Развитие телекоммуникационных сетей

C_м, C_п, C_т – і-ші категориядағы үлкен жүктемелік сағаттағы (ҮЖС) шақырулардың орташа саны;

T_м, T_п, T_т – ҮЖС кезіндегі і – ші категориядағы абоненттің хабарласу ұзақтығының орта мәні;

Р_х – хабарласып болған шақырулардың үлесі.

Эрлангте  келтірілген і – ші категориялы  қайнар көздегі туындайтын жүктеменің интенсивтілігін есептеу.

 

 Эрл                                     (2.1)

 

мұндағы: t _i – бір жұмыстың орташа ұзақтығы.

 

t _i = _i ^.P_х^.( t_жс+ n^.t_т+ t_Б+ t_шж+Т_t ) (2.2)

(2.2.) формуласына  кіретін байланысты орнатудағы  бөлек операцияның ұзақтылығы  келесіні қабылдайды:

t_жс =3 с – станцияның жауап сигналын тыңдау уақыты;

n^. t_т =0,8 n, с – ТА – тан n мәнді санды теру уақыты;

t_шж = 7 - 8 с – хабарласу кезіндегі шақырушы абоненттің шақыруды жіберу уақыты.

Нөмірді теріп  болғаннан кейінгі мезеттен бастап шақырушы абоненттің жолына қосылу уақыты  нөмірді теру әдісі және қажетті  жолы қосылған станцияның типіне байланысты. Басқару программасы t_Б = 3с арқылы станциямен байланысу. Ішкі аймақтық байланыс үшін барлық уақытта t_Б = 0,5с. Телефонды аппараттан терген кезде өлшемдер әр түрлі мәнде болады, ал жүктемені тарату бағыты белгісіз болғандықтан үлкен қателіктер жасамас үшін t_Б = 2с деп алуға болады. Сурет 2.1 – Т_К және Р_Р мәндерінен α коэффицентінің тәуелділігі көрсетілген. [6]

 

Сурет 2.1 – Т_К және Р_Р мәндерінен α коэффициентінің тәуелділігі

 

α коэффициенті хабарласу аяқталмаған (шақырылған абоненттің жауап бермеу уақыты, шақырылған абоненттердің қателіктері) шақырудағы құрылғылардың ұзақтылығын есепке алады. Оның мәні негізінен хабарласу  ұзақтылығының орташа мәніне T_i  және хабарласып болған P_х шақырулардың үлесіне байланысты болады. Сондықтан, есептелінетін станцияға қосылған әр түрлі категориялардағы абоненттерден туындайтын жергілікті жүктемені келесі теңдіктен анықтауға болады:

 

Y_n=Y_М +Y_П +Y_Т (2.3)

 

мұндағы: n – есептелінетін станцияның нөмірі.

Есептелінетін АТС жүктеме көздерінің құрамының  құрылымын пайызбенен көрсетеміз:

Мекемелік сектордың  аппараты – 35 %;

Пәтерлік  аппараттар – 62,5 %;

Таксофондар – 2,5 %.

Станциялар  үшін мекемелік сектордың, пәтерлік сектордың және таксофондардың телефондық аппараттарының санын станция бойынша  есептей келе, алдыменен АТС-40 –  станциясынан бастаймыз (сыйымдылығы 6320 нөмір):

 

N_м == 2212 нөмір,

 

N_п == 3950 нөмір,

 

N_т == 158 нөмір.

 

Келесі есептейтін станциямыздың нөмірі АТС-42 және оның қарамағында 6840 нөмір тіркелген:

 

N_м == 2394 нөмір;

 

N_п == 4275 нөмір;

 

N_т == 171 нөмір.

 

АТС-72 – станциясы  үшін:

 

N_м == 2478 нөмір;

 

N_п == 4425 нөмір;

 

N_т == 177 нөмір.

 

АТС-73 – станциясы  үшін:

 

N_м == 2268 нөмір;

 

N_п == 4050 нөмір;

 

N_т == 162 нөмір.

 

АТС-79 – станциясы  үшін:

 

N_м == 2520 нөмір;

 

N_п == 4500 нөмір;

 

N_т == 180 нөмір.

 

АТС-91 – станциясы  үшін:

 

N_м == 2184 нөмір;

 

N_п == 3900 нөмір;

 

N_т == 156 нөмір.

 

Жоғарыдағы  есептелгендей барлық станциялардың  мекемелік секторы мен пәтерлік секторының телефондық аппараттарының және таксофондардың саны әр станция  бойынша анықтап көрсетілген.

Әр жұмыстың орташа ұзақтылығы (2.4) формуламен анықталады:

 

t_i = _i ^.P_х^.( t_жс+ n^.t_т+ t_Б+ t_шж+Т_t )   (2.4)

 

мұндағы: _i коэффиценті сурет 2.1-дегі графиктен табылады, α_м =1,165, α_п =1,110, α_т =1,125. Ал хабарласу ұзақтылығының орташа мәні Т_т және хабарласып болған шақырулардың үлесі P_х кесте 2.2-де келтірілген.

 

Кесте 2.2 - Абоненттер үшін негізгі сипатамалардың орташа мәні

Аппараттардың категориясы	Ci	Ti ,с	Pх,
Мекемелік сектор	3,1	85	0.60
Пәтерлік сектор	0,9	130	0.60
Таксофондар	9	110	0.60

 

Абоненттердің құрылымдық құрамы, яғни әртүрлі категориялы  аппараттар санын іздеу арқылы, ал қалған параметрлері (С_i, T_i, P_p) кесте 2.2-де келтірілген орташа мәндері бойынша анықталған.

Мекемелік абоненттер үшін есептеулер жүргіземіз:

 

t _м = _м ^.P_х^.( t_жс+ n^.t_т+ t_Б+ t_шж+Т_м )                           (2.5)

 

t _м = 1,165^. 0,60^. ( 3 + 7^. 0,8 + 2 + 8 +85 ) = 72.42 с

 

Барлық мекемелік  абоненттерден кіріске келіп  түсетін жүктеме:

 

 

 

Пәтерлік  абоненттер үшін есептеулер:

 

t _п = 1,11^. 0,60 ^. ( 3+ 7^. 0,8 + 2 + 8 + 130) = 98.97 с

 

Барлық пәтерлік абоненттерден кіріске келіп  түсетін жүктемені (2.1) формуласы  бойынша анықтаймыз:

 

 

 

Таксофондар үшін есептеулер:

 

t _т = 1,125^. 0,60 ^. (3+ 7^. 0,8 + 2 + 8 + 110) = 86.94 с

 

Барлық таксофондардан кіріске келіп түсетін жүктеме:

 

 

 

Жоғарыдағы  жүктемелердің барлығын (2.3) формуламен қоса отырып АТС-40 – станциясының толық  жүктемесін анықтаймыз.

 

 

 

Осындай әдіспен  станциялардың жүктемелерін есептей  келе, әр станция үшін және жалпы  мекемелік секторы мен пәтерлік секторының аппараттарының және таксофондарының  кіріске келіп түсіретін жүктемелерінің мәндерін кесте 2.3-те толтырамыз.

 

Кесте2.3 – Станциялардың жүктемелері

АТС	Сыйымдылығы	Мекемелік сектор Эрл	Пәтерлік сектор Эрл	Таксофон Эрл	Жалпы жүктеме Эрл
АТС – 40	6320	137.944	97.733	34.134	270.018
АТС – 42	6840	149.294	105.774	37.167	292.235
АТС – 72	7080	154.532	109.486	38.471	302.489
АТС – 73	6480	141.436	100.207	35.211	276.854
АТС – 79	7200	157.151	111.341	39.123	307.616
АТС – 91	6240	136.198	96.496	33.907	266.6
Жалпы	40160	876.556	621.037	218.219	1716

 

Есептеу нәтижелері Б қосымшасында Mathcad-та келтірілген.

 

2.1.1 Қалааралық байланыстан түсетін  жүктеме

Қалааралық  байланыстан түсетін жүктеме, яғни бір абоненттен түсетін жүктеменің 0,003 Эрл-қа көбейтіндісіне тең. Жалпы  жүктеме қалааралық байланыстан  түсетін жүктеме мен жергілікті жүктеменің қосындысы.

                                    (2.6)

мұндағы: N-абоненттер саны.

 

 

 

Станцияларың  қалааралық жүктемесін есептеп, 2.4 - кестеге  енгіземіз

 

 

 

 

 

 

 

 

Кесте2.4 – Станциялардың жүктемелері

АТС	Сыйымдылығы	Мекемелік сектор Эрл	Пәтерлік сектор Эрл	Таксофон Эрл	Қалааралық байланыс жүктемесі	Жалпы жүктеме Эрл
АТС- 40	6320	137.944	97.733	34.134	18.96	288.978
АТС- 42	6840	149.294	105.774	37.167	20.52	312.755
АТС- 72	7080	154.532	109.486	38.471	21.24	323.729
АТС- 73	6480	141.436	100.207	35.211	19.44	296.294
АТС- 79	7200	157.151	111.341	39.123	21.6	329.216
АТС- 91	6240	136.198	96.496	33.907	18.72	285.32
Жалпы	40160	876.556	621.037	218.219	120.48	1836.48

 

2.2 Оптикалық  талшықтың негізгі сипаттамаларын  есептеу

 

ОТ-ның  сапасы ортақ өлшеу тәсілдерімен анықталады. ОТ параметрлері мен өлшеу тәсілдерін қабылдау қажет.

Егер бірмодалы  ТЖ-де иілулер мен қосылулар болса, онда мода өрісінің диаметрі сөну сипаттамасының негізгі факторы болып табылады. Сонда, мода өрісінің  диаметрінің  үлкейуі сәуленің иілулерде өту  сапасын төмендетеді, бірақ айырымды және айырымсыз қосылуларда шығынды  азайтады.

 

2.2.1 Талшықты  жарық жолдың апертурасын есептеу

Талшықты  жарық жолдың ең маңызды жалпылама  параметрі – аппертура болып  табылады.

Апертура  – бұл ішкі толық шағылысу шарты  орындалатын, талшықты жарық жолға  енетін жарық конусының құрамаларының  бірі мен оптикалық өзекше  арасындағы бұрыш.

Оптикалық  кабельдің  сипаттамаларына сүйене отырып,  қаптаманың сыну көрсеткішін n₂  есептейміз. NA=0,13

 

(2.7)

 

мұндағы: n₁ - өзекшенің сыну көрсеткіші,  n1=1,4681;

Онда:

 

(2.8)

 

 

 

2.2.2 Нормалаған  жиілікті есептеу

Талшықты  жарық жолдың жалпыланған маңызды  параметрі оның қаситеттерін бағалауға  тиімді - оның нормаланған жиілігі  болып табылады.

 Өзекше (g1а)  мен қаптаманың (g2а) целиндрлік  функциясының аргументтерінің қосындысынан  пайда болады. 

 

V=((gl а)² - (g2 a)²)^1/2=((kl² - b²)+(Ь² - k2²))² =(k1²- k2²)^1/2,                 (2.9)

 

мұндағы: а – қаптама өзекшесінің  радиусы а=4,5 мкм

n₁  - өзекшенің сыну көрсеткіші n₁=l,4681

n₂- қаптаманың сыну көрсеткіші n₂= 1,4623

 

V =2×p×a()^1/2/l =2× 3.14 × 4,5 ×10^-6× 0.13 / ( 1.31×10^-6) = 2,37

 

Кабель параметрлеріне есептеулер жүргіземіз. Өзекше диаметрі  2а=9мкм және критикалық толқын ұзындығы А-=1250нм мода өрісінің 2w₀   толқын ұзындығы 1310 нм кезіндегі екенін ескере отырып, кабель есептеулерін шығарамыз.

 

2w₀ » (2,6×l / Vc ×lc)×2a                                           (2.10)

 

мұндағы:: l - толқынның жұмыс ұзындығы, нм

lc – толқынның критикалық ұзындығы, бұдан жоғарғы жарық жолда тек қана негізгі мода таралады.

Vc- нормаланған критикалық жиілік

 

Vc=2,405;  Х=1310нм:   2w₀» (2,6×1310/2,405×1250)×9=10мкм.

 

Бұл ОТ 10мкм дейінгі диаметрмен алуға болатынын білдіреді.

Жарық  жолда орталардың бөліну шекарасы қаптама – өзекшеде мөлдір айна екенін ескере отырып, онда оптикалық  бұрыштың шағылуы ғана емес, сонымен  қатар оның қаптамаға енуі жүзеге асады. Энергияның қаптамаға өтуі мен  қоршаған ортаға таралуын болдырмау  үшін толық ішкі шағылу мен апертура шарттарын орындау керек.

Жоғарғы тығыздықты ортадан тығыздығы  кем ортаға өткенде, яғни n₁> n₂ кезінде, белгілі бір бұрышта толық толқын шығарылып, басқа ортаға өтпейді. Орта шекарасынан барлық энергияның шағылу бұрышы - толық ішкі шағылу бұрышы деп аталады.

 

                                    (2.11)

 

мұндағы: m және е – сәйкесінше өзекшешің және қаптаманың магниттік және диэлектрлік өтімділігі. wp<q_B  болғанда,  сынған сәуле өзекше – қаптама шекарасының бойымен өтіп, қоршаған ортаға таралмайды. wp>q_B болғанда, өзекшеге түскен энергия, толығымен шағылып, жарық жолымен таралады.

Сәуле толқын шағылу бұрышынан кем  бұрышпен түскенде, яғни wp<q_B, энергия қаптамаға енеді, қоршаған ортаға таралады және жарық жолымен тасымалдау тиімсіз болады.

Толық ішкі шағылу режимі, жарық жолдың кірісіндегі жарықтың  енуін қамтамасыз етеді. Жарық жол тек қана жарықты  өткізеді, ол qa  бұрышында шоғырланған q_B толық ішкі шағылысу бұрышы.