Проектирование ГТС на базе SDH

,Эрл – для односторонних  линий;

 

, - для двухсторонних линий,  где , Эрл

 

Нагрузка от АТС1 к АТС2: А₁₂ =(А_{1 расп} А_{2 расп})/(A_{2 расп.}+А_{3 расп.}+ A_{4 расп.}+ +A_{4 расп}) = (231,58∙329,72)/(329,72+357,88+385,97+411,65) = 51,41 Эрл;

А_р12 = 1,03∙51,41 +0,29 = 55,03 Эрл.

 

Аналогичные расчеты произведем для остальных станций, и результаты сведем в таблицу 9.

 

Таблица 10. Значения интенсивности нагрузки на ГТС (Эрл)

(в строке сверху - значение А_ij , снизу - А_рij)

 

	АТС 1	АТС 2	АТС 3	АТС 4	АТС 5	АМТС	УСС
АТС 1		51,41	55,8	60,18	64,18	32,05	13,63
		55,03	59,64	64,235	68,42	34,65	15,1
АТС 2	55		171,71	187,37	201,845	51,28	21,8
	58,8		180,66	196,96	212,02	54,895	23,8
АТС 3	60,988			205,443	221,277	57,69	24,53
	65,08			215,76	231,94	61,62	26,7
АТС 4	67,16				241,127	64,1	27,258
	71,55				252,86	68,345	29,59
АТС 5	73,04					70,51	29,98
	77,7					75,06	32,467
АМТС	51,75	82,8	93,15	99	113,85		2,2
	55,386	87,92	98,743	104,85	120,36		2,696

 

 

 

3 Расчет емкости пучков соединительных линий

При расчете емкости  пучка соединительных линий (каналов) учитываем :

- норму потерь (качество  обслуживания вызовов) в направлении  связи;

- величину нагрузки на заданном  направлении связи;

- структуру коммутационного поля  узла автоматической коммутации;

- тип пучка соединительных линий  (односторонний или двухсторонний).

Нормы потерь на различных участках соединительного тракта имеют разные значения: для соединительных линий от АТС к АТС – Р=0,01; для СЛ к УСС – Р=0,001;  ЗСЛ от АТС – Р=0,003; СЛМ к АТС – Р=0,002.

Коммутационные поля цифровых систем коммутации создают полнодоступные пучки соединительных линий в направлении связи. Для расчета емкости пучка в этом случае используем первую формулу Эрланга (таблицы Пальма).

Для расчета  числа каналов от координатных АТС  к другим станциям сети используется метод эффективной доступности (МЭД), поскольку коммутационные блоки  АТСК обладают внутренними блокировками.

На АТСК-У исходящие  СЛ включаются в выходы коммутационных блоков ГИ –3 с параметрами 80х120х400,исользуемых  на ступени 1 ГИ.

 

Для расчета  числа СЛ методом МЭД следует:

1. Определить эффективную доступность – Д_эф.
2. Используя приведенную формулу О’Делла, определить число СЛ.

Расчет Д_эф производится по формуле:

Д_эф = Д_min + Q( -Д_min), где Д_min – минимальная доступность, - среднее значение доступности.

Минимальную доступность  Д_min найдем по формуле:

Д_min = - n_a + f), где m_a – число выходов из одного коммутатора звена А;

n_a – число входов в один коммутатор звена А;

f – коэффициент связности для рассматриваемого блока коммутации (коэффициент связности – это количество промежуточных линий, связывающих один коммутатор звена А с одним коммутатором звена В);

q – число выходов из одного коммутатора звена В в заданном направлении (q = 1, Д =20; q =2, Д=40;q=3,Д=60);

Q – коэффициент, зависящий от параметров звеньевого включения, величины нагрузки, потерь и доступности в направлении искания (Q=0.65 -0.75).

Коммутатор звена А  имеет параметры 20×20×3, количество коммутаторов, с учетом параметров коммутационных блоков ГИ-3 равно 6; отсюда m_a=20, n_a=13,3.

Для уменьшения затрат на межстанционные линии при небольшом количестве направлений берем q=2. Коэффициент связности f =1.

Тогда Д_min= (20-13,3+1)=15,4.

Среднее значение доступности  найдем по формуле:

= q(m_а – А_m), где А_m – нагрузка, обслуживаемая m_а промежуточными линиями звеньевого включения;

А_m= а_вх×n_a, где а_вх – удельная нагрузка на один вход блока коммутации, а_вх =(0,5-0,7) Эрл.

А_m= 0,5∙13,3= 6,65 Эрл, тогда = 2( 20-6,65) = 26,7.

 

Эффективная доступность: Д_эф=15,4 + 0,7(26,7 – 15,4) = 23,31

Приведенная формула  О’Делла имеет следующий вид:

V_ij =aA_pij+b, где A_pij – расчетная нагрузка в направлении от i-ой станции к j-ой станции;

a и b - коэффициенты, значения которых определяется для заданных потерь в направлении связи и найденному значению  Д_эфф.

Таблица 11. Значения коэффициентов a и b для различных участков сети.

Участок сети	Потери	Коэффициент a	Коэффициент b
АТС-АТС	0,01	1,23	5,3
АТС-УСС	0,001	1,37	7,3
ЗСЛ от АТС	0,003	1,27	6

 

Так как на сети только одна координатная станция – АТС1, то МЭД будут рассчитываться СЛ, идущие в направлении от АТС1. Пример расчета  СЛ от АТС1 к АТС2:

V₁₂= 1,23∙55,03+5,3=73 линии, аналогичным образом производим расчет для других направлений.

Результаты расчета числа  соединительных линий в различных  направлениях сведем в таблицу 11. В таблице курсивным шрифтом выделены соединительные линии двустороннего занятия.

 

Таблица 12. Число соединительных линий межстанционной сети  связи

	Тип АТС	АТС 1	АТС 2	АТС 3	АТС 4	АТС 5	АМТС	УСС
АТС 1	АТСКУ		73	79	85	90	51	28
АТС 2	EWSD	74		204	220	236	74	39
АТС 3	EWSD	81			240	256	82	44
АТС 4	S-12	88				279	89	47
АТС 5	S-12	93					97	50
АМТС	AXE-10	76	111	112	130	147		10

4 Выбор оптимальной структуры  построения сети на базе SDH.

Технология синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) позволяет создавать надежные транспортные сети и гибко формировать цифровые каналы в широком диапазоне скоростей — от нескольких мегабит до десятков гигабит в секунду. Основная область ее применения — первичные сети операторов связи. Мультиплексоры SDH с волоконно-оптическими линиями связи между ними образуют среду, в которой администратор сети SDH организует цифровые каналы между точками подключения абонентского оборудования или оборудования вторичных (наложенных) сетей самого оператора — телефонных сетей и сетей передачи данных.

Система SDH рассчитана на транспортирование всех сигналов PDH (ИКМ-3, ИКМ-120, ИКМ-480, ИКМ-1920), а также всех действующих и перспективных служб, в том числе и широкополосной цифровой сети с интеграцией служб (B-ISDN), использующей асинхронный способ передачи (АТМ).

 

В системе SDH использованы последние достижения в электронике, системотехнике, вычислительной технике, программировании и т. п. Применение SDH для построения первичных сетей различного уровня позволяет существенно сократить капитальные затраты, эксплуатационные расходы, сократить сроки монтажа и настройки оборудования. При этом повышается надежность сетей, их гибкость и качество связи.

Сети SDH относятся к классу сетей с коммутацией каналов на базе синхронного мультиплексирования с разделением по времени (Time Division Multiplexing, TDM), при котором адресация информации от отдельных абонентов определяется ее относительным временным положением внутри составного кадра, а не явным адресом, как это происходит в сетях с коммутацией пакетов.

 

Линейные  сигналы SDH организованы в синхронно транспортные модули STM (агрегатные блоки). Кадры STM-N имеют достаточно сложную структуру, позволяющую агрегировать в общий магистральный поток потоки SDH и PDH с различными скоростями, а также выполнять операции ввода/вывода без полного демультиплексирования магистрального потока.

Первый модуль – STM-1 – соответствует скорости передачи 155 Мбит/с. Каждый последующий имеет скорость в 4 раза большую, чем предыдущий. Уже стандартизованы STM-4 (622 Мбит/с) и STM-16 (2.5 Гбит/с). Ожидается принятие STM-64 (10 Гбит/с). Операции мультиплексирования и ввода/вывода выполняются при помощи виртуальных контейнеров (Virtual Container, VC), в которых блоки данных PDH можно транспортировать через сеть SDH.  Все операции производятся с контейнерами независимо от их содержимого. Благодаря этому достигается универсальность сети SDH.

 

4.1. Анализ способов построения  сетей на базе SDH.

Сеть  на базе SDH строится с помощью различных функциональных модулей. Состав модулей определяется основными операциями, которые необходимо выполнить для обеспечения передачи высокоскоростных цифровых потоков по сети связи. Эти операции следующие:

• сбор входящих потоков, поступающих в сеть SDH, в синхронные транспортные модули (STM);
• передвижение (передача) STM по сети с возможностью ввода/вывода цифровых потоков (контейнеров) в промежуточных пунктах;
• передача контейнеров, несущих полезную информацию из одной части сети в другую в одном и том же узле;
• объединение нескольких однотипных потоков (STM) в потоки (STM) более высокого уровня;
• восстановление формы и амплитуды сигналов, передаваемых на большие расстояния;
• сопряжение сети SDH с сетями пользователей (сети доступа) с помощью согласующих устройств.

 

Для решения поставленных задач в  состав SDH входят следующие модули:

• мультиплексоры;
• концентраторы;
• регенераторы;
• - коммутаторы.

 

Мультиплексор – основной модуль сети SDH.

Мультиплексор выполняет следующие функции:

• объединение низкоскоростных потоков в высокоскоростной поток (мультиплексирование) и наоборот (демультиплексирование);
• обеспечение доступа (терминального доступа) низкоскоростных каналов иерархии PDH к входным портам SDH;
• решение задач локальной коммутации, концентрации регенерации цифровых потоков.

Различают два основных вида мультиплексоров: терминальный (ТМ)  и мультиплексор  ввода/вывода (ADM).

Терминальный мультиплексор (Terminal Multiplexer - ТМ). Представляет собой оконечное устройство сети с определенным числом каналов доступа (электрических и оптических) и одним или двумя оптическими входами/выходами, называемыми агрегатными портами или интерфейсами. При использовании двух агрегатных портов возможна реализация защиты линейных сигналов от повреждений линии или аппаратуры. В случае аварии происходит автоматическое переключение на резервную линию. 

Мультиплексор ввода/вывода (Add/Drop Multiplexer-ADM). Предназначен для добавления и извлечения отдельных цифровых компонентных сигналов 2, 34, 140 Мбит/с или 155 Мбит/с. Мультиплексор имеет два или четыре агрегатных порта, к которым подключаются волоконно-оптические линии связи, и ограниченное число портов компонентных сигналов.