Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра Телекомунікації
Інформація про роботу
Рік:
2009
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Основи комутації
Група:
ТК-31
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра «Телекомунікації»
Курсова робота з дисципліни
«Основи комутації» на тему:
«Розрахунок комутаційних систем»
Варіант №4
Зміст
Вступ
РОЗДІЛ 1. РОЗРАХУНОК ОДНОЛАНКОВОЇ ПОВНОДОСТУПНОЇ КОМУТАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ
Обслуговування простого потоку викликів КС з втратами.
Обслуговування примітивного потоку викликів КС з втратами.
Розрахунок кількості точок комутації.
Обслуговування викликів простого потоку КС з очікуванням.
Розрахунок імовірності очікування.
Розрахунок кількості ліній в напрямку.
Розрахунок умовних втрат.
Розрахунок середнього часу очікування.
Розрахунок середньої довжини черги.
Розрахунок кількості точок комутації.
РОЗДІЛ 2. РОЗРАХУНОК ОДНОЛАНКОВОЇ НЕПОВНОДОСТУПНОЇ КОМУТАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ
2.1. Розрахунок за допомогою четвертої формули Ерланга.
2.2. Розрахунок за допомогою формули О’Делла.
2.3. Розрахунок за допомогою формули Пальма-Якобеуса.
2.4. Розрахунок кількості точок комутації і порівняння розглянутих методів розрахунку.
РОЗДІЛ 3. РОЗРАХУНОК ДВОЛАНКОВИХ КОМУТАЦІЙНИХ СИСТЕМ
3.1. Розрахунок за допомогою методу ефективної доступності.
3.2. Розрахунок за допомогою методу Якобеуса.
3.3. Розрахунок методом імовірнісних графів.
3.4. Розрахунок кількості точок комутації і порівняння методів розрахунку.
РОЗДІЛ 4. РОЗРАХУНОК ТРИЛАНКОВИХ КОМУТАЦІЙНИХ СИСТЕМ
4.1. Розрахунок структурних параметрів три ланкової комутаційної схеми.
4.2. Розрахунок три ланкових комутаційних схем в режимі групового пошуку. Метод КЛІГС.
4.3. Розрахунок методом імовірнісних графів.
4.4. Розрахунок кількості точок комутації і порівняння методів розрахунку.
РОЗДІЛ 5. РОЗРАХУНОК БАГАТОЛАНКОВИХ КОМУТАЦІЙНИХ СИСТЕМ
4.1. Розрахунок структурних параметрів багатоланкової комутаційної схеми.
4.2. Розрахунок багатоланкових комутаційних схем методом КЛІГС.
5.3. Розрахунок кількості точок комутації.
Висновки
Список використаної літератури.
Додатки
Вступ
Велике значення в комутації відіграє якість обслуговування. При здійсненні телефонного зв’язку важливо знати скільки часу очікуватимемо з’єднання з потрібним абонентом після вимоги (замовлення) міжміської розмови при ручному способі встановлення з’єднання чи скільки в середньому спроб необхідно здійснити для встановлення з’єднання при автоматичному способі.
Мережа електричного зв’язку представляє собою складний комплекс пристроїв, що забезпечують передачу і розподіл між споживачами різних видів інформації.
Збільшення об’єму інформації, що передається, і виникнення нових її видів, вимагає зростання технічного рівня засобів електрозв’язку шляхом застосування новітніх досягнень науки і техніки, а також об’єднання всіх засобів електрозв’язку з метою збільшення їх використання.
Мережа телефонного зв’язку повинна забезпечувати можливість встановлення з’єднання між абонентами, що знаходяться в будь-якій частині країни і за її межами. А також телефонна мережа загального користування повинна забезпечувати можливість включення мобільних об’єктів.
Вторинною телефонною мережею є сукупність станцій і вузлів комутації, кінцевих абонентських пристроїв і з’єднуючих їх між собою АЛ і ЗЛ, організованих на базі каналів первинної мережі.
КС і КВ служать для з’єднання каналів(ліній) і створення з’єднувального тракту між абонентськими пристроями на час передачі інформації.
В даній курсовій роботі розглянемо і розрахуємо основні параметри типових комутаційних систем.
Варіант №4.
Завдання на курсову
N
c
t
C1
b
Pb
1006
3,2
140
134
0,66
0,8
РОЗДІЛ 1. РОЗРАХУНОК ОДНОЛАНКОВОЇ ПОВНОДОСТУПНОЇ КОМУТАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ
Одноланкова повнодоступна комутаційна схема є найпростішою комутаційною системою з невеликою кількістю параметрів. При повнодоступному включенні будь-який вхід можна з'єднати з будь-яким виходом.
1.1. Обслуговування простого потоку викликів КС з втратами
При обслуговуванні з втратами викликів простого потоку лініями повнодоступного пучка, які включені в виходи комутаційної системи без блокувань, ймовірності втрат по часу, викликах і навантаженню рівні між собою і рівні імовірності того, що пучок перебуває в стані v. Ця імовірність визначається за першою формулою Ерланга.
(1)
де - втрати повнодоступного пучка із v ліній, на який поступає навантаження Y від абонентів (простий потік викликів).
1.2. Обслуговування примітивного потоку викликів КС з втратами
Якщо на вхід одноланкової повнодоступної комутаційної системи поступає потік викликів від скінченної кількості джерел навантаження (примітивний), то розрахунок імовірності блокування слід проводити, користуючись розподілом Енгсета, виходячи з припущення, що в системі виникають тільки чисті втрати.
V=148
pv=6.88*10-3
1.3. Розрахунок кількості точок комутації
Кількість точок комутації в одноланковій повнодоступній схемі при обслуговуванні викликів КС :
1.4. Обслуговування викликів простого потоку КС з очікуванням
Комутаційна система з очікуванням – це система, для якої виклик, що надійшов на вхід під час зайняття всіх з'єднувальних шляхів, ставиться на очікування і обслуговується по мірі звільнення з'єднувальних шляхів.
У порівнянні зі схемою з блокуванням тут використовується буфер для очікування обслуговування. Комутаційна система з очікуванням характеризується рядом параметрів, основними з яких є: імовірність очікування обслуговування, середній час очікування, середня довжина черги та умовна імовірність.
1.4.1. Розрахунок імовірності очікування
Імовірність очікування обслуговування – це імовірність того, що виклик, який поступив, не буде обслужений негайно, а буде очікувати початку обслуговування протягом певного часу. Ця імовірність визначається за другою форліулою Ерланга, яка визначає імовірність очікування при обслуговуванні виклику пучком із v ліній, на який поступає простий потік викликів з навантаженням Y Ерл :
(2)
де Еv(Y) - втрати повнодоступного пучка, що визначаються за першою формулою Ерланга.
Для визначення імовірності очікування у формулу підставляємо значення кількості ліній, отримане в п. 1.1. Таким чином можна порівняти якість обслуговування КС з блокуванням і КС з очікуванням при однаковій вартості цих комутаційних систем
1.4.2. Розрахунок кількості ліній в напрямку
Для розрахунку кількості ліній в напрямку використовується вираз (5) і метод підбору. Шукаємо таку кількість ліній v, при якій для обслуговування навантаження Y, що поступає на вхід КС, імовірність очікування буде рівна заданій якості обслуговування рь. Для розрахунків використовується перша і друга формули Ерланга.
1.4.3. Розрахунок умовних втрат
Втрати по часу рt чи р(у>0) - імовірність того, що поступивший виклик буде обслужений після деякого часу очікування, не дозволяють в достатній мірі охарактеризувати якість обслуговування комутаційною системою з очікуванням поступаючого потоку викликів. Отримана характеристика рt = р(у>0)= визначає частину викликів, обслуговування яких відбувається після деякого часу очікування, проте не дає відповіді на питання: як розподіляється час очікування початку обслуговування для викликів, що потрапляють в чергу. Для отримання відповіді на це запитання знайдемо р(γ >t)- імовірність того, що виклик, що поступив в довільний момент часу, потрапить на очікування і час очікування буде більше t.
Отже, умовні втрати – це імовірність того, що час очікування γ буде більше допустимого часу очікування t.
1.4.4. Розрахунок середнього часу очікування.
До характеристик процесу обслуговування поступаючого потоку викликів в системах з очікуванням, крім р(γ > 0) і р(γ > t) відносяться:
середній час очікування початку обслуговування , віднесеного до всіх поступивши викликів;
середній час очікування початку обслуговування , віднесеного до всіх очікуючих викликів;
середня довжина черги .
1.4.5. Розрахунок середньої довжини черги
Середня довжина черги визначається як середній час очікування початку обслуговування виклику, віднесеного до всіх поступаючих викликів, помножений на інтенсивність поступаючого навантаження:
1.5. Розрахунок кількості точок комутації
Кількість точок комутації в одноланковій повнодоступній схемі при обслуговуванні викликів простого потоку комутаційною системою з очікуванням знаходимо за формулою:
РОЗДІЛ 2.РОЗРАХУНОК ОДНОЛАНКОВОЇ НЕПОВНОДОСТУІШОЇ КОМУТАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ
Неповнодоступна комутаційна схема – це схема з таким включенням виходів, при якому кожному входу доступні не всі, а лише деяка частина виходів, хоча в сукупності всі входи можуть використовувати всі виходи.
Сукупність входів неповнодоступної схеми, кожному з яких доступні одні і ті ж D виходів, називається нагрузочною групою. Кількість нагрузочних груп позначимо g . Число виходів D схеми, кожен з яких доступний входу однієї нагрузочної групи, називається доступністю. Найчастіше застосовуються такі неповнодоступні схеми, в яких доступність для всіх нагрузочних груп однакова.
Якщо вважати, що є g загрузочних груп з D виходами кожна (рис. 3), то об'єднувальна схема повинна розподіляти gD виходів нагрузочних груп по v серверах (вихідних лініях) фіксованим чином, тобто частина виходів нагрузочних груп повинна об'єднуватися і підключатися до одного і того ж сервера (вихідної лінії). Параметр D називають також доступністю нагрузочної групи.
Завдання побудови ефективної схеми неповнодоступного включення зводиться до визначення об'єднувальної схеми, тобто способу підключення певним чином v вихідних ліній до поля з gD виходів нагрузочних груп.
Важливою характеристикою неповнодоступної схеми є коефіцієнт ущільнення:
Його значення визначає, скільки, в середньому виходів різних нагрузочних груп підключено до однієї лінії.
При γ < 2 слабка зв'язність і схема має низьку пропускну здатність.
На практиці найбільш часто використовують 2 < γ < 6.
Великі значення γ (γ>6) не збільшують пропускну спроможність суттєво, тоді як складність схеми сильно зростає.
2.1. Розрахунок за допомогою четвертої формули Ерланга.
Для розрахунку одноланкової неповнодоступної схеми можна використати спрощений метод Ерланга. Якщо Y - питоме навантаження, яке поступає на повнодоступний пучок з'єднувальних ліній, v – число з'єднувальних ліній, які обслуговують це навантаження, D – доступність, р - імовірність втрат, то при малій імовірності втрат середня величина питомого навантаження, обслуженого однією з'єднувальною лінією, буде приблизно рівна Y/v. Імовірність зайняття конкретної з'єднувальної лінії можна прийняти рівною середній величині питомого навантаження, обслуженого цією лінією. Імовірність зайняття D ліній рівна р = (Y/v)D . З цього співвідношення можна отримати v.
2.2. Розрахунок за допомогою формули О'Делла.
Згідно цього методу, навантаження, обслужене повнодоступним пучком з v з'єднувальних ліній при імовірності втрат р, визначається як сума навантажень, обслужених повнодоступним пучком, який складається з D ліній, і неповнодоступним пучком, який містить v-D з'єднувальних ліній.
Величина YD визначається за першою формулою Ерланга при заданих втратах р і кількості ліній D = С1.
3.3. Розрахунок за допомогою формули Пальма-Якобеуса.
В даному методі припускається, що процес зайняття з'єднувальних ліній в неповнодоступному пучку можна описати за допомогою розподілу Ерланга, отриманого ним для зайняття будь-яких D ліній в повнодоступному пучку. Для розрахунку використовується метод підбору і перша формула Ерланга.
2.4. Розрахунок кількості точок комутації і порівняння розглянутих методів розрахунку.
Кількість точок комутації неповнодоступної схеми не залежить від кількості ліній в напрямку v, а залежить лише від доступності D. Кількість ліній v впливатиме лише на вартість використовуваної системи передавання.
РОЗДІЛ 3. РОЗРАХУНОК ДВОЛАНКОВИХ КОМУТАЦІЙНИХ СИСТЕМ
Особливістю дволанкових комутаційних систем є те, що в з'єднанні між одним входом і виходом схеми крім точок комутації беруть участь також проміжні лінії.
Кількість входів(виходів) комутатора дорівнює:
п = т = С1/z
де z - кількість ланок,
СІ – кількість точок комутації на один вхід, задана завданням проектування. Для даного комутаційного блоку т=п = к,де п - кількість входів, т - кількість виходів комутатора, к – кількість комутаторів в блоці. Кількість входів в блоці N6л=п*к = т2. Якщо N>Nбл, то кількість блоків становить g = [N/Nбл], де [ ] означає заокруглення до найближчого більшого цілого числа.
3.1. Розрахунок за допомогою методу ефективної доступності.
Метод ефективної доступності придатний як для повнодоступних, так і для неповнодоступних дволанкових схем. Він базується на понятті змінної доступності. В режимі групового пошуку в виходи схеми рис.9 включаються з'єднувальні лінії декількох напрямків. Для підключення з'єднувальних ліній наступної ланки, які належать одному напрямку, в кожному комутаторі другої ланки в загальному випадку може відводитись qn виходів. В даній схемі кожному входу доступний будь-який вихід потрібного напрямку тільки тоді, коли немає зайнятих з'єднувальних шляхів. В цьому випадку доступність буде максимальною (всі виходи доступні) і при qn = 1 буде рівна т . В загальному випадку, максимальна доступність:
Dmax=m*qn
Якщо зайнята одна проміжна лінія, то для всіх виходів в комутаторі, з якого вона виходить, вона буде втраченою, тому доступність виходів у вказаному напрямку зменшується на одиницю для випадку qп = 1 і на qn в загальному випадку.
Потрібно перевірити, чи достатньо вибраного qп. Кількість вихідних ліній в напрямку g*qn*m . Якщо умова v<=g*qп*т виконується, то qп достатньо. Якщо умова не виконується, потрібно збільшити qп .
3.2. Розрахунок за допомогою методу Якобеуса
Аналіз багатоланкових комутаційних схем також відноситься до аналізу мереж масового обслуговування і може проводитися методом Якобеуса чи методом імовірнісних графів.
Комбінаторний метод аналізу багатоланкових КС Якобеуса використовується при малій кількості ланок, але дає порівняно точні результати.
Розглянемо застосування цього методу для аналізу імовірності блокування дволанкової комутаційної системи з повно доступним включенням ПЛ.
Якщо для утворення кожного напряму в кожному комутаторі другої ланки відводиться не один, а qп виходів, то для моделі Ерланга для імовірності блокування виходів:
Кількість ліній в напрямку v для дволанкової КС шукаємо шляхом визначення максимальної інтенсивності навантаження на одну проміжну лінію Сmах .
3.3. Розрахунок методом імовірнісних графів
Марківський підхід до аналізу мереж масового обслуговування дозволяє розрахувати імовірність станів для мереж, що складаються з вузлів, кожний з яких є СМО типу М/М/m. При цьому передбачається, що кожен вузол містить нескінченний накопичувач і всі заявки будуть обслужені через деякий час. Іншою постановкою задачі є аналіз мережі з вузлами, в яких може бути СМО з блокуванням заявок. Часто такими СМО виступають комутаційні схеми, що мають кінцеві пучки з'єднувальних ліній.
Розглянемо як приклад підключення абонента С через абонентську лінію з блокіратором до концентратора в пункті В, який, у свою чергу має два канали зв'язку з АТС в пункті А. Потрібно визначити імовірність блокування дзвінка абонентові С з пункту А. Поставимо у відповідність даній мережі так званий імовірнісний граф (граф Лі), з вершинами А,В,С і ребрами а,b,с з відповідними потокам заявок. Називатимемо їх далі ланками , і параметризувати значеннями деякої імовірності їх заняття.
Метод Лі полягає в тому, що імовірність блокування шляху між будь-якими вершинами графа може бути розрахована як імовірність сумісного заняття всіх ланок, що сполучають ці вершини в припущенні, що імовірність заняття кожної з ланок є незалежною.
Імовірність сумісного заняття може бути розрахована за допомогою відомих теорем теорії імовірності для складних подій.
3.4. Розрахунок кількості точок комутації і порівняння методів розрахунку
Загальна кілкість точок комутації в двохланковій схемі рівна добутку кількості блоків, кількості комутаторів в одному блоці, структурних параметрів комутатора і кількості ланок в блоці.
Альтернативна формула, яка може використовуватися для визначення середньої кількості точок комутації будь-якої багатоланкової КС.
РОЗДІЛ 4. РОЗРАХУНОК ТРИЛАНКОВИХ КОМУТАЦІЙНИХ СХЕМ
4.1. Розрахунок структурних параметрів триланкової комутаційної схеми.
Для спрощення розрахунків триланкова КС будується на квадратних комутаторах (тхт). Кількість входів/виходів комутатора і кількість комутаторів у кожній з трьох ланок є однаковою і становить:
n = т = к = []
4.2. Розрахунок триланковнх комутаційних схем в режимі групового пошуку. Метод КЛІГС.
Комбінаторний метод Якобеуса, розглянутий на прикладі дволанкових схем, без істотних ускладнень може бути використаний для розрахунку триланкових схем. Деякі чотириланкові схеми також можна проаналізувати комбінаторним методом, приймаючи прості припущення про розподіли імовірності заняття проміжних ліній в окремих ланках. Використання комбінаторного методу для схем з великим числом ланок (п'ять і більше) є досить складним і мачоефективним.
Метод ефективної доступності пристосований для розрахунку дволанкових схем в режимі групового або вільного шукання, а також триланкових схем в режимі індивідуального шукання. Також узагальнення цього методу дозволяє використовувати його для схем з великим числом ланок. Якщо замість ефективної доступності використовувати середню доступність, то аналіз багатоланкових комутаційних схем додатково спрощується.
Таким чином, комбінаторний метод і метод ефективної доступності в основному забезпечують розрахунок кількості з'єднувальних ліній, що включаються у виходи дволанкових комутаційних схем.
5.3. Розрахунок методом імовірнісних графів.
Бувають випадки, коли граф мережі не зводиться до паралельно-послідовних схем.
5.4. Розрахунок кількості точок комутації і порівняння методів розрахунку
Необхідна кількість точок комутації триланкової КС для заданого напрямку є меншою і обчислюється за наступною формулою.
РОЗДІЛ 6. РОЗРАХУНОК БАГАТОЛАНКОВИХ КОМУТАЦІЙНИХ СИСТЕМ
Крім розглянутих, в комутаційній техніці широко використовуються комутаційні схеми з більшою кількістю ланок. Збільшення кількості ланок дозволяє зменшити імовірність внутрішнього блокування, оскільки збільшується кількість проміжних шляхів між заданим входом і потрібним виходом. Як правило, при розробці багатоланкових схем з блокуванням нові схеми отримують по аналогії з вже відомими. В цьому випадку проводиться оптимізація в межах певних методів з наступним вибором потрібної схеми. В якості критеріїв при виборі структури комутаційної системи виступають кількість точок комутації (економічна ефективність) і якість обслуговування (імовірність блокування).
6.1. Розрахунок структурних параметрів багатоланкової комутаційної схеми.
В багатоланкових комутаційних схемах використовуються два типи ланок: ланки на розширення і ланки на змішування. Ланки на розширення використовуються для забезпечення необхідної кількості входів (виходів) КС. Для нашого варіанту розрахунків багатоланкової КС приймемо, що оптимальна кількість ланок zopt = 5, кількість ланок на розширення zroz = 4 і кількість ланок на
6.2. Розрахунок багатоланкових комутаційних схем методом КЛІГС.
Даний метод розрахунку багатоланкових КС був детально розглянутий в п. 5.2. Користуючись наведеними аналітичними виразами, знайти кількість ліній в напрямку для багатоланкової КС, при якій імовірність блокування буде не більше заданої. По отриманому результату зробити висновки.
6.3. Розрахунок кількості точок комутації
Висновок.
Виконуючи курсову роботу, я дослідив різні типи комутаційних систем та їх основні структурні параметри.
Порівнявши одержані результати, можна зробити висновок, що у системі із втратами частина викликів втрачається, а в системі з очікуванням обслуговуються всі виклики, які поступають, з деякою затримкою. При малих втратах вигідніша система з втратами, яка володіє більшою пропускною здатністю і потребує меншої кількості ліній , в області високих втрат ця система не забезпечує належної якості обслуговування абонентів. Тому більш доцільним є використання системи з очікуванням.
Неповнодоступна схема має відмінності від повнодоступної, оскільки в останній доступність рівна кількості ліній, а в неповнодоступній – менша. В ПД схемі включення виходів у точки комутації і режим пошуку вільного виходу не впливає на ймовірність втрат, а в НПД схемі ці фактори вагомо впливають на пропускну здатність даної схеми. По розрахунках бачимо, що НПД КС потребує менше ліній, а отже є вигідніша в економічному плані.
У дволанкових і багатоланкових КС найбільш часто використовується два способи міжланкових з’єднань: послідовне і циклічне. Практичніше застосовувати багатоланкові КС, адже кількість абонентів і послуг, які їм надаються, з кожним роком зростають: чим більше ланок ми маємо, тим більше обхідних шляхів для встановлення з’єднання(при зайнятті лінії) і тим самим зменшуємо внутрішнє блокування.
В даний час структура схеми впливає на складність керуючих пристроїв і часу встановлення з’єднання. Спільне вирішення цих задач в загальному випадку полягає в тому, що спершу визначаються варіанти схем, близькі до оптимальних по кількості точок комутації, а потім розглядаються впливи цих схем на складність керуючого пристрою.
Додатки.
1)
2)
3)
4)
Список використаної літератури.
Лившиц Б.С. и др. Теория телетрафика. М. Связь. 1979.
Попова А.Г. Проектирование квазиелектронных АТС. Уч. Пособие для ВУЗов. М. Радио и связь, 1987.
Баркун М.А. Цифровые автоматические телефонные станции. Уч. пособие для ВУЗов. Мн. Высш. Шк. 1990.
Ершова Е.Б., Ершов В.А. Цифровые системы распределения информации. М. Радио и связь. 1983.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора