС по цифровым трактам ИКМ-30 или ИКМ-15, или по аналоговым соединительным линиям (СЛ) различных типов, используемых на сетях связи России. Концентратор абонентской нагрузки удовлетворяет всем параметрам, предъявляемым к ЦАТС и изложенным в Основных положениях развития Взаимоувязанной сети связи РФ на перспективу до 2005 года и Руководящем документе по общегосударственной системе автоматической телефонной связи (ОГСТфС).

В составе системы коммутации концентратор абонентской нагрузки выполняет функции оконечного устройства для абонентского доступа в сеть, концентратора абонентской нагрузки, сервера абонентских услуг. Концентратор может выполнять также функции согласования цифровых и аналоговых СЛ в случае включения АТС в сеть связи по аналоговым соединительным линиям. Конструктивно КАН имеет одно исполнение с возможностью комплектации разными функциональными модулями в зависимости от конфигурации АТС.

Без применения узлов коммутации на базе КАН можно строить ЦАТС емкостью до 400 абонентских линий.

Обслуживание системы коммутации производится с пульта оператора, выполняющего функции управления и администрирования системы, а также текущего слежения за состоянием аппаратуры, абонентских и соединительных линий.

Коммутатор цифровых каналов предназначен для создания коммутационных полей большой емкости путем объединения по стыкам ИКМ-30 (Е1) концентраторов абонентской нагрузки, цифровых автоматических телефонных станций или нескольких КЦК между собой. Коммутатор обеспечивает прием первичных цифровых потоков, обработку сигналов управления и взаимодействия, поступающих по каналам сигнализации, поиск свободных каналов по запрашиваемым направлениям и коммутацию цифровых каналов на время установления соединения. Коммутатор создает неблокируемое поле коммутации, что обеспечивает возможность коммутации любого из каналов любого входящего цифрового тракта с любым свободным каналом любого исходящего тракта. Емкость коммутационного поля может изменяться от 120 до 840 каналов.

В составе системы коммутации коммутатор выполняет функции узла коммутации сети, шлюза между АТС и сетью ТфОП, сервера абонентских услуг.

Коммутатор может применяться самостоятельно на городских и сельских телефонных сетях связи в качестве аппаратуры коммутации электронных АТС с параметрами первичного сетевого стыка, структурой цикла и сверхцикла цифровых потоков со скоростью 2048 Кбит/с, соответствующими рекомендациям МСЭ-Т G.703, G.704, G.735, ГОСТ 26886-86 и ГОСТ 27763-88.

Использование коммутатора цифровых каналов в качестве второй ступени коммутации позволяет построить ЦАТС емкостью до 2500 АЛ. Такая конфигурация системы дает возможность создавать территориально распределенные цифровые сети с выносом по трактам ИКМ-30 оконечных устройств абонентского доступа в места локальной концентрации абонентской нагрузки, что значительно сокращает длину абонентских кабелей и тем самым снижает общую стоимость сети. При этом система коммутации функционирует как единое целое, так как управление разнесенными концентраторами абонентской нагрузки осуществляется с централизованного пульта оператора абонентской ступени с помощью каналов удаленного доступа. Однако ничто не мешает организовать обслуживание вынесенного концентратора или группы концентраторов с помощью дополнительного пульта оператора, размещенного рядом с ними.

Не менее важным свойством данной конфигурации системы коммутации является возможность плавного наращивания емкости сети поэтапным увеличением коммутационного поля в коммутаторе цифровых каналов и соответствующим подключением к коммутатору дополнительных концентраторов абонентской нагрузки. В результате первоначальные затраты на создание системы коммутации могут быть минимизированы и проекты по ее развертыванию становятся рентабельными уже на этапе ввода в эксплуатацию.

Для управления и обслуживания в системе коммутации “Омега” предусмотрены два пульта оператора по числу уровней коммутации и соответствующим им особенностям задач управления, обслуживания и тестирования аппаратуры, абонентских и соединительных линий. Пульт оператора абонентской ступени используется для работы с концентраторами абонентской нагрузки, пульт оператора групповой ступени предназначен для управления коммутатором цифровых каналов. Разнесение функций управления на два пульта оператора повышает оперативность и гибкость управления, а также надежность схемы управления системой коммутации за счет частичного резервирования технологического оборудования. При этом затраты на два компьютера для пультов оператора компенсируются снижением предъявляемых к ним требований.

Дальнейшее увеличение размеров коммутационного поля системы “Омега” достигается соединением коммутаторов цифровых каналов между собой. В этом случае КЦК связываются в обобщенный коммутатор. Обобщенным коммутатором называется совокупность коммутаторов цифровых каналов и выносных пультов оператора, являющихся узлами обобщенного коммутатора. На каждом узле устанавливается операционная среда, позволяющая так организовать взаимодействие процессов, находящихся в отдельных узлах, как если бы они находились в одном узле. Это дает возможность запускать те или иные программы в отдельных коммутаторах с пульта оператора и при этом наблюдать ход выполнения программ на мониторе оператора.

Число узлов обобщенного коммутатора в системе коммутации может колебаться от 1 до 16, что позволяет строить сети емкостью до 30000 абонентских линий.

Общие принципы объединения КЦК в обобщенный коммутатор иллюстрируются рис. 2.3, на котором показана структурная схема обобщенного коммутатора из двух КЦК. Для обмена информацией узлы обобщенного коммутатора имеют три вида соединений:

внутренние соединения - ИКМ-тракты, с помощью которых осуществляется передача сигнализации и цифровых данных между узлами внутри обобщенного коммутатора;

внешние соединения - ИКМ-тракты, с помощью которых узлы обобщенного коммутатора соединяются с устройствами абонентского доступа системы коммутации и сетью ТфОП;

cеть Ethernet - для обмена служебной информацией узлы обобщенного коммутатора соединяются между собой по сети Ethernet по схеме каждый с каждым.

Два типа межузловых соединений в обобщенном коммутаторе обеспечивают разделение задач коммутации и управления системой, а также повышают надежность схемы управления обобщенного коммутатора. При выходе из строя сети Ethernet вся система остается в работоспособном состоянии, так как сеть Ethernet не используется для маршрутизации вызовов. Необходимая служебная информация в этом случае передается по внутренним ИКМ-соединениям.

В рассмотренных выше вариантах конфигурации система коммутации “Омега” включается в единую автоматизированную сеть связи по цифровым каналам ИКМ-30. Модульная структура концентратора абонентской нагрузки, позволяющая комплектовать его разными функциональными модулями, обеспечивает включение системы коммутации в сеть ТфОП практически по всем используемым в сетях связи России как цифровым так и аналоговым соединительным линиям со всем их разнообразием протоколов сигнализации.

2.3 Концентратор абонентской нагрузки, принцип его работы

2.3.1 Структура и принципы построения концентратора

Структурная схема типовой конфигурации концентратора абонентской нагрузки приведена на рис. 2.3.1. Типовая конфигурация содержит восемь модулей интерфейса абонентских линий (ПИАЛ), модуль соединительных линий ИКМ (ИКМ 30 или ИКМ 15), два модуля центрального процессора (ЦП0, ЦП1) и модуль вторичного источника питания (ВИП). Типовая конфигурация КАН является основной составляющей при построении ЦАТС с номерной емкостью от 128 до 30000 номеров.

Модули ПИАЛ осуществляют физическое сопряжение концентратора с аналоговыми абонентскими линиями и выполняют следующие функции:

производят аналогово-цифровое преобразование принимаемых из абонентских линий и цифро-аналоговое преобразование передаваемых в абонентские линии звуковых сигналов в полосе 0,3…3,4 кГц с принятой в цифровой телефонии частотой дискретизации сигналов 8 кГц и коэффициентами усиления на передачу и на прием 1 дб;

формируют питание абонентских линий;

производят преобразование состояний абонентских линий в цифровые сигналы состояния АЛ для дальнейшей передачи в управляющий процессор.

Модуль ИКМ предназначен для организации внешних связей концентратора и обеспечивает стыковку КАН с линейными трактами цифровых систем передачи данных ИКМ-30 (Е1) или ИКМ 15. В модуле осуществляется электрическое преобразование принятых из первичного тракта цифровых сигналов в линейном коде HDB-3 или AMI, а для ИКМ-15 еще и NRZ, в цифровые двоичные сигналы и обратное преобразование двоичных сигналов, поступающих на информационный вход модуля из концентратора, в линейный код для передачи в первичный тракт. Кроме того, модуль выполняет прямое и обратное логическое преобразование форматов данных, принятых в системах передачи ИКМ-30 или ИКМ-15, в структуру данных, используемую в концентраторе.

Помимо сопряжения с первичным стыком, модуль ИКМ выполняет функцию синхронизатора концентратора, формируя основные тактовые частоты для функционирования аппаратуры FТ=2,048 МГц, FЦ=8,0 кГц и обеспечивая подстройку КАН по синхронизации к вышестоящей системе коммутации.

Рис. 2.3.1. Структурная схема концентратора абонентской нагрузки

Функциональные модули, входящие в состав концентратора, связаны между собой с помощью физической среды - общей шины, которая включает в себя шину данных DAT0…DAT15, шину адреса ADR0…ADR20 и шину управления с цепями сигналов записи MWTC, чтения MRDC и прерывания IRQ.

Всеми процессами на общей шине управляет программно-аппаратный комплекс центрального процессора. В состав структурной схемы концентратора входят два модуля центрального процессора, основной и вспомогательный. Основным является процессор ЦП0, на него возложено выполнение следующих функций:

считывание и анализ сигналов состояния абонентских линий и каналов внешних соединительных линий;

формирование и выдача сигналов управления и взаимодействия в соответствии с отрабатываемыми алгоритмами и протоколами абонентской и станционной сигнализации;

управление установлением соединений между каналами концентратора, где под каналами концентратора подразумеваются каналы абонентских и внешних соединительных линий;

формирование и выдача в каналы акустических и вызывных сигналов;

формирование и обмен информацией о состоянии КАН с пультом оператора через последовательный порт RS 232.

Вспомогательный процессор ЦП1 решает следующие задачи:

формирование и выдача в канал по запросу информации о номере вызывающего абонента (исходящий АОН);

детектирование информации о номере вызывающего абонента при входящей связи по соединительным линиям (контроль входящей связи). Эти задачи решаются при условии применения КАН автономно (без второй ступени коммутации - КЦК). Если же ЦАТС построена на базе КАН и КЦК, то ЦП1 решает задачу организации передачи данных о состоянии КАН по выделенному каналу ИКМ через КЦК на пульт оператора.

В основе функционирования концентратора абонентской нагрузки лежит одновременное выполнение двух периодически повторяющихся независимых процессов.

Первый процесс заключается в непрерывном слежении за состоянием абонентских и соединительных линий или каналов, двоичном кодировании этих состояний с частотой 200 Гц, логической обработке кодов состояния каналов и управлении каналами по результатам обработки. Период повторения этого процесса, составляющий 5 мс, обусловлен длительностью используемых в телефонии сигналов управления и взаимодействия (СУВ), минимальная длительность которых составляет не менее 20…40 мс. Выбранный период обращения к регистрам состояния и управления абонентских и соединительных каналов, в несколько раз меньший, чем минимальная длительность сигналов управления и взаимодействия, позволяет однозначно определить состояние каналов с учетом возможных искажений сигналов на линейных участках и принять адекватное решение по дальнейшему управлению каналами. Конечным результатом данного процесса являются отработка алгоритмов сигнализации, используемых в сети связи, и заполнение таблицы соединений по запросам абонентов.

Второй процесс состоит в дискретизации аналоговых звуковых сигналов, поступающих из абонентских или аналоговых соединительных линий, со стандартизированной для телефонии частотой 8 кГц, запоминании полученных кодов цифровых выборок звуковых сигналов в буферном ОЗУ, обмене цифровыми выборками между ячейками буферного ОЗУ в соответствии с таблицей соединений с периодичностью 125 мкс, считывании цифровых выборок из ОЗУ, их цифро-аналоговом преобразовании и выдачи аналоговых звуковых сигналов в абонентские или аналоговые соединительные линии. Результатом этого процесса является установление соединения по звуковому тракту между вызывающим и вызываемым абонентами для проведения разговора.

Процесс обмена данными между звуковыми каналами осуществляется в режиме прямого доступа к памяти (ПДП). В каждый интервал времени 400 нс на общей шине концентратора выставляется адрес источника данных, приемника данных и соответственно сигналы чтения и записи. Время работы режима ПДП составляет 102,4 мкс. Оставшиеся 22,6 мкс от цикла 125 мкс предоставлены для выхода на общую шину процессору для осуществления процедур записи, чтения регистров управления, состояния абонентских и соединительных линий.

Абонентских каналы внутри концентратора абонентской нагрузки нумеруются от 0 до 127. Пусть абонент 7 устанавливает связь с абонентом 100. В данном случае для абонента с номером 7 характерно то, что он стоит первым в цикле ПДП. Начальные этапы установления соединения следующие:

абонент 7 свободен (трубка положена);

абонент 100 свободен (трубка положена);

абонент 7 снимает трубку.

Процессор при очередном чтении регистра состояния абонента 7 определяет изменение состояния и по заданному алгоритму переводит его в состояние абонент “занят” и определяет источник данных для абонента 7 - канал 2 регистровой матрицы основного процессора ЦП0, где хранится программно формируемый акустический сигнал абоненту “ответ станции” - длинный гудок.

Абонент 7, услышав длинный гудок, начинает набор номера (в нашем случае это 100), процессор, постоянно опрашивая регистр состояния абонента 7, определяет, что абонент 7 начал набирать номер вызываемого абонента. По этому событию в качестве источника данных для абонента 7 на время набора номера назначается регистр 0 регистровой матрицы, где хранится константа 55h, что после декодирования означает сигнал “тишина”.

Процессор определяет после набора последней цифры номер вызываемого абонента и анализирует состояние вызываемого абонента (в нашем случае он свободен).

На основании вышеопределенных состояний, процессор назначает в качестве источника сигнала для абонента 7, регистр 2 регистровой матрицы (в который пишутся значения сформированного сигнала “контроль посылки вызова” (КПВ), а в регистр управления абонента 100 посылается вызывной сигнал.

Абонент 100, услышав вызов, снимает трубку, процессор определяет изменение состояния абонента 100 и определяет в качестве источника для абонента 7 регистр данных абонента 100, а в качестве источника для абонента 100 регистр данных абонента 7, таким образом, произошло соединение абонента 100 и 7. Передача данных между ними происходит напрямую регистр - регистр через общую шину.

Процессор продолжает отслеживать состояния абонентов 7 и 100 и не изменяет таблицу коммутации, так как нет изменения состояний линий.

Если один из абонентов прекращает разговор (опускает трубку на рычаг ТА), пусть это будет абонент 7, процессор определяет изменение состояния абонента 7 и определяет в качестве источника для абонента 7 регистр 0 регистровой матрицы (“тишину”).

Если абонент 100 еще не положил трубку, в качестве источника для абонента 100 выбирается регистр 3 регистровой матрицы, куда пишется сформированный сигнал “занято”. Абонент 100 слышит короткие гудки и опускает трубку.

Процессор определяет изменение состояния абонента 100 и определяет в качестве источника для абонента100 регистр 0 регистровой матрицы.

Таким же образом происходит соединение других абонентов между собой, а также соединение абонентов с другими АТС через каналы ИКМ (или другие типы соединительных линий). Важно то, что за каждым каналом строго закреплен его временной интервал длительностью 400 нс на временной диаграмме как для процедуры записи данных в канал, так и для процедуры чтения данных из канала.

2.3.2 Программное обеспечение концентратора

Функционирование концентратора абонентской нагрузки осуществляется под управлением комплекса программ, обеспечивающих модификацию его конфигурации для адаптации станции к конкретным условиям включения в сеть связи, выполнение функций установления соединений по запросам абонентов станции, управление процессом сбора и обработки данных тарификации и предоставление абонентам возможности пользования дополнительными видами обслуживания. После конфигурирования концентратора в сети связи и запуска рабочей программы концентратор функционирует автоматически и не требует вмешательства технического персонала.

По своему функциональному назначению программное обеспечение (ПО) концентратора распределяется на:

программы, обеспечивающие непосредственную работу станции (внутристанционные программы);

программы, обеспечивающие общение оператора ЦАТС со станцией (интерфейс пользователя ЦАТС);

программы, обеспечивающие обработку данных тарификации.

Внутристанционные программы хранятся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) процессора концентратора абонентской нагрузки и после включения питания обеспечивают выполнение следующих функций:

инициализация и проверка работоспособности узлов, входящих в состав центрального процессора концентратора абонентской нагрузки;

обеспечение связи центрального процессора концентратора абонентской нагрузки с пультом оператора на базе персонального компьютера;

организация работы центрального процессора КАН для выполнения основных функций обслуживания абонентских окончаний.

Интерфейс пользователя содержится на персональном компьютере пульта оператора и обеспечивает в диалоговом режиме выполнение следующих функций:

обеспечение связи с КАН;

задание числа концентраторов, подключаемых к одному пульту оператора и способ связи с каждым из них;

подготовка конфигурации телефонной станции;

загрузка конфигурации в КАН как частями, так и в полном объеме;

чтение текущей конфигурации телефонной станции;

блокирование или разблокирование отдельных телефонных линий и просмотр списка блокированных линий;

сохранение в реальном масштабе времени данных обо всех телефонных разговорах (данных для тарификации);

тестирование отдельных узлов станции во время ее работы;

просмотр текущего состояния записей данных тарификации;

копирование данных тарификации на гибкий диск для последующей обработки программой работы с данными тарификации.

Данные трафика (данные о разговорах), по мере накопления должны переноситься на другой персональный компьютер в базу данных. База данных тарификации содержится на персональном компьютере, предназначенном для расчета с абонентами, и обеспечивает выполнение следующих функций:

обработка данных тарификации, принятых из ЦАТС;

расчет стоимости телефонных разговоров;

вывод (по запросу) данных тарификации на экран;

вывод (по запросу) данных тарификации на печать.

По структуре программное обеспечение концентратора делится на базовое и технологическое.

Базовое программное обеспечение предназначено для обеспечения функционирования КАН и состоит из системного и прикладного программных модулей Системное и прикладное ПО хранится в виде исходных текстов в разделе WORK_xxx и является исходным материалом для технологического ПО при подготовке бинарных файлов для программирования ПЗУ.

Системное программное обеспечение включает в себя модули инициализации оборудования, операционное ядро, модули таймеров, модули организации очередей, модули связи с пультовым оборудованием, модули связи с периферийными устройствами.

Прикладное ПО включает в себя модули обеспечения маршрутизации вызовов, модули обслуживания протоколов обмена по цифровым и аналоговым соединительным линиям и абонентским линиям, модули обработки сигнализации АОН.

При включении питания концентратора в центральном процессоре запускается программа-предзагрузчик. Эта программа инициализирует все периферийные устройства, переписывает исполняющую систему и прикладные функции из ПЗУ в ОЗУ центрального процессора и передает управление исполняющей системе.

Исполняющая система обеспечивает управление переключением прикладных процессов и очередей управления и очередей таймеров.

Драйверы периферийных устройств генерируют системные сообщения в очереди сообщений. На основании этих сообщений исполняющая система осуществляет вызовы прикладных задач.

Функционирование драйверов протоколов осуществляется аналогично функционированию драйверов периферийных устройств.

К технологическому программному обеспечению относится комплект программ MAKE500 работающих на PC-совместимых компьютерах уровня i486 16M. Технологическое программное обеспечение предназначено для подготовки бинарных файлов, помещаемых в ПЗУ центрального процессора концентратора.

2.3.3 Функциональный контроль

В концентраторе предусмотрена встроенная программно-аппаратная система функционального контроля, выполняющая непрерывное слежение за исправностью аппаратуры, состоянием абонентских и соединительных линий и правильностью выполнения рабочей программы.

Текущий контроль за общим функциональным состоянием концентратора осуществляется с пульта оператора при помощи функции контроля. Эта функция предоставляет оператору возможность проверять работоспособность СЛ, АЛ на фоне выполнения станцией своих основных функций. Тем самым выполнение тестов не влияет на обслуживание абонентов ЦАТС.

Кроме того, результаты контроля отображаются световыми индикаторами на лицевых панелях модулей, входящих в состав концентратора.

Нормальное функционирование модуля основного процессора ЦП0 отображается постоянно мигающим нижним сегментом (чертой) индикатора работоспособности, расположенном на передней панели ЦП0.

Нормальное функционирование сопроцессора ЦП1 отображается постоянно мигающей запятой на индикаторе работоспособности ЦП1.

Состояние абонентской линии отображается соответствующим светодиодом на передней панели ПИАЛ:

светодиод горит постоянно - шлейф замкнут;

светодиод моргает синхронно с сигналом посылки вызова - вызов в линию;

светодиод моргает синхронно набираемому номеру - набор номера абонентом;

светодиод не горит - состояние разомкнутого шлейфа (абонент свободен).

Первичными признаками нормального функционирования модуля ИКМ в составе концентратора при связи с другой АТС является погашенное состояние всех светодиодов, расположенных на передней панели. Светодиод ОТСУТСТВИЕ ЛС загорается при пропадании линейного сигнала на входе модуля. Индикатор СБОЙ ЦС сигнализирует о потере цикловой синхронизации, а светодиод СБОЙ СЦС указывает на сбой сверхцикловой синхронизации.

Нормальное функционирование источника питания ВИП отображают следующие индикаторы, расположенные на передней панели:

индикаторы наличия вторичных напряжений +5 В, +12 В, минус 12 В;

индикаторы неисправности конверторов в количестве 4 шт.;

индикатор ПЕРЕГРУЗКА правильного функционирования схемы управления.

На передней панели источника питания имеется также тумблер ВКЛ - тумблер включения преобразователей модуля ВИП и кнопка СБРОС, запускающая схему формирования сигнала общего сброса для процессора ЦПО и полного перезапуска концентратора.

2.3.4 Режимы синхронизации аппаратуры концентратора

Синхронность работы и взаимодействия составных частей концентратора при реализации алгоритмов коммутации данных обеспечивается генераторным оборудованием модулей ИКМ и ЦП0. Генераторное оборудование вырабатывает опорные частоты FЦ=8,0 кГц и FТ=2,048 МГц, необходимые для работы цифрового тракта передачи информации и общей шины коммутатора, связывающей между собой функциональные модули.

Основным элементом генераторного оборудования модуля ИКМ является узел синхронизатора, построенный по схеме управляемого напряжением кварцевого генератора (ГУН). Синхронизатор может работать в режимах синхронизации аппаратуры “ведущий” и “ведомый” относительно входящего первичного потока.

В свою очередь в режиме “ведущий” предусмотрены два вида синхронизации: внутренняя и внешняя. При внутренней синхронизации опорным генератором является сам синхронизатор, работающий как автогенератор. При внешней сихронизации осуществляется фазовая автоподстройка частоты синхронизатора по внешней опорной частоте, поступающей с общей шины концентратора.

В режиме “ведомый” фазовая автоподстройка частоты синхронизатора модуля ИКМ производится по частоте принимаемого первичного цифрового потока. В случае пропадания входного цифрового потока синхронизатор переходит в режим “ведущий” автогенератор.

Режим и вид синхронизации задаются при помощи джамперных переключателей в модуле ИКМ.

Собственная частота генерации синхронизатора проверяется при помощи частотомера, подключаемого к контрольным гнездам разъема на лицевой панели модуля ИКМ, и при необходимости регулируется подстроечным резистором с точностью установки частоты задающего генератора FТ=2048 кГц ±10 Гц.

2.4 Коммутатор цифровых сигналов, принцип его работы

2.4.1 Принцип работы коммутатора

Принцип коммутации цифровых каналов, примененный в коммутаторе, основан на принципе работы пространственно-временного коммутатора, перемещающего кодовые комбинации из одного цифрового тракта в другой и из одной временной позиции в другую. Необходимая задержка кодовой комбинации в течение интервала времени, не превышающего длительности периода дискретизации звуковых аналоговых сигналов, достигается выбором соответствующих временных соотношений между записью в информационную (буферную) память и считыванием комбинаций, поступающих по каждому каналу.

Структурная схема коммутатора приведена на рис. 2.4.1. Схема включает в себя следующие основные элементы:

каналы первичного доступа (КПД), собранные в группы по 4 канала;

периферийные процессоры (ПП), по одному на каждую группу каналов первичного доступа;

центральный процессор (ЦП);

схему доступа ЦП к периферийным процессорам;

собственно коммутационную матрицу;

процессор цифровой обработки сигналов (ЦОС).

Каналы первичного доступа обеспечивают сопряжение КЦК с линейными цифровыми трактами передачи ИКМ-30. Информационные сигналы, приходящие по входящим цифровым трактам в линейном коде HDB-3 или СМI, преобразуются в КПД в последовательные двоичные коды. После достижения состояния синхронизма с входящим потоком, из последовательных кодов, по мере их поступления, выделяются 8-разрядные кодовые комбинации, принимаемые в канальных интервалах (КИ) первичных потоков, из которых формируются два последовательных потока:

поток данных, содержащий выборки, принятые в звуковых каналах;

поток управления, содержащий информацию, принятую в каналах управления и сигнализации, а также данные о состояния канала первичного доступа.

Потоки управления поступают на периферийные процессоры, в которых производится предварительная обработка управляющей информации с 4 каналов первичного доступа, ее форматирование и

передача через схему доступа к периферийным процессорам центральному процессору. Центральный процессор осуществляет полную обработку управляющей информации и по ее результатам заполняет таблицу текущих соединений между звуковыми каналами первичных потоков ИКМ-30 для управления коммутационной матрицей.

Потоки данных из каналов первичного доступа подаются непосредственно на входы коммутационной матрицы, в которой под управлением таблицы соединений производится временное и пространственное перемещение звуковых выборок между канальными интервалами входящих потоков. В результате на выходе коммутационной матрицы образуются исходящие потоки данных для передачи в каналы первичного доступа.

Параллельно центральный процессор вырабатывает и передает периферийным процессорам управляющую информацию, необходимую для формирования исходящих потоков ИКМ-30. В каналах первичного доступа производится объединение потоков данных и управления в последовательные двоичные потоки в формате ИКМ-30, их преобразование в импульсный код HDB-3 или CMI и выдача в линейные исходящие тракты ИКМ-30.

В случае работы с протоколами сигнализации, основывающимися на сигналах тональных частот, а также для реализации функций автоматического определения номера (АОН), в схему коммутатора включен процессор цифровой обработки сигналов (ЦОС). Процессор ЦОС подсоединен непосредственно к одному из полюсов коммутационной матрицы, что позволяет подать на обработку сигналы любого звукового канала из первичных потоков.

Для обмена и взаимодействия между функциональными блоками коммутатора используются два типа магистралей, выбор которых обусловлен подходом, использованным при разработке аппаратуры. Этот подход основан на применении гибких унифицированных технических решений для построения управляющего ядра коммутатора и специализированной элементной базы для построения узлов, выполняющих специфические функции сопряжения с линейными трактами первичных цифровых потоков и коммутации цифровых каналов.

Аппаратурная реализация схемы управления базируется на открытой архитектуре персональных компьютеров. В качестве центрального процессора использован промышленный одноплатный компьютер SSC-5х86HVGA, изготавливаемый фирмой ICР, с системной шиной ISA, к которой в качестве плат расширения подключены функциональные платы центрального коммутационного устройства. Тем самым с одной стороны обеспечивается возможность применения всего комплекса программного обеспечения, созданного для персональных компьютеров, что значительно сокращает сроки разработки и отладки рабочих программ, их модификации для различных условий включения коммутатора в сети связи. С другой стороны можно легко изменять конфигурацию аппаратуры и применять практически любую комбинацию оборудования.

К шине ISA подсоединены платы, функционирующие под непосредственным управлением рабочей программы, выполняемой центральным процессором. К ним относятся плата контроллера CON, на которой расположена часть схемы доступа к периферийным процессорам, плата коммутатора DX16 или DX32 с реализованными на ней таблицей соединений и матрицей коммутации, и плата процессора цифровой обработки сигналов DSP.

В шину ISA включается также, в случае необходимости, стандартная сетевая плата для объединения нескольких коммутаторов и компьютера технической эксплуатации в локальную сеть Ethernet.

Функциональная часть аппаратуры коммутатора, обеспечивающая преобразование и обработку связной информации, построена на специализированных микросхемах для телекоммутационных систем, выпускаемых корпорацией MITEL Semiconductor (Канада). Эти микросхемы сопрягаются между собой по последовательной синхронной магистрали с временным разделением ST-BUS, предназначенной для передачи временных потоков со скоростью 2048 кбит/с при конфигурации для 32 каналов по 64 кбит/с. На базе микросхем MITEL Semiconductor построены каналы первичного доступа, коммутационная матрица и схема доступа к периферийным процессорам. Магистраль ST-BUS обеспечивает синхронность их работы и взаимодействия между собой.

Конструктивно, каналы первичного доступа, сгруппированные по четыре канала с управляющим периферийным процессором, расположены в модулях 4хИКМ-30. Последовательные магистрали, по которым передаются потоки данных между модулями 4хИКМ-30 и коммутационной матрицей, позволяют существенно сократить обьем и плотность монтажа в КЦК.

Каждая из схем доступа к периферийным процессорам, обеспечивающая взаимодействие центрального и периферийного процессоров, представляет собой две оконечные микросхемы параллельного доступа к магистрали ST-BUS, одна из которых расположена на плате контроллера CON и сопрягается по параллельному порту с шиной ISA центрального процессора, а другая находится в модуле 4хИКМ-30 и подключена к параллельной шине периферийного процессора. Параллельные сопряжения работают в асинхронном режиме под управлением соответствующих шинных сигналов. Между собой оконечные схемы связаны последовательной синхронной магистралью ST-BUS.

Плата ЦОС также подключена к одному из потоков данных коммутационной матрицы при помощи схемы параллельного доступа к магистрали ST-BUS, асинхронный параллельный порт которой подсоединен к шине сигнального процессора, а последовательный порт к магистрали ST-BUS, связывающей плату с коммутационной матрицей.

2.4.2 Функциональный контроль и управление

Функционирование коммутатора осуществляется под управлением рабочей программы, загружаемой с дискеты в память центрального процессора через дисковод накопителя на гибких магнитных дисках. Вместе с рабочей программой в память процессора загружается также программа задания конфигурации коммутатора, позволяющая адаптировать рабочую программу к конкретным условиям включения коммутатора в сеть связи. С помощью программы конфигурации устанавливаются характеристики коммутатора, модулей 4ИКМ-30 и коммутационного поля, образуемого коммутатором вместе с сопрягаемыми АТС.

После задания характеристик и запуска рабочей программы коммутатор функционирует автоматически и не требует вмешательства технического персонала.

В коммутаторе предусмотрена встроенная программно-аппаратная система функционального контроля, выполняющая непрерывное слежение за исправностью аппаратуры, состоянием первичных цифровых трактов на ближнем и удаленном концах и правильностью выполнения рабочей программы. Результаты контроля отображаются световыми индикаторами на лицевых панелях центрального коммутационного устройства и модулей 4хИКМ-30. На лицевой панели блока ЦКУ находится индикатор ПИТАНИЕ, показывающий, что напряжение питания блока ЦКУ соответствует норме. На лицевой панели каждого модуля 4хИКМ-30 находятся индикатор +5В, отображающий режим питания модуля, светодиод КОНТР, свидетельствующий о правильном выполнении управляющей программы, и индикаторы СБОЙ ЛС, СБОЙ ЦС состояния каждого первичного потока. Первый из них загорается в случае пропадания входного линейного сигнала, а второй сигнализирует о потере цикловой синхронизации.

Текущий контроль за функциональным состоянием коммутатора осуществляется с пульта оператора. На экран монитора компьютера оператора выводится информация об исправности аппаратуры, загруженности узлов системы коммутации, состоянии линий и отдельных каналов каждой линии.

2.4.3 Режимы синхронизации аппаратуры коммутатора

Синхронность работы и взаимодействия узлов коммутатора, выполняющих функции сопряжения с линейными трактами первичных потоков и коммутации цифровых каналов, обеспечивается центральным синхронизатором, расположенным на плате адаптера ADP1. Центральный синхронизатор генерирует синхроимпульсы С2 с частотой повторения 2,048 МГц , С4 частотой 4,096 МГц и кадровые импульсы F0 частотой 8 кГц, необходимые для работы каналов первичного доступа, коммутационной матрицы и магистралей ST-BUS.

Центральный, периферийные процессоры и процессор ЦОС работают асинхронно относительно центрального синхронизатора и питаются от своих собственных генераторов. Центральный процессор работает с тактовой частотой 25 МГц, сигнальный и периферийные процессоры работают на частоте 10 МГц.

Центральный синхронизатор коммутатора может работать в режимах синхронизации аппаратуры “ведущий” и “ведомый” относительно входящих первичных потоков. В свою очередь в режиме “ведущий” предусмотрены два вида синхронизации: внутренняя и внешняя. При внутренней синхронизации опорным генератором является синхронизатор коммутатора. При внешней сихронизации осуществляется фазовая автоподстройка частоты внутреннего синхронизатора от внешнего опорного генератора. В режиме “ведомый” фазовая автоподстройка частоты внутреннего синхронизатора производится по частоте одного из принимаемых первичных цифровых потоков. В случае пропадания этого цифрового потока поведение коммутатора определяет установленная в коммутаторе версия управляющей программы. Возможными сценариями в этом случае могут быть автоматический переход в режим “ведущий” или последовательные переходы на заданные алгоритмом другие первичные потоки. Режим, вид синхронизации, номер модуля 4хИКМ-30 и номер первичного потока источника опорного синхросигнала задаются программно при конфигурировании коммутатора.

телефонный коммутатор цифровой нагрузка

3. Проверочный расчет нагрузки

3.1 Расчет возникающей нагрузки

Возникающую нагрузку создают вызовы (заявки на обслуживание), поступающие от абонентов (источников) и занимающие на некоторое время различные соединительные устройства станции. Различают три категории источников: народнохозяйственный сектор, квартирный сектор и таксофоны.

Для расчета интенсивности нагрузки необходимо знать структурный состав абонентов проектируемой станции, т.е. число абонентов каждой категории, среднюю длительность разговора, среднее число занятий от абонентов каждой категории. В таблице 3.1 приведены следующие данные:

К - процентный состав абонентов различных категорий;

С - среднее число вызовов в час наибольшей нагрузки (ЧНН);

Т- средняя продолжительность разговора в секундах с;

Рр - доля занятий, заканчивающихся разговором , %;

Таблица 3.1

Параметры нагрузки проектируемой АТС

Структурный состав источников, то есть число аппаратов различных категорий определены изысканиями, а остальные параметры

(Сi, Тi, Рр ) - статистическими наблюдениями на действующих АТС города.

Интенсивность возникающей нагрузки источников i-й категории , выраженная в эрлангах, определяется формулой:

Y=Ci*Ni*ti/3600,Эрл (3.1)

где t i - средняя продолжительность одного занятия.

t1=i*Pp(tco+ n*tn + tc + tпв+ Ti + t0) (3.2)

где tco=3c - время слушания сигнала ответа станции ;

n=5 - количество набираемых цифр номера;

tn =1,5с - время набора одной цифры номера с дискового ТА (декадный набор);

tn =0,8с - время набора одной цифры номера с тастатурного ТА (частотный набор);

tпв = 7с - время посылки вызова вызываемому абоненту при состоявшемся разговоре;

tс и tо - соответственно время установления соединения и время отбоя, которые для цифровых АТС составляют величину порядка десятков миллисекунд, поэтому будем принимать равными нулю;

- коэффициент, учитывающий продолжительность занятия приборов вызовами, не закончившихся разговором (занятость, не ответ вызываемого абонента, ошибки вызывающего абонента). Его величина в основном зависит от средней длительности разговора Ti и доли вызовов, закончившихся разговором Рр.

Для заданных данных коэффициент равен [4]:

Рр=0,56

TНХ = 88=1,17

ТКВ=120=1,13

TT =110 =l,14

Возникающая нагрузка от абонентов различных категорий, включенных в проектируемую станцию, определяется равенством

Yn=YНХ+YK+YT (3.3)

По формуле (3.2) определим среднюю продолжительность одного занятия:

для абонентов народнохозяйственного сектора

t НХД = 1,17 * 0,56 ( 3 + 5 * 1,5 + 7 + 88 ) = 69,12 с

t нхч = 1,17*0,56(3 + 5*0,8 + 7 + 88 ) = 66,83 с

для квартирного сектора

tкв д = 1,13*0,56(3+5*1,5 + 7 + 120) = 87,01 с

tкв ч = 1, 13* 0,56(3+5* 0,8+ 7 + 120) = 84,80с

для таксофонов

tтд = 1,14*0,56(3 + 5*1.5+ 7 +110)= 81,40 с

tтч = 1,14*0,56(3 + 5*0,8+ 7 +110)= 79,16 с

Определим численность ТА каждой категории

Niд=N6*Ki(1-Ki ч)

NiЧ=N6*Ki*Ki ч

Nнх д = 2560* 0,435 (1 - 0,2) = 891

Nнх ч = 2560 * 0,435 * 0,2 = 223

NНК д = 2560 *0,55 (1-0,15) = 1197

NНК Ч = 2560* 0,55* 0,15 = 211

N т д = 2560 * 0,015 (1 - 0,1) = 34

N т ч = 2560* 0,015* 0,1 = 4

Вычислим по (3.1) интенсивность нагрузки, поступающей от абонентов:

народнохозяйственный сектор:

Унхд= 891 * 2,5 * 69,12 / 3600 = 42,77 Эрл

Y нх ч = 223 * 2,5 * 66,83 / 3600 = 10,35 Эрл

квартирный сектор:

Yкв д= 1197* 1,2* 87,01/3600= 34,72 Эрл

Y кв ч = 211 * 1,2 * 84,8 / 3600 = 5,96 Эрл

таксофоны:

Yтд= 34 * 9 * 81,4 / 3600 = 6,92Эрл

Yтч= 4 * 9 * 79,16 / 3600 = 0,79 Эрл

Результаты расчетов интенсивности нагрузки, поступающей от источников различных категорий приведена в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Результаты расчетов поступающей нагрузки

Общую интенсивность нагрузки проектируемой АТСЭ 6 определим по (3.3):

Y'6 =42,77 + 10,35 + 34,72 + 5,96 + 6,92 + 0,79 = 101,51 Эрл

В связи с тем, что цифры номера, поступающие с ТА, принимаются в терминальном модуле или в многочастотном приемнике набора номера без занятия ЦКП, то нагрузка на входе ЦКП меньше нагрузки, создаваемой абонентами, за счет меньшей продолжительности занятия ЦКП. По выражению (3.2) определяется время занятия абонентского комплекта, а время занятия ЦКП меньше времени занятия абонентского комплекта на время слушания сигнала ответа станции и набора номера

tЦКП = tак - tсо- ntn

Следовательно, нагрузка на ЦКП будет меньше нагрузки на абонентский комплект на величину отношения

= tЦКП / taк

Для расчетов электронных и координатных АТС принимают коэффициент = 0,9. Поэтому нагрузка на ЦКП будет равна

Yn = 0,9*Yn (3.4)

Для проектируемой АТСЭ-6

Y6 = 0,9* 101,51= 91,36 Эрл

3.2 Распределение возникающей нагрузки

Суммарная интенсивность возникающей нагрузки распределяется по следующим направлениям:

1) нагрузка, направляемая к спецслужбам, составляет 2% от Yn

Yn сп = 0,02 *Yn (3.5)

Для АТСЭ-6

Y6 сп = 0,02* 91,36 = 1,83 Эрл.

2) Междугородная исходящая нагрузка по заказно-соединительным линиям (ЗСЛ) от одного абонента равна 0,003 Эрл. Поэтому интенсивность поступающей нагрузки на АМТС:

Yn зсл = 0,003 Nn , Эрл (3.6)

Для проектируемой станции

Y6 зс л = 0,003 * 2560 = 7,68Эрл

3) Внутристанционная нагрузка к абонентам своей станции определяется по формуле

Ynn = *Yn /100, Эрл (3.7)

где - коэффициент внутристанционного сообщения, который определяется по коэффициенту веса станции с - отношению интенсивности поступающей нагрузки на проектируемую АТС к интенсивности нагрузки, поступающей от всех абонентов сети.

Если принять, что структурный состав 'источников нагрузки всех АТС одинаков, то величины нагрузок на станциях пропорциональны емкостям этих станций. Следовательно, коэффициент веса станции будет равен отношению емкости проектируемой станции к емкости сети:

c = Nп /Nj * 100 % , j = 1,2,…,m, (3.8)

m - количество АТС на сети,

тогда Nj - емкость всей ГТС

Для проектируемой АТСЭ-6 коэффициент веса станции равен

с = 2560 / ( 200 + 200 + 200 + 200 + 384 + 2560 + 2048 + 2560 + 200 + 200 + 200 + 200 + 200 + 200 + 2000 + 2000 ) * 100% = 18,9 %

Коэффициент внутристанционного сообщения определяется по таблице, приведенной в НТЛ-2000, и равен = 36,9 %.

Тогда внутристанционная нагрузка на проектируемой станции равна

Y66 =36,9 * 91,36 / 100 = 33,71Эрл

4) Суммарная исходящая нагрузка от проектируемой АТС к другим АТС сети будет равна

Yn исх=Yn - Ynсп - Ynзсл - Ynn (3.9)

Для АТСЭ-6 исходящая нагрузка равна

Y6ucx = 91,36 - 1,83 - 7,68 - 33,71= 48,74 Эрл

Интенсивность поступающей от абонентов нагрузки на другие станции с учетом того, что структурный состав источников нагрузки

принят одинаковым, пропорционален емкостям станций

Y'j = Y'2*Nj/N2, Эрл (3.10)

3.3 Расчет нагрузок всех АТС городской сети

Пользуясь выражениями (3.4) - (3.10), определим значения величин Yj, Yj, Yсп, Yзсл, Yjj, Yjисх для всех АТС.

АТСК-1:

Y'1 =101,51 * 200/2560= 7,93 Эрл

Y1 =0,9* 7,93=7,14 Эрл

Y1сп = 0,02* 7,14 = 0,14 Эрл

Y1 зсл = 0,003 * 200 = 0,6 Эрл

с = 200 / 13552 * 100% =1,48 %

= 18,6%

Y11 = 18,6 * 7,14 / 100 =1,33 Эрл

Y1исх = 7,14 - 0,14 - 0,6 - 1,33 = 5,07 Эрл

АТСК-2:

Y'2 =101,51 * 200/2560= 7,93 Эрл

Y2 =0,9* 7,93=7,14 Эрл

Y2сп = 0,02* 7,14 = 0,14 Эрл

Y2 зсл = 0,003 * 200 = 0,6 Эрл

с = 200 / 13552 * 100% =1,48 %

= 18,6%

Y22 = 18,6 * 7,14 / 100 =1,33 Эрл

Y2исх = 7,14 - 0,14 - 0,6 - 1,33 = 5,07 Эрл

АТСК-3:

Y'3 =101,51 * 200/2560= 7,93 Эрл

Y3 =0,9* 7,93=7,14 Эрл

Y3сп = 0,02* 7,14 = 0,14 Эрл

Y3 зсл = 0,003 * 200 = 0,6 Эрл

с = 200 / 13552 * 100% =1,48 %

= 18,6%

Y33 = 18,6 * 7,14 / 100 =1,33 Эрл

Y3исх = 7,14 - 0,14 - 0,6 - 1,33 = 5,07 Эрл

АТСК-4:

Y'4 =101,51 * 200/2560= 7,93 Эрл

Y4 =0,9* 7,93=7,14 Эрл

Y4сп = 0,02* 7,14 = 0,14 Эрл

Y4 зсл = 0,003 * 200 = 0,6 Эрл

с = 200 / 13552 * 100% =1,48 %

= 18,6%

Y4 = 18,6 * 7,14 / 100 =1,33 Эрл

Y4исх = 7,14 - 0,14 - 0,6 - 1,33 = 5,07 Эрл

АТСК-5:

Y'5 =101,51 * 384/2560= 15,15 Эрл

Y5 =0,9* 15,15=13,64 Эрл

Y5сп = 0,02* 13,64 = 0,27 Эрл

Y5 зсл = 0,003 * 384 = 1,15 Эрл

с = 384 / 13552 * 100% =2,83 %

= 19,4%

Y55 = 19,4 * 13,64 / 100 =2,65 Эрл

Y5исх = 13,64 - 0,27 - 1,15 - 2,65= 9,57 Эрл

АТСК-7:

Y'7 =101,51 * 2048/2560= 81,2 Эрл

Y7 =0,9* 81,2=73,08 Эрл

Y7сп = 0,02* 73,08 = 1,46 Эрл

Y7 зсл = 0,003 * 2048 = 6,15 Эрл

с = 2048 / 13552 * 100% =15,11 %

= 33,3%

Y77 = 33,3 * 73,08 / 100 =24,26 Эрл

Y7исх = 73,08 - 1,46 - 6,15 - 24,26 = 41,21 Эрл

АТСК-8:

Y'8 =101,51 * 2560/2560= 101,51 Эрл

Y8 =0,9* 101,51=91,36 Эрл

Y8сп = 0,02* 91,36 = 1,83 Эрл

Y8 зсл = 0,003 * 2560 = 7,68 Эрл

с = 2560 / 13552 * 100% =18,9 %

= 36,9%

Y88 = 36,9 * 91,36 / 100 =33,71 Эрл

Y8исх = 91,36 - 1,83 - 7,68 - 33,71= 48,74 Эрл

АТСК-9:

Y'9 =101,51 * 200/2560= 7,93 Эрл

Y9 =0,9* 7,93=7,14 Эрл

Y9сп = 0,02* 7,14 = 0,14 Эрл

Y9зсл = 0,003 * 200 = 0,6 Эрл

с = 200 / 13552 * 100% =1,48 %

= 18,6%

Y99 18,6 * 7,14 / 100 =1,33 Эрл

Y9исх = 7,14 - 0,14 - 0,6 - 1,33 = 5,07 Эрл

АТСК-10:

Y'10 =101,51 * 200/2560= 7,93 Эрл

Y10 =0,9* 7,93=7,14 Эрл

Y10сп = 0,02* 7,14 = 0,14 Эрл

Y10 зсл = 0,003 * 200 = 0,6 Эрл

с = 200 / 13552 * 100% =1,48 %

= 18,6%

Y1010 = 18,6 * 7,14 / 100 =1,33 Эрл

Y10исх = 7,14 - 0,14 - 0,6 - 1,33 = 5,07 Эрл

АТСК-11:

Y'11 =101,51 * 200/2560= 7,93 Эрл

Y11 =0,9* 7,93=7,14 Эрл

Y11сп = 0,02* 7,14 = 0,14 Эрл

Y11 зсл = 0,003 * 200 = 0,6 Эрл

с = 200 / 13552 * 100% =1,48 %

= 18,6%

Y1111 = 18,6 * 7,14 / 100 =1,33 Эрл

Y11исх = 7,14 - 0,14 - 0,6 - 1,33 = 5,07 Эрл

АТСК-12:

Y'12 =101,51 * 200/2560= 7,93 Эрл

Y12 =0,9* 7,93=7,14 Эрл

Y12сп = 0,02* 7,14 = 0,14 Эрл

Y12 зсл = 0,003 * 200 = 0,6 Эрл

с = 200 / 13552 * 100% =1,48 %

= 18,6%

Y1212 = 18,6 * 7,14 / 100 =1,33 Эрл

Y12исх = 7,14 - 0,14 - 0,6 - 1,33 = 5,07 Эрл

АТСК-13:

Y'13 =101,51 * 200/2560= 7,93 Эрл

Y13 =0,9* 7,93=7,14 Эрл

Y13сп = 0,02* 7,14 = 0,14 Эрл

Y13 зсл = 0,003 * 200 = 0,6 Эрл

с = 200 / 13552 * 100% =1,48 %

= 18,6%

Y1313 = 18,6 * 7,14 / 100 =1,33 Эрл

Y13исх = 7,14 - 0,14 - 0,6 - 1,33 = 5,07 Эрл

АТСК-14:

Y'14 =101,51 * 200/2560= 7,93 Эрл

Y14 =0,9* 7,93=7,14 Эрл

Y14сп = 0,02* 7,14 = 0,14 Эрл

Y14 зсл = 0,003 * 200 = 0,6 Эрл

с = 200 / 13552 * 100% =1,48 %

= 18,6%

Y1414 = 18,6 * 7,14 / 100 =1,33 Эрл

Y14исх = 7,14 - 0,14 - 0,6 - 1,33 = 5,07 Эрл

АТСК-15:

Y15 = 101,51 * 2000 / 2560 = 79,30 Эрл

Y15 = 0,9 * 79,30 = 71,37 Эрл

Y15сп = 0,02 * 71,37 = 1,43 Эрл

Y15зсл = 0,003 * 2000 = 6 Эрл

с= 2000 / 13552 * 100% = 14,73 %

= 33,2 %

Y1515 = 33,2 * 71,37 /100 = 23,7 Эрл

Y15исх = 71,37 - 1,43 - 6 - 23,7 = 40,24 Эрл

АТСК-16:

Y16 = 101,51 * 2000 / 2560 = 79,30 Эрл

Y16 = 0,9 * 79,30 = 71,37 Эрл

Y16сп = 0,02 * 71,37 = 1,43 Эрл

Y16зсл = 0,003 * 2000 = 6 Эрл

с= 2000 / 13552 * 100% = 14,73 %

= 33,2 %

Y1616 = 32,8 * 71,37 /100 = 23,7 Эрл

Y16исх = 71,37 - 1,43 - 6 - 23,7 = 40,24 Эрл

Результаты расчетов приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3

Распределение нагрузок на АТС сети

3.4 Распределение исходящей нагрузки АТСЭ-6 к другим АТС

При равномерном тяготении между абонентами всей сети распределение исходящей нагрузки к встречным АТС производится пропорционально доле исходящих потоков этих станций в их общем исходящем потоке:

Yij =Yi исх* Yj исх/ Yk исх k =1,2,3…..,m, (3.11)

где k # i, так как исходящая нагрузка от проектируемой станции в суммарную нагрузку на сети не включается.

От АТСЭ-6 к АТСК-1-4,9-14

Y61-14=Y6 исх*Y1-14 исх / (Y1 исх + Y2 исх + Y3 исх + Y4 исх + Y5 исх+ Y7 исх+ Y8 исх + Y 9 исх +Y 10 исх + Y 11 исх + Y 12 исх + Y 13 исх + Y 14сх + Y 15сх + Y 16сх), Эрл

Y61-14=48,74*5,07/(5,07+5,07+5,07+5,07+9,57+41,21+48,74+5,07+ 5,07 +5,07+5,07+5,07+5,07+40,24+40,24) = 1,07 Эрл

От АТСЭ-6 к АТСЭ-5

Y65=Y6 исх*Y5 исх / (Y1 исх + Y2 исх + Y3 исх + Y4 исх + Y5 исх+ Y7 исх+ Y8 исх +Y9 исх+Y10 исх+Y11 исх+ Y 12 исх + Y 13 исх + Y 14сх + Y 15сх + Y 16сх), Эрл

Y 65=48,74*9,57/(5,07+5,07+5,07+5,07+9,57+41,21+48,74+5,07+ 5,07 +5,07+5,07+5,07+5,07+40,24+40,24) = 2,02 Эрл

От АТСЭ-6 к АТСКЭ-7

Y67=Y6 исх*Y7 исх / (Y1 исх + Y2 исх + Y3 исх + Y4 исх + Y5 исх+ Y7 исх+ Y8 исх + Y 9 исх+Y10 исх+Y11 исх+Y12 исх + Y 13 исх + Y 14сх + Y 15сх + Y 16сх), Эрл

Y 67=48,74*41,21/(5,07+5,07+5,07+5,07+9,57+41,21+48,74+5,07+ 5,07 +5,07+5,07+5,07+5,07+40,24+40,24) = 8,7 Эрл

От АТСЭ-6 к АТСЭ-8

Y68=Y6 исх*Y8 исх / (Y1 исх + Y2 исх + Y3 исх + Y4 исх + Y5 исх+ Y7 исх+ Y8 исх + Y 9 исх+Y10 исх+Y11 исх+Y12 исх + Y 13 исх + Y 14сх + Y 15сх + Y 16сх), Эрл

Y 68=48,74*48,74/(5,07+5,07+5,07+5,07+9,57+41,21+48,74+5,07+ 5,07 +5,07+5,07+5,07+5,07+40,24+40,24) = 10,3Эрл

От АТСЭ-6 к АТСК-15,16

Y615-16=Y6 исх*Y15-16 исх / (Y1 исх + Y2 исх + Y3 исх + Y4 исх + Y5 исх+ Y7 исх+ Y8 исх+Y9 исх+Y10 исх+Y11 исх+Y12 исх+Y13 исх+Y14сх + Y 15сх + Y 16сх), Эрл

Y615-16=48,74*40,24/(5,07+5,07+5,07+5,07+9,57+41,21+48,74+ 5,07 + 5,07 +5,07+5,07+5,07+5,07+40,24+40,24) = 8,5 Эрл

3.5 Интенсивность входящей нагрузки

Рассчитаем нагрузку, входящую на проектируемую станцию от других АТС:

От АТСК-1-4,9-14 к АТСЭ-6:

Y(1-4,9-14)6=Y1-14 исх*Y6 исх /(Y2 исх+Y3 исх+Y4 исх+ Y5 исх+ Y6 исх+ Y7 исх + Y8 исх + Y9 исх + Y10 исх + Y11 исх + Y12 исх + Y13 исх+ Y14 исх+ Y15 исх + Y16 исх), ЭрЛ

Y(1-4,9-14)6=5,07*48,74/(5,07+5,07+5,07+9,57+48,74+41,21+48,74+ 5,07+ 5,07 +5,07+5,07+5,07+5,07+40,24+40,24)= 0,9 Эрл

От АТСЭ-5 к АТСЭ-6:

Y56 =Y6 исх*Y6 исх /(Y1 исх+ Y2 исх+ Y3 исх+Y4 исх+Y6 исх + Y7 исх+Y8 исх + Y9 исх +Y10 исх+Y11 исх+Y12 исх+Y13 исх+Y14 исх+ Y 15 исх + Y 16 исх ), ЭрЛ

Y56= 9,57*48,74/(5,07+5,07+5,07+5,07+48,74+41,21+48,74+5,07+ 5,07 +5,07+5,07+5,07+5,07+40,24+40,24)= 1,73 Эрл

От АТСЭ-7 к АТСЭ-6:

Y76 =Y7 исх*Y6 исх /(Y1 исх+ Y2 исх+ Y3 исх+Y4 исх+Y5 исх + Y6 исх+Y8 исх + Y9 исх +Y10 исх+Y11 исх+Y12 исх+Y13 исх+Y14 исх+ Y 15 исх + Y 16 исх ), ЭрЛ

Y76= 41,21*48,74/(5,07+5,07+5,07+5,07+11,48+48,74+48,74+6,08+ 6,08 +6,08+6,08+6,08+6,08+40,54+40,54)= 8,43 Эрл

От АТСЭ-8 к АТСЭ-6:

Y86 =Y8 исх*Y6 исх /(Y1 исх+ Y2 исх+ Y3 исх+Y4 исх+Y5 исх + Y6 исх+Y7 исх + Y9 исх +Y10 исх+Y11 исх+Y12 исх+Y13 исх+Y14 исх+ Y 15 исх + Y 16 исх ), ЭрЛ

Y86= 48,74*48,74/(6,08+6,08+6,08+6,08+9,57+48,74+41,21+5,07+ 5,07 +5,07+5,07+5,07+5,07+40,24+40,24)= 10,3 Эрл

От АТСЭ-15,16 к АТСЭ-6:

Y(15,16)6 =Y15,16 исх*Y6 исх /(Y1 исх+ Y2 исх+ Y3 исх+Y4 исх+Y5 исх + Y6 исх + Y7исх+Y8исх+Y9исх+Y10исх+Y11 исх+Y12 исх+Y13 исх+Y14 исх+Y16 исх), ЭрЛ

Y(15,16)6 = 40,24*48,74 / (5,07+5,07+5,07+5,07+9,57+48,74+41,21+ 48,74 +5,07+ 5,07 +5,07+5,07+5,07+5,07+40,24)= 8,2 Эрл

Входящую нагрузку от АМТС Ycлм примем равной исходящей нагрузке на ЗСЛ.

4. Расчет объема оборудования и расположение его в автозале

Расчет объема оборудования состоит из определения числа каналов в направлении вышестоящей станции, модулей для включения цифровых соединительных линий (4ИКМ-30), модулей абонентских линий (плат ПИАЛов), количества КАНов и цифровых коммутаторов коммутационного поля и другого оборудования.

4.1 Расчет числа каналов и линий ИКМ

При полнодоступном включении в исходящем направлении число каналов V определяется по первой формуле Эрланга (4.1) для данной расчетной нагрузки Y и заданных потерь Р.

P=EV(Y) (4.1)

Для сети с пятизначной нумерацией допустимы следующие величины потерь:

Р = 0,0 1 для каналов между АТС,

Р = 0,004 для ЗСЛ,

Р = 0,002 для СЛМ,

Р = 0,001 для каналов к УСС.

Количество каналов от АТСЭ-6 рассчитываем по первой формуле Эрланга. Связь с вышестоящей электронной станцией осуществляется по каналам с двусторонним занятием.

Рассчитаем суммарную нагрузку:

Y = Y исх + Y вх + Y мтс + Y усс

Y = 48,74 + (0,9*10) + 1,73 + 8,43 + 10,3 + (8,2*2) + 7,68 + 1,83 = 114,67 Эрл.

P = 0,001

V = 145 каналов.

Каждая линия ИКМ содержит 30 информационных каналов, поэтому число линий ИКМ общего направления будет равно

Nij = ] Vij/30 [, (4.2)

где знак ] [ указывает на ближайшее большее целое число. Результаты расчета числа каналов и линий ИКМ приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Число межстанционных каналов и линий ИКМ

4.2 Расчет числа терминальных модулей

4.2.1 Модули абонентских линий

В каждый модуль периферийного интерфейса абонентской линии (ПИАЛ) может быть включено до 16 абонентских линий, поэтому число модулей определяется как частное от деления емкости АТСЭ на емкость одного ПИАЛа.

Nпиал = ] 2560/ 16 [ =160

4.2.2 Необходимое количество корпусов КАН

Модули ПИАЛ размещаются в типовом варианте корпуса концентратора абонентской нагрузки (КАН). В каждом КАНе устанавливается до 8 модулей ПИАЛ. Поэтому найдем необходимое число концентраторов:

Nкан = ] 160 / 8 [ =20

4.2.3 Модули дополнительно устанавливаемые в КАНе

Согласно документации на цифровую систему коммутации в части концентратора абонентской нагрузки в корпусе КАНа дополнительно устанавливаются следующей тип и количество модулей:

модуль центрального процессора (ЦП)

СВТИ.467443.017 (КАН1.10.000) - 2 шт.

Модуль центрального процессора (ЦП) управляет работой концентратора абонентской нагрузки, осуществляет связь между абонентами, проводит внутреннюю диагностику, а также осуществляет связь с персональным компьютером пульта оператора через последовательный порт RS-232.

Модуль ЦП определяет состояние абонентов, определяет номер вызываемого абонента. При свободном вызываемым абоненте модуль ЦП устанавливает соединение вызывающего и вызываемого абонентов. Модуль обеспечивает формирование и выдачу абонентской сигнализации: сигнала готовности станции, сигнала контроля посылки вызова, сигнала вызова.

модуль интерфейса импульсно-кодовой модуляции (2ИКМ-30) СВТИ.467443.017 (КАН1.20.000) - 1 шт.

Модуль 2ИКМ-30 предназначен для сопряжения аппаратуры ЦАТС со стандартной аппаратурой ИКМ30.

модуль вторичного источника питания (ВИП)

СВТИ.436132.011 (КАН1.40.000) - 1 шт.

Вторичный источник питания обеспечивает получение питающих напряжений +5 В, +12 В, минус 12 В из первичного напряжения минус 60 В. Вторичный источник питания защищен от кратковременных коротких замыканий по выходам вторичных напряжений.

Рассчитаем необходимое количество дополнительных модулей:

Nцп = 2*20 =40

N2икм-30 = 1*20 =20

Nвип = 1*20 =20

4.3 Определение числа плоскостей коммутации

Концентратор абонентской нагрузки представляет собой самостоятельную цифровую автоматическую станцию (ЦАТС) емкостью до 128 абонентских линий (АЛ), подключаемую к опорной АТС по цифровому тракту ИКМ-30 (ИКМ-15) или по аналоговым соединительным линиям. Без применения второй ступени коммутации на базе КАН можно строить ЦАТС емкостью до 400 номеров. При этом связи между несколькими концентраторами ЦАТС осуществляются с помощью цифровых каналов ИКМ-30. При использовании второй ступени коммутации на базе коммутаторов цифровых каналов (КЦК) с помощью КАН можно построить ЦАТС емкостью до 30000 АЛ и более. Так как емкость проектируемой АТС превышает максимально возможную емкость 400 номеров первой ступени, то при проектировании применяем вторую ступень коммутации КЦК.

4.4 Расчет числа элементов коммутационного поля

Коммутационное поле ЦАТС «Омега» строится на базе коммутатора цифровых каналов (КЦК). Коммутатор предназначен для создания коммутационных полей большой емкости путем объединения по стыкам ИКМ-30 (Е1) концентраторов абонентской нагрузки (КАН), цифровых автоматических телефонных станций (ЦАТС) или нескольких КЦК между собой. Коммутатор обеспечивает прием первичных цифровых потоков, обработку сигналов управления и взаимодействия, поступающих по каналам сигнализации, поиск свободных каналов по запрашиваемым направлениям и коммутацию звуковых каналов на время установления соединения. Коммутатор создает не блокируемое поле коммутации, что обеспечивает возможность коммутации любого из каналов любого входящего цифрового тракта с любым свободным каналом любого исходящего тракта.

В базовый вариант состава коммутатора входят:

корпус СВТИ.468364.102 - 1 шт.

центральное коммутационное устройство ЦКУ СВТИ.465535.001 - 1 шт.

модуль интерфейсный 4хИКМ-30 СВТИ.465237.013 - до 7 шт.

При построении коммутационного поля учитываем, что один КЦК обеспечивает коммутацию 28 первичных цифровых потоков Е1.

Уточним необходимое количество цифровых портов Е1. Общее количество складывается из числа межстанционных линий ИКМ, линий подключения КАН к коммутатору цифровых каналов:

V = 5 + (20*1) = 25

Коммутационное поле строим на базе одного КЦК состоящего из одного ЦКУ, семи модулей интерфейсных 4хИКМ-30.

4.5 Структурная схема АТСЭ-6

На рисунке 4.1 приведена структурная схема АТСЭ-6 на 2560 номеров, содержащая 160 ПИАЛ, 40 модулей ЦП, 20 модулей ВИП и 20 модулей 2ИКМ-30 включенных в 20 кассет КАН,

Ступень группового искания состоит из КЦК, в который включено 7 модулей 4хИКМ-30

5. План расположения оборудования в автозале

5.1 Размещение оборудования на стативах

Оборудование коммутационной системы “Омега” выполнено в виде отдельных блоков с платами (ТЭЗ). Количество типов ТЭЗ на текущий момент - 11. Габаритные размеры монтажных блоков в зависимости от варианта исполнения следующие:

* монтажная кассета “КАМАК”: 458 мм * 390 мм * 480 мм;

* монтажная кассета “ЕВРО”: 458мм * 285 мм * 480 мм;

Монтажные кассеты размещаются на опорных стойках 19”. При строительстве используют два вида каркасных стоек:

* стойку на три посадочных места

* стойку на четыре посадочных места

* опорная стойка 19': высота 2400 мм и 1940 мм;

Исходя из рассчитанного объема оборудования и данных, приведенных в рекомендациях НПО «Раскат» при проектировании систем коммутации, составим план размещения оборудования по стативам (таблица 5.1).

Таблица 5.1

Размещение оборудования АТСЭ-6 на стативах

5.2 Размещение оборудования в автозале

Для автозала выделено помещение размером 8 х 6 м и два прилегающих помещения для кросса и диспетчерской.

Расположение стативных рядов должно обеспечить удобство эксплуатации, монтажа и рационального использования площади автозала.

Стативные ряды располагаются перпендикулярно стенам со световыми проемами. Расстояние между стеной и торцом рядов должно быть не менее 75 см с одной стороны и 130 см с другой, расстояние между рядами - не менее 150 см, так чтобы расстояние между осями стативных рядов составило 2м, что необходимо для поддержания температурного режима. На конце каждого ряда располагаются индикаторы сигнализации ряда. Высота потолка - 2,8 м

План размещения оборудования приведен на рис.7.1. Все стативы станции расположены в двух рядах. В соседних помещениях устанавливаются кросс цифровых и аналоговых линий и рабочие места персонала технического обслуживания.

6. Сигнализация на АТС

Цифровая АТС, построенная на базе системы коммутации “Омега”, поддерживает следующие протоколы сигнализации по СЛ:

протокол 2ВСК при передаче линейных сигналов по цифровым (2048 кбит/с) СЛ, ЗСЛ и СЛМ с использованием сигнализации по двум выделенным сигнальным каналам односторонних СЛ, с раздельным использованием местных и междугородних СЛ;

протокол 2ВСКУ при передаче линейных сигналов по универсальным, двусторонним СЛ с использованием 2 сигнальных каналов для местного и междугороднего соединения;

протокол 3 проводных СЛ при передаче линейных сигналов по СЛ, ЗСЛ и СЛМ с сигнализацией батарейным способом по трехпроводным физическим линиям с раздельным использованием местных и междугородних СЛ;

протокол 1ВСК (код “Норка”) при передаче линейных сигналов по СЛ, ЗСЛ и СЛМ с использованием сигнализации по одному выделенному сигнальному каналу, с раздельным использованием местных и междугородних СЛ;

протокол 1ВСКУ (индуктивный код) при передаче линейных сигналов по универсальным двусторонним СЛ по одному выделенному сигнальному каналу;

протокол (2600 Гц) при передаче линейных сигналов по ЗСЛ и СЛМ внутризоновой сети на частоте 2600 Гц, применяется в составе цифровой системы коммутации “Омега-1” с блоком КЦК;

протокол обработки сигнализации каналов Е&М (типы 1...5);

система общеканальной сигнализации ОКС7;

протокол ОКС-30 для организации связи по цифровым соединительным линиям (2048 кбит/с) между блоками КАН и КЦК в составе цифровой системы коммутации “Омега”.

В процессе обслуживания вызова происходит обмен сигналами между исходящей и входящей АТС, чтобы информировать друг друга о ходе обслуживания. Если устанавливаемое соединение проходит через несколько узлов, то каждый узел должен получить информацию для маршрутизации соединения. Система сигнализации на каждом участке соединительного тракта зависит от типа станции и линии, принятого способа разъединения, используемого терминала.

6.1 Передача линейных сигналов постоянным током

Передача линейных сигналов постоянным током осуществляется батарейным способом по разговорным проводам «а» и «в». Дополнительно могут использоваться провода «с», «д» и «к». Отличительными признаками различных линейных сигналов является различие полярности, длительность и последовательность передачи сигналов.

Такая простейшая система передачи линейных сигналов не обеспечивает весь необходимый алфавит линейных сигналов, особенно при установлении междугородного или международного соединения.

В настоящее время на телефонных сетях широко используется каналообразующая аппаратура с частотным разделением каналов, по которым невозможно передавать линейные сигналы постоянным током.

Передача линейных сигналов при помощи частоты

В настоящее время на междугородной телефонной сети страны существует одночастотная система передачи линейных сигналов на частоте 2600 Hz.

Так же существует двух частотная система линейной сигнализации в разговорном спектре на частотах f=1200 Гц и f=1600 Гц. Выбор других частот в свое время был продиктован тем, что на телефонной сети страны действовали узкополосные разговорные каналы со спектром 300 - 1700 Гц. Наличие двух сигнальных частот усложняет аппаратуру передачи и приема сигналов. Кроме того, более низкие частоты увеличивают габариты этой аппаратуры.

6.3 Передача линейных сигналов по ИКМ трактам

Она применяется в случае использования на телефонной сети ИКМ систем передачи между узлами коммутации. Для каждого канала пользовательской информации в ВИ 16 организуется сигнальный канал. Каждый сигнальный канал имеет 4 бита а, б, с, д, т. е. в каждом цикле 125 мкс в 16 ВИ можно передать информацию о состоянии двух каналов. Для передачи информации о состоянии 30 речевых каналов организуется сверхцикл, равный 2 мс (125мкс х 16).

16 ВИ нулевого цикла содержит сверхцикловую синхронизацию (СЦС). СЦС передается в битах 1, 2, 3, 4, равных 0000. Биты 5, 7, 8 (Х) зафиксированы в логической 1, бит 6 (Y) означает потерю сверхцикловой синхронизации (ПСЦС). Если в бит Y выставлен 0, то это означает нормальную работу, 1 - ПСЦС на встречной станции.

Сигнальные биты, соответствующие речевым каналам, распределены следующим способом: бит d имеет постоянное значение «1» и используется как дополнительное средство сверхцикловой синхронизации. Биты а, б и с могут быть использованы для кодирования линейных сигналов.

6.4 Кодирование сигналов

Сигнал может состоять из одного или нескольких знаков. Если сигнал состоит из нескольких знаков, то между этими знаками существует жесткая последовательность передачи.

В нашей стране существует две системы кодирования сигналов: декадным кодом и многочастотным кодом «2» из «6». У декадного кода имеется всего только 10 физических сигналов (1, 2,…0) для передачи десятичных цифр. В случае применения декадного кода не предусмотрены сигналы обратного направления, т. е. нет запросов, нет подтверждения, нет и повторения передачи. Все определяется последовательностью передачи знаков в прямом направлении.

Более совершенным является код «2» из «6». На телефонных сетях страны для сетевой сигнализации используются частоты 700, 900, 1100, 1300, 1500 и 1700 Гц. Всего возможно образовать 15 комбинаций.

Однако многочастотная система сигнализации, отличается от более совершенной многочастотной системы R2. В системе R2 для сигналов прямого направления использованы частоты 1380, 1500, 1620, 1740, 1860 и 1980 Гц, а для сигналов обратного направления - 1140, 1020, 900, 780, 660 и 540 Гц. Применение разных частот для прямого и обратного направления особенно важно для пучков каналов двухстороннего действия.

Способы обмена многочастотными сигналами

В зависимости от типа телефонной сети могут быть использованы три способа обмена: импульсный пакет, импульсный челнок и безинтервальный пакет.

При импульсном пакете сигналы в виде пакета импульсов, содержащих две из шести частот с интервалами между ними, передаются друг за другом. После приема всего пакета сигналов приемное оборудование проверяет правильность всех сигналов пакета, а затем отвечает одним из сигналов: пакет принят правильно или пакет принят неправильно. В случае отрицательного подтверждения необходимо подтвердить передачу всего пакета.

При импульсном челноке каждый следующий сигнал передается только после получения подтверждения предыдущего от приемной стороны. В случае отрицательного подтверждения последний сигнал передается повторно. Повторная передача сигнала (когда он является знаком номера вызываемого абонента) может случиться не только из-за ошибки, но и по причине, связанной с конфигурацией и планом нумерации сети.

Безинтервальный пакет отличается от импульсного пакета тем, что между передаваемыми сигналами отсутствуют интервалы.

Импульсный челнок применяется на местных телефонных сетях, оборудованных АТСК. В этом случае маркер ступени искания запрашивает от регистра исходящей АТС столько знаков, сколько ему необходимо для установления соединения на своей ступени искания, этот способ является не желательным на междугородной или международной телефонной сети из-за длительного процесса обмена с учетом времени распространения сигнала по каналу связи большой протяженности, особенно в случае использования космических каналов связи. По этой причине на международной телефонной сети у нас применяется способ импульсного пакета. Безинтервальный пакет является самым быстродействующим способом и используется для передачи на внутризоновой сети номера и категории вызывающего абонента от аппаратуры АОН.

В цифровых системах коммутации линейные сигналы передаются в 16 ВИ, который является групповым для 30-и речевых каналов.

Регистровые сигналы передаются в цифровом виде по речевым каналам через цифровое коммутационное поле.

Так как эти сигналы не могут быть переданы непосредственно в управляющее устройство, то для их приема и передачи используется сигнальное оборудование.

6.5 Характеристика систем сигнализации

В настоящее время МККТТ (МСЭ) рекомендованы к использованию на международных и междугородных и городских сетях следующие системы сигнкализации:

сигнализация - R1;

сигнализация - R2

сигнализация МККТТ - 5;

сигнализация по общему каналу сигнализации - ОКС - 7.

6.5.1 Система сигнализации R1

Система сигнализации R1 может применяться в пределах одного и того же международного региона (зоны всемирной нумерации) при автоматическом и полуавтоматическом способах установления соединения по каналам одностороннего и двухстороннего использования.

Система сигнализации R1 может быть использована на каналах всех типов на передачу, включая каналы спутниковых систем связи.

Сигнализация R1 применяется при аналоговых системах передачи и в системах с ИКМ, работающих на скорости 1544 кбит/с. В России может быть рекомендована при использовании только аналоговых систем передачи.

Линейная сигнализация осуществляется на частоте 2600 Гц. передачей непрерывного тонального сигнала по участкам. В каждом направлении четырехпроводного тракта наличие или отсутствие частоты f = 2600 Гц. в определенной последовательности определяет его значение.

6.5.2 Система сигнализации R2

Система R2 предназначена для одностороннего использования каналов в аналоговых и цифровых системах передачи и для двухстороннего - в цифровых системах передачи. Она так же пригодна для использования на спутниковых линиях и на линиях с разносом каналов в 3 кГц.

Сигнализация R2 может быть использована в аналоговом и цифровом вариантах.

В аналоговом варианте передача линейных сигналов осуществляется на частоте f=3825 Гц. Ввиду того, что отечественное оборудование, использующее частоты 3825 Гц, имеют ограниченное применение на сетях России, применяют только цифровой вариант сигнализации R2.

6.5.3 Общий канал сигнализации

Для установления соединения в телефонной сети необходима звеньевая и сетевая сигнализация. В узле коммутации с программным управлением процессами сигнализации руководит электронная управляющая машина. В связи с этим появилась возможность установить между ЭУМ узлов коммутации прямой канал связи для непосредственного диалога. Этот канал и связанное с ним оборудование носит название общего канала сигнализации (ОКС).

По ОКС в общем случае передается информация следующих видов: сигнальная информация для управления соединением через сеть связи, информация по техническому обслуживанию и эксплуатации сети связи и информация управления сетью связи. Таким образом, ОКС не только выполняет функции звеньевой и сетевой сигнализации, но и создает необходимые условия для автоматизации технического обслуживания, эксплуатации и управления сетью связи. Отметим также, что некоторые сети связи, например, сотовая сеть мобильной связи, сеть связи интегрального обслуживания не могут функционировать без ОКС.

Сигнализация ОКС имеет ряд технических преимуществ перед традиционными системами линейной и регистровой сигнализации:

благодаря быстродействию ОКС, значительно ускоряется процесс установления соединения через сеть связи, что уменьшает непроизводительное занятие пользовательского канала;

благодаря применению кодирования сигнального сообщения, позволяющего контролировать достоверность на приемной стороне, значительно повышает надежность управления соединением на сети связи;

применение ОКС позволяет параллельно обеспечивать сигнализацию, когда основной канал связи занят передачей пользовательской информации;

принятый формат ОКС фактически дает неограниченный алфавит сигналов всех видов, что значительно расширяет эксплуатационную возможность сети связи. Появляется обширный набор дополнительных видов обслуживания;

повсеместное внедрение ОКС значительно упрощает состав оборудования узлов коммутации. На аналоговом узле коммутации значительно упрощается линейный комплект, так как он освобождается от выполнения функций линейной сигнализации. На цифровом узле коммутации исчезают устройства линейной сигнализации и многочастотной сигнализации;

применения ОКС создает условия для внедрения цифровой сети интегрального обслуживания, сотовой мобильной сети связи на большой территории.

Для ОКС - 7 может применяться отдельная сеть сигнализации или же сигнализация может быть реализована с использованием сети с коммутацией каналов путем занятия специальных выделенных каналов.

Как правило, между двумя смежными узлами коммутации достаточно установить один ОКС для обслуживания нагрузок между ними, по которому передаются все сигналы, необходимые для установления соединений для одной или нескольких групп каналов. Сигналы передаются двоичным кодом. Каждый сигнал содержит адрес, указывающий, к какому речевому каналу относится данный сигнал. Код сигнала, адрес и при необходимости другая дополнительная информация составляют сигнальную единицу. Для обеспечения надежности каждый блок ОКС резервируется. Совокупность всех ОКС сети связи образуют выделенную сеть ОКС.

Сигнальная единица состоит из поля сигнальной информации переменной длины, в котором передается информация, выработанная подсистемой пользователя, и нескольких полей фиксированной длины, в которых передается информация, служащая для управления передачей сообщений.

В настоящее время для сети коммутации каналов рекомендована система сигнализации ОКС - 7. Она ориентирована на цифровую телефонную сеть.

7. Разработка вопросов по экологии и безопасности жизнедеятельности

7.1 Обеспечение безопасности жизнедеятельности при эксплуатации АТС

При эксплуатации оборудования АТС необходимо обеспечить выполнение требований по технике безопасности и производственной санитарии для обслуживающего персонала согласно 'Правилам по охране труда при работах на телефонных станциях и телеграфах'. Эти требования должны быть изложены в эксплуатационной документации, продублированы на видных местах оборудования АТС в виде предупредительных надписей и знаков опасности.

Помещения телефонных станций должны соответствовать требованиям действующих строительных, санитарных и других норм и правил устройства электроустановок, технической эксплуатации и т.д.

При входе во все помещения должны быть вывешены таблички с указанием категории по степени опасности поражения электрическим током и фамилии человека, ответственного за состояние ТБ.

В каждом цехе телефонной станции должна быть аптечка первой помощи, укомплектованная в соответствии с действующими нормами.

По степени поражения работников электрическим током производственные помещения АТС являются помещениями с повышенной опасностью. К работе по обслуживанию оборудования автоматного зала, должны допускаться лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности и имеющие квалификационную группу по электробезопасности не ниже 3.

По способу защиты от поражения электрическим током обслуживающего персонала оборудование АТС соответствует требованиям к изделиям класса 1, т.е. изделиям, имеющим рабочую изоляцию и элемент заземления. Значение электрической прочности изоляции указано в ТУ на АТС.

Токоведущие части оборудования АТС должны быть надежно изолированы. Корпуса оборудования АТС должны быть заземлены, а доступные для прикосновения металлические нетоковедущие части оборудования, которые могут оказаться под напряжением, должны иметь электрическое соединение с элементами заземления.

Оборудование, в котором применяется напряжение 380 В, должно иметь защитное заземление или зануление, обеспечивающее защиту обслуживающего персонала от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.

В качестве заземляющих и нулевых защитных проводников следует использовать специально предназначенные для этой цели проводники, а также металлические строительные, производственные и электромонтажные конструкции.

Все открытые токоведущие части с напряжением переменного тока свыше 42 В должны быть закрыты щитками (экранами).

Самым важным требованием по безопасному труду в помещениях повышенной опасности (автозал) являются требования электробезопасности. Один раз в три года в помещениях должны производиться испытания и измерения сопротивления изоляции проводов и кабелей осветительной сети (сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм), исправность системы аварийного освещения должна проверятся не реже одного раза в квартал. Вышедшие из строя люминесцентные лампы и другие источники света, содержащие ртуть, должны храниться герметически упакованными в отдельном помещении и периодически уничтожаться не на территории предприятия, а в специально отведенных местах.

В процессе эксплуатации замена неисправного оборудования должна производиться на уровне ТЭЗов и съемных блоков, масса которых не должна превышать 10 кг.

Проведение профилактических и ремонтных работ оборудования станций должно осуществляться при снятом напряжении. Без снятия напряжения на токоведущих частях можно работать только по письменному разрешению с обязательным применением инструмента с изолирующими рукоятками и диэлектрических средств защиты. При наличии в блоках оборудования конденсаторов значительной емкости перед проведением работ необходимо их разрядить. Снимать и переставлять дужки в цепях дистанционного питания необходимо в диэлектрических перчатках, стоя на диэлектрическом коврике или в диэлектрических галошах. Для защиты от ожогов при смене ламп в аппаратуре, обслуживающий персонал должен пользоваться хлопчатобумажными перчатками, специальными ключами и приспособлениями. Наличие напряжения на токоведущих частях оборудования и приборов необходимо проверять вольтметром или индикатором напряжения. При выполнении кроссировок необходимо пользоваться инструментами с изолирующими рукоятками. В регулировочных мастерских рабочие столы должны быть покрыты пластиком (линолеумом) и иметь гладкие торцовые поверхности с целью предотвращения электрических и механических травм. Стены, оконные рамы, отопительные приборы, воздуховоды должны быть покрыты масляной краской светлых тонов.

Рабочие места операторов ПЭВМ должны быть оборудованы в соответствии с Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.2.542-96 'Гигиенические требования к видиодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ'.

При эксплуатации производственных помещений АТС и оборудования необходимо учитывать пожарную опасность.

Цифровые станции должны быть оборудованы автоматическими установками газового пожаротушения в соответствии с нормами пожарной безопасности.

Вид установки выбирается оператором сети. В качестве газо-тушащего состава могут быть использованы газы на основе хладона (игмер, хладон 125, элегаз). Все применяемые установки пожаротушения должны быть сертифицированы.

На станции устанавливаются датчики индикации пожара, информация с которых должна сниматься круглосуточно. В ночное время, данные с этих датчиков должны поступать на вахту [6].

7.2 Расчет заземления

Для предотвращения электрических травм, которые могут быть получены при касании металлических конструкций или корпусов электрооборудования, оказавшихся под напряжением вследствие повреждения изоляции, а также для защиты аппаратуры связи в станционных установках проводной связи различного назначения (городских, междугородних, сельских телефонных станциях и т.д.) с целью обеспечения электробезопасности, устраивается защитное заземление.

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии, и т.п.)

Назначение защитного заземления - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и к другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.

Принцип действия защитного заземления - снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путём уменьшения потенциала заземлённого оборудования (уменьшением сопротивления заземлителя), а также путём выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземлённого оборудования (подъёмом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземлённого оборудования).

Защитное заземление является наиболее простой и в тоже время весьма эффективной мерой защиты от поражения током при появлении напряжения на металлических нетоковедущих частях.

Заземлителем служит один или несколько металлических проводников любой формы (труба, угол, проволока и т.д.), находящихся в непосредственном соприкосновении с землей (грунтом). Заземляющий металлический проводник соединяет электрооборудование и аппаратуру с заземлителем.

При замыкании на корпус он окажется под напряжением:

UЗ=IЗ*RЗ,

где IЗ - ток замыкания на землю;

RЗ - сопротивление заземляющего устройства.

При достаточно малом сопротивлении заземляющего устройства это напряжение на корпусе может быть снижено до безопасной величины.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя - проводников (электродов), соединённых между собой и находящихся в непосредственном соприкосновении с землёй, и заземляющих проводников, соединяющих заземлённые части электроустановки с заземлителем. В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.

Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлитель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки.

Существенный недостаток выносного заземляющего устройства - отдалённость заземлителя от защищаемого оборудования, вследствие чего на всей или части защищаемой территории коэффициент прикосновения б1=1. Поэтому заземляющие устройства этого типа применяются лишь при малых токах замыкания на землю, в частности в установках до 1000 В, где потенциал заземлителя не превышает Uпр.доп. Кроме того, при большом расстоянии до заземлителя может значительно возрасти сопротивление заземляющего устройства в целом за счет сопротивления соединительного, т.е. заземляющего проводника.

Достоинством выносного заземляющего устройства является возможность выбора места размещения электродов.

Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что электроды его заземлителя по контуру площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Часто электроды распределяются на площадке по возможности равномерно.

Безопасность при контурном заземляющем устройстве может быть обеспечена не только уменьшением потенциала заземлителя, а и выравниванием потенциала на защищаемой территории до такого значения, чтобы максимальные напряжения прикосновения и шага не превышали допустимых значений. Это достигается путём соответствующего размещения одиночных заземлителей на защищаемой территории.

Различают заземлители искусственные, предназначенные исключительно для целей заземления, и естественные - находящиеся в земле предметы иного назначения. Для искусственных заземлителей применяют обычно вертикальные и горизонтальные электроды.

В качестве вертикальных электродов используют стальные трубы диаметром 5-6 см с толщиной стенки не менее 3,5 мм и угловую сталь с толщиной полок не менее 4 мм отрезками длиной 2,5-3,0 м. Широкое применение находит также прутковая сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 м, а иногда и более.

Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода применяют полосовую сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм.

Размещение электродов выполняют в соответствии с проектом. Заземлители не следует размещать в близи горячих водопроводов и других объектов, вызывающих высыхание почвы, а также в местах, где возможна пропитка грунта нефтью, маслами и т.п., поскольку в таких местах сопротивление грунта резко возрастает.

В случае опасности усиленной коррозии заземлителей необходимо применять электроды увеличенного сечения либо оцинкованные или омеднённые.

Установка стержневого электрода в траншее

Для установки вертикальных заземлителей предварительно роют траншею глубиной 0,7-0,8 м, после чего трубы и уголки забивают механизмами.

Верхние концы погруженных в землю вертикальных электродов соединяют стальной полосой на сварке. При этом полосу устанавливают на ребро, т.к. в таком положении её удобнее приварить к вертикальным электродам и она имеет лучший контакт с землёй. В таких же траншеях прокладывают и горизонтальные электроды.

Траншеи засыпают землёй, очищенной от щебня и другого строительного мусора, с последующей тщательной трамбовкой, что снижает сопротивление растеканию заземлителя, а следовательно, даёт экономию металла.

В качестве заземляющих проводников, предназначенных для соединения заземляемых частей с заземлителями, применяют, как правило, полосовую сталь и сталь круглого сечения. Прокладка заземляющих проводников производится открыто по конструкциям зданий, в том числе по стенам. При этом в помещениях сухих без агрессивной среды заземляющие проводники допускается прокладывать непосредственно по стенам. Во влажных, сырых и особо сырых помещениях, а также в помещениях с агрессивной средой заземляющие проводники следует прокладывать на расстоянии не менее 10 мм от стен. В наружных установках и помещениях магистрали заземления и ответвления от них должны быть доступны для осмотра. Это требование не распространяется на оболочки кабелей, арматуру ж/б конструкций, а также на заземляющие проводники, проложенные в трубах, коробах и непосредственно в теле строительных конструкций.

Присоединение заземляемого оборудования к магистрали заземления осуществляется с помощью отдельных проводников. При этом последовательное включение заземляемого оборудования не допускается.

Соединения заземляющих проводников между собой, а также с заземлителями и заземляемыми конструкциями выполняются, как правило, сваркой, а с корпусами аппаратов, машин и другого оборудования - сваркой или с помощью болтов. При этом присоединение заземляющей магистрали к заземлителю выполняется в двух местах.

Расчет системы заземления сводится к определению необходимого количества заземлителей с учетом использования естественных заземлителей (свинцовых оболочек кабелей, металлических трубопроводов и т.п.).

Определим сопротивление контура заземления, выполненного из угловой стали [3 , 5]. Длина заземлителя L=2,5 м, ширина полки b=40 мм, толщина - 4 мм. Заземлители забиты в землю на глубину t0=0,5 м (рис.8.1)

Рис.7.1 Схема стержневого заземлителя, забитого на глубину в грунт.

Расстояние между заземлителями а = 5 м. Уголковые заземлители соединены при помощи сварки стальной полосой сечением 40x4 мм.

Определим сопротивление одиночного заземлителя по формуле:

Ro= / (2L) * [ ln (2L / d) + 1/2 * ln ((4t+L) / (4t-L)) ], (7.1)

где d - диаметр заземлителя, м. Для уголка d = 0,95 b;

t - расстояние от поверхности земли до середины уголка, м;

- удельное сопротивление грунта, Ом * м.

d=0,95 * 0,04 = 0,038 м

t = t0+ L /2 = 0,5 +2,5/2 = 1 ,75 м

Удельным сопротивлением грунта называется электрическое сопротивление, оказываемое грунтом в форме куба, объемом 1м3 или 1см 3 при прохождении тока от одной грани куба к другой. Удельное сопротивление грунта определяется по формуле:

=1* (7.2)

где 1 = 40 Ом*м - удельное сопротивление грунта (глина),

= 1,3 - климатический коэффициент для 3 климатической зоны (средняя полоса).

= 40 * 1,3 = 52 Ом*м

Подставив данные в выражение (7.1), вычислим сопротивление одиночного заземлителя :

Ro= 52 / (2*25) * [ln (2*2,5/0,038)+

+1/2 * ln ((4* 1 ,75+2,5) /(4*1 ,75-2,5)) ]= 17,39 Ом

Для снижения этого сопротивления необходимо использовать несколько заземлителей. Необходимое количество заземлителей для получения требуемого сопротивления R3 < 4 Ом (для электроустановок до 1000В) определяется по формуле:

N=R0/(З*RЗ) (7.3)

где 3 - коэффициент использования заземлителей, зависящий от отношения расстояния между одиночными заземлителями к их длине:

а / L = 5 / 2,5 = 2 ,

тогда при размещении заземлителей по контуру:

3 = 0,73 для 6 заземлителей,

N =17,39 / (0,73 * 4) = 5,95 = 6 заземлителей

Уголковые заземлители соединяются полосовой сталью, проложенной на глубине 1 м. Длина соединительной полосы:

Ln = N * a = 6 * 5 = 30 м

Соединительная полоса имеет свое сопротивление растеканию тока:

Rn = / (2 Ln) * l n [ Ln2 / (0,5 * b * t) ], (7.4)

где b = 0,04 м - ширина стальной полосы;

t = 1 м - глубина проложения соединительной полосы.

Подставив значения, получим:

Rn = 52 / (2 * 30) * ln [ 30 2 / (0,5 * 0,04 * 1) ] = 2,96 Ом

Тогда общее сопротивление заземляющего устройства из 6 заземлителей:

R = R0* Rn / (R0* +Rn*З*N) (7.5)

где = 0,5 - значение коэффициента использования горизонтального полосового элемента при числе заземлителей N = 6.

R = 17,39 * 2,96 / (17,39 * 0,5 + 2,96 * 0,73 * 6) = 2,4 Ом

Расчетное заземление удовлетворяет условию: R = 2,4 < 4 Ом, следовательно, обеспечивает электробезопасность.

8. Технико-экономическое обоснование

8.1 Обоснование выбора системы коммутации

Распространение новых технологий обработки, коммутации и передачи сообщений обуславливают увеличение количества цифровых АТС на телефонной сети.

В настоящее время на телефонной сети города действует шестнадцать автоматических телефонных станции, две из которых (АТСЭ-8 и АТСЭ-5) построены на оборудовании системы НПО Раскат «Омега» и на практике показали эффективность использования цифровых систем коммутации, в частности, системы Омега.

Модульность построения и полностью распределенное управление НПО Раскат Омега делает станцию удобной в обслуживании и обеспечивает гибкость для наращивания ДВО и наращивания емкости без изменения конфигурации системы, что отличает ее от многих других систем и дает ей преимущество перед ними. К тому же, использование на различных АТС аналогичного оборудования улучшает взаимодействие между станциями и, следовательно, повышает качество связи. Поэтому при проектировании новой АТС была выбрана именно эта система.

8.2 Определение экономической эффективности внедрения проектируемой ЭАТС на ГТС

Расчеты экономических показателей целесообразно проводить как для проектируемой станции, так и для равной (или близкой) ей по производительности цифровой коммутационной системы. При выборе варианта должно выполняться условие, обязательное для оценки сравнительной экономической эффективности, - сопоставимость вариантов проекта по основным параметрам.

Наиболее полно условию сопоставимости удовлетворяет цифровая система коммутации EWSD фирмы Siemens.

Сравнивать системы коммутации будем по приведенным затратам с учетом качества [8]. Технические параметры обеих систем очень близки, для сравнения будем использовать следующие показатели: коммутационная способность систем, количество попыток установления соединения в час наибольшей нагрузки (ЧНН), количество потребляемой энергии.

Расчеты будем производить исходя из того, что стоимость коммутационной системы EWSD составляет 180 $ за номер. Состав и численность производственного персонала примем одинаковым.

8.2.1 Расчет капитальных вложений

Капитальные вложения являются важнейшим экономическим показателем, так как непосредственно характеризуют, во что обходится создание новых сооружений техники связи. Капитальные вложения включают в себя затраты на приобретение оборудования, строительно-монтажные работы, транспортные расходы, а также затраты на прочие виды подготовительных работ, связанных со строительством, то есть принимаются равными сметной стоимости станции.

Так как размещение оборудования производится на существующих площадях, то затраты на строительство зданий не предусмотрены.

Таким образом, капиталовложения определим по формуле:

К = Кст.об + Ктары + Кт.з, (8.1)

где Кст.об - капитальные затраты на станционное оборудование, включая монтаж, определяемые по формуле:

Кст.об.=Куд*N (8.2)

где Куд - удельные капитальные затраты на единицу оборудования, стоим/ном;

N - емкость станции;

Ктары - стоимость тары и упаковки, составляющая 0,5% от стоимости оборудования;

Ктз - транспортно-заготовительные расходы, составляющие 4% от стоимости оборудования.

Удельные капитальные затраты на единицу оборудования системы Омега составляют Куд = 115 $/ном, включая монтаж, что соответствует 3220 руб. за номер (по курсу 28 руб. за доллар).

Следовательно,

Кст.об = 3220 * 2560 = 8 243 200 руб.;

Ктары = 0,005 * 8 243 200 = 41 216 руб.;

Ктз = 0,04 * 8 243 200 = 329 728 руб.

Тогда капитальные затраты по (8.1) составят:

КОМЕГА=8 243 200 + 41 216 + 329 728 = 8 614 144 руб.

Аналогичные расчеты проведем для EWSD:

180 $/номер = 5040 руб./номер

Кст.об. = 5040 * 2560 = 12 902 400 руб.;

Ктары = 0,005 * 12 902 400 = 64 512 руб.;

Kт.з = 0,04 * 12 902 400= 516 096 руб.

Капитальные затраты составят:

KEWSD=12 902 400 + 64 512 + 516 096 = 13 483 008 руб.

8.2.2 Расчет годовых эксплуатационных расходов

Годовые эксплуатационные расходы складываются из следующих статей затрат:

* расходов на оплату труда, включая отчисления на социальные нужды;

* амортизационных отчислений на полное восстановление;

* материальных затрат (оплата электрической энергии, используемой на производственные нужды, а также расходы на материалы и запасные части);

* прочих расходов.

Для определения расходов на заработную плату производственного персонала прежде всего необходимо определить его численность.

Расчет численности штата проведем согласно [7]. Результаты расчета приведены в таблице 8.1. Там же приведен расчет заработной платы по установленным должностным окладам.

Таблица 8.1

Расчет месячного фонда оплаты труда

Сумма денежных средств, выплачиваемая работникам предприятия за определенный период в соответствии с действующей системой и формами оплаты труда, называется фондом заработной платы или фондом оплаты труда (ФОТ).

Годовой фонд оплаты труда определяется по формуле:

ФОТ=12*ФОТ1мес, (8.3)

где ФОТ 1мес - месячный фонд оплаты труда,

ФОТ = 12 * 57 728 = 692 736 руб.

Отчисления на социальные нужды составляют 35,6% фонда оплаты труда:

СН = 0,356 * 692 736= 246 614 руб.

Расходы на оплату труда составляют

ОТ = 692 736 + 246 614 = 939 350 руб.

Амортизационные отчисления определяются по заранее установленным нормам ежегодных амортизационных отчислений от стоимости основных фондов.

Величину амортизационных отчислений рассчитываем по формуле:

А=ОПФ*а (8.4)

Где: ОПФ - первоначальная стоимость основных производственных фондов;

а - норма амортизационных отчислений на полное восстановление.

Под первоначальной стоимостью основных производственных фондов понимаются фактические затраты, имеющие место при вводе в эксплуатацию оцениваемого объекта. Сюда включаются расходы на оборудование, его доставку, монтаж, установку и регулировку по ценам, действующим во время приобретения или ввода в эксплуатацию. Таким образом, под первоначальной стоимостью основных производственных фондов можно понимать капитальные затраты на строительство и ввод в эксплуатацию АТСЭ-6. Следовательно, ОПФ = 8 614 144 руб.

Для АТСЭ годовые нормы амортизации составляют 3,3% [8],

тогда амортизационные отчисления равны:

AОМЕГА = 8 614 144 * 0,033 = 284 266,75 руб.

Для EWSD:

Аewsd = 13 483 008 * 0,033 = 444 939,26 руб.

Затраты на электроэнергию для производственных нужд от посторонних источников электроснабжения определяются в зависимости от потребляемой мощности и тарифов на электроэнергию:

Эл=Т * Э руб, (8.5)

где Т = 1,85 руб/кВтч - тариф на электроэнергию для предприятий,

Э - количество электроэнергии, потребляемой в течение года, определяемая по формуле:

Э=N*РАН*365/(*Кчнн* 1000), (8.6)

где Ран -мощность, потребляемая одним абонентским номером в ЧНН,

365 - число дней в году,

N =2560 - емкость АТС,

= 0,7 - КПД выпрямительной установки,

Кчнн = 0,1 - коэффициент концентрации нагрузки в ЧНН,

1000 - переводной коэффициент в кВт.

Следовательно,

ЭлОМЕГА = 1,85*2560*0,9*365 / (0,7*0,1 * 1000)= 22 225,37 руб.

ЭлEWSD= 1,85*2560* 1,7*365 / (0,7*0, 1 * 1000)= 41 981,26 руб.

Затраты на материалы и запасные части определяются как 1% от капитальных затрат:

MОМЕГА = 0,01 * 8 614 144 = 86 141,44 руб.

MEWSD = 0,01 * 13 483 008 = 134 830,08 руб.

Величина прочих расходов составляет 15% от расходов на оплату труда:

Пр = 0,15 * 939 350 = 140 902,5 руб.

Результаты расчета годовых эксплуатационных расходов представлены в таблице 8.2.

Таблица 8.2

Расчет годовых эксплуатационных расходов

8.2.3 Расчет приведенных затрат

Сравнительную экономическую эффективность используют при выборе вариантов реализации проекта сооружения. Он позволяет выбрать наиболее эффективный из нескольких вариантов проекта одного и того же назначения.

Показателем сравнительной экономической эффективности капитальных вложений в сооружения связи является минимум приведенных затрат. Вариант, имеющий наименьшую величину приведенных затрат, считается эффективным.

Как указывалось выше, в качестве варианта для сравнения выбрана система коммутации EWSD фирмы Siemens, для сравнения используются следующие показатели: коммутационная способность систем, количество попыток установления соединения в час наибольшей нагрузки (ЧНН), количество потребляемой энергии.

Приведенные затраты рассчитываются по формуле:

З=Э+ЕН*К, руб (8.7)

где Э - эксплуатационные затраты; руб

К - капитальные затраты; руб

ЕН=0,2 - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений по отрасли связи.

Следовательно,

ЗОМЕГА = 1 472 886,06 + 0,2 * 8 614 144 = 3 195 714,86 руб.

ЗEWSD = 1 702 003,1 + 0,2* 13 483 008 = 4 398 604,7 руб.

Расчеты показали, что затраты на коммутационную систему Омега значительно ниже, чем на EWSD, но необходимо учитывать качественные показатели работы систем. Для этого вычислим комплексный показатель качества - коэффициент эквивалентности экв

Составим таблицу сравниваемых качественных показателей двух систем (таблица 8.3).

Таблица 8.3

Расчет коэффициента эквивалентности

Таким образом, экв = 1,01. Учтем это значение при определении капитальных затрат и эксплуатационных расходов для Омеги:

Комега =экв* К, руб

Комега = 1,01 * 8 614 144 = 8 700 285,44 руб.

Эомега = ОТ + экв * А + Эл + экв * М + Пр , руб

Эомега = 939 350+1,01*284 266,75+22 225,37 +1,01 * 86 141,44 + 140 902,5 = 1 476 590,14 руб.

Приведенные затраты составят:

ЗОМЕГА= 1 476 590,14 + 0,2 * 8 700 285,44 = 3 216 647,22 руб.

Результаты расчетов сведем в таблицу 8.4.

Таблица 8.4

Результаты технико-экономического расчета

Проведенные расчеты показали, что с учетом качественных показателей работы систем коммутации приведенные затраты для системы Омега всего на 1 % больше, чем для станции EWSD такой же емкости. Следовательно, применение Омеги является экономически более эффективным.

Заключение

Основная задача предприятий ГТС - обеспечение населения телефонной связью, к которой в последнее время предъявляются все более высокие требования. Это является причиной появления современных систем, обеспечивающих высокие качественные и экономические показатели.

В настоящее время на городских телефонных сетях эксплуатируется большое количество аналогового оборудования, что представляет собой главное препятствие для широкого применения цифровой техники. Новые цифровые системы проектируются и устанавливаются с целью экономии затрат за счет сокращения эксплуатационных расходов, а также для предоставления новых видов услуг и высокого качества обслуживания.

Электронная АТС Омега является коммутационной системой четвертого поколения. В ней используются наиболее передовые и совершенные цифровые технологии, позволяющие удовлетворить все более растущие потребности в высококачественной передаче информации и дополнительных видах обслуживания. Система Омега обеспечивает эффективное вложение средств, имеет высокую гибкость в отношении постепенного наращивания емкости и увеличения количества видов ДВО, что является ее преимуществом перед другими системами и обеспечивает ее применение и в будущем без существенной модернизации.

Список литературы

1. Баркун М.А. Цифровые автоматические телефонные станции. Минск, «Вышэйшая школа», 1990.

2. Баркун М.А., Ходасевич О.Р. Цифровые системы синхронной коммутации. - М., 2001.

3. Долбилина Е.В., Костюк Е.В., Курбатов В.А. Экология и безопасность жизнедеятельности: Методические указания для выполнения расчетной части раздела дипломных проектов. - М., 2001.

4. Маркин Н.П., Пшеничников А.П. Методические указания по проектированию систем коммутации. - М., 1999.

5. Казаринов И.А. Проектирование электропитающих установок предприятий проводной связи. - М., «Связь», 1974.

6. Техническая и эксплуатационная документация НПО Раскат на цифровую систему коммутации «Омега», 1999.

7. Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети. - М., ЦНТИ «Информсвязь», 2000.

8. Резникова Н.П., Демина Е.В. Методические указания по технико-экономическому обоснованию дипломных проектов для технических факультетов. - М., 2000.