Тема 3.2. Системы телекоммуникаций

Методическая разработка

По курсовому проектированию

 

ПМ.02. Техническая эксплуатация сетей и устройств связи, обслуживания и ремонта транспортного радиоэлектронного оборудования

МДК.02.03. Основы технического обслуживания и ремонта оборудования и устройств оперативно-технологической связи на транспорте

Тема 3.2. Системы телекоммуникаций

для специальности

11.02.06 Техническая эксплуатация транспортного радиоэлектронного оборудования (по видам транспорта)

 

 

2019

СОДЕРЖАНИЕ

 ВВЕДЕНИЕ                                                                                                 3                                                                            

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ                             6

2 СТРУКТУРА ЦАТС «АЛМАЗ1»                                                              8

3 РАСЧЕТ ТЕЛЕФОННОЙ НАГРУЗКИ ПРИБОРОВ АТС И                    16 СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ  ЛИНИЙ

3.1 Расчет нагрузки исходящих абонентских линий                               18         

3.2 Расчет нагрузки входящих абонентских линий                              

3.3 Расчет нагрузки исходящих соединительных линий к другим АТС          

3.4 Расчет нагрузки входящих соединительных линий от другим АТС 19            

4 РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ И                   21          ПОТОКОВ Е1         

5 РАСЧЕТ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЦАТС     25      «АЛМАЗ1»                                                                                                                          

6 РАЗМЕЩЕНИЕ БЛОКОВ В ЦАТС «АЛМАЗ 1»                                 27                     

6.1 Размещение блоков в конструктиве модуля управления                   27                      

6.2 Размещение блоков в конструктиве модуля расширения                 28                  

7 РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОПИТАЮШЕЙ УСТАНОВКИ             30                                  

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ                                          32    

                            

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В последние годы на телефонных сетях Российской Федерации внедряются новые системы АТС и узлы коммутации, которые обеспечивают качественную и надежную связь, позволяют значительно снизить эксплуатационные затраты и предоставить абонентам большой спектр дополнительных услуг.

Среди наиболее характерных особенностей новых поколений АТС и сетей телефонной связи это – неуклонный рост емкости и трафика сетей телефонной связи, изменение структуры телефонного трафика благодаря значительному увеличению доли международных и междугородных вызовов, значительное увеличение нетелефонных телекоммуникационных служб, например, таких как факсимильная, видеотекстовая, электронная почта, емкость которых быстро растет и становится соизмеримой с емкостью сети телефонной связи; возрастающая экономическая эффективность цифровых методов хранения, обработки, передачи и коммутации всех видов информации по сравнению с аналоговыми методами; широкое внедрение волоконно-оптических линий связи.

Дальнейшее развитие сетей связи на базе аналоговых систем передачи и специализированных сетей бесперспективно с точки зрения экономической эффективности и улучшения качества обслуживания абонентов.

На сетях связи железных дорог нашли широкое применение цифровые АТС, что объясняется, во-первых, универсальностью их использования на сетях связи, во-вторых, тенденцией создания полностью цифровых сетей связи. Кроме того, на базе цифровых коммутационных станций создаются цифровые сети с интеграцией обслуживания. Интегральная сеть получила в зарубежной литературе обозначение ISDN (Integrated Services Digital Network). На такой сети может быть организована видеотелефонная связь. На интегральной сети разные виды сообщений передаются с использованием общих коммутационных станций и линий передачи.

Абонентам интегральной сети предоставляется широкий набор дополнительных услуг, которые действуют по всей сети (например, можно организовать конференцсвязь для абонентов, аппараты которых включены в различные коммутационные станции сети). На интегральной сети технический персонал имеет возможность контролировать состояние коммутационных станций и систем передачи всей сети, а также управлять сетью из одного пункта сети.

Для работы на интегральной сети применяются цифровые станции с использованием новых средств коммуникационной техники.

Ведущими зарубежными фирмами, разрабатывающими и производящими электронные АТс, являются АТ&Т (США), Международная корпорация ITT, Alcatel (Франция), Ericsson (Швеция), Plessey (Великобритания), NTT, NEC (Япония), Siemens (Германия), Italtel (Италия), Nokia (Финляндия), VEF (Латвия) и др.

Целью курсового проекта является, разработка плана реконструкции замены аналоговой АТС на цифровую АТС «Алмаз». Для достижения этой цели в курсовом проекте необходимо рассмотреть следующие вопросы:

1) Дать краткое описание цифровой АТС «Алмаз 1»

2) Произвести расчет телефонной нагрузки абонентских и соединительных линий.

3) Выбрать необходимое количество соединительных линий и потоков Е1, по направлениям.

4) Произвести выбор необходимого оборудования и разработать

структурную схему и схему размещения оборудования размещения

оборудования в шкафах.

5) Произвести расчет электропитающей установки, выбрать необходимое оборудование и составить структурную схему.

6) Разработать меры безопасности при обслуживании и эксплуатации цифровой АТС «Алмаз»

 

 

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

Таблица 1 — Задание на курсовое проектирование станции отделения дороги

Параметры
1. Монтируемая емкость: (количество абонентских номеров)		N
2. Средняя длительность разговора (сек.) внутристанционного ГАТС УАТС1 УАТС2 ЖАТС ДАТС стол справок стол заказов		tвн tгатс tуатс1 tуатс2 tжатс tдатс tспр tзак
3. Среднее число исходящих вызовов в ЧНН внутристанционного ГАТС УАТС1 УАТС2 ЖАТС ДАТС стол справок стол заказов		Cи вн Cи гатс Cи уатс1 Cи уатс2 Cи жатс Cи датс Cи спр Cи зак
4. Коэффициент:
5. Среднее число входящих вызовов в ЧНН ГАТС УАТС1 УАТС2 ЖАТС ДАТС стол заказов		Cвх гатс Cвх уатс1 Cвх уатс2 Cвх жатс Cвх датс Cвх зак

 

Таблица 1 заполняется на основании данных, приведенных в приложении. Номер варианта определятся по номеру студента в классном журнале.

  Схема местной телефонной сети железнодорожного узла представлена на

рисунке 1

 

 

                                                             ЖАТС (N=100)

                                                              Алмаз 02                               

ГАТС (N=8000)                          ТА                                                                    

                                                                                                     УАТС 1(N=50)                                                                                                                                                                                                                                                                             

                                                                                                  Si 2000

                                                                                   

     АТСК100/2000                                                              

                                                                        ЦАТС                                              

                                                                                                      УАТС 2(N=80)

                                                                                                       Квант Е                              

ТА                                                                                                                                   

      

 

линии спец. связи                                                                                                                                                           

                                                                                                  РМТС

                                               ДАТС(N=5000)                     М-60

                                                Definity

                                              

                                 

Рисунок 1 – Схема внешних связей проектируемой станции

                   2 СТРУКТУРА ЦАТС «АЛМАЗ»

 

 

 

Рисунок 2 – Структурная схема ЦАТС «Алмаз»

 

 

БП - 24/60/220

56RX

56TX

SP

CLK

БАК1

БАК52

БАКД

КСЛИ

КСЛВ

БЦО8М

Узел синхронизации

с ФАПЧ

8 кГц

8 МГц

ГАС

Автоин-

форматор

56TX

56RX

БУК

2

2

SP

CLK

1

15

2

2

{

15 АЛ

765

780

2

2

{

15 АЛ

2

2

2

781

790

2

1

6

3

3

1

6

3

3

1

8

КСЛУ

2-8

2-8

ЦУУ

i188, RAM, ROM

COM1

COM2

ЦК

64x64

ВИКМ

2

Контроллер

периферии

(ADSP 1)

МЧП

(ADSP 2)

Uвх

-60В

+5В

+12В

-12В

~95В

{

10 АЛ

СОРМ

Е1

БИКМ4

БИКМ4

6Е1

2-8

КСЛИ

КСЛВ

1

6

3

3

1

6

3

3

КСЛУ

2-8

2-8

КСЛУ

2-8

2-8

КСЛУ

,

2-8

2-8

1

1

1

8

8

8

2

На рисунке 2 приведена структурная схема ЦАТС  «Алмаз».

На рисунке 3 приведена структурная проектируемой АТС.     

Структуру ЦАТС  «Алмаз» условно можно разделить на управляющую коммутационную часть, расположенную в блоке управления и коммутации (БУК) и на периферийную часть, состоящую из блоков следующего типа:

1. Блоки абонентских линий (окончаний, портов). На разъемах этих блоков расположены выходы на абонентские окончания.

2. Блоки физических соединительных линий. На разъемах этих блоков расположены выходы на линейные окончания.

3. Блоки цифровых линий ИКМ. Разъемы этих блоков содержат выходы линейных окончаний для обмена потоками ИКМ.

Управление периферийными блоками производится от БУК по шине внутристанционных потоков ИКМ.

Блоки абонентских линий – это БАК, КСАЛ, КСЛА, КСТА, БАКД, БЦСТ, БОБД (LT – окончания).

Блоки физических соединительных – это КСЛИ, КСЛВ, КСЛУ, БОБД (NT – окончания).

В состав блоков цифровых линий ИКМ входит блок БЦО с установленными на нем субмодулями БИКМ, УСМ-4, СОРМ-V24, БЦОС. В каждый блок БЦО может быть установлено до четырех субмодулей в произвольном сочетании.

Для организации межстанционной связи по оптическим линиям используются блоки УВГ (8192 кбит/с) и БОС-2 (2 х 2048 кбит/с).

Информационный обмен в ЦАТС “Протон- ССС” серии “Алмаз1” осуществляется с помощью внутренних ИКМ трактов, организованных в БУК. Внутри БУК функционируют 16 трактов ИКМ. Временную коммутацию между этими трактами выполняют две микросхемы многоточечной коммутации типа MUSAС(PEB 2445), на которых и выполнен цифровой коммутатор (ЦК).

Входные аналоговые сигналы, приходящие по абонентским линиям преобразуются в абонентских комплектах блоков в квантованные и компандированные по А- закону 8-ми разрядные отсчеты. Эти отсчеты формируются в многоканальный цифровой поток с временным разделением каналов. Цифровые абонентские сигналы, поступающие к блокам БЦСТ, БОБД вводятся непосредственно в цифровой поток. Этот поток поступает к ЦК.

Четыре потока ИКМ (из 16) внутри БУК задействованы для реализации служебных общестанционных функций: контроллера периферии, многочастотного приемника (МЧП), генератора акустических сигналов (ГАС), автоинформатора.

  ЦК, контроллер периферии, МЧП - это программируемые устройства, выполненные на базе сигнальных процессоров. Задание режимов работы упомянутых процессорных устройств выполняется от центрального управляющего устройства (ЦУУ), выполненного на базе процессора INTEL80C188EB20 (ЦП) и микросхем ОЗУ, FLASH памяти, микросхем последовательной памяти SROM, ПЛИС ALTERA (EPM7128S). В ЦУУ организованы интерфейсы связи между ЦП и остальными программируемыми устройствами блока БУК.

12 внутренних потоков ИКМ распределены по разъемам кросс- платы, установленной в конструктиве ЦАТС “Протон- ССС” серии “Алмаз”.

Каждый ИКМ- тракт состоит из двух линий данных - ТХ и RX. Кроме того, для обеспечения тактовой и цикловой синхронизации используются линии для передачи тактовой частоты CLK, линии сигнала начала цикла SP. По линии ТХ ведется передача информации от периферийного блока к БУКу, а по линии RX передача информации происходит в обратном направлении.

Структура ИКМ- потока представляет собой последовательность циклов по 32 канальных интервала (с нулевого по 31-й) в каждом. Потоки, передаваемые через внутренние ИКМ – тракты организованы аналогично стандартному потоку ИКМ-30. Однако, в отличие от стандартного потока ИКМ-30, нулевой и 16-й КИ во внутреннем потоке ИКМ имеют специфическое предназначение. Через эти КИ передаются байты управления блоками и комплектами в блоках, а также считываются состояния как блоков, так и отдельных комплектов каждого блока.

Все блоки аналоговых окончаний обмениваются с БУКом одним и тем же способом. Рассмотрим организацию связи блоков системы на примере блока абонентских комплектов (БАК).

Каждому абонентскому комплекту выделен один канальный интервал (КИ). Один ИКМ поток обслуживает два блока БАК (30 абонентских комплектов). Одной плате выделена первая половина потока ИКМ (КИ с 0 по 15), второй – вторая половина потока (КИ с 16 по 31). Выбор первой или второй половины потока для блока БАК происходит автоматически при установке его в разъем кросс- платы. В каждом блоке БАК имеется связь “ID”, на которую с кросс-платы подается сигнал с уровнем +5В, либо GND. Значения сигнала чередуются на каждом соседнем разъеме кросс - платы. В зависимости от значения сигнала на связи “ID” блок обслуживается либо первой половиной потока ИКМ, либо второй.

Управление абонентскими комплектами осуществляется БУКом по проводу RX в нулевом КИ для одной платы, а в 16-м КИ для другой платы. Нулевой цикл является общим для всех АК, расположенных в данном блоке, и во время его в нулевом и 16-м КИ передается слово управления блоком и считывается его состояние, а в 1…15 циклах (также в нулевом и 16-м КИ) передается слово управления соответствующими АК и считываются сигналы состояния этих АК.

Каждая абонентская аналоговая двухпроводная линия подключается

через разъем к своему абонентскому комплекту

 

Назначение блоков:

1. ТЭЗ БАК (блок абонентских комплектов) предназначен для подключения к ЦАТС 15 оконечных абонентских телефонных устройств.(

2. БАКД (блок абонентских комплектов с функциями диагностики)                                                     предназначен для:

- подключения к ЦАТС 10 оконечных абонентских телефонных устройств.

- проведения диагностики абонентских комплектов, входящих в состав ЦАТС;

- проведения диагностики АЛ, подключенных к абонентским комплектам ЦАТС.

3. ТЭЗ КСАЛ (комплект соединительных и абонентских линий) предназначен:

- для подключения к ЦАТС восьми оконечных абонентских телефонных устройств (ОАТУ) по абонентским линиям телефонной сети (далее по тексту АЛ);

- для подключения к ЦАТС четырёх абонентских соединительных линий (СЛА).

4. КСЛА (комплект соединительных линий абонентских) предназначен: для подключения к ЦАТС до 15 абонентских соединительных линий (СЛА).

5. КСТА (комплект системных телефонных аппаратов) предназначен: для подключения к ЦАТС до 15 СТА.

6. БЦСТ (блок цифровых системных телефонных аппаратов)

предназначен: для подключения к ЦАТС до 30 ЦСТА.

7. КСЛИ (комплект соединительных линий исходящих) предназначен для передачи сигналов электросвязи по подключённым к ЦАТС шести исходящим трёхпроводным аналоговым соединительным линиям

      8. КСЛВ (комплект соединительных линий входящих) предназначен                                                                                                                                        

для передачи сигналов электросвязи по подключённым к ЦАТС шести входящим трёхпроводным аналоговым соединительным линиям.

9. ТЭЗ КСЛУ (комплект соединительных линий универсальный)       предназначен для работы в составе ЦАТС. ТЭЗ КСЛУ служит для подключения восьми комплектов соединительных линий (СЛ) с использованием протокола сигнализации по двум выделенным сигнальным каналам (ВСК). В качестве комплектов соединительных линий возможно подключение двух, четырёх-, шести- и восьми- проводных физических линий.

10. БОБД - блок окончаний базового доступа. Один блок БОБД

позволяет подключить 8 служебных телефонных аппаратов.

11. БРКЗ- расширитель кросса задающий. БРКЗ устанавливается в модуль управления и обеспечивает связь модуля управления с модулем расширения.

12. БРКИ- расширитель кросса исполняющий. БРКИ устанавливается в модуль расширения и обеспечивает связь с модулем управления.

13. ТЭЗ БЦО 8М (блок цифровых окончаний) предназначен для установки субмодулей ЦАТС, производящих обработку сигналов с импульсно-кодовой модуляцией (далее по тексту субмодуль ИКМ), и представляет собой кросс-плату, выполняющую следующие функции:

- обеспечения устойчивости субмодулей ИКМ к воздействию перенапряжений и избыточных токов;

- согласования субмодулей ИКМ с внутристанционными потоками обмена сигналами;

- согласования последовательного интерфейса RS232C с интерфейсом субмодулей ИКМ;

- индикации режимов работы субмодулей ИКМ;

- обеспечения электропитанием субмодулей ИКМ.

Один ТЭЗ БЦО 8М позволяет установить два субмодуля  БИКМ 4.

14. Субмодуль БИКМ-4  предназначен для организации системы передачи с цифровой соединительной линией первичного группообразования со скоростью передачи 2048 кбит/с. Один субмодуль БИКМ-4 позволяет организовать до четырех цифровых интерфейсов приёма/передачи цифрового потока.

15. БУК является ТЭЗом управления и коммутации ЦАТС и выполняет следующие функции:

- управление периферийными ТЭЗами ЦАТС;

- обработка сигналов электросвязи;

- маршрутизация вызовов;

- коммутация вызовов;

- тарификация соединений;

- учёт времени и статистических сведений;

- проведение контроля и диагностики оборудования ЦАТС;

- взаимодействие с терминалом управления ЦАТС.

 

3 РАСЧЕТ ТЕЛЕФОННОЙ НАГРУЗКИ ПРИБОРОВ АТС И СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

Количество элементов оборудования АТС определяется по абонентской емкости станции и в зависимости от величины телефонной нагрузки. Все расчеты количества оборудования устройств связи производятся по нагрузке Y (Эрланг), рассчитывается для часа наибольшей нагрузки (ЧНН).

  Y=NCT/3600                                                    (1)

где N - число абонентских линий, включенных в станцию;

  C - среднее число вызовов, приходящихся на одного абонента в ЧНН;

  T – средняя продолжительность одного занятия.

Различают среднюю и расчетную величины нагрузки. В задании проектирования (табл. №1) даны исходные данные для определения средних нагрузок для ЧНН, но чтобы учесть случайные увеличения нагрузок, вводят поправочный коэффициент и тогда получают расчетную нагрузку, определяемую по формуле:

                      Y_Р = Y + 0.674                                                                (2)         

Расчет нагрузки производится отдельно для приборов и СЛ разного назначения для конечной емкости станции. Средняя телефонная нагрузка складывается из длительности занятия соответствующих приборов и линий при сообщениях разного вида. Длительность занятий приборов и линий разговорного тракта при вызовах, заканчивающихся разговором, состоит из времени разговора, технического времени и абонентского. В техническое время входит длительность набора номера, длительность работы приборов или телефонистки в процессе соединения и длительность разъединения на станциях. Абонентское время состоит из длительности прослушивания абонентом сигнала ответа станции, занятости и вызова. Возможна задержка абонентами номера второго и следующих знаков номера в техническом времени путем увеличения времени длительности каждого номера на 1,5 с.

Средние длительности составляющих технического и абонентского времени приведены в таблице 2.

 

Таблица 2 — Длительность процессов

Наименование	Средняя длительность (сек)
Слушание сигналов Ответ станции Вызова	tос=3 tвыз=10
Набор каждой цифры номера: Дисковый номеронабиратель Кнопочный номеронабиратель	tн=1,5   tм=0,8
Соединение: АТС КЭ Координатная Цифровая РМТС	tса=1 tка=3 tсц=0,5 tср=20
Разъединение: Координатная ИКЭ Цифровая РМТС	tра=1 tрц=0,5 tрр=5
Ответ телефонистки Ответ станции Занятость	tтел=4 tоа=3 tзан=7

 

 

3.1 Расчет  нагрузки исходящих абонентских линий

 

Y_ИСХ=(N/3600)[C_{И ВН} T_ВН+d₁ C_{И ГАТС} T_ГАТС+C_{И УАТС1} T_УАТС1+

+C_{И УАТС2} T_УАТС2+C_{И ЖАТС} T_ЖАТС+d₂C_{И ДАТС} T_ДАТС+(1-d₂)C_ЗАК  T_ЗАК+C_СПР T_СПР]                                                                               (3)

где d₁ - количество абонентов, имеющих право выхода к ДАТС;

  d₂  - количество абонентов, имеющих право выхода к ГАТС.

Средняя длительность набора одной цифры определяется из условия что:

90% - абоненты, имеющие кнопочные номеронабиратели;

10% - абоненты, имеющие дисковый номеронабиратель;

          

       Для определения длительностей входящих в формулу (3) учитываются все процессы которые должны произойти за это время.

Длительности отдельных процессов берутся из задания и таблицы 2.

        В качестве примера приведены формулы для расчета величин Т.

 Длительность внутристанционных исходящих процессов:

T_ВН=t_СЦ+t_ОА+nt_НН+t_ВЫЗ+t_ВН+t_РЦ ,

Длительность исходящих процессов к ГАТС:

T_ГАТС=t_СЦ+2t_ОА+7t_НН+t_КА+t_ВЫЗ+t_ГАТС+t_РЦ ,

Длительность исходящих процессов к УАТС1:

T_УАТС1=2t_СЦ+t_ОА+nt_НН+t_ВЫЗ+t_УАТС1+t_РЦ ,

Длительность исходящих процессов к УАТС2:

T_УАТС2=2t_СЦ+t_ОА+nt_НН+t_ВЫЗ+t_УАТС2+t_РЦ ,

Длительность исходящих процессов к ЖАТС:

T_ЖАТС=2t_СЦ+t_ОА+nt_НН+t_ВЫЗ+t_ЖАТС+t_РЦ ,

Длительность исходящих процессов к ДАТС:

T_ДАТС=3t_СЦ+2t_ОА+nt_НН+t_ВЫЗ+t_ДАТС+t_РЦ ,

Длительность исходящих процессов к столу заказов:

T_ЗАК=t_СЦ+t_ОА+nt_НН+t_СР+t_ТЕЛ+t_ВЫЗ+t_ЗАК+t_РЦ ,

Длительность исходящих процессов к столу справок:

T_СПР=t_СЦ+t_ОА+nt_НН+t_СР+t_ТЕЛ+t_ВЫЗ+t_СПР+t_Р

После определения длительностей, производится расчет средней и расчетной нагрузки (Y_ИСХ, Y_{Р ИСХ} ) исходящих абонентских линий.

 

3.2 Расчет нагрузки входящих абонентских линий

 

Y_ВХ=(N/3600)[C_{ВХ ВН} T_ВН+d₁C _{ВХ ГАТС} T_ГАТС+C_{ВХ УАТС1} T_УАТС1+

+C_{ВХ УАТС2} T_УАТС2+C_{ВХ ЖАТС} T_ЖАТС+d₂C_{ВХ ДАТС} T_ДАТС+(1-d₂)C_{ВХ ЗАК} T_ЗАК]                                                                                             (4)

Длительность входящих процессов внутристанционных:

T_ВН=t_СЦ+t_ВЫЗ+t_ВН+t_РЦ ,

Длительность входящих процессов от ГАТС:

T_ГАТС=t_КА+t_ВЫЗ+t_ГАТС+t_РА ,

Длительность входящих процессов от УАТС1:

T_УАТС1=t_СЦ+t_ВЫЗ+t_УАТС1+t_РЦ ,

Длительность входящих процессов от УАТС2:

T_УАТС2=t_СЦ+t_ВЫЗ+t_УАТС2+t_РЦ,

Длительность входящих процессов от ДАТС:

T_ДАТС=t_СЦ+t_ВЫЗ+t_ДАТС+t_РЦ,

Длительность входящих процессов от ЖАТС:

T_ЖАТС=t_СЦ+t_ВЫЗ+t_ЖАТС+t_РЦ,

Длительность входящих процессов от стола заказов:

T_ЗАК=t_СЦ+t_ВЫЗ+t_ЗАК+t_РЦ,

   

   После расчета нагрузок входящих и исходящих абонентских линий, определяется нагрузка на одну абонентскую линию.

(Y_{Р ВХ}+Y_{Р ИС})/N_СТ                                                                         (5)

Если нагрузка превышает 0.2 Эрл, то должно быть уменьшено число абонентов подключаемых в блоки  БАК. 

 

3.3  Расчет нагрузки исходящих соединительных линий  к другим АТС

 

     Расчет нагрузки  исходящих соединительных линий к ГАТС:

             Y_ИСХ=(N/3600) d₁ C_{И ГАТС} T_ГАТС                                      (6)

где Т_{И ГАТС}= nt_НН+t_КА+t_ВЫЗ+t_ГАТС+t_РА+t_РЦ,

 

Расчет нагрузки  исходящих соединительных линий к УАТС-1:

                      Y_ИСХ=(N/3600) C_{И УАТС1} T_УАТС1                                           (7)

где Т_{И УАТС1}=nt_НН+t_СЦ+t_ВЫЗ+t_УАТС1+2t_РЦ,

 

Расчет нагрузки исходящих соединительных линий к УАТС-2:

                     Y_ИСХ=(N/3600)C_ИУАТС2T_УАТС2                              (8)

где Т_{И УАТС2}=nt_НН+t_СЦ+t_ВЫЗ+t_УАТС2+2t_РЦ,

 

Расчет нагрузки исходящих соединительных линий к ЖАТС:

                      Y_ИСХ=(N/3600)  C_{И ЖАТС} T_ЖАТС                                            (9)

где Т_{И ЖАТС}=nt_НН+t_СЦ+t_ВЫЗ+t_ЖАТС+2t_РЦ,

 

Расчет нагрузки исходящих соединительных линий к ДАТС:

                     Y_ИСХ=(N/3600) d₂C_{И ДАТС} T_ДАТС                                          (10)

где Т_{И ДАТС}=nt_НН+2t_СЦ+t_ВЫЗ+t_ДАТС+3t_РЦ,

 

Расчет нагрузки исходящих соединительных линий к столу заказов:

               Y_ИСХ=(N/3600) [ (1-d₂)C_ЗАК T_ЗАК]               (11)                                где    Т_{И ЗАК}=2t_ВЫЗ+2 t_СР+t_ТЕЛ+t_ЗАК+t_РЦ+t_РР,                                 

 

Расчет нагрузки исходящих соединительных линий к столу справок:

                      Y_ИСХ=(N/3600) C_СПР T_СПР                                       (12)               

где Т_{И СПР}=t_ВЫЗ+t_СПР+t_РЦ,

      3.4  Расчет нагрузки входящих соединительных линий  от других АТС

 

Расчет нагрузки входящих соединительных линий от ГАТС:

   Y_ВХ=(N/3600) d₁C _{ВХ ГАТС} T_ГАТС                                                        (13)               

где T_{ВХ ГАТС}=nt_НН+t_СЦ+t_ВЫЗ+t_ГАТС+t_РА+t_РЦ ,

 

Расчет нагрузки входящих соединительных линий от УАТС 1:

               Y_ВХ=(N/3600) C_{ВХ УАТС1} T_УАТС1                                                         (14)               

где T_{ВХ УАТС1}=nt_НН+t_СЦ+t_ВЫЗ+t_УАТС1+2t_РЦ ,

  

Расчет нагрузки входящих соединительных линий от УАТС 2:

               Y_ВХ=(N/3600) C_{ВХ УАТС2} T_УАТС2                                                        (15)               

где T_{ВХ УАТС2}=nt_НН+t_СЦ+t_ВЫЗ+t_УАТС2+2t_РЦ,

 

 Расчет нагрузки входящих соединительных линий от ЖАТС:

               Y_ВХ=(N/3600) C_{ВХ ЖАТС} T_ЖАТС                                                             (16)                     

где T_{ВХ ЖАТС}=nt_НН+t_СЦ+t_ВЫЗ+t_ЖАТС+2t_РЦ ,

 

Расчет нагрузки входящих соединительных линий от ДАТС:

               Y_ВХ=(N/3600)  d₂C_{ВХ ДАТС} T_ДАТС                                                   (17)                     

где T_{ВХ ДАТС}=nt_НН+t_СЦ+t_ВЫЗ+t_ДАТС+2t_РЦ ,

 

Расчет нагрузки входящих соединительных линий от стола заказов:

               Y_ВХ=(N/3600) [ (1-d₂)C_{ВХ ЗАК} T_ЗАК]                          (18)                                                                                               

где T_{ВХ ЗАК}=nt_НН+t_СЦ+t_ВЫЗ+t_ЗАК+t_РЦ+t_РР ,

 

4 РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ И ПОТОКОВ Е1

 

 Исходными данными для расчета количества СЛ являются величина расчетной нагрузки  Y_Р и вероятность потерь «p». Допустимая величина потерь p, определяющая качество обслуживания нагрузки, задается.

 

Таблица 3 — Показатели качества обслуживания

Наименование показателей качества обслуживания	Допустимые вероятности потерь, р.
По исходящим соединительным линиям к ГАТС, ЖАТС, УАТС, УАК. К столу заказов РМТС и к справочной. По входящим соединительным линиям.	0,01 0,001 0,01

 

Кроме того, метод расчета количества СЛ зависит от вида пучка линий, который, в свою очередь, определяется структурой построения коммутационного поля АТС. Пучки линий, включаемые в выходы коммутационной системы КС, могут быть полнодоступными и неполнодоступными. Если каждому входу КС доступны все линии пучка, то такие пучки являются полнодоступными, а если каждому входу доступны не все, а только часть линий пучка, то — неполнодоступными.

Полнодоступные и неполнодоступные линии пучка могут быть блокируемые и неблокируемые. Неблокируемые пучки — такие пучки, подключение к которым осуществляется через однозвенные КС, в которых отсутствует внутренние блокировки. Блокируемые пучки — такие пучки, подключение к которым осуществляется через многозвенные КС, обуславливающие внутренние блокировки.

 

Полнодоступные неблокируемые пучки образуются в РМТС и цифровых АТС.

При расчете количества соединительных линий полнодоступного неблокируемого пучка используют графики, таблицы или готовые программы. При нагрузках более 38Эрл, при расчете количества соединительных линий использовать таблицы приведенные в приложении (2).

На рисунке 4 приведен график значений вероятностей потерь.

 

 

 

     Рисунок 4 - График значений вероятности потерь P=E_v(Y)

 

Расчет количества соединительных линий полнодоступного блокируемого пучка (ГАТС) производится по формуле Якубеуса методом подбора  по нижеприведенной формуле

 

                                                       (19)

где  - количество соединительных линий;

 - расчетная нагрузка ГАТС  Эрл.

        При этом задают число линий и по графику значений вероятности потерь определяют потери для числителя р1 и знаменателя р2. Если отношение приблизительно равно допустимой вероятности потерь р, то число линий выбрано верно.

Расчет количества соединительных линий производится для исходящих и входящих направлений связи.

В соответствии с европейским стандартом при рассмотрении ЦСП используют не телефонный канал, а стандартные цифровые каналы, условно обозначаемые Е1 – Е5:

Е1 – первичный цифровой канал (ПЦК), скорость передачи данных составляет 2048 Кбит/с (2 Мбит/с), соответствующий первому уровню в европейской иерархии PDH.

    Если разделить скорость передачи данных ПЦК 2048 Кбит/с на скорость передачи данных для одного канала (64 Кбит/с – основной цифровой канал (ОЦК), то получится 32 канальных интервала, 30 из которых предназначены для организации цифровых каналов, а оставшиеся 2 – для передачи служебной информации и синхронизации.

 Рассчитав количество входящих и исходящих соединительных линий по направлениям определяется количество потоков Е1. Поделив количество соединительных линий на 30 получаем количество потоков Е1.

Расчет количества потоков Е1осуществляется к цифровым АТС ЖАТС, ГАТС, УАТС 1, УАТС 2, ДАТС.

 

 

5 РАСЧЕТ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОЙ  ЦАТС «АЛМАЗ 1»

Выбор оборудования ЦАТС выбирается в зависимости от емкости станции, количества потоков Е1 и соединительных линий по направлениям.

Для осуществления функций диагностики в станции предусматривается установка блоков БАКД.  Для станции до1000 номеров достаточно одного блока БАКД. В блок подключается 10 АЛ или таксофонов.

Исходя из того, что один БАК содержит 15 абонентских комплектов, общее число БАК рассчитывается по формуле:

,                                                                         (20)        

                                                                 (21)

где N – емкость

   N_монт – монтируемая емкость

   N_БАКД – количество АЛ включаемых в БАКД

   Для связи со встречными станциями по двух, четырех проводным линиям связи в станции предусматривается установка блока КСЛУ. В один КСЛУ можно подключить до восьми универсальных соединительных линий.

,                                                                    (22)

где    - число соединительных линий

 Для связи со встречными станциями по трех проводным линиям связи в станции предусматривается установка блоков КСЛИ и КСЛВ. В один КСЛИ можно подключить до шести трех проводных исходящих. В КСЛВ подключается до шести трех проводных в входящих соединительных линий.            

                                                                                       (23)

  где  - Число входящих или исходящих соединительных линий 

     - Число КСЛВ или КСЛИ.

Для организации связи со встречными цифровыми АТС по каналам Е1 в стацию устанавливается блок БЦО 8М. На блок БЦО8М можно установить до двух субмодулей БИКМ-4 или до четырех субмодулей УСМ.

БИКМ-4 организует 4 потока Е1, УСМ в зависимости от места установки на блоке БЦО 8М 1 или 2потока.

В зависимости от количества потоков Е1выбирается количество субмодулей БИКМ-4 или УСМ.

При выборе оборудования станции необходимо предусмотреть установку блока СОРМ, который занимает 1Е1.

Оборудование станции размещается в модуле управления и модулях расширения. Количество модулей расширения зависит от числа периферийных блоков.

Так как 1 МР (модуль расширения) имеет 16 посадочных мест, то:

,                                                                        (24)

где  - количество модулей расширения

       - количество периферийных блоков

         Количество блоков БРКЗ, БРКИ и ИБП 60 в станции равно количеству модулей расширения.                                                                                       В модуле управления могут размещаться один или два ИПР и один или два блока БУКМ (по желанию заказчика).

       6  РАЗМЕЩЕНИЕ БЛОКОВ В  ЦАТС «АЛМАЗ 1»

 

         Оборудование станции размещается в стандартном девятнадцати дюймовом шкафу с размерами: 1800мм. – высота, 800мм. – ширина, 600мм. – глубина. В шкафу размещается модуль управления (МУ) и 4 модуля расширения (МР). 

 

       6.1 Размещение блоков в конструктиве модуля управления 

                                                                     

Модуль управления включает в себя кассету В задней части             кассеты закреплена кросс-плата «Кросс-56Р», в разъемы которой по направляющим устанавливаются блоки. Этот конструктив имеет                                                                                                                                                                                                                                                                                            название Шасси56Р. В Шасси56Р устанавливаются источники питания ИПР (основной и резервный), блоки БУКМ (основной и резервный) и 13 позиций (слотов) с 0 по 12 предназначены для установки блоков  СОРМ, БЦО8 (с субмодулями БИКМУ, БИКМ4 или УСМ) или блоков БРКЗ, обеспечивающие трансляцию 56 первичных групповых трактов (по 32 КИ в каждом) в модули расширения.  Распределение групповых трактов по кросс-плате показано на рисунке 5. Групповые тракты расположенные позициях с 0 по 5 дублируются в позиции с 6 по 12 и подводятся на верхние разъемы этих позиций. Дублирование групповых трактов позволяет устанавливать в позиции с 6 по 12, блоки БРКЗ и БЦО 8, которые занимают по 8 групповых трактов. Например, при установке на 6 позицию БЦО8 с 4 субмодулями БИКМУ используются групповые тракты с 60 по 63 с 0 позиции, при этом устанавливать блоки в 0 позицию нельзя, так как групповые тракты 0 позиции заняты.

Размещение блоков в конструктиве Шасси56Р можно производить произвольно (не считая посадочных мест для блоков БУКМ и ИПР), учитывая распределение внутренних групповых трактов по посадочным местам кросс-платы.

Блок БУКМ не допускается устанавливать в позиции, предназначенные для установки периферийных блоков. Это может привести к выходу его из строя.

  

 

         

 

 

 

 

Рисунок 5 – Распределение внутренних групповых трактов по кросс-плате 

 

   6.2 Размещение блоков в конструктиве модуля расширения                                       

        В модули расширения могут устанавливаться, как блоки БАК, КСТА, БЦСТ, БОБД, так и блоки аналоговых СЛ. Модуль                                              расширения имеет 16 позиций для установки линейных блоков и отдельную позицию для установки источника питания. Связь модуля расширения с модулем управления производится при помощи блоков БРКЗ и БРКИ. Блок БРКЗ занимает 8 групповых трактов и передает их в БРКИ, который распределяет эти тракты по 16 позициям.

Количество КИ, занимаемых периферийными блоками, приведено в таблице 3. Если число КИ, занимаемых блоком меньше или равно 15, то он занимает половину группового тракта, Если число КИ равно 32, то соответствующий блок занимает групповой тракт, а если 128 (блок БИКМ4), то он занимает 4 групповых тракта.

 

Таблица 3 – Количество канальных интервалов, занимаемых        периферийными блоками ЦАТС

Наименование блока	Количество КИ
БАК	15
БАКД	10
БОБД	32
БСАК	15
БЦСТ	32
КСАЛ	12
КСЛА	15
КСЛУ	8
КСЛИ, КСЛВ	6
КСТА	32

 

       

На рисунке 6 приведен пример размещения оборудования ЦАТС «Алмаз 1» в шкафу. 

 

 

7 РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОПИТАЮЩЕЙ УСТАНОВКИ

 

АТС по надежности электроснабжения относятся к электроприемникам первой категории. Для обеспечения надежной работы АТС к электропитающим установкам предъявляются следующие требования: электроснабжение должно обеспечиваться трехфазным переменным током напряжением 380/220 В частотой 50 Гц; подача питающего тока должна быть бесперебойной; перерыв подачи электроэнергии должен быть не более 3 часов; мощность электропитающих устройств должна обеспечивать питание АТС конечной емкости в ЧНН; установка должна быть экономичной как по первичным затратам, так и в процессе эксплуатации.

Для электропитания ЦАТС «Алмаз 1» предусматривается электропитающая установка на напряжение 60 В постоянного тока. Резервным источником питания при отсутствии напряжения в сети переменного тока служит двухгрупповая аккумуляторная батарея. Емкость аккумуляторов рассчитывается на питание аппаратуры не менее чем на 3 часа.

 

Данные для расчета:

- емкость станции C=

- потребление тока на одну АЛ в ЧНН,  I_ал=0,006 А

- потребление тока в узлах управления, I_уу=3 А

- потребление тока на остальные потребители, I_доп=2 А

- время работы в аварийном режиме, t_раб=3 часа.

Расчет тока, потребляемого в аварийном режиме:

I_ав=C* I_ал+ I_уу+ I_доп ;                                                   (25)

 

Расчет емкости аккумуляторной батареи:

Q=                                                            (26)

где P - коэффициент, характеризующий степень использования активных масс, P=0,75;

T - физическая температура электролита при разряде (принимаем 15^о)

Определение мощности выпрямителя при буферной системе питания по формуле:

Р_буф=                                                               (27)

где U - напряжение батареи при буферной работе, U=60 В;

  I_п - ток подзарядки, I_п = 0,5 А.

Исходя из рассчитанной мощности выбирается тип и количество выпрямителей. При выборе количества выпрямителей необходимо предусмотреть один резервный. После выбора выпрямителей выбирается выпрямительная установка.

Исходя из расчета емкости аккумуляторной батареи выбирается тип и количество аккумуляторов.

После выбора выпрямительной установки и аккумуляторов составляется структурная схема.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная:

1. Гольдштейн Б. С. Системы коммутации: Учебник для вузов. 2-е изд. —СПб.: БХВ-Петербург, 2014. - 314 с.: ил.

 

Дополнительная:

1.  Истратова В.М., Косенко С.С. "Автоматическая телефонная связь на железнодорожном транспорте", М.: Транспорт 1985 г. – 359с.

2.  Лебединский А.К., Павловский А.А., Юркин Ю.В. "Системы телефонной коммутации", М.: Маршрут 2003 г. – 435с.

3. Лебединский А.К., Павловский А.А., Юркин Ю.В.  «Автоматическая телефонная связь на железнодорожном транспорте", М.: Транспортная книга 2008 г. – 531с.