Структура телефонной сети общего пользования

Привести структуру сети в двух зонах ОАКТС, в каждой из которой располагается по 2 местных сети. Показать связи между зонами. Обходные пути организовать с помощью двух УАК I класса. Емкости и типы местных сетей заданы. Количество и емкость станций местных сетей выбирается так, чтобы показать структуру сети. Для фрагмента сети, указанного преподавателем, произвести анализ сети:

- построить множество путей и сечений;

- определить структурную надежность.

Описать структуру сети в двух зонах ОАКТС, в каждой зоне располагается по 2 местных сети.

В I зоне - СТС на 18 тыс. абонентов и ГТС на 147 тыс.;

Во II зоне - СТС на 15 тыс. абонентов и ГТС на 59 тыс. абонентов.

Пусть СТС I зоны включает ЦС на 5000 номеров, две узловые станции по 3000 номеров и четыре ОС по 1000 номеров. Структура сети - радиально-узловая.

ГТС первой зоны включает семь РАТС, шесть на 20000 номеров, а один – 27000 номеров, станции соединены "каждая с каждой ". Каждая РАТС для соединения с АМТС имеет ЗЛ (заказные линии) и СЛ. Абоненты СТС и ГТС первой зонысоединяются через АМТС.

Пусть СТС второй зоны включает ЦС на 5000 номеров, две узловые станции по 3000 номеров и один ОС по 1000 номеров. Структура сети - радиально-узловая.

ГТС второй зоны имеет 59 тыс. абонентов, следовательно, может быть организована в виде двух узловых районов - первый район образован тремя районными АТС по 10000 номеров, а второй – тремя РАТС (две по 10000 номеров, одна – 9000 номеров). Каждый район имеет УВС, а также УВСМ.

В приложении А представлена полная схема сети.

РАТС соединены "каждая с каждой" для связи внутри района. Для выхода на АМТС каждая РАТС имеет заказные линии (ЗЛ). Обратная связь (АМТС - РАТС ) осуществляется через соединительные линии (СЛ) и- узел входящих междугородных сообщений УВСМ. Каждая РАТС второго района соединена исходящими линиями с УВС первого района и входящими - с УВС своего района. Аналогично построена сеть соединительных линий для Iузлового района. Междугородная связь осуществляется или по прямым линиям, соединяющим АМТС, или через узлы автоматической коммутации (УАКI).

2.3 Анализ фрагмента телекоммуникационной сети

Пусть этот фрагмент - часть сельской сети, изображенной на рисунке 2.2, причем (1-2) -абонентская линия , (2-5) , (34) - соединительные линии, связывающие ОС и УС , (4-6) и (5-6) - то же для связи УС с ЦС, (2-3) и (4-5) дополнительные связи на уровне ОС и УС.

Рисунок 2.2 - Часть сельской сети

Структурная матрица для описанной сети приведена в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Структурная матрица

		a			g	c
			b			m
				e
					n

Для построения множества путей от абонента 1 до ЦС - вершины 6 вычеркнем в структурной матрице 1 столбец и 6 строку, и подсчитаем полученный определитель.

Длина полученных путей складывается из длин составляющих ребер.

2.3.1 Для построения множества сечений между вершинами 1 и 6 в множестве путей (*) произведем замену дизъюнкций на конъюнкции и обратно и упростим полученное выражение:

То существует семь сечений, ранг которых меняется от 1 до 3.

2.4 Задача создания вторичных, некоммутируемых сетей

При синтезе некоммутируемых вторичных сетей необходимо на базе каналов заданной емкости первичной сети образовать путем кроссирования в узлах пучки, прямых каналов необходимой емкости.

Сформулированная задача называется задачей построения плана распределения каналов вторичной некоммутируемой сети. Для ее формы решения введем некоторые обозначения.

Структуру первичной сети будем изображать в виде графа, ребрам которого приписываются некоторые значения - веса (стоимости, длина) и пропускные способности в числе каналов (рисунок 2.4). Для примера, рассмотрим сеть состоящую из 6 вершин и 8 ребер. Пусть емкость каждого ребра равна 20 каналам. Необходимо построить план распределения каналов, при котором емкость пучка между вершинами 1 и 3 равнялась 18, между вершинами 3 и 6 -16, 2 и 4-15, 5 и 6-16 каналам, т. е. Y₁₃=18, Y₃₆=16, Y₂₄=15, Y₅₆=16, при этом число транзитных участков в каждом пути не должно превышать трех.

Рисунок 2.3 – Структура первичной сети

Путь между вершинами i и j будем представлять упорядоченным набором узлов (или набором ребер).

Например, вершины 3 и 6 могут быть соединены путям:

Рангом пути называется количество входящих в него ребер. В соответствии с определением.

По соображениям качества связи ранг пути часто ограничивается, в частности для рассматриваемой задачи необходимо при построении пучка прямых каналов использовать только пути, ранг которых не превышает 3, т.е. пути и

Для решения задачи применим, приближенный метод, который представим последовательностью повторяющихся шагов.

Шаг 1. Для каждой пары вершин (i,j), для которой необходимо построить пучок прямых каналов, строится множество путей и выбираются те из них, чей ранг удовлетворяет ограничению

Шаг 2. Требуемое количество каналов Y_ij делится поровну между путями.

Шаг 1-2 выполняются для всех пар (i,j).

Шаг 3. Строится матрица емкостей допустимых путей, представляющая собой таблицу, строки которой соответствуют путям , а столбцы ребрам графа. На пересечении строки и столбца (i,j) записывается число каналов х этого ребра, выделенных для данного пути, т.е.

Сумма элементов каждого столбца показывает количество каналов этого ребра. Этот план распределения каналов построен без учета ограничений на количество каналов и называется идеальным.

Шаг 4. Проверяются выполнения ограничений на каждом ребре. Если они выполняются, задача решена переход к шагу 4 - конец решения. В противном случае - к шагу 5.

Шаг 5. Для перенасыщенных рёбер производится разгрузка (если возможно) и переход к шагу 4 . Если разгрузить некоторые рёбра невозможно - переход к шагу 7.

Шаг 6. Выдается план распределения каналов.

Шаг 7. Решение не возможно из-за недостаточной ёмкости сети. Проиллюстрируем выполнение алгоритма описанным примером.

Шаг 1. Построим множества путей рангом

Шаг 2. Количество каналов делится поровну на все пути

Шаг 3. Построим матрицу емкости (Таблица 3.2).

Столбцы матрицы соответствуют ребрам заданной сети. (1-2),(1- 4 ),

(1-5), (2-3)..., а строки путям : в 1 строке в столбцах ( 1-2), (2-3) записано число каналов, равное 6 , во 2 строке в столбцах (1-4) и ( 3-4) и т.д.

Шаг 4. Просуммируем количество каналов в каждом столбце и учитывая, что емкость каждого ребра равна 20, проверим условие

где М- множество всех допустимых путей, проходящих через ребро (i-j).

Подсчитаем

и запишем в | М |+1 строку. Отрицательная величина говорит о недопустимости анализируемого плана распределения каналов и необходимости его корректировки. Например, в столбце, соответствующем ребру ( 1 -2).

Дальнейшие действия - последовательно переместить каналы- с перегруженного пути - на недогруженный путь того же потока (шаг 5).

Шаг 5(I). Снимем лишнюю нагрузку (3 канала) с ребра (2-3), входящего в путь , и, следовательно, со всех ребер этого пути (в матрице зачеркнули цифры 6 и записали 3). Добавим эти каналы (3) к недогруженным ребрам пути этого же пучка Y₁₃ , т.е. к каналам ребер (1-5) и ( -5)

Шаг 4 (II). Подсчитаем элементы строки . Отрицательными являются и

Шаг 5 (II). Уменьшим на 1 количество каналов в пути , добавив в пути (на ребрах (1-2) и (1-4).

Шаг 4 (III). Подсчитав , видим, что перегружено только ребро (3;-4)

Шаг 5 (III). Уменьшив количество каналов пути увеличим, в 1,5,3

Шаг 4 (IV). Проверка показала, что перегруженных рёбер нет, следовательно план допустим.

Шаг 6. Решение окончено: построен план распределения каналов, удовлетворяющий заданным условиям.

Таблица 2.2.

План распределения каналов вторичной некоммутируемой сети

Yij	Емкость пути	Ребра
1-2	1-4	1-5	2-3	2-6	3-4	3-5	4-6
Y13	X1,2,3	6 3			6 3
X1,4,3		6 3				6 3
X1,5,3			6 9 12				6 9 12
Y36	X3,2,6
X3,4,6
Y24	X2,3,4
X2,1,4	5 6	5 6
X2,6,4					5 4			5 4
Y56	X5,1,2,6
X5,1,4,6
X5,1,2,6
X5,3,4,6
		+5	+5	+6	-3	-1	-3	+6	-1	ПРК не допустим
		+8	+5	+3		-1	-3	+3	-1	ПРК не допустим
		+7	+4	+3			-3	+3		ПРК не допустим
										допустим

Следует отметить, что полученное решение не единственное, поскольку мы не оценивали его никакими экономическими показателями, то нельзя говорить об оптимальности решения - получено одно из допустимых решений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

С давних времен у людей существовала потребность в передаче информации на расстоянии. Для решения проблемы придумали почту, телефон, радиосвязь. Недавно к этим средствам присоединились телекоммуникации. Телекоммуникации образуют собой компьютерные сети, для связи между собой компьютеров. К таким сетям относят и локальные (связь нескольких компьютеров в одном помещении) сети. Более обширные – глобальные сети – объединяют в себе почти весь мир (Интернет). Сети выстраивают свою работу, используя серверы. Чаще всего, сервер – это достаточно мощная машина с повышенной степенью защиты (или мощный ПК), которая непрерывно работает в течение нескольких месяцев. Серверы предоставляют своим пользователям более широкий доступ к содержащейся в них информации, к устройствам, входящим в состав сервера. Компьютеры, подключенные к серверу, называются клиентами. Иногда малые локальные сети устроены таким образом, что ресурсы каждого ПК в сети доступным остальным компьютерам. Это одноранговые сети. Телефонная сеть – это самый распространенный тип оперативной связи. Абонентами сети могут являться как физические лица, так юридические — предприятия и организации. Ее используют как для передачи аналоговых сообщений, так цифровых и текстовых или графических, поэтому абонентами телефонной сети могут являться не только люди, а также и различные аппаратные средства. Принцип действия телефонной сети основан на передачи звукового сигнала по электрическим проводам. Сегодня телефонная сеть - это совокупность узлов коммутаций, роль которых выполняют АТС (автоматические телефонные станции), и соединяющих и каналов связи. Абонентские терминалы (абонентские телефоны, офисные АТС или компьютеры) обычно подключаются к сети по паре медных проводов — абонентской линии. Абонентская линия имеет в сети свой уникальный номер (номер абонента), передача информации по ней чаще всего ведется в аналоговой форме. АТС соединяются друг с другом по соединительным линиям. Современная АТС - это программно управляемая коммутационная система, работающая с цифровыми сигналами. Это означает что при вводе в АТС аналоговый сигнал, поступающий с абонентской линии, преобразуется в цифровой вид. В этой форме он распространяется далее по телефонной сети, превращаясь снова в аналоговую форму при попадании в абонентскую линию любого абонента.

В данной курсовой работе построена схема разговорного тракта между телефонными аппаратами разных местных сетей, приведена структура сети в двух зонах ОАКТС, в каждой из которой располагается по 2 местных сети, показана связь между зонами.

Для первичной сети, структура которой определена графом, построен план распределения каналов вторичной сети.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. В.В. Крухмалев. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей. – М: Транспорт, 2004.

2. Глушков В. М. Сети ЭВМ. – М: Наука, 1977.

3. Теория сетей связи. / Под ред. В.Н.Рогинского/ -М: Радио и связь, 1981.

4. Основы построения сетей и систем электросвязи. Методические указания и контрольное задание. / Сост. А.П.Пшеничников, Г.Л. Слепова / -М: НИС, 1991.

5. Варакин Л. Е., Трубин В. Н. - "Зарубежная радиоэлектроника", 1986.

6. Системы подвижной радиосвязи. Пышкин И. М., Дежурный И. И., Талызин В. Н., Чвилев Г. Д.; под ред. Пышкина И. М. М.: Радио и связь, 1986.

7. Подвижная радиосвязь: от аналоговых систем к цифровым. Левин Р. Е., "Электросвязь", 1992.