Дипломный проект - Модернизация абонентского доступа города Талдыкорган

Подождите немного. Документ загружается.

Проработка нескольких вариантов третьего сценария может оказаться

весьма полезной и привести к появлению эффективным сетевых решений.

Задачи этапа 5. Анализ возможных сценариев с учетом финансовых,

технических и иных ограничений служит тем этапом планирования САД, на

котором могут быть в полной мере учтены все объективно существующие

ограничения. Здесь проектировщик упрощает дальнейшие процедуры за счет

отказа от сценариев, которые не могут быть реализованы. Этап V

целесообразно выполнять лицами, принимающими решения по развитию

данной местной сети.

Задачи этапа 6. На данном этапе должны быть решены задачи,

позволяющие значительно снизить затраты на реализацию сценария САД,

выбранного по результатам предыдущих пяти этапов. К таким задачам следует

отнести:

-оптимизацию мест расположения коммутационного оборудования

(станций и концентратов) и границ пристанционного участка;

-оптимальное прохождение трасс магистрального и распределительного

кабеля;

-нахождение оптимальных вариантов подключения выносных элементов;

-определение оптимальных границ районов подключения (шкафных

районов);

-синтез структуры сети заданной связанности с минимальной

стоимостью;

-оптимизацию структуры первичной сети (в частности, с кольцевой

структурой).

Для решения поставленных задач необходимо построить математическую

модель проектируемой САД. Построение математической модели – важнейшая

часть всего исследования, так как она определяет его конечный результат.

Задачи этапа 7. После решения математических задач необходима

соответствующая интерпретация полученных результатов. Подобные ситуации

возникают либо из-за ошибок в исходных данных, либо на том этапе, когда

математические методы (или программное обеспечение) еще не отработаны.

Задачи проектировщика заключаются в поиске и устранении ошибок в

исходных данных. Если ошибок не обнаружено, то необходимо найти причины

в математических методах, либо в программном обеспечении,

автоматизирующем процесс планирования САД.

Когда требуемое решение получено, составляется проектная

документация на проведение соответствующих работ по проектированию САД.

Изложенные принципы служат основой для составления алгоритмов и

разработки соответствующего программного обеспечения, автоматизирующего

процесс проектирования.

1.8 Постановка задачи

Телефонная сеть в г. Талдыкоргана, до 90-х годов строилась

исключительно на аналоговом оборудовании АТС и меднопроводных линиях

связи. При замене аналоговых АТС на цифровые, существующие абоненты

остаются подключенными по существующим АЛ, а для подключения к АТСЦ

новых телефонизируемых абонентов невыгодно заново прокладывать медные

АЛ как по экономическим, так и по техническим соображениям. Поэтому

применяют уплотнение существующих АЛ с помощью оборудования цифровых

систем передач абонентских линий (ЦСПАЛ). Такой способ позволяет не

только подключить к существующей АЛ несколько абонентов, но и превращает

аналоговую АЛ в цифровую.

Цифровизация медных АЛ позволяет без больших затрат увеличить

количество абонентов ГТС и предоставить им более качественную связь.

Данный проект рассматривает размещение нового оборудования исходя

из необходимой емкости предусмотренной шкафным районом и существующей

канализации с наименьшими затратами.

Поэтому в ДП необходимо рассмотреть вопросы:

- выбор типа оборудования;

- описание оборудования;

- расчет необходимого количества оборудования;

- расчет пропускной способности;

- Бизнес-план (расчет экономической эффективности) дипломного

проекта;

- рассмотреть вопросы по охране труда.

2 Выбор типа оборудования

В Республике Казахстан нет собственного производства цифровых

электронных станций и цифровой аппаратуры уплотнения телефонных линий,

поэтому необходимо такое оборудование закупить. Перед закупкой цифровых

систем передачи (ЦСП) для сети абонентского доступа (САД) необходимо

проанализировать преимущество различных видов оборудования. Критерием

для приоритета одной фирмы перед другой может быть и техническое

обоснование закупаемого оборудования, и экономические выгоды от

осуществляемого контракта.

Наиболее возможными партнерами для осуществления проекта

реконструкции сети абонентского доступа являются фирмы Schmid Telecom AG

(Швейцария), ведущий производитель оборудования хDSL в США, компания

Pair Gain Technologies, FMX производства SAT(Франция), фирма AFC (США),

фирма DSC Communication (США), фирма Teledata (Израиль), НТЦ НАТЕКС

(Россия), фирма Tadiran Telecommunicatin (Израиль), фирма Siemens

(Германия), фирма Newbridge (Канада) и многие другие.

Всего в настоящее время насчитывается более ста поставщиков

оборудования САД. Фирмы Siemens (PCM-4Q), ECI TELECOM (PCM-2, PCM-

4), АО “Морион” (ИКМ – 4-4, Морион-30А), ЗАО “НТЦ Натекс” (TOPGАIN-4-

NATEKS, РСМ-8ВА), фирма Tadiran (Израиль РСМ-2, РСМ-4)

зарекомендовали себя на международных телефонных сетях, включая СНГ, как

фирмы выпускающие оборудование со стабильной и качественной работой.

Достоинством работы этих фирм можно назвать тщательный подход к

исследованию технических особенностей СAД и дальнейшей адаптации к ней

своего оборудования. Эти фирмы при разработке программного управления

работой оборудования в местных условиях вносят корректировки по

особенностям технических параметров сети, выявленных в процессе

предварительного обследования. Кроме того заказчику вместе с оборудованием

поставляется подробное описание технической части оборудования.

Одним из главных достоинств системы абонентского уплотнения

является минимальное количество затрат, высокоскоростная цифровая связи по

существующим медным линиям с помощью технологий хDSL, и применение

современного оборудования, соответствующего мировым стандартам при

строительстве сетей телекоммуникаций.

Недостатком использования данного оборудования в Казахстане является

отсутствие технических центров по обслуживанию ЦСПАЛ; требующее

ремонта оборудование отправляется на фирму обратно, т.к. не обеспечивается

поставка комплектов конструкторской документации (принципиальные схемы,

микропрограммы и испытательные стенды) и не производится обучение

специалистов.

Фирма ELKOM Systemtechnik Gmah (Германия) занимается

производством и продажей оборудования ЦСПАЛ. Различные виды цифровых

систем уплотнения абонентских линий этой фирмы давно успешно работают в

телекоммуникационных сетях Германии, Европы и СНГ.

Фирма ELKOM пытается занять свое место на рынке продажи цифровых

систем уплотнения абонентских линий с помощью изобретений и производства

новых видов оборудования. Фирма ELKOM предлагает все виды услуг по

обслуживанию устанавливаемого оборудования и комплектации его запасными

частями и технической документацией.

Одним из преимуществ ЦСПАЛ фирмы ELKOM в наличии большой

мощности специализированного для телефонной связи процессора, что

позволяет гибко реагировать на любое изменение параметров сети.

Республика Казахстан, став независимым государством, оказалась в

категории развивающихся стран. Правительство республики было вынуждено

искать пути развития экономики по опыту развитых и успешно развивающихся

стран. Одной из таких хорошо развитых стран стала Германия. Своевременно

оценив перспективы открывающегося рынка, германские торговые и

производственные фирмы сконцентрировали свои усилия по завоеванию этого

рынка. Среди фирм оказалась и фирма из Германии ELKOM Systemtechnik

Gmah. Фирма организовала с Казахстанскими производителями обмен опытом

по основным направлениям, по которым будут развиваться сети абонентского

доступа в Казахстане.

Помимо модернизации ТФОП, предполагается реконструкция сетей

кабельного телевидения, строительство сетей доступа на оборудование LMDS

(технология интерактивного или сотового телевидения) обеспечивающем

интеграцию всех видов трафика, и наконец, использование систем спутниковой

связи.

Талдыкорганская ГТД выбрала для себя фирму ELKOM Systemtechnik

Gmah и её оборудование РСМ-4, так как РСМ-4 позволит решить много

возникающих проблем, таких как:

а) Эффективное использование кабельной емкости.

б) Быстрое расширение сети при увеличении числа абонентов.

в) Оперативное начало предоставления услуг.

г) Организация как фиксированного, так и мобильного доступа.

3 Общее описание цифровой четырехканальной системы передачи

РСМ – 4А

Система передачи РСМ-4А используется в области подстанционной сети

для экономии двойной медной жилы. Она позволяет переключить четыре

аналоговые абонентские линии через одну двойную жилу за счет применения

технологии HDSL (High Bit Rate Digital Line - высокоскоростная цифровая

абонентская линия), которая представляет собой комбинацию линейного

кодирования 2В1Q и методов уплотнения времени и эхо-компенсации. При

скорости передачи HDSL 288 кбит/с (скорость передачи данных пользователя:

4х64 кбит/с) данный метод обеспечивает те же самые длины проводов как при

подключении базового доступа ISDN (Uk0 - 2В1Q). Преимущество ЦСПАЛ по

сравнению с классическими системами РСМ-4, с использованием АDРСМ

(подробно описано в разделе 4.4) для уменьшения скорости передачи,

заключается в том, что при том же расстоянии могут быть прозрачно переданы

четыре полноценных информационных по 64 кбит/с - каналов. Благодаря этому

не возникает никаких ограничений при передаче телефаксов или данных с

высокой скоростью (возможность передачи через интерфейс) [11].

Система передачи РСМ-4А состоит из двух компонентов - из устройства

РСМ-4VА на стороне опорной телефонной станции и устройства РСМ-4ТА на

стороне абонента (рисунок 3.1). В устройстве РСМ-4VА интерфейсы а/b

согласуются с телефонной станцией. Наряду с аналого-цифровым

преобразованием речевой информации осуществляется преобразование

сигналов в шлейфовые метки, а также распознавание и обработка вызывного

напряжения, тарифных импульсов и определение полярности a/b.

a/b

HDSL

PCM4VA

a/b1

a/b2

a/b3

a/b4

PCM4TA

Tin1

Tin2

Tin3

Asl

a/b

Tin4

288 кбит/с

кросс

АТС

Рисунок 3.1 – Схема включения аппаратуры уплотнение РСМ-4А от

АТС до абонента

В противоположном направлении поступающая от устройства РСМ-4ТА

информация, как шлейфные, так и аварийные сигналы, симулируются на

абонентских а/b - жилах, а системные ошибки симулируются на а/b -

интерфейсах устройства РСМ-4VА и/или индицируются на РСМ-4VА.

Необходимые рабочие напряжения для функциональных блоков PCM-

4VA и дистанционного питания РСМ-4ТА производится из поданного

напряжения питания 60В.

Готовность к работе устройства РСМ-4ТА показывается зеленым

светодиодом в покрытой области панели подсоединения.

3.1 Принцип работы аппаратуры уплотнения

Рассмотрим принцип действия аппаратуры уплотнения PCM-4А. В

традиционном случае ТА подключаются к аналоговым портам АТС медной

парой по так называемому интерфейсу a/b. Помимо речевых сигналов, по

аналоговой АЛ передаются линейные сигналы управления: зуммеры “ответ

станции”, “занято”, вызывной сигнал (звонок), импульсы набора номера

(кратковременное замыкание шлейфа) и т.д. Применение ЦСПАЛ, в

дополнение к передаче нескольких речевые каналов, также позволяет передать

от АТС к абоненту сигналы абонентской сигнализации, а в обратном

направлении сигналы набора номера и состояние абонентского шлейфа

(замкнут/разомкнут) (таблица 3.1).

Таблица 3.1 – Состояние станционного и абонентского полукомплектов

СОТ: RT:

Оцифровывает аналоговые

телефонные каналы

Восстанавливает аналоговые

телефонные каналы

Определяет вызывной сигнал Восстанавливает вызывной сигнал

Эмулирует состояние

“поднятая/опущенная трубка”

Определяет состояние

“поднятая/опущенная трубка”

Набирает телефонный номер Распознает импульс набора номера

ЦСПАЛ построена по принципу временного мультиплексирования

цифровых потоков, кодирующих речь.

Аналоговый сигнал от абонентских комплектов АТС через схему

согласования поступает на кодер-декодер (кодек) ИКМ, реализующий алгоритм

кодирования ИКМ. Таким образом, физическая АЛ от станционных портов

заканчивается на входе станционного полукомплекта (СОТ) аппаратуры

уплотнения. Далее кодек ИКМ преобразует аналоговые сигналы в цифровой

поток со скоростью 64 кбит/с на каждый канал. Цифровые потоки

мультиплексируются микросхемой, реализующей так называемый U-

интерфейс.

U-интерфейс является наиболее широко используемым интерфейсом в

сети ISDN. Он реализует подключение абонентов и обеспечивает передачу по

медной паре двух каналов по 64 кбит/с (В) и одного канала D со скоростью 16

кбит/с. Для служебных целей в системе, кроме указанных каналов,

организуется еще один дополнительный канал со скоростью 16 кбит/с.

В ЦСПАЛ четыре канала В используются для передачи цифровых

потоков, кодирующих речь. На микросхему U-интерфейса подаются также

управляющие и линейные сигналы (различные зуммеры, вызов и т.д.), а также

служебные сигналы, используемые ЦСПАЛ для самодиагностики и

диагностики цифровой АЛ.

Линейная часть микросхемы U-интерфейса осуществляет кодирование

2B1Q, наиболее распространенное в настоящее время для передачи цифровых

потоков по медным парам. Обеспечивается также эхокомпенсация, что

позволяет одновременно вести и прием и передачу по одной паре [11].

На выходе станционного полукомплекта ЦСПАЛ сигнал от U-интер-

фейса проходит через схему согласования с линией, которая обеспечивает

подачу в линию дистанционного питания от источника дистанционного

питания, защитное отключение дистанционного питания в случае обрыва или

замыкания АЛ, а также грозозащиту.

Вся работы станционного полукомплекта ЦСПАЛ проходит под

управлением микропроцессора и микропрограммы. В свою очередь,

микропроцессор станционного полукомплекта обменивается информацией с

центральным процессором модуля диагностики и управления.

Абонентский полукомплект ЦСПАЛ по своей структуре во многом

повторяет станционный. Особенностью абонентского полукомплекта является

необходимость реализации в нем абонентской сигнализации, в том числе

вызывного сигнала (звонка) и питания абонентских телефонных аппаратов, что

требует достаточно большой мощности. Все методы кодирования,

используемые в ЦСПАЛ, соответствуют рекомендации ITU-T.

Для передачи сигналов по ЦАЛ используется технология HDSL,

обеспечивающая дуплексный обмен со скоростью передачи по АЛ 288 кбит/с

(4B+8+24кбит/с), таким образом организуется мультиплексирование четырех

каналов. Система уплотнения PCM-4А является гибкой и позволяет

независимое программирование процесса кодирования по каждой из АЛ.

3.2 Станционный полукомплект модуля РСМ-4VА

На рисунке 3.2. показана структурная схема модуля РСМ-4VА. В ней

различают следующие функциональные блоки: Блок питания - состоящий из

схем преобразования DС/DС для генерации рабочих напряжений, необходимых

внутри устройства, для генерации дистанционного электропитания HDSL.

- Микропроцессорная система - состоящая из микроконтроллера 80С32,

ЕРRОМ 512 кбит и SPАМ 64 кбит.

- Интерфейсная схема а/b - состоящая из 4-х кратного интерфейса СОdеr

и DЕСоder (СОDЕС) ТР 3057 и соответствующих входных - выходных

компонентов с передатчиками и компонентами защиты.

HCLK

QCLK

BCLK

RDAT

TDAT

2.048

MHz

8 kHz

Bt8954

Voice-Pair

Gain

Framer

Bt8960

Single-

Chip 2B1Q

Transceiver

80C32

C

EPROM

SRAM

GND

HDSL

288Kbps

9.21MHZ

PCM4VA

4Xcodec

(TP3057)

COMBO 1

HOOK,RING

TTX

HOOK,RING

TTX

HOOK,RING

TTX

HOOK,RING

TTX

+UB (OV)

Последовательный

интерфейс c P

200V

48/60VCD

Рисунок 3.2. Структурная схема модуля РСМ-4VА