Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Синтез цифрових комутаційних систем
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Центри комутації
Група:
ТК-42
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Курсова робота
З дисципліни "Центри комутації"
на тему:
“Синтез цифрових комутаційних систем”
Виконала:
ст.гр ТК- 42
Перевірила:
Львів 2010
Зміст
Зміст
Вступ і вихідні дані
Розрахунок навантаження.………………………………………………………………..…..3
1.1. Розрахунок навантаження від абонентської лінії кожної категорії……………………..4
1.1.1. Визначення середньої тривалості одного заняття абонентом і-тої категорії………...4
1.1.2. Визначення прямого навантаження від одного абонента і-тої категорії……………..4
1.1.3. Визначення навантаження від всіх абонентів і-тої категорії………………………….5
1.2. Визначення сумарного навантаження від абонементів всіх категорій…………………5
1.3. Визначення сумарного навантаження, яке обслуговує комутаційна система………….5
1.4. Визначення ємності комутаційної системи якщо навантаження на одну з’єднувану лінію дорівнює 0,6 Ерл……………………………………………………………………….6
Синтез цифрових комутаційних систем……………………………………………............6
2.1. Переваги і особливості цифрових АТСЕ………………………………………………....7
2.2. Розрахунок концентраторів………………………………………………………………..7
2.2.1. Структурна схема і вихідні дані…………………………………………………………8
2.2.2. Розрахунок кількості концентраторів…………………………………………………...9
2.2.3. Визначення кількості трактів ІКМ 30/32, необхідних до підключення до одного концентратора…………...…………………………………………………………………..9
2.3. Синтез і опис структурних схем комутаційних полів „час” і „час-простір-простір-час” ………………………………………………………………………………………………..9
2.3.1. Розрахунок параметрів цифрового модуля……………………………………………10
2.3.2.Розрахунок та побудова модуля типу Час….……………………………………….….10
2.3.3.Розрахунок та побудова модуля типу ЧППЧ…………………………………………..12
2.4. Розрахунок кількості еквівалентних точок комутації цифрового модуля і цифрових комутаційних полів „час” і „час-простір-простір-час”………………………………….13
2.5. Розрахунок кількості точок комутації просторових комутаційних полів такої ж структури та ємності, як і цифрові комутаційні поля в п. 2.4…………………………..15
2.6. Синтез і опис функціональної схеми заданого просторово-часового цифрового модуля………………………………………………………………………………………15
2.7. Розрахунок тактових частот і побудова часових діаграм в функціонування цифрового модуля………………………………………………………………………………………15
Висновки………………………………………………………………………………………..16
Список використаної літератури……………………………………………………..17
Метою курсової роботи є синтез цифрових комутаційних систем (КС) з різною кількістю ланок. Розробка функціональної схеми заданого цифрового модуля (ЦМ) з описом алгоритму роботи і побудовою часових діаграм. Оцінка економічності побудованих цифрових КС по кількості еквівалентних точок комутації.
Варіант № 44
Тип телефонних
Апаратів
C, викл/год.
Кількість телефонних апаратів(Nі)
Індивідуальні
0.8
285
62000
Колективні
1.3
285
16500
Підприємницькі
3.9
180
13500
Таксофонні
5.5
305
700
Розділ 1. Розрахунок навантаження
В теорії телетрафіку [1, 2] сумарний час обслуговування викликів або час зайняття комутаційної системи за певний проміжок часу називають навантаженням. Розрізняють навантаження яке: поступає на станцію; обслуговується станцією; втрачена.
За одиницю виміри телефонного навантаження прийнято одне годино-зайняття (год. - зайн). Одне годино-зайняття - це таке навантаження, яке обслуговується одним виходом (з’єднувальним пристроєм) за годину часу при неперервному зайняті цього виходу (з’єднувального пристрою).
1.1 Розрахунок навантаження від абонентської лінії кожної категорії абонентів
При визначенні навантаження від одної АЛ розраховуємо наступні параметри:
середній час зайняття одним абонентом кожної категорії; питоме навантаження від одного абонента; навантаження від всіх абонентів кожної категорії.
1.1.1 Визначення середньої тривалості одного заняття абонентом і-ої категорії
Середня тривалість одного зайняття АЛ і-ої категорії визначається за формулою:
, сек., (1.1)
де а = 1,1 - коефіцієнт, що враховує виклики, що не закінчились розмовами.
Кр = 0,9 - доля викликів, що закінчились розмовами.
= 10 сек. - середня тривалість посилки виклику при відповіді абонента.
-тривалість розмови абонента кожноїгрупи;= 5 сек. - середній час встановлення з'єднання.
Для кожної категорії абонентів, розрахуємо значення середньої тривалості одного зайняття:
для індивідуальних ТА:
tзі інд =1,1*0,9*(10+285+5) =297 сек
для колективних ТА:
tзі кол =1,1*0,9*(10+285+5) = 297 сек
для підприємницьких ТА:
tзі підп =1,1*0,9*(10+180+5) =193.05 сек
для таксофонних ТА:
tзі такс =1,1*0,9*(10+305+5) =316.8сек
1.1.2 Визначення питомого навантаження від одного абонента і-ої категорії
Питоме навантаження визначається як навантаження створене одним абонентом за одну годину і обчислюється за формулою:
, Ерл,
(1.2) де - середня тривалість одного зайняття АЛ і-ої категорії.
- середня кількість викликів від одного абонента і-тої категорії в ГНН.
для індивідуальних ТА:
для колективних ТА:
для підприємницьких ТА:
для таксофонних ТА:
1.1.3 Визначення навантаження від всіх абонентів і-ої категорії
Навантаження від всіх абонентів і-ої категорії визначається за формулою:
, Ерл, (1.3)
де - кількість телефонних апаратів і-ої категорії.
- питоме навантаження від одного абонента і-ої категорії.
для індивідуальних ТА:
для колективних ТА:
для підприємницьких ТА:
для таксофонних ТА:
1.2 Визначення сумарного навантаження від абонентів всіх категорій
Сумарне навантаження - це загальне навантаження, яке створене всіма абонентами і-тої катег.
, Ерл, (1.4)
де , - навантаження від всіх абонентів і-ої категорії.
1.3 Визначення сумарного навантаження, яке обслуговує комутаційна система
При розрахунку сумарного навантаження, що обслуговує комутаційна система, слід врахувати навантаження від інших станцій, що становить близько 15%, і навантаження від АМТС, що становить 5% і отримуємо вираз:
, Ерл, (1.5)
де - сумарне навантаження від абонентів всіх категорій
Y = 9023.815+ 1353.6 + 415.2 = 10828.615 Ерл.
1.4 Визначення ємності КС, якщо навантаження на одну з’єднувальну лінію дорівнює 0,6 Ерл
Визначення ємності КС зводиться до визначення кількості ліній необхідних для обслуговування розрахованого в п.1.3 сумарного навантаження із заданими втратами. Цей спосіб є наближеним і розраховується для ГНН. Отже,
, (1.6)
де - сумарне навантаження, що обслуговує комутаційна система
Ерл - середнє навантаження на одну абонентську лінію.
У зв’язку з тим, що для реалізації з’єднання через цифрове комутаційне поле необхідно два часові канали, то ємність КС збільшується в два рази, тобто:
, каналів
(1.7)
Де Y - сумарне навантаження, що обслуговує комутаційна система
а=0.6 ЕРЛ - середнє навантаження на одну абонентську лінію
У зв’язку з тим, що для реалізації, зєднання через цифрове комутаційне поле необхідно два часові канали, то ємність КС збільшується в два рази, тобто
Nц = Мц = 2(18047.692=36096 кнл (1.7)
Розділ 2. Розробка цифрових комутаційних систем
Комутаційна система - це сукупність технічних заходів, призначених для здійснення оперативної комутації, вона відображає принципи внутрішньої побудови комутаційної станції [8]. В залежності від типу комутаційних приладів і керуючих пристроїв розрізняють системи: декадно-крокові (ДК), координатні (К), квазіелектронні (КЕ), електронні (Е). Комутаційна система, котра реалізує функцію цифрової комутації називається цифровою системою комутації (ЦСК).
2.1 Переваги та особливості цифрових АТСЕ
Цифрові комутаційні системи мають наступні переваги:
Зменшення затрат праці на виробництво електронного комутаційного обладнання за рахунок автоматизації процесу його виготовлення.
Зменшення габаритних розмірів і підвищення надійності обладнання за рахунок використання елементної бази високого рівня інтеграції.
Зменшення об’єму робіт при монтажі та налагодження електронного обладнання на об’єктах зв’язку.
Зменшення площ для встановлення цифрового комутаційного обладнання.
Суттєве зменшення обслуговуючого персоналу за рахунок автоматизації процесу експлуатації.
Підвищення якості обслуговування.
Збільшення додаткових видів обслуговування (ДВО) та додаткових видів зв’язку (ДВЗ).
Можливість створення на базі цифрових АТС і цифрових систем передачі даних цифрових мереж з інтеграцією послуг (ISDN).
Особливості цифрових систем комутації:
Модульність побудови, яка дозволяє забезпечити легке пристосування системи до зміни ємності, забезпечити зручність і простоту реалізації, технологічність виробництва за рахунок зменшення кількості різнотипних блоків.
Симетричність структури відносно середньої лінії, яка поділяє комутаційне поле на дві частини. Властивість симетричності дозволяє побудувати КП найбільш раціонально з точки зору об’єму обладнання і керування.
Чотирипровідність КП, яка пояснюється особливостями передачі ущільнених в часі сигналів.
2.2 Розрахунок концентраторів
У цифрових АТС широко використовуються концентратори, які є функціональною частиною міських цифрових комутаційних систем і дозволяють здійснювати попередню концентрацію абонентського навантаження з метою більш раціонального використання з’єднувальних ліній
між концентратором і станцією.
2.2.1 Структурна схема і вихідні дані
Рис.2.1 Структурна схема концентратора
Вихідні дані для розрахунку концентратора:
кількість вхідних абонентських ліній (NАЛК = 512)
ймовірність втрат комутаційної системи (Рв = 0,01).
2.2.2 Розрахунок кількості концентраторів
Згідно заданої кількості АЛ на один концентратор NАЛК та розрахованої у Розділі 1 загальної кількості абонентів визначаємо кількість концентраторів k:
(2.1)
2.2.3 Визначення кількості трактів ІКМ-30/32, необхідних для підключення до одного концентратора
Знаходимо величину навантаження (Yk) на один концентратор:
(2.2) де - сумарне навантаження від всіх абонентів станції,
k - кількість концентраторів.
За першою формулою Ерланга розрахуємо кількість каналів Nk необхідних для обслуговування навантаження Yk при заданих втратах рв.
Yk = 49.58 Ерл
Рв =1% → Nk = 64 каналів
Маючи Nk то кількість трактів ІКМ-30/32 необхідних для їх реалізації:
2.3 Розробка і опис структурних схем комутаційних полів „час” та „час-простір-простір-час” на базі заданого цифрового модуля
Вхідні дані для синтезу цифрових комутаційних полів:
Ємність цифрового комутаційного модуля:
Ємність комутаційної системи:
Nц =Mц= 36096 канали
2.3.1 Розрахунок та побудова модуля типу „час”
Кільк . вх. ЦЗЛ N
16
Кільк вих. ЦЗЛ M
64
Кільк . часових каналів у вх..ЦЗЛ Vвх
8
Розрядність КК r
16
Тривалість імпульсу t ім
0.5 мс
Тривалість паузи tп
0.5 мс
Перетворювач кодів
Регістри
Блок або модуль ЦКП, який здійснює функцію часової комутації цифрового сигналу називається блоком „час” (від англ. time - час) [7].
Рис.2.2 Ілюстрація принципу часової комутації
Блоки „час” синтезовані на цифрових запам’ятовуючих пристроях (ЦЗП) і являють собою повнодоступну неблокуючу схему, що комутує будь-який вхідний канал, на будь-який вихідний. ЦЗП блоку „час” працюють в двох режимах: ациклічного записування / циклічного зчитування; циклічного записування / ациклічного зчитування [6]. Завдяки простоті виконання і низькій вартості реалізації, боки „час” є основою для побудови ЦКС АТСЕ малої і середньої ємності (до 30 тис. абонентів). При синтезі ЦКП на заданому цифровому модулі (ЦМ) необхідно знати основні і електричні і стурктурні параметри ЦМ.
Розрахуємо ці параметри:
тривалість імпульсного (цифрового) каналу:
tik=(tim+tn)*r=(0.5+0.5)*16=16мкс
2)тривалість циклу
Тц=Vвх*tike=16*8=128мкс
3)частота дискретизації
fд=1/Tц=1/128∙10-6=7.81 КГц
4)кількість каналів ЦМ:
Nк(цм)=N*Vвх=64*8=512 кнл
5) кількість каналів у вихідному ГТ:
Vвих=(N/M)*Vвх=(64/16)*8=32 кнл
6) розпорядність комірок інформац.памяті:
rкп=log2 Nк(цм)+ log2 Kгр = 9+ 6= 15 біт
Кількість цифрових модулів необхідних для побудови комутаційного поля ємністю визначаємо як:
, (2.3)
Кгр= Кмод2=71 гр
Якщо N<M, то заданий ЦМ працює на розширення з коефіцієнтом стискання і стоїть на виході КС.
k=64/16=4
Рис. 2.3. Структурна схема комутаційного поля типу „ЧАС”
Розрахуємо кількість еквівалентних точок комутації для даного комутаційного поля:
, (2.4)
де ТІП, ТКП - кількість екв. т.к інформаційної та керуючої пам’яті відповідно.
(2.5) ( 2.6)
- кількість каналів заданого цифрового модуля;
r - розрядність інформаційного каналу, Біт;
- кількість цифрових модулів.
Отже,
2.3.3. Розрахунок та побудова модуля типу „час-простір-простір-час”
Блок або модуль ЦКП, який здійснює просторову комутацію цифрового сигналу називається блоком „простір” (від англ. space – простір – „S”) [7].
Рис. 2.4. Ілюстрація принципу просторової комутації
Блоки „простір” комутують однойменні канали будь-яких трактів і можуть бути легко реалізовані на: електронних ключах; інтегральних схемах середнього ступеня інтеграції – мультиплексорах і демультиплексорах або на програмованих логічних матрицях (ПЛМ). Завдяки простій і недорогій реалізації цих схем, ЦКС синтезовані на блоках „простір” широко використовувались на перших етапах створення цифрових АТС. Однак недолік цих блоків – внутрішні блокування при з’єднанні різнойменних призвів до того, що на сьогодні модулі „простір” використовуються в парі з ЦМ інших видів, зокрема, блоками „час”.
Рекомендації для синтезу модуля „час-простір-простір-час” (ЧППЧ).
Основною задачею при побудові модуля типу ЧППЧ є вибір кількості та ємності блоків часової комутації (БЧК), від структури якого залежить загальна кількість точок комутації. При побудові БЧК рекомендується брати відношення кількості модулів БЧК (k) до кількості блоків БЧК (NБЧК) рівнем 1; 2; 3. Також необхідно врахувати умову вибору кількості модулів (k): кількість модулів має бути цілим числом (кратним 2) і у всіх БЧК має бути однакова кількість цифрових модулів. Для зменшення внутрішнього блокування і кількості (NБЧК) зв’язність вибирається f=2.
На рис. 2.5 побудована чотирьохланкова схема ЦКП типу ЧППЧ.
k = 72;
X = 12;
Y = 6;
X/Y = 2
Рис. 2.5. Структурна схема комутаційного поля типу ЧППЧ.
2.4 Розрахунок кількості еквівалентних точок комутації цифрового модуля і цифрових комутаційних полів з п.2.3
Оцінка економічності синтезованих цифрових комутаційних полів „час” і „час-простір-простір-час” проводиться по кількості точок комутації. Згідно [5], 100 біт пам’яті ЦЗП еквівалентні одній просторовій точні комутації.
Загальна кількість еквівалентних точок комутації блоку „час-простір-простір-час” (див. рис.2.5) дорівнює сумі екв. т.к часового (БЧК) і просторового (БПК) блоків, тобто:
, (2.7)
де - кількість екв. т.к блоків часової і просторової комутації відповідно.
Кількість екв. т.к блоку часової комутації (БЧК) становить:
(2.8)
де - кількість цифрових модулів в одному БЧК;
- кількість блоків часової комутації.
Кількість екв. т.к блоку просторової комутації БПК дорівнює:
, (2.9)
де ТПР - кількість т.к просторових комутаторів;
ТКП - кількість екв. т.к керуючих пристроїв просторових комутаторів.
Отже, ( 2.10)
(2.11)
де n - кількість входів одного комутатора;
m - кількість виходів одного комутатора;
k - кількість комутаторів в одній ланці блоку БПК;
z - кількість ланок;
- кількість каналів проміжного тракту;
- кількість комутаторів в одній ланці БПК.
Tчппч = 2*Tч + Тп;
Висновок: Із вище приведених розрахунків видно, що для побудови комутаційної системи краще вибрати цифровий модуль типу ″ ЧАС - ПРОСТІР-ПРОСТІР-ЧАС ″, тому що він більш економний по еквівалентних точках комутації ніж модуль типу ″ ЧАС ″
2.5 Розрахунок кількості точок комутації просторових комутаційних полів такої ж структури та ємності, як цифрові комутаційні поля в п.2.4
Розрахуємо кількість точок одноланкового просторового комутаційного поля
, тк
, тк
Структурна схема просторового еквіваленту чотирьохланкового комутаційного поля зображена на рис.2.6
Рис.2.6 Структурна схема еквівалентного просторового комутаційного поля
N1=m1=512 k1= Nц/ 2∙n1 k1= 36096/2∙512 k1=36
Кількість точок комутації визначається як:
(2.11)
2.6 Розробка і опис функціональної схеми заданого просторово-часового цифрового модуля
Функціональна схема цифрового модуля зображена на рис. 2.7
Вхідні тракти із швидкістю потоку 2,048 Мбіт/с поступають на вхідні регістри зсуву РЗвх. Після чого відбувається перетворення вхідних канальних повідомлень з послідовного коду у паралельний. Відбувається це у регістрах РПвх.
Вхідний перетворювач виконаний на регістрах зсуву РЗвх та паралельних регістрах РПвх В РЗвх послідовно, розряд за розрядом, заносяться кодові слова (8 біт), під дією тактових імпульсів з частотою fвх.
В кінці канального інтервалу під дією сигнала 1, який створюється формувачем імпульсів ФІ1, кодові комбінації з РЗвх одночасно по 8 проводах переписуються в РПвх.
В наступний канальний інтервал в РЗвх записуються кодові слова наступних каналів. За той самий канальний інтервал під дією сигналів 2, що виробляються дешифратором ДШ1, кодові слова перших каналів всіх вхідних ЗЛЦ з РПвх послідовно переписуються в комірки пам’яті ІП.
Адреси комірок ІП формуються лічильником Л1, через перемикач адрес ПА1 подаються на адресні входи ІП. За цикл роботи 125 мкс кодові комбінації всіх вхідних каналів запишуться в ІП. В комірці ІП кодові слова зберігаються протягом циклу і потім замінюються наступним словом того самого каналу. Такий режим роботи цифрового модуля називається керуванням по виходу або циклічний запис/ациклічне зчитування [6].
Комутація вхідних і вихідних каналів здійснюється за допомогою керуючої пам’яті КП. Номери комірок КП відповідають вихідним каналам, а інформація в комірках КП - номерам вхідних каналів (у випадку, коли N>M).
Інформація в комірки керуючої пам’яті записується через паралельний регістр РП1 з ЦКП за адресою, яка також подається з ЦКП і через РП2 і перемикач адрес ПА2 поступає на адресні входи КП.
Зчитуванням інформації з комірок КП керують адреси, які формуються Л2 і через перемикач ПА2 подаються на адресні входи КП. Лічильники Л1 і Л2 працюють у протифазі. За адресами лічильника Л2 послідовно відкриваються комірки КП, з яких зчитуються адреси комірок ІП.
З комірок ІП зчитуються кодові комбінації (мовний сигнал), який по 8-ми розрядній паралельній шині переписується у вихідні паралельні регістри. Керування вихідними паралельними регістрами відбувається імпульсами 3, які формуються дешифратором ДШ2.
Коли кодові комбінації запишуться у всі регістри РПвих, вони швидко перезаписуються у вихідні регістри зсуву РЗвих під дією імпульсу 4, який виробляється ФІ2. Після перезапису кодових слів з РПвих в РЗвих, вони починають зчитуватися послідовно у вихідні ЗЛЦ під дією імпульсів тактової частоти fвих.
Таким чином РПвих і РЗвих виконують функції перетворювача паралельного коду в послідовний.
2.7 Розрахунок тактових частот і побудова часових діаграм функціонування цифрового модуля
fвх = r*fd*Vвх
fвх=8*7812.5*16=1000кГц=1МГц
fвих = r*fd*Vвих
fвих=8*7812.5*32=2000кГц=2МГц
f = Nk(цм)* fd
f=512*7812.5=4000кГц=4МГц
Рис.2.7 Функціональна схема цифрового модуля
Висновки
При проектуванні комутаційних систем враховують багато параметрів: наприклад потрібну ймовірність блокування, зв’язність, кількість абонентів, ефективність (тобто ціну). Ціна комутаційного поля прямо пропорційно пов’язана з кількістю точок комутації (для цифрових полів - кількість еквівалентних точок комутації).
В даній курсовій роботі ми розраховували різні комутаційні поля: одноланкові і багатоланкові. Порівнявши системи можемо сказати, що найменше точок комутації в багатоланкових комутаційних полях при чому з використанням комутації типу «ЧППЧ».
Якщо застосовувати комутаційні поля тільки з просторовою комутацією, то кількість точок комутації різко зростає і відповідно ціна.
1. Порівняємо кількість точок комутації одноланкового комутаційного поля з просторовим еквівалентом
/ = 55,557
2. Порівняємо чотирьохланкову схему типу « ЧППЧ»з оноланковою схемою типу «Ч». /=732.53
3.Порівняємо кількість точок комутації чотирьоланкового комутаційного поля з просторовим еквівалентом
/ = 4.55
З отриманих результатів можна зробити висновки, що найкраще будувати комутаційні поля багатоланкові з використанням як часової так і просторової комутації Це набагато знижує ціну , оскільки кількість точок комутації в цьому випадку менша.
Список використаної літератури
Методичні вказівки до курсової роботи з курсу « Центри комутації та мереж зв’язку»,
Львів 2009
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора