"Цифровизация сетей связи"

Пояснительная записка курсовой работы

Реферат

Цифровизация сетей связи: ТПЖА. 200900.009 ПЗ: Курс. работа /. ПЗ с., табл., источников___, рисунков, прил. ___, докум. ___ л.

ПРОГРАММА "СЕТЬ 5 (6), МЕТОД "КАЖДЫЙ С КАЖДЫМ", МЕТОД "РАДИАЛЬНЫЙ", МЕТОД "КОЛЬЦО", МЕТОД КОМБИНИРОВАННЫЙ, СТРАТЕГИИ ЦИФРОВИЗАЦИИ, СТРАТЕГИЯ НАЛОЖЕНИЯ, СТРАТЕГИЯ ОСТРОВОВ.

Объект исследования и разработки - реализация цифровизации сетей связи методы построения: "каждый с каждым", "радиальный", "кольцо", "прагматичный" в программе "Сеть 5 (6).

Цель: Изучить на заданном фрагменте ГТС различные архитектуры построения городских сетей связи. Произвести сравнительный анализ их технико-экономических показателей. Сделать обоснованный выбор варианта построения фрагмента ГТС. Для выбранного варианта построения аналоговой ГТС провести цифровизацию по всем возможным стратегиям. Выполнить обоснованный выбор стратегии цифровизации.

В результате курсовой работы произведена цифровизация данного варианта сети и выбрана наилучшая стратегия.

Результаты работы могут быть использованы для проектирования цифровых сетей связи.

Практической ценностью этой работы является то, что она позволяет найти наилучшую стратегию цифровизации сети а также возможен сравнительный анализ полученных результатов интенсивности поступающей нагрузки, ее распределение по направлениям, расчет числа соединительных линий межстанционной связи сети, расчет затрат на организацию межстанционной связи.

Содержание

Введение

1. Анализ технического задания

2. Исходные данные

3. Задание на выполнение работы

4. Варианты организации межстанционной связи

4.1 Сеть, построенная по принципу, где каждая АТС соединена с каждой соединительными линиями без транзитных соединений.

4.2 "Радиальная" схема организации межстанционной связи

4.3 Схема "кольцо"

4.4 "Комбинированная" схема

5. Выводы и сравнительная характеристика схем

6. Стратегии цифровизации сетей

6.1 Стратегия наложения

6.2 Стратегия островов

Выводы

Заключение

Библиографический список

Введение

Революционные достижения последних десятилетий в области микроэлектроники, вычислительной техники, оптических и квантовых технологий позволили создать принципиально новые устройства обработки, передачи и хранения информации (микросхемы сверхвысокого уровня интеграции, процессоры, запоминающие устройства, и многое др.). Они послужили толчком к стремительному развитию современных информационных и телекоммуникационных технологий, совершенствованию средств связи, средств обработки, хранения и распределения информации.

Это развитие привело к серьезным изменениям в понимании сущности, методов построения и путей развития современных информационных и телекоммуникационных сетей. Происходит усиление процессов интеграции первичных и вторичных сетей, в направлении создания единой мультисервисной сети с предоставлением широкого спектра услуг потребителям.

Телекоммуникации являются одной из наиболее быстро развивающихся областей современной науки и техники. Жизнь современного общества уже невозможно представить без тех достижений, которые были сделаны в этой отрасли за немногим более ста лет развития. Отличительная особенность нашего времени - непрерывно возрастающая потребность в передаче потоков информации на большие расстояния. Это обусловлено многими причинами, и в первую очередь тем, что связь стала одним из самых мощных рычагов управления экономикой страны. Одновременно, претерпевая значительные изменения, становясь многосторонней и всеобъемлющей, электросвязь каждой страны становится все более интегрированной в мировое телекоммуникационное пространство.

Возможность передачи различных сигналов в едином цифровом виде предопределяет универсальность цифрового линейного тракта, который хорошо приспособлен для высокоскоростной передачи данных.

Цифровые системы передачи позволяют использовать интегральные микросхемы цифровой логики, благодаря чему увеличивается их надежность, уменьшаются габаритные размеры аппаратуры, стоимость ее и эксплуатационные расходы. Цифровые методы передачи позволяют применять и цифровые методы коммутации сообщений, что способствует созданию интегральной цифровой сети связи. Указанная сеть связи позволяет ответвлять и передавать транзитом цифровые потоки без применения устройств аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, а следовательно, без искажений, характерных для транзита с переприемом аналоговых сигналов.

В условиях, когда в стране на ближайшие 10 - 15 лет решены проблемы международной связи и междугородной связи, на первый план выдвигаются задачи, связанные с развитием и совершенствованием местных сетей связи. Особое место в этом отводится региональным предприятиям связи.

1. Анализ технического задания

Проектирование линий связи включает большой комплекс изыскательских, расчетных и чертежных работ, охватывающих строительство и монтаж всех видов сооружений: линейных, станционных и гражданских.

Проектирование выполняется в соответствии с существующим законодательством на основе нормативной документации. "Ведомственные нормы технологического проектирования" определяют порядок и объем строительно-монтажных работ, основные технические требования к сооружениям, аппаратуре, кабелю и позволяют рассчитать для конкретного проектного задания необходимое количество материалов, оборудования и объем строительно-монтажных работ. "Нормативы удельных капитальных затрат" укрупненно оценивают капитальные затраты на строительство при применении различных систем передачи, типов кабеля и схем организации связи, а также позволяют оценить технико-экономические показатели различных вариантов проектных решений.

Проектирование цифровой линии связи условно можно разбить на два этапа: проектирование линейного тракта ЦСП; проектирование линейно-аппаратных цехов ОП и ОРП.

Данная курсовая работа предусматривает разработку проекта цифровизации сети связи.

Реконструкция межстанционной связи предполагает замену морально устаревшего оборудования на оборудование цифровой системы передачи, которая удовлетворяет всем нужным требованиям. Для осуществления данной реконструкции используется программа "Сеть 5 (6)".

2. Исходные данные

Таблица 1 Исходные данные существующих АТС

Таблица 2 Исходные данные существующих узлов

Таблица 3 Исходные данные проектируемых АТС

3. Задание на выполнение работы

1. Изучить содержание методических указаний по автоматизированному проектированию межстанционных связей аналого-цифровых районированных ГТС без узлов

2. В соответствии с вариантом в табл.8.1 и 8.2 выбрать узлы сети: АТСК, АМТС, УСС и т.д. Добавить три цифровых АТС с параметрами по табл.8.3.

3. В соответствии с номером варианта начертить план размещения существующих АТС по территории города, разработать вариант организации межстанционной связи и подготовить все необходимые исходные данные по направлениям межстанционной связи существующей сети.

4. Существующая гибридная сеть должна содержать три АТСК, три АТСЭ, УСС. Связь с междугородной сетью осуществляется в зависимости от варианта либо через АМТС, либо через УЗСЛ и УВСМ. Сформировать базы данных существующей сети по четырем вариантам: “каждый с каждым”, “радиальный”, ”кольцо”, “прагматичный" (наиболее практичный для данного случая). Примечание: во всех вариантах узлы должны находиться в одних и тех же географических точках.

5. Провести расчет интенсивности поступающей нагрузки, ее распределение по направлениям, расчет числа соединительных линий межстанционной связи существующей сети, расчет затрат на организацию межстанционной связи.

6. Создать по каждому варианту текстовые файлы по полученным результатам в виде таблиц:

структурный состав станций;

матрица нагрузок;

матрица соединительных линий (по расчетной нагрузке);

матрица соединительных линий (по математическому ожиданию);

структурная матрица цифровых 30-канальных трактов;

матрица затрат.

7. Сделать выводы и объяснения по каждому варианту (с примерами и обязательными ссылками на соответствующие таблицы и рисунки):

объяснить отличие в числе СЛ по двум вариантам;

выполнить ориентировочный расчет окупаемости;

выводы по числу обходных путей, маршрутизации;

выводы по надежности при повреждении;

выводы по скорости установления соединений;

выводы по возможности наращивания сети и числа абонентов;

выводы по нагрузке сети в целом и по распределению нагрузки по узлам;

выводы по затратам на построение сети;

выводы по качеству разговорных трактов;

выводы по затратам на системы передачи;

выводы по сложности технической эксплуатации сети;

выводы по нумерации на сети;

выводы по устойчивости к перегрузкам

выводы по приспособленности к цифровизации;

выводы по индивидуально выбранным показателям качества.

8. Выбрать 7 наиболее важных показателей качества сети (критериев) из п.7.

Выбрать трехбалльную (пятибалльную) систему оценок показателей:

Высокая - 3 Средняя - 2 Малая - 1.

Построить сопоставительную таблицу для четырех вариантов, используя трехбалльную (пятибалльную) систему показателей. По суммарному показателю качества выбрать наилучший вариант топологии построения сети. Прокомментировать его с точки зрения оператора связи, при конфликтной ситуации скорректировать выбор варианта с точки зрения отдела инвестиций.

цифровизация сеть связь

Примечание: оценку показателя капитальные вложения оценить не по результатам работы Сеть-5.6, а на основе выводов в учебной литературе или прагматической оценки.

9. Выбранный вариант топологии построения сети является базовым для цифровизации. В предположении, что все шесть станций являются аналоговыми типа АТСК провести все этапы цифровизации по всем возможным стратегиям. Каждый этап цифровизации должен сопровождаться необходимыми расчетами и таблицами, получаемыми в пакете Сеть-5,6.

10. По каждому варианту цифровизации сделать следующие выводы:

по сложности цифровизации;

по масштабности монтажных работ;

по капитальным вложениям;

по срокам цифровизации;

по качеству связи во время цифровизации;

по нумерации;

по числу аналого-цифровых переходов;

по среднему количеству одновременно заменяемых станций;

по количеству этапов цифровизации;

по непрерывности эксплуатации;

по индивидуально введенным показателям.

11. Выбрать 5 наиболее важных показателей качества цифровизации сети (критериев) из п.10. Выбрать трехбалльную (пятибалльную) систему оценок показателей:

Высокая - 3 Средняя - 2 Малая - 1.

Построить сопоставительную таблицу для всех вариантов цифровизации, используя трехбалльную систему показателей. По суммарному показателю качества выбрать наилучший вариант цифровизации исходной сети. Прокомментировать его с точки зрения оператора связи, отдела инвестиций, отдела капитального строительства.

4. Варианты организации межстанционной связи

4.1 Сеть, построенная по принципу, где каждая АТС соединена с каждой соединительными линиями без транзитных соединений.

Таблица 4 расстояния между площадками

Рис.1 сеть, построенная по схеме "каждая с каждой"

Таблица 5 Структурный состав станций

Таблица 6 Матрица нагрузок (в эрл.)"каждая с каждой"

Таблица 7 Структурная матрица нагрузок (в эрл.)

Таблица 8 Матрица соединительных линий

Таблица 9 Структурная матрица цифровых 30-канальных трактов

Таблица 10 Матрица затрат (в долл.) (суммарные затраты на МСС=3834292.16 долл.)

Таблица 11 Матрица затрат (в руб.), (суммарные затраты на МСС=92023011.84 руб.)

Рис.2. Диаграмма распределения нагрузки на: АТСк - 3/1/

Расчёт срока окупаемости затрат для данной сети:

В данной сети каждая АТС соединена с каждой АТС соединительными линиями без транзитных соединений.

Особенности "полносвязной" схемы:

· высокая надежность связи и оперативность установления соединения из-за отсутствия транзитных соединений (рис.1);

· способность обслуживать большой объем телефонной нагрузки. Все потоки направляются с передающей станции непосредственно на приемную, минуя транзитные. Значит, можно увеличивать количество абонентов всех станций;

· отсутствуют перегрузки (т.к. нагрузка распределяется между станциями равномерно, а не концентрируется на одной станции), значит, существует высокая надежность связи и низкая вероятность отказа установления соединения.

· Самая дорогостоящая.

4.2 " Радиальная" схема организации межстанционной связи

Рисунок 3 - сеть, построенная по "радиальной" схеме

Таблица 12 Структурный состав станций

Таблица 13. Транзитные направления

Таблица 14 Матрица нагрузок (в эрл.)"каждая с каждой"

Таблица 15 Структурная матрица нагрузок (в эрл.)

Таблица 16 Матрица соединительных линий

Таблица 17 Структурная матрица цифровых 30-канальных трактов

Таблица 18 Матрица затрат (в долл.) (суммарные затраты на МСС = 3914708,24 долл.)

Таблица 19 Матрица затрат (в руб.), (суммарные затраты на МСС=93952997,76 руб.)

Рис.4. Диаграмма распределения нагрузки на: АТСк - 3/1/

Расчёт срока окупаемости затрат для данной сети:

В данной сети связь между узлами осуществляется через один центральный узел. Это резко сокращает общее число пучков СЛ, но при этом отсутствует возможность создания обходных путей. Такой способ может быть использован на сравнительно небольшой территории.

Особенности радиальной сети:

· невысокая надежность связи (из-за отсутствия обходных путей), т.к. (рис.3) выход из строя центральной станции парализует сеть;

· нагрузка на ЦС (АТС 5/5) в 4,4 раза больше, чем в среднем на любую другую АТС, значит, высокая вероятность перегрузок;

· Низкое затухание соединительных трактов;

· Упрощается станционное оборудование;

· Улучшается качество разговорного тракта (малое число транзитов);

· Ускоряется процесс установления соединения;

· Самая дешёвая.

4.3 Схема "кольцо"

Рисунок 5 - сеть, построенная по схеме "кольцо"

Таблица 20 Структурный состав станций

Таблица 21 Матрица нагрузок (в эрл.)"каждая с каждой"

Таблица 22 Транзитные направления

Таблица 23 Структурная матрица нагрузок (в эрл.)

Таблица 24 Матрица соединительных линий

Таблица 25 Структурная матрица цифровых 30-канальных трактов

Таблица 26 Матрица затрат (в долл.) (суммарные затраты на МСС=4391943,56 долл.)

Таблица 27 Матрица затрат (в руб.), (суммарные затраты на МСС=105406645,44 руб.)

Рис.6. Диаграмма распределения нагрузки на: АТСк - 3/1/

Расчёт срока окупаемости затрат для данной сети:

В данной сети все АТС соединены в кольцо, а связь с несмежными АТС осуществляется транзитом через другие станции, а соединение с УСС, УЗСЛ и УВСМ имеется у всех АТС

Особенности кольцевой сети:

· достаточно равномерное распределение нагрузок по станциям. Максимальная нагрузка приходится на АТСэ 2/2 и составляет 2204,55 Эрл, а на остальные станции близка к средней нагрузке. Значит, существует довольно малая вероятность перегрузок даже в ЧНН.

· При повреждении на определенном участке сеть полностью сохраняет свою работоспособность т.к. сеть предусматривает возможность осуществления связи между узлами как по часовой, так и против часовой стрелки.

· Относительно малая скорость установления соединения т.к. достаточно большое среднее число транзитов, значит, ухудшается качество разговорного тракта.

· Используется относительно небольшая общая протяженность линии.

· Относительно недорогая.

4.4 "Комбинированная" схема

Рисунок 7 - сеть, построенная по "комбинированной" схеме

Таблица 28 Структурный состав станций

Таблица 29 Матрица нагрузок (в эрл.)"каждая с каждой"

Таблица 30 Транзитные направления

Таблица 31 Структурная матрица нагрузок (в эрл.)

Таблица 32 Матрица соединительных линий

Таблица 33 Структурная матрица цифровых 30-канальных трактов

Таблица 34 Матрица затрат (в долл.) (суммарные затраты на МСС=4192208,16 долл.)

Таблица 35 Матрица затрат (в руб.), (суммарные затраты на МСС=100612995,84 руб.)

Рис.8. Диаграмма распределения нагрузки на: АТСк - 3/1/

Расчёт срока окупаемости затрат для данной сети:

Особенности "комбинированной" сети:

· Выход из строя одной узловой станции не нарушает работу всей сети.

· средняя нагрузка на узловые станции в 1,9 раз больше, чем средняя нагрузка на оконечные станции.

· Относительно недорогая.

5. Выводы и сравнительная характеристика схем

Описание различных способов построения сетей связи:

· При полносвязном способе построения (рис.1) между всеми узлами существует непосредственная связь. В этом случае при повреждениях или перегрузках на отдельных участках возможна организация обходной связи через транзитное соединение, однако такой способ является наиболее дорогостоящим.

· При радиальном способе построения сети (рис.3) связь между узлами осуществляется через один центральный узел. Это сокращает общее число пучков соединительных линий, но при этом, очевидно, отсутствует возможность создания обходных путей. Такой способ может быть использован при построении сети на сравнительно небольшой территории. На большой территории сеть связи чаще строится по радиально-узловому способу.

· Кольцевой способ построения сети (рис.5) предусматривает возможность осуществления связи между узлами как по часовой, так и против часовой стрелки. В этом случае при повреждении на определенном участке сеть полностью сохраняет свою работоспособность. Кроме того, используется сравнительно небольшая общая протяженность линий связи.

· При комбинированном способе построения сети (рис.7) узлы первого уровня (АТС 6/5, АТС 4/2, АТС 5/5) соединяются между собой по полносвязной схеме или по кольцевому принципу (для треугольника это равнозначно). В этом случае выход из строя одной УС не нарушает работу всей сети.

Некоторые особенности "полносвязной" сети:

· высокая надежность связи;

· способность обслуживать большой объем телефонной нагрузки;

· равномерно распределенная нагрузка по станциям, малая вероятность перегрузок;

Некоторые особенности "радиальной" сети:

· повышенная нагрузка на ЦС, значит, получается неравномерное распределение нагрузки, следовательно, невысокая надежность связи.

· малая протяженность СЛ.

· отсутствуют обходные пути.

Некоторые особенности кольцевой сети:

· высокая надежность связи т.к. имеются обходные направления;

· способность обслуживать большой объем телефонной нагрузки;

· равномерное распределение нагрузок по станциям.

· связь между узлами осуществляется как по часовой, так и против часовой стрелки, значит, высокая надежность связи.

Некоторые особенности "комбинированной" сети:

· повышенная нагрузка на узловые станции.

· выход из строя одной узловой станции не нарушает работу всей сети.

Таблица 36 Общая сравнительная таблица полученных результатов в проделанной работе

Сначала, произведем оценку схем по баллам (выбранной шкале проставления баллов) и по трем следующим критериям:

Если сравнивать способы построения по расхождению между максимальной нагрузкой и средней нагрузкой на станцию:

В итоге (только по данным критериям и заданной шкале проставления баллов):