Проектирование цифровой городской телефонной сети ГТС

Из матрицы расстояний выбирается минимальное значение и соответствующие  ему вершины соединяются ребром. Затем с помощью матрицы анализируется  расстояние между каждой из соединенных  ребром вершин и остальными вершинами графа, вновь выбирается минимальное значение расстояния и соответствующее ему ребро соединяется с ранее построенным. После этого анализируется крайние вершины, полученного фрагмента и снова выбирается минимальное ребро. И так далее до тех пор, пока все вершины не будут соединены (построен полносвязывающий граф).

Алгоритм Прима налагает следующие  ограничения:

1. Не допускается соединение  в "кольцо" на фрагменте графа.

2. Нельзя несколько раз использовать  одно и то же ребро 

3. Нельзя оставлять несоединенные вершины.

В случае построения кольцевой структуры  сети в полученный граф следует ввести одно или несколько ребер с  минимальным расстоянием для  образования кольца (или нескольких колец). В некоторых случаях для  построения кольца придется убрать из графа ранее включенные ребра и ввести в граф другие, хотя и с большей длиной, но позволяющие замкнуть кольцо.

На рис. 5.1 приведена полученная оптимальная кольцевая структура кабельной сети, на базе которой реализованы первичная сеть SDH и транспортная пакетная сеть.

 

 

Для построения кольцевой структуры  сети в полученный полносвязывающий граф введем два новых ребра и уберем одно существующее, это необходимо сделать для того, чтобы замкнуть кольцо.

Полученная кольцевая структура сети представлена на рис.5.2.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.3. Структурная схема проектируемой сети на базе оборудования SDH и NGN

На рис. 5.3 приведена структурная схема проектируемой сети для рассматриваемого примера, в соответствии с которой будут производиться дальнейшие расчеты.

Рис. 5.4. Схема обмена медиа и сигнальной информацией в сети NGN

6.Расчет скорости цифрового потока и

выбор структуры цифровой сети

 

Расчет скорости цифрового потока в кольце будем производить для  структуры кольца, состоящей из 4 оптических волокон.

По одному оптическому волокну (ОВ) организуется только симплексная  связь, т.е. передача информации в одном  направлении (например, по часовой стрелке). Для организации дуплексной связи используется другое ОВ, в котором передача информации осуществляется в обратном направлении. При этом используются одни и те же участки кольца.  

По одному и тому же кольцу можно  организовать как входящую, так и исходящую связь относительно одной станции. При этом будут задействованы разные участки кольца.

Таким образом,  для организации дуплексной входящей и исходящей связи должно быть задействовано 2 ОВ в кольце. При этом за прямое направление циркулирования информационного потока принято направление исходящей связи  (например, по часовой стрелке).

Для обеспечения надежности связи  предусмотрена возможность организации  связи в обратном направлении (в  случае обрыва одного из участков кольца или отдельного ОВ). Для этих целей используются два других ОВ. Переключение на резерв осуществляется службой оперативного управления сетью (автоматически или вручную).

Таким образом, для организации надежного функционирования кольца требуется четыре оптических волокна, два из которых - для основного кольца и два - для резервного кольца.

Скорость цифрового кольца выбирается по максимальной  требуемой скорости цифрового потока в основном кольце

Методика расчета скорости цифрового  кольца сводится к выполнению следующих расчетов:

Рассчитываются нагрузки от (к) АТС Yij-АТС, вводимые в i-ом пункте и выводимые  в j-ом пункте, путем суммирования всех межстанционных нагрузок, циркулирующих  между указанными пунктами кольца, где i = 1, 2, ..., N; j = 1, 2, ..., N, N - количество пунктов ввода/вывода в кольце.

Отдельно рассчитываются нагрузки от АМТС, к АМТС и к УСС (Yij-АМТС, Yij-УСС), вводимые в i-ом пункте и выводимые в j-ом пункте (если они имеются), путем суммирования всех соответствующих нагрузок, циркулирующих между указанными пунктами кольца.

Рассчитывается число соединительных линий, необходимое для обслуживания каждой из рассчитанных нагрузок (V_ij-АТС, V_ij-АМТС, V_ij-УСС).

Полученные результаты расчета емкостей пучков соединительных линий округляются до 30 в большую сторону для определения числа первичных цифровых потоков на каждом участке межстанционной связи.

Подсчитывается необходимое число  первичных цифровых потоков на каждом k-ом участке кольца Vk путем суммирования числа всех первичных цифровых потоков, задействованных на соответствующем участке, где

    k - номер участка кольца, k = 1,2,...,K;

    K - общее число участков  кольца.

Выбирается участок кольца, на котором требуется наибольшее    количество первичных цифровых потоков Vkmax. С учетом запаса на развитие сети полученное число Vkmax увеличиваем на 30-50 %.

Далее выбираем тип системы передачи SDH для реализации цифрового кольца осуществляется с учетом максимального количества первичных цифровых потоков, которые может обеспечить соответствующая система:

- STM-1 – 63 потока,

- STM-4 – 252 потока,

- STM-16 – 1008 потоков.

 

Рассчитаем необходимую пропускную способность цифрового кольца, обеспечивающего  межстанционную связь на ГТС без  опорно-транзитных станций, представленной на рисунке.

В кольце используется 13 мультиплексоров ввода-вывода нагрузки, обозначенные на рисунке буквами A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M.

Участки кольца между мультиплексорами обозначены римскими цифрами I ÷ XV.

ПЦТ имеет скорость 2048 кбит/с и  по нему могут передаваться до 30 разговорных каналов. Для перевода количества линий между различными станциями сети в ПЦТ необходимо разделить это количество на 30 и округлить в большую сторону. Число ИКМ-трактов приведено в таблице 6.1.

 

                                                                                                                                    Таблица 6.1 Число ИКМ-трактов

 

Номер станции	1	2	3	4	5	6	7	8	9	АМТС
1	-	4	4	5	4	4	4	4	4	5
2	4	-	4	5	4	4	4	4	4	5
3	4	4	-	4	4	3	4	4	4	5
4	5	5	4	-	5	4	5	5	5	7
5	4	4	4	5	-	4	4	4	4	5
6	4	4	3	4	4	-	4	4	4	5
7	4	4	4	5	4	4	-	4	4	5
8	4	4	4	5	4	4	4	-	4	5
9	4	4	4	5	4	4	4	4	-	5
АМТС	5	5	5	7	5	5	5	5	5	-

 

 

Далее заполняем таблицу ПЦТ (Таблица 6.2), вводимых в i-ом мультиплексоре и выводимых в j-ом мультиплексоре цифрового кольца. При расчете пропускной способности учтем, что транспортный шлюз ТШ-1 передает нагрузку от IP/MPLS-сети, включающей вновь вводимые АТС,  к кольцу SDH, включающему замененные цифровые АТС, а транспортный шлюз ТШ-2 передает нагрузку в обратную сторону.

 

Таблица 6.2

Мультиплексоры ввода ПЦТ	Мультиплексоры вывода ПЦТ													Сумма вводимых ПЦТ
	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M
A	-	3	3	4	2	3	2	3	3	3	3	3	2	34
B	4	-	4	2	3	4	3	3	2	4	4	4	3	40
C	3	3	-	4	2	3	2	3	2	3	3	3	2	33
D	4	3	4	-	2	4	2	3	2	3	4	3	2	36
E	2	3	2	2	-	2	2	2	2	2	2	2	2	25
F	3	3	3	4	4	-	2	3	2	3	3	3	3	36
G	2	3	2	2	2	2	-	2	2	2	2	2	2	25
H	3	3	3	3	2	2	2	-	2	2	3	3	2	30
I	2	3	2	2	2	2	2	2	-	2	2	2	2	25
J	3	3	3	3	2	3	2	2	2	-	3	2	2	30
K	9	9	9	4	8	9	8	9	8	9	-	9	8	99
L	3	3	3	3	2	3	2	3	2	2	3	-	2	31
M	2	3	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	-	25
∑	40	42	40	35	33	39	31	37	31	37	34	38	32	469

 

 

В последнем столбце таблицы 6.2 приведены суммы всех элементов каждой строки, которые определяют суммарное число ПЦТ, вводимых  в соответствующих мультиплексорах.

Формулы для расчета пучков ПЦТ, вводимых и выводимых в соответствующих  мультиплексорах, имеют вид:

 

 

V_A-B = V_21/22-24/25 + V_21/22-УСС = 2+2=4

V_A-C = V_21/22-23=3;

V_A-D = V_1-АМТС =4;

V_A-E = V_21/22-44/45=2;

V_A-F = V_21/22-41/42=3;

V_A-G= =2

V_A-H= 3;

V_A-I = 2;

V_A-J = 3;

V_A-K = 9;

V_A-L = 3;

V_A-M =2;

 

 

 

V_B-A = 3;

V_B-C = 3;

V_B-D = 3;

V_B-E = 3;

V_B-F = 3;

V_B-G= 3;

V_B-H= 3;

V_B-I = 3;

V_B-J = 3;

V_B-K = 9;

V_B-L = 3;

V_B-M = 3;

;

 

                                                                                                            

 

 

V_C-A = 3;   V_D-A =4;

V_C-B = 4;   V_D-B = 2;

V_C-D = 4;   V_D-С = 4

V_C-E = 2   V_D-E = 2;

V_C-F = 3;   V_D-F = 4;

V_C-G= 2;   V_D-G= 2

V_C-H= 3;   V_D-H= 3;

V_C-I = 2;   V_D-I = 2;

V_C-J = 3;   V_D-J = 3;

V_C-K = 9;   V_D-K = 10

V_C-L = 3;   V_D-L = 3;

V_C-M = 2;   V_D-M = 2;

 

V_E-A = 2;                      V_{F-A =}3

V_E-B = 3;    V_F-B = 4

V_E-C 2;     V_F-C = 3

V_E-D = 2;    V_F-D = 4;

V_E-F =4;    V_F-E = 2;

V_E-G= 2;    V_F-G= 2;

V_E-H=2;    V_F-H= 2;

V_E-I = 2;    V_F-I = 2;

V_E-J = 2;    V_F-J = 3;

V_E-K = 8;    V_F-K = 9;

V_E-L = 2;    V_F-L = 3;

V_E-M = 2;    V_F-M = 2; Ит.д.

 

 

Общее число ПЦТ на каждом участке кольца определяется суммарным значением ПЦТ, вводимых на данном участке, и ПЦТ, проходящих транзитом по данному участку от мультиплексоров других участков кольца.                

    В кольце имеется  13 участков, формулы для расчёта суммарного числа ПЦТ на каждом участке имеют вид:

 

V_I = V_ΣA + V_B-C + V_B-D + V_B-E + V_B-F +V_B-G + V_B-H + V_B-I+ V_B-J+ V_B-K + V_B-L + V_B-M+

+ V_C-D+ V_C-E+ V_C-F+ V_C-G+ V_C-H+ V_C-I+ V_C-J+ V_C-K+ V_C-L+ V_C-M +

+ V_D-E+ V_D-F+ V_D-G+ V_D-H+ V_D-I+ V_D-J+ V_D-K+ V_D-L+ V_D-M+

+ V_M-L+ V_M-K+ V_M-J+ V_M-I+ V_M-H+ V_M-G+ V_M-F+ V_M-E+

+ V_E-F+ V_E-G+ V_E-H+ V_E-I+ V_E-J+ V_E-K+ V_E-L+

+ V_L-K+ V_L-J+ V_L-I+ V_L-H+ V_L-G+ V_L-F+

+ V_F-G+ V_F-H+ V_F-I+ V_F-J+ V_F-K+

+ V_K-J+ V_K-I+ V_K-H+ V_K-G+

+ V_G-H+ V_G-I+ V_G-J+

+ V_J-I+ V_J-H+

+ V_H-I;

 

V_II = V_ΣB+ V_C-D+ V_C-E+ V_C-F+ V_C-G+ V_C-H+ V_C-I+ V_C-J+ V_C-K+ V_C-L+ V_C-M+ V_C-A+