Контрольная работа по дисциплине «Системы коммутации»

Министерство  Российской  Федерации по связи и информатизации

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)

Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики

( УрТИСИ СибГУТИ)

Факультет  сокращенной подготовки (ФСП)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

По дисциплине «Системы коммутации»

Вариант №1

 

Исполнитель : студент 3-го курса з/о

Группы № С-51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2012г.

 

Задача №1.

Разработать схему организации  связи и план нумерации при  сопряжении ТФОП с сетью сотовой подвижной связи СПС. Рассчитать параметры сети СПС.

Исходные данные:

Статус сети СПС –  УПАТС.

Емкость сети ( номеров ) – 1000.

Радиус К  - 1км.

Повторяемость ячеек  С – 12.

Полоса частот  869…894 МГц.

Ширина канала – 30 КГц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В соответствии с принципами создания ВСС и рекомендациями МСЭ-Т нумерация абонентов СПС должна входить в план нумерации ТФОП. Полный номер абонента СПС должен иметь стандартную структуру: ABCabxxxxx или DEFdexxxx. ABC – географический код зоны, DEF - негеографический код зоны, определяющий принадлежность к сети определенного стандарта. В пределах одной зоны связь устанавливается набором семизначного номера. Нумерация абонентов региональных сетей назначается из нумерации емкости местных телефонных сетей, в пределах которых создаются сети СПС.

План нумерации:

Местные 3751000 – 3751999

Полные 8-343-3751000 – 8-343-3751999 ( ABCabxxxxx )

В структуре DEFdexxxxx полные номера могут иметь вид 9023751000-9023751999

DEF – 902 т.к. стандарт GSM.

Зоновые 8-2-3751000 – 8-2-3751999 ( 2- abxxxxx )

 

Защитный интервал – это минимальное расстояние между двумя ячейками с одинаковым частотным диапазоном. Количество BS, для которых установлены разные диапазоны частот, и которые являются смежными, называются повторяемостью ячеек.

Защитный интервал определяется по формуле:

, отсюда  

Подставим исходные данные, получим  .

В нашем случае защитный интервал равен 6 км.

Определим количество разговорных  каналов в заданной  полосе частот:

Определим абонентскую  емкость одного канала:

   где:

Y – нагрузка, которую способен пропустить один канал.

р – удельная абонентская  нагрузка.

Определим абонентскую  емкость системы:

 

 

Задача №2.

Разработать сценарий обмена сигналами при установлении соединения между заданными абонентами, используя  протокол R1.5  ( протокол многочастотной сигнализации методом « импульсный челнок » ). Определить коды сигналов линейной  и регистровой сигнализации и местонахождение сигнального канала, если известен закрепленный разговорный канал.

Исходные данные:

Номер абонента А – 608312

Тип АТС абонента А  – АТСК

Номер абонента Б – 711425

Тип АТС абонента Б – АТСЭ

Состояние линии абонента Б – свободен

Номер РКа – 14

 

В качестве трактов для  передачи межстанционных сигналов по системе R1.5 на участках местной и внутризоновой сети используются каналы цифровых систем передачи 2048кбит/с ( интерфейс А ). В системах с ИКМ за каждым разговорным каналом закрепляется низкоскоростной канал сигнализации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Канальные интервалы  КИ 1-15 и 17-31 используются для передачи речевых сигналов. Нулевой канальный интервал КИ 0 используется для передачи сигналов  цикловой синхронизации. Шестнадцатый канальный интервал КИ 16 используется для сигнализации. В пределах одного цикла за счет 16-го канального интервала можно организовать два сигнальных канала ( по 4 бита на 1 разговорный канал ). Поэтому для организации сигнальных каналов для 30 разговорных циклы объединяют в сверхциклы ( 2 мс ). Канал 16 цикла 0 используется для передачи сигнала сверхцикловой синхронизации. В 16-х канальных интервалах циклов с 1 по 15 организуются 30 сигнальных каналов.

Структура сверхцикла с изображением заданного разговорного канала РКа – 14 приведена ниже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В соответствии с исходными  данными передача вызова осуществляется от абонента А 608312 к абоненту Б 711425. Абонент Б свободен. Связь между абонентами будет устанавливаться через УВС ( т.к. 6-ти значная нумерация и номера АТС абонентов относятся к разным узлам сети).

При использовании на двух смежных участках соединения многочастотной сигнализации производится сквозная ( из конца в конец ) передача сигналов без накопления цифр в транзитных узлах. После приема цифр, достаточных для определения исходящего направления проключения разговорного тракта, частотные сигналы передаются через АТС, выполняющую функции транзитного узла ( в нашем случае УВС7 ), по проключенному разговорному тракту. Алгоритм установления соединения с накоплением всей адресной информации на транзитной станции и с последующей передачей необходимого количества цифр методом «импульсный челнок» в сторону входящей АТС практически не приемлим т.к. при этом увеличивается время установления соединения.

После снятия трубки абонентом  А и получения сигнала «ответ станции», абонент производит набор номера вызываемого абонента Б – 711425.

По первой цифре 7 исходящая  станция абонента А определяет, что вызываемый абонент относится к местной сети и принадлежит к другому узлу ( в нашем случае УВС 7 ). Этого достаточно, чтобы определить направление к нужному узлу УВС7 и начать занятие канала. Исходящая станция посылает по одному из свободных каналов в сторону УВС7 сигнал «занятие». При этом включается таймер Т1 – время ожидания сигнала «подтверждение занятия». Т1=1сек. Если по истечении этого времени не будет получено подтверждение, соединение сбрасывается. Также включается таймер Т6 ( время ожидания ответа абонента Б или отбоя абонента А при местном соединении), который ограничивает время непродуктивного занятия канала.

УВС7 получив сигнал «занятие»  выдает в сторону вызываемой станции  РАТС 60 сигнал «подтверждение занятия». Получив сигнал «подтверждение занятия», исходящая станция ожидает сигнал запроса цифры. После выдачи сигнала «подтверждение занятия», УВС 7 выдает сигнал В1 «запрос первой цифры номера». По этому сигналу РАТС60 выдает на УВС7 первую цифру номера абонента Б – цифра 7. В данном случае одной цифры номера абонента Б недостаточно для УВС7, чтобы определить номер РАТС в сторону которой адресован вызов. УВС7 выдает сигнал  В2 «запрос следующей цифры».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По этому сигналу  РАТС60 выдает вторую цифру номера абонента Б – цифра 1. Получив вторую цифру УВС7 определяет, что ему достаточно адресной информации для определения направления к вызываемой станции ( в нашем случае РАТС71). УВС7 выдает в сторону РАТС71 по свободному каналу сигнал «занятие». При этом включается таймер Т1 – время ожидания сигнала «подтверждение занятия». Т1=1сек. Если по истечении этого времени не будет получено подтверждение, соединение сбрасывается.

РАТС71 получив сигнал «занятие», выдает в сторону УВС7 сигнал «подтверждение занятия». Получив сигнал «подтверждение занятия» УВС7 проключает разговорный тракт между РАТС60 и РАТС71 и исключается из процесса установления соединения на данном этапе. Дальнейшее установление соединения будет осуществляться за счет обмена сигналами напрямую между исходящей и входящей станциями по принципу «из конца в конец». 

После выдачи сигнала  «подтверждение занятия», входящая станция  РАТС71 выдает запрос на передачу цифры В1. Данный сигнал напрямую приходит в исходящую станцию РАТС60. По данному сигналу РАТС60 выдает третью цифру номера абонента Б – цифра 1.  Данная цифра напрямую передается в РАТС71. После получения этой цифры РАТС 71 выдает сигнал В2 «запрос следующей цифры». Данный алгоритм будет повторяться до тех пор пока не будут получены все оставшиеся цифры номера абонента Б. РАТС71 необходимо четыре последних цифры номера - 1425, чтобы определить линию абонента, которому адресован вызов. После приема последней цифры, РАТС71 определяет состояние абонентской линии абонента 711425, и если она свободна, то в сторону исходящей станции РАТС60 выдается сигнал В4 «окончание установления соединения, вызываемый абонент свободен». В ответ РАТС60 выдает сигнал А12 «подтверждение сигнала В4». Получив сигнал А12 РАТС71 выдает в сторону вызываемого абонента 711425 сигнал «ПВ», а в сторону вызывающего абонента 608312 сигнал «КПВ».

После выдачи сигналов «КПВ»  и  «ПВ» возможны различные сценарии: ответ абонента Б – разговор абонентов – отбой одного из абонентов; отбой абонента А до ответа абонента Б; принудительный сброс соединения до ответа абонента Б по таймерам.

 

Задача №3.

Разработать схему организации  связи сети ОКС№7 для заданной ГТС  и рассчитать потребное число звеньев для одного из оконечных пунктов сигнализации.

Исходные данные:

Емкость ГТС – 250000 номеров.

Количество АТСЭ емкостью 10000 номеров – 11.

Количество MSU для одного соединения – 10.

Длина MSU – 10.

Среднее время распространения  сигналов по ОКС – 10мс.

Среднее время обработки  сообщений на стороне SPв (SPa)- 60мкс.

Суммарная нагрузка в  одном направлении связи – 80 Эрл.

Средняя продолжительность  занятия информационного канала – 120с.

Исходя из заданной емкости  городской телефонной сети 250000 номеров  и максимальной емкости АТС в 10000 номеров следует, что для построения данной сети требуется 25 АТС. Из них по условию 11 АТС электронные. Остальные 14 АТС координатной системы.

При емкости сети в 250000 номеров сеть строится с УВС. Для  нашего случая сеть будет разделена  на 4 узловых района. По возможности в узловые районы объединяют АТС одной системы и для УВС применяется оборудование той же системы. Электронные системы всегда образуют самостоятельные узловые районы со своими УВСЭ. Поэтому будет 2 узловых района по 5 и 6 электронных АТС в каждом соответственно ( 1 и 2 ), и 2 узловых района по 7 координатных АТС в каждом ( 3 и 4 ). При емкости сети в 250000 номеров будет использоваться 6-ти значная нумерация abxxxx. Где ab – индекс АТС.

При построении сети ОКС№7 на ГТС следует иметь ввиду, что  сеть ОКС№7 должна быть в основном связанной. Квазисвязанный способ должен быть предназначен для работы в аварийном режиме или при перегрузках, поэтому всегда должны предусматриваться альтернативные сигнальные маршруты. На ГТС с узлообразованием, внутри каждого узлового района, между электронными АТС должны быть организованы прямые звенья сигнализации. Прямые звенья ОКС№7 могут быть организованы и между электронными АТС разных узловых районов при наличии достаточной нагрузки.

                     Структурная схема ГТС, состоящая из 4 узловых районов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Система сигнализации ОКС№7 используется на электронных АТС. Координатные АТС данную систему сигнализации не поддерживают. Поэтому сеть связи  ОКС№7 будет строиться только в 1 и 2 узловых районах. Между электронными станциями внутри каждого узлового района должны быть организованы прямые сигнальные маршруты. Необходимо предусмотреть альтернативные сигнальные маршруты на случаи аварии или перегрузок.

Схема организации связи сети ОКС№7 для заданной ГТС будет иметь следующий вид.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Время передачи одной значащей  сигнальной единицы равно:

 

где:

V- скорость передачи 64 Кбит/с.

LMSU – длина значащей сигнальной единицы в байтах.

 

2. Время передачи одной заполняющей  сигнальной единицы равно:

V- скорость передачи 64 Кбит/с.

LFISU – длина заполняющей сигнальной единицы в байтах.

 

3.Время передачи  заданного числа MSU для одного соединения при отсутствии искажений:

 

где:

Т_р - среднее время распространения сигналов по ОКС.

Т_о - среднее время обработки сообщений на стороне Spв (SPa).

- количество значащих сигнальных  единиц  для одного соединения.

 

 

4. Интенсивность потока  значащих сигнальных единиц равна:

 

5. Количество сообщений в одном направлении равно:

где:

Yi - суммарная нагрузка в одном направлении связи.

t - средняя продолжительность занятия информационного канала.

 

6. Число звеньев сигнализации i-го направления равно:

 т.е 2 сигнальных звена.

 

 

Задача №4.

Выполнить синтез модуля пространственной коммутации ( МПК ) с использованием заданной элементной базы. Пояснить работу МПК при коммутации заданных каналов.

Исходные данные:

Метод декомпозиции –  по выходам.

Параметры МПК NxM  -  16 х 32.

Тип избирательной схемы  – 16 х 1.

Коммутация Ys – К14 ( S6, t14 )       K14 ( S28, t14 ).

 

Выполним синтез МПК 16x32 методом декомпозиции по выходам, используя избирательные схемы 16х1.

входы - 0…15

выходы - 0…31

Каждому входному тракту поставим в соответствие логическую переменную Х_i, а исходящему - Z_j;

Введём обобщённую переменную а_ij, определяющую обобщённый адрес коммутации канала. 

Функция пространственной коммутации:

Z_j = X_i × a_ij, i = , j =  

Матрица множества логических уравнений:

 

Это множество используется как основа для синтеза МПК  различных структур. Наиболее распространённые структуры, полученные методом декомпозиции по выходам и по входам (в нашем случае - по выходам).  Каждый столбец определяет функции выходов от переменной X_i входа. Разбиение идёт по столбцам, декомпозиция по выходам. Каждому столбцу соответствует суб -модуль, имеющий 16 входов и 32 выхода.

Для любого исходящего тракта можно записать

Z_j =

Это равенство справедливо  для любого тракта, поэтому модуль можно

описать системой: