Обоснование и расчет уровня ТКС

Расчет уровня ТКС фактически сводится к определению количества каналов, организуемых в оптической линии передачи или в кольцевой топологии. При построении радиально – кольцевой архитектуры сети или архитектуры «кольцо-кольцо» в главном кольце может быть использована ТКС более высокого уровня, а в кольцах доступа и на некоторых радиальных линиях передачи ТКС более низкого уровня.

В рекомендациях МСЭ-Т G.703 определены скорости передачи цифровых потоков SDH и их соответствие уровням цифровой иерархии. В таблице 1.3 приведены уровни для Европейской схемы цифровой иерархии PDH.

Таблица 1.3 – Уровни PDH

При необходимости организации количества основных цифровых каналов (ОЦК), указанного в таблице 1.3 или кратного этому количеству, на ВОЛС вполне возможно использование ВОСП SDH, так как в одном ОК по разным ОВ могут работать несколько ВОСП.

Рекомендациями G.707, 708, 709 определены скорости транспортирования SDH и их соответствие уровням цифровой иерархии. В таблице 1.4 приведены уровни SDH, рекомендованные МСЭ-T к настоящему времени. Число синхронных транспортных модулей (STM) в таблице 1.4 приведено для случая использования только 2 Мбит/с портов.

Таблица 1.4 – Уровни SDH

При необходимости организации количества потоков 2 Мбит/с, указанных в таблице 1.4 или кратного этому количеству, и учитывая преимущества SDH перед PDH, рекомендуется использовать ТКС SDH.

Ниже приводятся методики определения необходимого числа каналов при проектировании:

1) оптической линии передачи по топологии «линейная цепь», то есть линии, соединяющей несколько различных пунктов (подраздел 1.4.1);

2) кольцевой сети или линии передачи, соединяющей несколько АТС, при известных количествах каналов (или потоков 2 Мбит/с) между АТС (подраздел 1.4.2);

3) кольцевой сети или линии передачи, соединяющей несколько АТС, при неизвестных количествах каналов (или потоков 2 Мбит/с) между АТС (подраздел 1.4.3).

1.4.1. Расчет числа каналов топологии «линейная цепь»

Число каналов, связывающих заданные населенные пункты, в основном, зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.

При прохождении трассы линии передачи следует рассчитывать число каналов, связывающих каждый населенный пункт со всеми другими по отдельности, просуммировать количество каналов для каждого сечения линии передачи и выбрать максимальное число каналов из всех рассмотренных сечений.

Численность населения в любом населенном пункте может быть определена на основании статистических данных последней переписи населения. Обычно перепись населения осуществляется один раз в пять лет, поэтому при перспективном проектировании следует учесть прирост населения. Количество населения в заданном пункте и его подчиненных окрестностях с учетом среднего прироста населения определяется по формуле:

Ht = H₀ , чел. (1.1)

где H₀ - число жителей на время проведения переписи населения, чел.;

DH - средний годовой прирост населения в данной местности, % (принимается 2…3%);

t - период, определяемый как разность между назначенным годом перспективного проектирования и годом проведения переписи населения, год.

Год перспективного проектирования принимается на 5 … 10 лет вперед по сравнению с текущим временем. Если в проекте принять 5 лет вперед, то

t = 5 + (t_n – t₀),

где t_n – год составления проекта;

t₀ – год, к которому относятся данные H₀.

По формуле (1.1.) рассчитывается численность населения в населенных пунктах А и Б.

Степень заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи зависит от политических, экономических, культурных и социально-бытовых отношений между группами населения, районами и областями. Взаимосвязь между заданными оконечными и промежуточными пунктами определяется на основе статистических данных, полученных предприятиями связи за предшествующие проектированию годы. Практически эти взаимосвязи выражают через коэффициент тяготения К_т, который, как показывают исследования, колеблется в широких пределах от 0,1 до 12 %. В проекте можно принять К_т = 5%, то есть в безразмерных величинах К_т = 0,05.

Учитывая это, а также то обстоятельство, что телефонные каналы в междугородной связи имеют превалирующее значение, предварительно необходимо определить количество телефонных каналов между заданными пунктами. Для расчета количества телефонных каналов можно воспользоваться формулой:

n_тлф = a × К_т × (1.2)

где a и b - постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям; обычно потери задаются равными 5 %, тогда a =1,3 и b= 5,6;

y - удельная нагрузка, то есть средняя нагрузка, создаваемая абонентами, y = 0,05 Эрл.;

m_a и m_б - количество абонентов, обслуживаемых оконечными АМТС соответственно в пунктах А и Б.

В перспективе количество абонентов, обслуживаемых той или иной оконечной АМТС, определяется в зависимости от численности населения, проживающего в зоне обслуживания. Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равным 0,3, количество абонентов в зоне АМТС можно рассчитать по формуле:

m = 0,3 × Ht .

Таким образом можно рассчитать число каналов для телефонной связи между заданными пунктами.

По кабельной линии передачи организовывают каналы и других видов связи, а также транзитные каналы. Тогда общее число каналов между двумя АМТС буде равно:

n = n_тлф + n_тг + n_в + n_пд + n_г + n_тр + n_тв ,

где n_тг - число каналов ТЧ или ОЦК для телефонной связи;

n_в - то же, для передачи сигналов вещания;

n_пд - то же, для передачи данных;

n_г - то же, для передачи газет;

n_тр - число транзитных каналов;

n_тв - число каналов ТЧ или ОЦК, исключаемых из передачи телефонной информации для организации одного канала телевидения.

Поскольку число каналов для организации связи различного назначения может быть выражено через число телефонных каналов, то есть каналов ТЧ, целесообразно общее число каналов между пунктами выразить через телефонные каналы. В проекте можно принять

n_тг + n_в + n_пд + n_г + n_тр » n_тлф .

Тогда общее число каналов рассчитывают по упрощенной формуле:

n = 2 n_тлф + 2 n_тв = 2 n_тлф + 2880.

Для организации одного канала телевидения используется три синхронных потока по 34 Мбит/с, то есть телевизионный сигнал из аппаратуры АЦО-ТС со скоростью передачи 103,104 Мбит/с передается вместо сигналов 480 ´ 3 телефонных каналов. Однако в проекте можно предусмотреть использование трансмультиплексоров производства некоторых фирм, которые путем уменьшения избыточности телевизионного цифрового сигнала и использования специальных кодов преобразуют сигнал со скоростью 103,104 Мбит/с в сигнал со скоростью 34,368 Мбит/с, то есть телевизионный сигнал передается вместо сигналов 480 телефонных каналов.

Если цифровая оптическая линия передачи проходит через столицы республик или областные центры, то можно предусмотреть два двухсторонних телевизионных канала 2 n_тв, в противном случае каналы телевидения можно не предусматривать.

1.4.2. Расчет числа каналов кольцевых топологий при известном числе потоков на СЛ

Число организуемых цифровых потоков 2 Мбит/с в одном сечении кольца, а значит, скорость цифрового потока в кольце и уровень STM при известном числе потоков на СЛ между АТС определяется по следующему алгоритму:

1) Составляется матрица А/В/С,

где А – нагрузка между АТС, Эрл;

В – пучок СЛ, округленный до кратности 30;

С – число ИКМ трактов 2 Мбит/с

2) Определяется суммарная емкость первичной сети кольцевой структуры.

3) Определяется скорость транспортирования информации по кольцу:

V = N_икм × 2,048 + 50 % запаса.

В качестве примера в таблице 1.5 приведены технические параметры кольца конкретного города, объединяющего АМТС, АТС-62, АТС-32, АТС-64/65, АТС-30, АТС-34/35, УСС, АМТС/АТС-62, где УСС – узел спецслужб.

Тогда скорость транспортирования информации по кольцу будет равна

V = 89 × 2,048 + 91 = 273 Мбит/с.

Для обеспечения полученной скорости потока можно использовать ТКС «Сопка-5» или «Сопка-5М» PDH со скоростью передачи линейного сигнала 668,4672 Мбит/с.

Можно также использовать ТКС SDH. В этом случае ближайший в большую сторону стандарт равен 622,08 Мбит/с, что соответствует организации 63 × 4 × 30 = 7560 каналов ТЧ или ОЦК. При этом используется временной формат STM-4.

Таблица 1.5. – Технические параметры кольца города

1.4.3. Расчет числа каналов кольцевых топологий при неизвестном числе потоков на СЛ

При неизвестном числе каналов на СЛ между АТС для случая их соединения по принципу «каждая с каждой» можно воспользоваться методикой приближенного расчета, удовлетворяющей практическим требованием.

Число каналов СЛ между АТС определяется по формуле :

N к =

где N₁ и N₂ - номерные емкости соединяемых АТС;

N₀ - суммарная номерная емкость ГТС;

a₁ и b₁ - постоянные коэффициенты, применяемые при определении числа каналов СЛ для случая соединения АТС по принципу «каждая с каждой»;

для районированных ГТС можно принять a₁ = 0,8 и b₁ = 2;

у₁ - средняя нагрузка в час наибольшей нагрузки от каждого абонента сети в часо – занятиях (Эрлангах); у₁ = 0,05.

Число каналов СЛ на общем участке (а в кольцевых сетях все СЛ имеют общий участок – по кольцу) рассчитывается по формуле :

N _Sкан = ,

где N_кi – количество каналов СЛ между двумя определенными АТС;

i - число АТС на ГТС.

Для расчета количества каналов и ИКМ - потоков 2 Мбит/с составляется таблица, подоб­ная таблице 1.6 с матрицей В/С,

где В – количество каналов СЛ, округленный до 30;

С – число ИКМ трактов 2 Мбит/с.

Из таблицы 1.6 видно, что суммарная номерная емкость ГТС составляет 70900 номеров.

Уменьшенное количество ИКМ – потоков в таблице 1.6 по сравнению с данными таблицы 1.5 объясняется тем, что в таблице 1.6 не учтены СЛ на УСС и АМТС.

Тогда скорость транспортирования информации по кольцу будет равна

V = 76 × 2,048 + 78 = 234 Мбит/с.

Таблица 1.6 – Количество каналов СЛ

Для обеспечения полученной скорости потока можно использовать аппаратуру «Сопка-5» или «Сопка-5М» PDH со скоростью передачи линейного сигнала 668,4672 Мбит/с.

Можно также использовать ТКС SDH. В этом случае ближайший в большую сторону стандарт равен 622,08 Мбит/с, что соответствует организации 63 × 4 × 30 = 7560 каналов ТЧ или ОЦК. При этом используется временной формат STM-4.