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:
Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки і електронної техніки
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра Телекомунікацій
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Центри комутації
Група:
ТК-41
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет „Львівська політехніка”
Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки і електронної техніки
Кафедра „Телекомунікацій”
Курсова робота
З дисципліни «Центри комутації» на тему:
“Синтез цифрових комутаційних систем”
Виконав:
ст. гр. ТК-41
Перевірила:
Львів 2010
Зміст
Розрахунок навантаження.
1.1. Розрахунок навантаження від абонентської лінії кожної категорії.
1.1.1. Визначення середньої тривалості одного заняття абонентом і-тої категорії.
1.1.2. Визначення прямого навантаження від одного абонента і-тої категорії.
1.1.3. Визначення навантаження від всіх абонентів і-тої категорії.
1.2. Визначення сумарного навантаження від абонементів всіх категорій.
1.3. Визначення сумарного навантаження, яке обслуговує комутаційна система.
1.4. Визначення ємності комутаційної системи якщо навантаження на одну з’єднувану лінію дорівнює 0,6 Ерл.
Синтез цифрових комутаційних систем.
2.1. Переваги і особливості цифрових АТСЕ.
2.2. Розрахунок концентраторів.
2.2.1. Структурна схема і вихідні дані.
2.2.2. Розрахунок кількості концентраторів.
2.2.3. Визначення кількості трактів ІКМ 30/32, необхідних до підключення до одного концентратора.
2.3. Синтез і опис структурних схем комутаційних полів „час” і „час-простір-простір-час”
2.4. Розрахунок кількості еквівалентних точок комутації цифрового модуля і цифрових комутаційних полів „час” і „час-простір-простір-час”.
2.5. Розрахунок кількості точок комутації просторових комутаційних полів такої ж структури та ємності, як і цифрові комутаційні поля в п. 2.4.
2.6. Синтез і опис функціональної схеми заданого просторово-часового цифрового модуля.
2.7. Розрахунок тактових частот і побудова часових діаграм в функціонування цифрового модуля.
Висновки.
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 № 15
Тип ТА
С,викликів/год.
,с
К-сть ТА
індивідуальні
0.8
290
51000
колективні
1.4
280
16000
підприємчі
3.1
195
14000
таксофони
7.5
300
2000
РОЗДІЛ 1
РОЗРАХУНОК НАВАНТАЖЕННЯ
Для раціональної побудови і розрахунку КС означено термін телефонного 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).
Для розрахунку пропускної здатності КС ввели термін інтенсивність навантаження [1, 3, 4], що позначає сумарний час зайняття КС за 1 годину. За одиницю інтенсивності навантаження прийнято виміру Ерланг (Ерл.) на честь датського вченого-математика, засновника теорії телетрафіка А.К.Ерланга (1878-1929рр.) Один Ерланг – це навантаження в одне годино-зайняття за одну годину ().
Для заданої якості обслуговування абонентів розрахунок комутаційного обладнання проводиться виходячи із значення інтенсивності навантаження в ті години, коли це навантаження є максимальним. Цей час називають годинами найбільшого навантаження (ГНН) – це неперервний інтервал час тривалістю 1 годину, в межах якого спостерігається найбільша інтенсивність навантаження.
У Розділі 1 наведено розрахунок навантаження на КС від абонентської лінії різних категорій абонентів, навантаження від групи абонентів та навантаження на КС в цілому.
У даному розділі приведені розрахунки навантаження на комутаційну систему від різних категорій абонентів на одну АЛ, навантаження від групи абонентів та навантаження на КС в цілому.
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.
- задана тривалість розмови абонента кожної групи (подана в таблиці
вихідних даних).
= 5 сек - середній час встановлення з'єднання.
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.
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.
1.2. Визначення сумарного навантаження від абонентів всіх категорій
Сумарне навантаження – це загальне навантаження, яке створене всіма абонентами і-тої категорії:
, Ерл, (1.4)
де , - навантаження від всіх абонентів і-ої категорії.
= 3417+1824+2520+1300=9061Ерл.
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
= 10873,2Ерл
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)
N=M =
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
(1.7)
= 36244каналів.
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). В ЦСК функцію комутацію реалізує цифрове комутаційне поле (ЦКП). Керування всіма процесами в системі комутації здійснює керуючий комплекс.
У Розділі 2 наведені приклади синтезу одно- чотирьохланкових цифрових комутаційних систем реалізованих на комутаційних блоках „час” і „простір”.
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
Абонентський концентратор дозволяє підключити максимально 768 АЛ до комутаційного поля опорної станції МТ20/25 через групові тракти (ГТ) ІКМ ліній.
Схема концентратора (рис. 2.1.) включає наступні функціональні блоки [11]: абонентські комплекти (АК); блок просторово-часової комутації (ПЧК); кодек (кодуючий і декодуючий пристрої); цифровий концентратор (ЦК); систему керування, що складається з керуючого пристрою (КП), маркера, визначника (В) і обладнання сигналізацій (ЗКС).
Абонентський комплекс складає інтерфейс з комутаційною системою і виконує наступні основні функції: живлення мікрофона ТА, перехід з двопровідної АЛ на чотирьохпровідну, контроль стану шлейфу АЛ для виявлення моменту зняття абонентом телефонної трубки й відбою. Блок ПЧК здійснює перетворення аналогового розмовного сигналу в сигнал амплітудно-імпульсної модуляції (АІМ), концентрацію і комутаціїю 64 АЛ на одну ІКМ лінію. Кодека виконує аналого-цифрове перетворення сигнула АІМ в ІКМ і навпаки. Блок ЦК здійснює концентрацію 12-ти ІКМ ліній на (2-6) ГТ ІКМ ліній комутаційного поля. Число групових трактів ІКМ між концентратором і комутаційним обладнанням станції визначається шляхом розрахунку залежно від величини навантаження і ймовірності втрат.
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.)
Y== 67 Ерл
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. Коли відомо Nk, то кількість трактів ІКМ-30/32 необхідних для їх реалізації визначаємо, як
2.3. Розробка і опис структурних схем комутаційних полів „час” та „час-простір-простір-час” на базі заданого цифрового модуля
Вихідні дані для синтезу ЦКП:
ємність цифрового комутаційного модуля [8x8] ГТ (згідно варіанту завдання).
ємність КС (кількість каналів) Nц= Мц= 36244 (див. 1.4. Розділ 1)
кількість часових каналів у вхідній ЦЗЛ – Vвх = 32
розрядність кодової комбінації – r = 16
тривалість імпульсу – tім = 1 мкс
тривалість паузи - tП = 0,25 мкс
2.3.1 Розрахунок параметрів цифрового модуля
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=(1+0,25) 16=20 мкс
тривалість циклу
Тц=Vвхtike=3220=640 мкс
3)частота дискретизації
fд=1/Tц=1/640=1.5625 кГц
4)кількість каналів ЦМ:
Nк(цм)=NVвх=832=256 каналів
5) кількість каналів у вихідному ГТ:
Vвих=(N/M) Vвх=(8/8) 32=32 кнл
6) розрядність комірок інформац.памяті:
rкп=log2 Nк(цм)= 8 біт
rкп=log2 Nк(цм) + log2kr = 15 біт
2.3.2. Розрахунок та побудова модуля типу „час”.
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).
Кількість цифрових модулів необхідних для побудови одноланкового комутаційного поля ємністю визначаємо як:
, (2.3.)
= 19881 мод,
де
– ємність заданого цифрового модуля, в каналах.
Одноланкова схема ЦКП типу „час” (рис 2.3) включає наступні функціональні блоки: на вході і виході схеми – перетворювачі відповідно послідовного коду в паралельний (пс/пр) і паралельного коду в послідовний (пр/пс), запам’ятовуючі пристрої: інформаційна память (ІП), керуюча память (КП).
Рис. 2.3. Структурна схема комутаційного поля типу „ЧАС”
r=log2Nk(ЦМ) = 8 біт - розрядність інформаційної пам’яті
r=log2Nk(ЦМ)+log2Kгр=8+7=15 біт – розрядність комірок керуючої пам’яті
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 = 141;
X = 12;
Y = 12;
X/Y = 1
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 в п. 2.3 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, тоді кількість еквівалентних точок комутації (екв.т.к.) блоку „час” (див. рис. 2.3) визначаємо як:
т.к (2.4)
де ТІП, ТКП – кількість екв.т.к. інформаційної (2.5) і керуючої (2.6) пам’яті відповідно.
т.к. (2.5)
т.к. (2.6)
де – кількість каналів заданого цифрового модуля;
r – розрядність інформаційного каналу, біт;
– кількість цифрових модулів.
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:
т.к. (2.8)
– 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;
Тч = 8847 екв.т.
Тп = екв.т.;
Тчппч = 2∙8847 + 42762 = 51609 екв.т.;
2.5. Розрахунок кількості точок комутації просторових комутаційних полів такої ж структури та ємності, як цифрові комутаційні поля в п. 2.3.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора