Загальні принципи проектування сучасних телефонних мереж і мереж наступного покоління

Территория рекламы

ЛЕКЦІЯ

Тема: Загальні принципи проектування сучасних телефонних мереж і мереж наступного покоління      

План

  1.  Процес проектування, його методи та особливості                  
  2.  Складові частини технічного проекту.                                      
  3.  Етапи проектування місцевих телефонних мереж  
  4.  Проектування міжстанційних зв’язків.  
5  Побудова мережі наступного покоління на базі МТМ

                                      

Л I Т Е Р А Т У Р А

  1.  Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Проектування телекомунікаційних мереж: Підруч. для студ. вищ. навч. закл. за напрямком “Телекомунікації”/ За ред. В.К. Стеклова. – К.:Техніка,2002. – 792 с.
  2.  Автоматическая коммутация/Под. ред. О.Н. Ивановой/.- М.:Радио и связь, 1988. – 624 с.
  3.  Аваков Р.А., Шилов О.С., Исаев В.И. Основы автоматической коммутации: Учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 1981. – 288 с.

1. Процес проектування, його методи та особливості

На сьогоднішній день при проектуванні телекомунікаційних систем і мереж широко застосовується метод  системного дослідження.  В основі методу – відображення взаємозалежності, взаємозумовленості елементів в системі.

Система - упорядкована певним чином множина елементів, між якими встановлені деякі співвідношення.

Складна система -  множина взаємозв’язаних і взаємодіючих елементів і підсистем.

Відмінні ознаки складних систем:

  •  велика кількість взаємодіючих і взаємопов’язаних елементів;
  •  складність функції, виконуваної системою і направленої на досягнення загальної мети функціонування;
  •  можливість розділення системи на підсистеми, мета функціонування яких підпорядкована загальній меті функціонування системи;
  •  управління розгалуженою мережею і потоками інформації;
  •  взаємозв’язок із зовнішнім середовищем і функціонування в умовах впливу випадкових факторів.

Проста система - має незначну кількість елементів.

Елемент - мінімальний неподільний об’єкт. Що вважається елементом, залежить від мети дослідження системи. В одних випадках це може бути розкладання елементів на основні частини, в інших – об’єднання кількох елементів.

Підсистема - сукупність елементів. Будь-яку сукупність елементів системи з їх зв’язками можна розглядати як підсистему. Це достатньо самостійна частина складної системи, але мета її функціонування підпорядкована загальній меті функціонування системи. Правильне виділення підсистем дає можливість спростити алгоритм аналізу системи.

Основою створення будь-якого об’єкта є процес проектування.

Проектування – це комплекс робіт, який складається з пошуку, досліджень, розрахунків та конструювання, достатнього для створення нового об’єкта чи реконструкції старого, що відповідає  заданим вимогам.

Проектування, яке здійснюється  людиною з застосуванням технічних засобів, наз. автоматизованим.

Степінь автоматизації м.б. різною і оцінюється часткою   проектних робіт, що виконуються машиною без участі людини.

= 0 – проектування неавтоматизоване;

= 1 – автоматизоване.

Об’єктами проектування м.б. вироби (системи та пристрої зв’язку) і процеси (обчислювальні, технологічні).

    Мета автоматизації проектування – підвищення якості, зменшення матеріальних витрат, скорочення термінів проектування, зменшення кількості інженерів-проектувальників з метою підвищення продуктивності їх праці.

Характерна риса автоматизованого проектування - систематичне використання технічних засобів при раціональному розподілі праці між людиною та машиною. Але межа між автоматизованим та неавтоматизованим проектування не є чіткою і непорушною.

    Процес проектування вважається найкраще організованим, якщо він виконується з застосуванням САПР – системи автоматизованого проектування.

         САПР – це організаційно-технічна система, що є комплексом засобів автоматизованого проектування, взаємозв’язаного з підрозділами проектної організації та виконуючого автоматизоване проектування.

При використанні САПР застосовують блочно-ієрархічний підхід до проектування, при якому проектовану систему розділяють на ієрархічні рівні, або рівні абстрагування.

При цьому поділяються моделі, постановки проектних задач, проектна документація, тощо.

Мета поділення – заміна малої кількості складних задач більшою кількістю задач меншої (допустимої) складності. Це дає можливість на кожному рівні формувати та розв’язувати задачі допустимої складності.

На кожному рівні є свої уявлення про систему та елементи. Те, що на k–му рівні наз. елементом, стає системою на більш низькому k+1–му рівні. Елементи найнижчого рівня наз. базовими елементами або компонентами.

На верхньому ієрархічному рівні розглядається весь складний об’єкт як сукупність взаємодіючих підсистем. При цьому описування кожної підсистеми не повинне бути дуже докладним, так як це призведе до надмірної громіздкості описувань і неможливості розв’язання виникаючих при цьому проектних задач.

На наступному рівні підсистеми розглядаються окремо як системи, що складаються з деяких частин і мають більшу докладність описувань. Даний рівень є рівнем підсистем.

Процес поділення описувань і поблочного їх розгляду із зростаючою детальністю можна продовжити аж до отримання описувань блоків, які складаються з базових елементів.

Таким чином, рівні абстрагування розрізняються за ступенем деталізації уявлень про об’єкт.

На кожному рівні відповідна система (елемент) характеризується параметрами та змінними.

Змінні – величини, які характеризують фізичний та інформаційний стан об’єкта.

Параметр – величина, яка характеризує властивості чи режим роботи об’єкта. Розрізняють внутрішні, зовнішні, вхідні, вихідні параметри.

Аспекти описування об’єктів.

 Аспекти описування – поділення уявлень про об’єкт за властивостями, які характеризують цей об’єкт.

Для описування складного технічного об’єкту необхідно кілька аспектів – функціональний, конструкторський, технологічний.

Функціональний – характеризує фізичні та (або) інформаційні процеси, що відбуваються в об’єкті при його функціонуванні.

Конструкторський – характеризує структуру, розташування в просторі та форму складових частин об’єкта.

Технологічний – характеризує технологічність, можливість та способи виготовлення об’єкта в заданих умовах.

У кожному аспекті виділяються свої рівні абстрагування.

У функціональному – системний (структурний), функціонально-логічний, схемотехнічний, компонентний.

На системному рівні як системи фігурують комплекси, н-д, ЕОМ, системи автоматичного телефонного зв’язку, а як елементи – блоки (пристрої) апаратури, н-д, процесор, модем, передавач.

На функціонально-логічному рівні ці блоки розглядаються як системи, що містять елементи – функціональні вузли: підсилювачі, модулятори, лічильники, дешифратори.

На схемотехнічному – функціональні вузли описуються як системи з електрорадіоелементів (компонентів схеми – транзисторів, резисторів, конденсаторів).

На компонентному рівні розглядаються процеси, які відбуваються у схемних компонентах.

Конструкторський аспект має свою ієрархію конструктивів, яка містить рівні описування стояків, рам, панелей, мікросхем.

У технологічному аспекті розрізняють ієрархічні рівні описування технологічних процесів у вигляді принципових схем, маршрутів, сукупності операцій та переходів.

Кожному аспекту та рівню абстрагування властиве використання певного математичного апарату, характерних математичних моделей. Іноді застосовують зображення різних рівнів абстрагування для різних елементів загальної моделі системи. Такі моделі систем наз. багаторівневими. Використання їх дає змогу задовольнити суперечливі вимоги досягнення високої точності і економічності проектованого об’єкта.

2. Складові частини технічного проекту.

Проектування телефонних мереж здійснюється згідно планів, які, в залежності від періода, на який розроблюються, діляться на перспективні і поточні.

До перспективних планів належать довгострокові (генеральні) (15-20 р.) плани, які носять програмний цільовий характер. Основою для їх розробки є прогнозування потреб в послугах зв’язку.

Поточні плани конкретизують річні завдання генерального плану з врахуванням нових потреб в засобах зв’язку, розвитку техніки і економіки.

З’єднувальною ланкою між плануванням розвитку засобів зв’язку і безпосереднім здійсненням цього розвитку є проектування.

Проект – це технічно і економічно обґрунтоване рішення по будівництву будь-якого об’єкту.

Підставою для виконання робіт по проектуванню є завдання на проектування, яке видається замовником проекту.

Проектування складається з дослідження і розробки проекту.

Мета дослідження – збір початкових даних для розробки проекту і узгодження основних проектних рішень з усіма зацікавленими організаціями.

В процесі дослідження необхідно установити: економічну доцільність і об’єм припустимого розвитку даної телефонної мережі, найбільш економічні і раціональні способи організації зв’язку з врахуванням потреб у всіх видах електрозв’язку; місце розташування АТС; найбільш економічний варіант для трас лінійних споруд.

  1.  Етапи проектування місцевих телефонних мереж

Загальні принципи проектування можна представити в 5 етапів:

на І – му етапі проводиться дослідження району введення проектуємої КС; дається повне описування промислового сектору, адміністративного комплексу району, квартирного сектору і визначається кількість абонентів, які потребують послуг телефонного зв’язку. Потім, виходячи з даної кількості і телефонної щільності, визначається ємність проектуємої КС.

ІІ етап – на основі цих даних складається завдання на проектування.

В ньому наводиться:

1) загальна ємність системи і окремо для кожного сектора (н/г, кв.), кількість телефонних апаратів, таксофонів односторонньої дії, МТА;

2) УВАТС, які включаються в проектуєму АТС, для яких визначається загальна ємність, кількість абонентів з правом зовнішнього зв’язку, а також % вихідного навантаження на МТМ;

3) наводяться існуючі РАТС, для яких визначається: система АТС, її ємність, відстань до проектуємої АТС;

4) зазначається нумерація мережі і можливість її заміни при реконструкції телефонної мережі;

5) зазначається тип АМТС і відстань до проектуємої РАТС.

Для більш правильного розрахунку навантажень, виникаючих на проектує мій АТС і розподілених в ній, зазначається середня кількість розмов в секунду для кожного сектору, середня кількість викликів в ГНН для кожного сектора, % відбувшихся розмов, % телеф. навантаження до ВСС, середнє питоме навантаження в ГНН по ЗЗЛ і ЗЛМ.

Додатково може бути зазначений структурний склад абонентів зустрічних АТС. Якщо він не заданий, то передбачається, що структурний склад абонентів такий же, як і на проектує мій АТС.

ІІІ етап. Розрахунок варіантів реконструкції мережі зводиться до вибору того чи іншого типу комутаційного обладнання і розрахунку для нього навантажень (внутрішньо станційних, між станційних), пучків ЗЛ (вхідних і вихідних) і обладнання. Після цього складається план розподілу навантажень на мережі.

ІV етап. Техніко-економічне порівняння варіантів реконструкції МТМ і вибір оптимального варіанту.

Розрахунок проводиться в наступному порядку:

  1.  визначається об’єм капітальних затрат;
  2.  розрахунок річної суми експлуатаційних затрат;
  3.  розрахунок об’єму тарифних витрат;
  4.  розрахунок річного економічного ефекту;
  5.  розрахунок загальної економічної ефективності.

V етап. Розробка вимог по охороні праці і техніці безпеки на проектує- мій КС.

Після виконання проектування виконується розробка робочого проекту нової АТС. В ньому наводяться параметри АТС: ємність, місцезнаходження на МТМ, приводяться затрати на створення додаткових лінійних споруд і додаткових площ, необхідних для введення в дію АТС.

  1.  Проектування міжстанційних зв’язків.

Однією з найскладніших задач проектування АТС є розподіл поступаючих навантажень по напрямкам міжстанційного зв’язку. Поява на мережі нової АТС завжди змінює розподіл міжстанційних потоків навантажень. Як показав аналіз, потоки навантаження до нових АТС утворюються в значній мірі за рахунок перерозподілу навантажень до діючих АТС.

Тому при проектуванні розраховуються навантаження та кількість ЗЛ не лише між новою АТС і існуючими, але і між всіма існуючими АТС.

     

     Визначення ємності та місця будівництва проектуємої АТС.

Розрахунок оптимальної ємності проектуємої РАТС є складним завданням, особливо для великих міст з розвинутою телефонною мережею.

По загальній чисельності населення міста визначають ємність телефонної мережі на проектний період у відповідності з рекомендованою телефонною щільністю по рокам. Потім необхідно розподілити цю ємність по РАТС мережі, тобто виділити для кожної РАТС оптимальні зони дії.

Це питання вирішується при складанні генеральної схеми.

На стадії технічного проекту проводиться лише уточнення ємності РАТС у зв’язку з можливою зміною умов.

При визначенні ємності РАТС враховується чисельність населення в обслуговуваному районі, розміщення району (центральний, периферійний), насиченість району підприємствами і установами, близькість сусідніх РАТС. По цим же даним визначають кількість н/г, кв. апаратів, таксофонів, кількість віддалених абонентів.

Кількість МТА = 0,4 % ємності АТС. Підключаються зверх ємності АТС.

Місце розташування РАТС вибирається з умови мінімума затрат на лінійні споруди (АЛ, ЗЛ). При цьому враховується наявність існуючих приміщень чи вільних площ для нового будівництва.

      Умови використання концентраторів, УВАТС

Концентратори використовуються з метою скорочення довжини АЛ і встановлюються в місцях з великою концентрацією абонентів (квартирного сектору). Кінцеве рішення про встановлення концентраторів приймається під час проектування після ТЕ порівняння варіантів організації зв’язку.

Включення УВАТС необхідно узгодити з адміністрацією МТМ (СТМ) з врахуванням наступних вимог:

  •  кількість абонентів УВАТС з правом зовнішнього зв’язку повинно бути не менше 20-30%;
  •  для абонентів адміністративно-господарчих підприємств, готелів  може бути 80-100%;
  •  вихід на МТМ надається не менше, ніж 50 абонентам;
  •  ЗЛ між УВАТС і опорною АТС повинні бути однонаправленими. Назва „вих.”, „вх.” ЗЛ надається по відношенню до УВАТС. Їх кількість визначається на основі розрахункового навантаження (втрати при місцевому зв’язку – 0, 005; при міжміському – 0, 001).

5  Побудова мережі наступного покоління на базі МТМ На сьогоднішній день практичне значення має сценарій розвитку NGN на базі існуючої мережі ТМЗК, яку можна розділити на три великі групи: мережі без вузлоутворення; мережі з вузлами вхідних повідомлень; мережі з вузлами вхідних і вихідних повідомлень. Розглянемо приклад розвитку МТМ без вузлоутворення.

Така мережа будується, як правило, у невеликих містах. Під модернізацією інфокомунікаційної системи розуміється створення сучасної мережі класу "Triple-Play Services", що забезпечує передачу трьох видів інформації: мова, дані й відео.  

Значна частина МТМ побудована за принципом зв'язку комутаційних станцій "кожна з кожною". Раніше подібний спосіб організації міжстанційних зв'язків використовувався в містах при ємності МТМ не більше 80 тис. номерів. При використанні цифрових комутаційних станцій топологія "кожна з кожною" стає економічно доцільною для МТМ, ємністю в кілька разів більшою.

Для МТМ без вузлів можуть використовуватися різні сценарії переходу до NGN. Проте, можна розробити загальний підхід. Для ілюстрації пропонованих рішень обрана модель МТМ, показана на рисунку 5.1. Вона складається із шести РАТС. РАТС 4 виконує також функції вузла сельскоприміського зв'язку (ВСП), який необхідний для зв'язку з АМТС. Звичайно таку РАТС називають комбінованою станцією. Передбачається, що РАТС1, РАТСЗ і РАТС4 – аналогові комутаційні станції. Цифрове комутаційне обладнання використане для побудови РАТС2, РАТС5 і РАТС6.

Рисунок 5.1 - Модель МТМ, що модернізується

Кількість можливих структур NGN для такої моделі невелика. Тому можна використовувати метод перебору всіх припустимих рішень, щоб вибрати оптимальну структуру NGN. Структуру NGN можна вважати оптимальною, якщо при обраному критерії (як правило, при мінімальних витратах оператора на реалізацію проекту) і заздалегідь заданих обмеженнях визначені основні атрибути мережі. Їхніми характерними прикладами можна вважати:

- чисельність комутаторів (включаючи шлюзи) різного призначення;

- місця розташування цих комутаторів і їх пропускну здатність;

- схему зв'язку комутаторів між собою.

NGN починає формуватися з рівня міжміського зв'язку. Тому передбачається, що замість АМТС буде встановлений магістральний комутатор (МК), який забезпечує транзит IР-пакетів, що містять інформацію будь-якого виду (мова, дані, відео), у мережі міжміського й міжнародного зв'язку. На рисунку 5.2 показаний початковий етап модернізації МТМ, яка складається із двох площин. Верхня площина ілюструє основні зміни, що стосуються мережі сигналізації. У нижній площині показана структура мережі, по якій передається інформація користувачів (для NGN – IР-пакети).

У місті починає формуватися мережа IP, що підтримує показники якості обслуговування (QoS), які визначені для NGN. Перелік таких показників повинен бути встановлений Адміністрацією зв'язку. Підставою для нормування показників QoS може слугувати, наприклад, Рекомендація Міжнародного союзу електрозв'язку (МСЕ) Y.1541. На початковому етапі створення NGN у мережі IP може використовуватися всього один комутатор.

У розглянутому прикладі чотири мультисервісні абонентських концентратора (МАК) забезпечують обслуговування абонентів, які раніше були включені в РАТСЗ і РАТС4.  

Вибір оптимального числа МКД і МАК – окреме завдання, для рішення якого необхідно провести досить складні економіко-математичні розрахунки. Для визначення загального підходу до модернізації МТМ, точне значення числа МКД і МАК не потрібне. У межах IР-мережі показаний також транспортний шлюз MG (Media Gateway), який забезпечує взаємодію МАК з усіма РАТС, що використовують технологію "комутація каналів". У мережу IP включений ще один елемент – мультисервісний комутатор доступу (МКД). Він являє собою Softswitch класу 5. П'ятий клас відповідає комутаційному обладнанню, що функціонує на рівні місцевих станцій. Для аналізу функцій МКД необхідно звернутися до верхньої площини рисунка. Шість РАТС, незалежно від типу використовуваного комутаційного обладнання, можна розглядати як пункти сигналізації – SP (signaling point). Таке трактування було запропоновано МСЕ при розробці специфікацій для системи загальканальної сигналізації (ЗКС). Номера SP і РАТС збігаються. Для УСП виділений нульовий пункт сигналізації.

Рисунок 5.2 - Перший етап модернізації МТМ без вузлів

Основою мережі сигналізації в NGN стає комутатор Softswitch. Його функції – у розглянутому прикладі – виконують три МКД, що забезпечує високу надійність інфокомунікаційної системи міста. МКД підтримує всі протоколи сигналізації, необхідні й в NGN, і для взаємодії з експлуатованими РАТС. Ці РАТС можуть використовувати ЗКС-7 або систему сигналізації, яка прийнята для електромеханічних комутаційних станцій. Для сигналізації на ділянках МАК – МКД, між МКД, а також між МКД і Softswitch класу 4 (який установлюється на МК) передбачається використання протоколів SIP або SIPiТ [7], але можливі й інші рішення, відповідні до міжнародних стандартів.

Слід підкреслити, що для взаємодії з аналоговими станціями (у нашому прикладі – з РАТС1) необхідний шлюз сигналізації SG (Signalling Gateway). Справа в тому, що комутатори Softswitch не підтримують процеси обміну сигналами керування й взаємодії, які використовуються у вітчизняних аналогових комутаційних станціях. Передбачається, що в розглянутій моделі МТМ тільки РАТС1 побудована на електромеханічному комутаційному обладнанні з системою сигналізації R2.

У результаті установки нового обладнання створюється база для формування NGN. У правій частині нижньої площини розглянутої моделі показаний тільки один маршрут між кожним МАК і мережею IP. Цей маршрут ілюструє логічний зв'язок МАК з мережею IP. Для надійного зв'язку звичайно використовуються кільцеві топології, які забезпечують включення кожного МАК у мережу IP по двом незалежним шляхам.

На рисунку 5.3 показано один з можливих сценаріїв подальшої побудови NGN. Він розглядається як другий етап модернізації МТМ і заснований на заміні двох комутаційних станцій: РАТС1 і РАТС2 і цікавий з погляду мінімізації витрат на мережу доступу.

Установка МКД1 має на увазі реконструкцію мережі доступу, у якій з'являються ще три МАК. Між абонентами семи експлуатованих МАК усі види інформації передаються у вигляді IР-пакетів. Управляють з'єднаннями два МКД. Перехід до технології "комутація каналів" необхідний тільки для з'єднань, які встановлюються з терміналами, включеними в РАТС5 або РАТС6.

Радикальні зміни властиві мережі сигнализації. Тільки для РАТС5 і РАТС6 використовуються системи сигналізації, реалізовані для телефонного зв'язку. Усі інші елементи міської мережі (МАК і МКД) взаємодіють між собою по єдиній системі сигналізації, прийнятій для NGN. Топологія мережі стає усе більш схожою на структуру NGN, формування якої завершується на третьому – заключному – етапі. Цей етап (рис. 4.4) приводить до створення мережі зі структурою, яка була обрана завчасно у якості оптимального рішення. Вибір структури – предмет окремого дослідження, але його результат не впливає на пропоновану методологію модернізації МТМ.

Рисунок 5.3 - Другий етап модернізації МТМ без вузлів

Передбачається, що всі МКД повинні бути зв'язані між собою для забезпечення високої надійності системи сигналізації NGN. Крім того, передбачена організація двох незалежних напрямків для обміну інформацією з устаткуванням Softswitch класу 4, який, швидше за все, буде розташовуватися в центрі міста. Вихід до цього Softswitch може здійснюватися через МКД1 і через МКД2. Таке рішення гарантує надійний зв'язок модернізованої міської мережі з верхніми рівнями ієрархії національної інфокомунікаційної системи.

Сценарії модернІзацІЇ МТМ можуть різнитися темпами заміни експлуатованого комутаційного обладнання, чисельністю МКД і МАК в IР-мережі, а також іншими атрибутами. Вони не впливають на методику поетапного створення NGN. Вона універсальна. Необхідно згадати ще одну проблему – вибір структури мережі IP і тих технологій, які необхідні для підтримки показників QoS. He применшуючи актуальності рішення цих завдань, слід зазначити, що витрати оператора на створення мережі IP суттєво менші тих інвестицій, які будуть потрібні для заміни всіх РАТС і реалізації сучасної мережі доступу.

Рисунок 5.4 - Третій етап модернізації МТМ без вузлів

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Скачать

Лекція.doc

Лекція.doc
Размер: 560.5 Кб

Бесплатно Скачать

Пожаловаться на материал

Процес проектування, його методи та особливості. Складові частини технічного проекту. Етапи проектування місцевих телефонних мереж. Проектування міжстанційних зв’язків. Побудова мережі наступного покоління на базі МТМ.  

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Розробка, оформлення та реєстрація знаків для товарів і послуг. Практичне завдання

Мета: отримання студентами теоретичних знань та набуття практичних навичок з розробки, оформлення знаків для товарів і послуг та їх реєстрації в Державному департаменті інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України.

Найвизначніші діячі Острозької академії

Засновник академії князь Костянтин-Василь Острозький. Перша фундаторка академії Ельжбета-Гальшка княжна Острозька. Найвизначніші вчителі академії. Найвизначніші учні академії.

Цивільне процесуальне право

Цивільний процесуальний кодекс. Питання та відповіді до іспиту. Зміст рішення суду. Зміст позовної заяви. Цивільна дієздатність фізичної особи. Сімейний кодекс України. Усиновлення, позбавлення батьківських прав, визнання громадянина обмежено дієздатним чи недієздатним. Звернення до суду із заявою. Юридичне значення. Відкриття справи. Цінні папери в цивільному обороті

напряженно-деформированного состояния технологических трубопроводов

Контроль напряженно-деформированного состояния технологических трубопроводов НПС Пассивные методы диагностики НДС Основные причины организации систем диагностического мониторинга на объектах НГК Нагрузки и воздействия в трубопроводе

Молекулярная физика и термодинамика. Оптика. Квантовая, атомная и ядерная физика

Контрольная работа по физике.

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok