Проектирование сети передачи дискретных сообщений

Размещено на http://www.allbest.ru/

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

Кафедра «Системы передачи информации»

Курсовая работа

Проектирование сети передачи дискретных сообщений

Гомель 2016



ВВЕДЕНИЕ

Среди других видов транспорта железнодорожный транспорт во многих промышленно развитых странах занимает ведущее место. Это объясняется его универсальностью возможностью обслуживать производящие отрасли народного хозяйства и удовлетворять потребности населения в перевозках вне зависимости от погоды практически во всех климатических условиях и в любое время года. Наряду с решением хозяйственных, экономических и стратегических задач железнодорожный транспорт влияет на другие стороны жизни государства, участвуя в межрегиональных связях в области культуры, социальных преобразований, в международном туристическом сотрудничестве, внося существенный вклад в научно-технический прогресс. В то же время железнодорожный транспорт всё в большей степени вовлекается в интеграционные процессы хозяйственных комплексов, региональные и международные системы разделения труда, становится потребителем новейших научно-технических и технологических достижений.

Железнодорожный транспорт требует четкого взаимодействия подразделений и служб, занимающихся организацией движения, эксплуатацией подвижного состава, пути, устройств электроснабжения и других технических средств. Значительная роль в организации этого взаимодействия принадлежит транспортной связи, которая по своей сущности является технологической. Особенно велика роль технологической связи в непосредственном управлении движением поездов, регулировании грузопотоков и в организации наиболее эффективного использования подвижного состава.

Сеть станционной технологической связи дополняют сетью передачи данных, предпочитаемой для обеспечения функционирования подсистем автоматизированной системы управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ), а также сетью, технологической телеграфной связи, служащей для передачи служебных телеграфных сообщений между любыми пунктами сети железных дорог.

Автоматизированная система управления (АСУ) обеспечивает сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления железнодорожным транспортом. В состав АСУ входят функциональные подсистемы, соответствующие структуре управления железнодорожным транспортом. Основными являются отраслевые подсистемы, реализующие задачи управления перевозочным процессом, грузовой и коммерческой работой, пассажирскими перевозками, локомотивным и вагонным хозяйством, эксплуатацией и ремонтом пути, сооружений и устройств, системами и средствами СЦБ, связи и вычислительной техники. В информационно-вычислительных центрах АСУ решаются задачи прямого технологического управления объектами в реальном масштабе времени (обработка поступивших по каналам связи телеграмм - натурных листов на пребывающие поезда, автоматизация станционной отчетности и т.д.).

Сеть автоматически коммутируемой телеграфной связи (АКТгС) предназначена для обмена телеграфными сообщениями и данными по системе прямых соединений через станции коммутации каналов МЫС и управлений дорог, отделений, станций и узлов железных дорог.

В целом сеть АКТгС - сложный, широко разветвленный комплекс технических средств связи. Поэтому высокий уровень технической эксплуатации сети АКТгС приобретаем исключительно важное значение для управления перевозочным процессом.

Работа над курсовым проектом на тему "Проектирование сети передачи дискретных сообщений" позволяет увязать теорию курса "Передача дискретной информации и телеграфия" с решением практических задач.

В работе необходимо привести анализ систем организации телеграфной связи на железнодорожном транспорте и выбрать телеграфные станции. Выполнить расчет телеграфной нагрузки для определения числа потребных каналов и необходимого количества оборудования для станции; рассчитать и выбрать оптимальный вариант организации телеграфной связи и размещения оборудования; сметный расчет укрупненным измерителям.

связь дискретный телеграфный железнодорожный

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БЕЛОРУССКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Белорусская железная дорога является одним из основных звеньев транспортного комплекса страны и занимает важное место в жизнеобеспечении Республики Беларусь и её многоотраслевой экономики. Сегодня белорусская магистраль осуществляет около 75 % всех выполняемых в республике грузовых и около 50 % пассажирских перевозок. Белорусская железная дорога территориально находится в пределах границ Республики Беларусь (рисунок 1).

Рисунок 1 Схема Белорусской железной дороги

Обладая высокой провозной и пропускной способностью, дорога занимает ведущее место в транспортной системе республики.

Первой железнодорожной линией, проложенной на белорусской земле, был участок Поречье - Гродно, являвшийся частью железнодорожной магистрали Петербург - Варшава, сданной в эксплуатацию (15) 27 декабря 1862 года. Строительство первого железнодорожного участка в Беларуси содействовало развитию экономики древнего белорусского города Гродно, укреплению его связей с районами Прибалтики, а также центральной и северной частями России. В 1907 году Петербургско-Варшавская железная дорога вошла в состав Северо-Западных железных дорог.

Основные технические характеристики Белорусской железной дороги приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Основные технические характеристики Белоруской железной дороги

Эксплуатационная длина БЖД	5512,2 км
Протяжённость двупутных участков	1640,4 км
Протяжённость однопутных участков	3867,2 км
Развернутая длина БЖД:
- главные пути	7298,4 км
- станционные пути	3657,3 км
(в том числе приёмо-отправочные и ветви, обслуживающие отдельные предприятия и организации)	1026,3 км
Протяжённость пути на железобетонных шпалах	6313,5 км
Протяжённость пути, уложенные рельсами повышенной прочности (закаленные рельсы)	2947,3 км
Протяжённость бесстыкового пути	3867,6 км
Протяжённость линий, оборудованных диспетчерской централизацией	3229,7 км
Протяжённость линий, оборудованных автоблокировкой	3698,1 км
Протяжённость линий, оборудованных полуавтоматической блокировкой	1914,0 км
Протяжённость линий, обслуживающие грузовое и пассажирское движение на тепловозной тяге	4639,5 км
Протяжённость линий, обслуживающие грузовое и пассажирское движение на электровозной тяге	872,7 км
Общая протяжённость электрифицированных линий	874,1 км
Общая протяжённость сортировочных путей	372,7 км
Общее количество сортировочных горок	36 шт.
Протяжённость линий электроснабжения, обрудованных устройствами СЦБ (станции централизации и блокировки)	6424,2 км
Протяжённость линий связи (магистральные)	8779,5 км
Общее количество переездов	1474 шт.
Количество переездов, оборудованных автоматикой	1279 шт.

Белорусская железная дорога связана с железными дорогами сопредельных стран: Латвии, Литвы, Польши, России и Украины.

В настоящее время в состав Белорусской железной дороги входит 6 отделений (унитарных предприятий). Это - Минское, Барановичское, Брестское, Гомельское, Могилёвское и Витебское отделения, объединяющие 384 крупные и малые станции, из них: 3 - пассажирские, 10 - сортировочных, 23 - грузовые, 13 - участковых и 335 промежуточных станций, 17 локомотивных депо, 12 вагонных депо, 20 дистанций пути, 14 дистанций сигнализации и связи, 7 дистанций электроснабжения и другие предприятия.

На Белорусской железной дороге существует четыре направления пригородных поездов:

- Брестское направление БЖД;

- Осиповичское направление БЖД;

- Молодеченское направление БЖД;

- Оршанское направление БЖД.

Остановимся подробнее на хозяйстве электроснабжения, которое включает в себя 7 дистанций - Минскую, Барановичскую, Брестскую, Гомельскую, Могилёвскую, Витебскую и Оршанскую. Две из них - Гомельская и Витебская - обслуживают неэлектрифицированные участки железной дороги. В хозяйстве электроснабжения имеется дорожная электротехническая лаборатория.

Эксплуатационная длина электрифицированных участков дороги составляет 897,2 км, что составляет 16 % от общей протяженности дороги, в том числе на переменном токе - 870,6 км, на постоянном - 26,6 км. Участки работают на переменном токе напряжением 27,5 кВ, 2Ч25 кВ и на постоянном токе напряжением 3,3 кВ. Развёрнутая длина контактной сети - 2624,3 км. Длина воздушных линий 6-10 кВ составляет 7913,5 км, кабельных линий 6-10 кВ - 1343 км.

Отметим также и некоторые серьёзные проблемы, характерные для Белорусской железной дороги. Одна из главных - высочайшая изношенность основных средств, составляющая 64,7 %, другая - необходимость использования с истёкшим сроком эксплуатации 42 % вагонов из общего количества.



2. СХЕМА СЕТИ ДИСКРЕТНОЙ СВЯЗИ

В курсовом проекте «Проектирование сети передачи дискретной информации» требуется спроектировать сеть в пределах железной дороги Республики Беларусь.

Сеть телеграфной связи является вторичной сетью связи и представляет совокупность узлов коммутации (станций коммутации), оконечных пунктов (ОП), низко- и среднескоростной сети передачи данных (ПД), которые соединены между собой дискретными каналами, организованными на базе каналов тональной частоты первичной сети и абонентскими линиями.

Главной задачей сети ПДС является доставка сообщений в соответствии с адресом и качественными показателями на время и вероятность доставки при заданной верности передачи сообщений. В состав технических средств сети ПДС входят центры коммутации различного типа, концентраторы и мультиплексоры (КЦ, М), разнообразные абонентские пункты, включающие различное оборудование, начиная от телеграфных аппаратов и кончая оборудованием передачи данных с программным обеспечением. К сети ПДС в общем случае подключаются различные вычислительные центры (ВЦ) предприятий, учреждений, вычислительные центры коллективного пользования (ВЦКП) для групп предприятий и главные вычислительные центры (ГВЦ). Обмен дискретными сообщениями между компонентами сети производится через каналы связи.

Общегосударственная сеть телеграфной связи железной дороги строится по радиально-узловому принципу с выделением трех уровней: дорожный узел (ДУ), отделенческий узел (ОУ) и станционный узел (С), в которых устанавливаются коммутационные станции.

Принцип построения телеграфной сети связи Белорусской железной дороги основан на комбинированном способе, при котором оконечные телеграфные пункты данной зоны включаются в один узел, а все телеграфные узлы соединяются между собой по радиальной схеме. Дорожный узел ДУ является центром телеграфной связи дороги и располагается при управлении дороги. Этот узел осуществляет передачу сообщений из управления дороги и на отделения и станции своей дороги. Кроме того, в дорожном узле осуществляется прием сообщений, поступающих в адрес данной дороги с соседних дорог и с отделений своей дороги. Транзитные сообщения, проходящие через ДУ, передаются с помощью коммутации каналов или путем переприема. Телеграфные узлы отделений дороги ОУ являются низовыми центрами сосредоточения и коммутации телеграфных связей с линейными станциями. Все узлы и пункты функционально связаны магистральными, дорожными и отделенческими каналами связи, а также соединительными линиями местной связи. Кроме того, некоторые телеграфные узлы крупных станций СУ имеют прямые каналы связи с ДУ.

Схема сети дискретной связи и передачи данных составляется на основании исходных данных. Согласно заданию дорожный узел располагается в Могилеве, отделения дороги находятся в городах Минск, Барановичи, Брест, Витебск, Гомель, ; крупные железнодорожные станции в городах Орша, Калинковичи, Гродно, Молодечно .

Для выполнения расчетов определяем входящую и исходящую нагрузку для дорожного узла. Исходящее число сообщений узла Гомель задано заданием, а входящая нагрузка определяется коэффициентом асимметрии в ЧИН, который определяется как отношение исходящей нагрузки к входящей. Коэффициент асимметрии для дорожного узла составляет 0,8, для отделенческих узлов 0,72 . Рассчитаем количество входящих и общее количество сообщений от отделенческих узлов и узлов крупных станции к дорожному узлу (таблица 2.1).



Таблица 2.1 - Количество сообщений, приходящихся на ДУ

Дорожный узел	Узел связи	№	Количество сообщений, штук
			Qисх	Qтр	kас	Qвх
Гродно	Гродно	1	224	54	0,8	280
	Минск	2	324	41	0,8	405
	Барановичи	3	361	98	0,8	451,25
	Брест	4	351	54	0,8	438,75
	Витебск	5	547	40	0,8	683,75
	Гомель	6	372	159	0,8	465
	Могилёв	7	1743	36	0,8	2178,75
	Орша	8	490	48	0,8	612,5
	Калинковичи	9	1002	53	0,8	1252,5
	Молодечно	10	481	141	0,8	601,25

Структурная схема низкоскоростной сети телеграфной связи и передачи данных приведена на рисунке 2.2 и, среднескоростная сеть передачи данных - на рисунке 2.3.

Рисунок 2.2 Структурная схема низкоскоростной сети телеграфной связи и передачи данных

Рисунок 2.3 Структурная схема среднескоростной сети передачи данных



3. РАСЧЕТ НАГРУЗКИ СЕТИ ДИСКРЕТНОЙ СВЯЗИ И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

3.1 Расчет низкоскоростной нагрузки

В задачи проектирования АТСгС входит установление соответствия между нагрузкой и количеством устройств, обслуживающих ее с заданным качеством. При расчете сети телеграфной связи без учета повторных вызовов параметром, влияющим на результаты, является среднее значение нагрузки - расчетная нагрузка.

Рассчитывая число обслуживающих приборов и каналов, исходят из нагрузки в ЧНН наиболее нагруженных суток наиболее нагруженного месяца. Поэтому величина расчетной нагрузки определяется по формуле

, (3.1)

где Q_исх(вх) - исходящее (входящее) число сообщений;

Т_выз - среднее время обслуживания вызова, мин;

К_сн - коэффициент суточной неравномерности, К_сн = 1,22;

К_чнн - коэффициент концентрации нагрузки в ЧНН, К_чнн = 0,1;

К_мн - коэффициент месячной неравномерности, К_мн = 1,08;

К_п - коэффициент потерь, К_п = 1,1;

К_ср - коэффициент, учитывающий надбавки в нагрузке за счет передачи справок, запросов, К_ср = 1,05.

Время обслуживания вызова определяется временем на вызов станции коммутации, набора номера вызываемого ОП, обмена сигналами автоответчиков, передачу сигнала «отбой» для разъединения ОП, а также передачу самого сообщения, т.е.



, (3.2)

где Т_ТГ - среднее время передачи сообщения, мин;

n - среднее количество вызовов для установления соединения, n = 3;

Т_У - среднее время, затраченное на установление соединения и разъединения, Т_У = 0,5 мин;

q- среднее количество сообщений, передаваемых за одно соединение, q =4.

Величина Т_ТГ определяется длиной сообщения и пропускной способностью. Так как доли сообщений передаются автоматическим-90% и ручным-10% способами, то среднее время передачи одного сообщения составляет

, (3.3)

где М-характеристика скорости ТА,с^-1;

N_СЛ - средняя длина сообщения в словах.

; (3.4)

; (3.5)

где N_зн - количество знаков, для низкоскоростной СПД N_зн = 6;

R - пропускная способность, шт. в минуту.

R = B • 60/N, (3.6)

где B - скорость передачи сообщения, для низкоскоростной СПД B =50 Бод;

N - количество импульсов в кодовой посылке 7,5.

Из выражений 3.3-3.6 выразив Т_выз (3.2)

.

Произведем расчет низкоскоростной нагрузки для одного из направлений исследуемого узла. Направление Гродно - Витебск (1-5).

Исходящая нагрузка будет рассчитываться, исходя из того, что средняя длина сообщений

N_сл = (23+191)/2 = 107 слов;

мин.

Расчетная нагрузка

часо-зан.

Входящая нагрузка.

Средняя длина сообщений

N_сл = (23+151)/2 = 87 слов;

мин.

Расчетная нагрузка:

часо-зан.

Суммарная нагрузка:

часо-зан.

Расчеты по остальным направлениям сведем в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Результаты расчета низкочастотной нагрузки

№	Nсл исх, слов	Твыз исх, мин	Yисх, часо-зан	Nсл вх, слов	Твыз вх, мин	Yвх, часо-зан	Yсумм, часо-зан
1	107	2,105	1,196	107	2,105	1,496	2,691
2			1,73	101	2,015	2,07	3,8
3			1,927	128,5	2,428	2,779	4,706
4			1,874	129,5	2,442	2,718	4,592
5			2,92	87	1,805	3,13	6,05
6			1,986	102	2,03	2,394	4,38
7			9,306	125	2,375	13,125	22,431
8			2,616	135	2,525	3,923	6,539
9			5,35	141,5	2,622	8,33	13,68
10			2,568	138	2,57	3,919	6,487

3.2 Расчет среднескоростной нагрузки

Величина расчетной среднескоростной нагрузки определяется по формулам 3.1-3.6.

, (3.7)

, (3.8)

где В - скорость передачи сообщения, для среднескоростной СПД В = 1200Бод;

N - количество импульсов в кодовой посылки 7,5.

Произведем расчет среднескоростной нагрузки для одного из направлений исследуемого узла. Направление Гродно - Барановичи (1-3).

Исходящая нагрузка будет рассчитывается, исходя из того, что средняя длина сообщений

N_сл = 54 слов;

мин.

Расчетная нагрузка часо-зан.

Входящая нагрузка.

Средняя длина сообщений N_сл = 58 слов;

мин.

Расчетная нагрузка:

часо-зан.

Суммарная нагрузка:

часо-зан.

Расчеты по остальным направлениям сведем в таблицу 3.2.



Таблица 3.2 - Результаты расчета среднескоростной нагрузки

№	Nсл исх, слов	Твыз исх, мин	Yисх, часо-зан	Nсл вх, слов	Твыз вх, мин	Yвх, часо-зан.	Yсумм, часо-зан.
1	54	0,534	0,303	54	0,534	0,379	0,682
2			0,439	65	0,541	0,556	0,995
3			0,489	58	0,536	0,613	1,102
4			0,475	69	0,534	0,604	1,079
5			0,741	54	0,534	0,926	1,667
6			0,504	75	0,547	0,645	1,149
7			2,361	65	0,541	2,99	5,351
8			0,664	61	0,538	0,836	1,5
9			1,357	73	0,546	1,735	3,092
10			0,651	69	0,543	0,828	1,479

3.3 Расчет транзитной нагрузки

Транзитную нагрузку рассчитываем по формуле (3.1), при этом количество транзитных сообщений на ж/д узлы Q_тр берём из задания, а время обслуживания вызова T_выз соответственно для каждой из нагрузок берём из таблиц 3.1 и 3.2.

Направление Гродно - Гомель (1-6).

Произведем расчет транзитной низкоскоростной нагрузки:

часо-зан.

Общая нагрузка:

часо-зан.

Произведем расчет транзитной среднескоростной нагрузки:

Расчетная нагрузка:



часо-зан .

Общая нагрузка:

часо-зан.

Расчеты по остальным направлениям сведем в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Результат расчета транзитной и общей нагрузки

№	Низкоскоростная СПД	Среднескоростная СПД
	Yсумм, часо-зан	Yр тр, часо-зан	Yобщ, часо-зан	Yсумм, часо-зан	Yр тр, часо-зан	Yобщ, часо-зан
1	2,691	0,288	2,979	0,682	0,073	0,755
2	3,8	0,219	4,019	0,995	0,056	1,051
3	4,706	0,523	5,229	1,102	0,133	1,235
4	4,592	0,288	4,88	1,079	0,073	1,152
5	6,05	0,214	6,264	1,667	0,054	1,721
6	4,38	0,849	5,229	1,149	0,215	1,364
7	22,431	0,192	23,623	5,351	0,049	5,4
8	6,539	0,256	6,795	1,5	0,065	1,565
9	13,68	0,283	13,963	3,092	0,072	3,164
10	6,487	0,753	7,24	1,479	0,191	1,67

4. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА АБОНЕНТСКИХ ЛИНИЙ И МЕЖСТАНЦИОННЫХ КАНАЛОВ СЕТИ ДИСКРЕТНОЙ СВЯЗИ И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Количество коммутируемых телеграфных каналов для межстанционной связи определяется по нагрузке наиболее напряженных суток наиболее нагруженного месяца года с учетом ее увеличения для передачи сообщений и повторных вызовов, а также роста нагрузки в течение последующих лет.

Число требуемых каналов на участках определяется значением нагрузки и допустимыми потерями вызовов. На магистральных участках сети и участках дорожной сети между управлением и отделением дороги значение коэффициента потерь р ? 2 %, на участках дорожной сети между отделениями дорог и линейными станциями р = 20 ч 30 %.

Коэффициент потерь для участков сети примем равным р = 2 % = 0,02; а для участка внутренней связи р 10 % = 0,1.

Число каналов определим по номограмме (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 Номограмма определения количества абонентских линий



Таблица 4.1 -- Результат расчета количества абонентских линий

№	Низкоскоростная СПД	Среднескоростная СПД
	Yобщ, часо-зан	Nс	Yобщ/Nс, часо-зан	Yобщ, часо-зан	Nс	Yобщ/Nс, часо-зан
1	2,979	7	0,426	0,755	4	0,189
2	4,019	10	0,402	1,051	5	0,210
3	5,229	11	0,475	1,235	5	0,247
4	4,88	10	0,488	1,152	5	0,230
5	6,264	12	0,522	1,721	6	0,287
6	5,229	11	0,475	1,364	5	0,273
7	22,623	20	1,131	5,4	11	0,490
8	6,795	12	0,566	1,565	6	0,261
9	13,963	21	0,665	3,164	9	0,352
10	7,24	13	0,557	1,67	6	0,278

5. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ТЕЛЕГРАФНЫХ АППАРАТОВ

Телеграфные аппараты могут использоваться для установления как исходящих и входящих соединений (двустороннее использование), так и установления либо исходящих, либо входящих (одностороннее использование).

Двустороннее использование телеграфных аппаратов производится в тех случаях, когда общая исходящая и входящая нагрузки составляют 0,2 - 0,3 ч-зан (среднее время использования телеграфных аппаратов 12 - 18 Мин в час). При больших нагрузках применяют одностороннее включение телеграфных аппаратов.

Двустороннее включение телеграфных аппаратов характерно для ОП информационной телеграфной связи, билетных касс и др., а одностороннее - для общеслужебных телеграфов МПС, управлений и отделений железных дорог, железнодорожных станций и узлов, а также крупных билетных бюро, сортировочных станций и др.

Исследование АКТгС показывает, что количество телеграфных аппаратов, как правило, устанавливается из опыта пользователей без учета КОВ. Поэтому их количество изменяется в широких пределах и не всегда обоснованно.

Расчет количества телеграфных аппаратов для передачи сообщений производится исходя из количества телеграмм, подлежащих передаче в ЧИН, и соответствующего норматива по передаче телеграмм телеграфистами (операторами) за один час.

(5.1)

где Q_? - общее число переданных телеграмм в ЧНН;

Н_пер - норма передачи сообщений на одном телеграфном аппарате за час.

, (5.2)

Из телеграфов передаются сообщения, поступившие из экспедиции, а также транзитные сообщения, поступившие из других телеграфов (МПС, направлений и отделений дорог, станций и узлов).

, (5.3)

где Т_{выз вх} - среднее время обслуживания входящего вызова, мин;

Т_{выз исх} - среднее время обслуживания исходящего вызова, мин;

По известным значениям Т_{выз вх} и Т_{выз исх} определим норму передачи сообщений при различных вариантах использования телеграфного аппарата.

Направление Гродно - Минск (1-2).

Низкоскоростная нагрузка.

Н_пер =120/(2,015+2,105) = 29,126;

N_ТА = 117,18/29,126 = 4,023

Примем N_ТА = 5 телеграфных аппарата.

Среднескоростная нагрузка.

Н_пер =120/(0,536 +0,534) = 112,149;

N_ТА = 117,18/112.149 = 1,045

Примем N_ТА = 2 телеграфный аппарат.

Расчет телеграфных аппаратов в остальных направлениях приведен в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Расчет количества телеграфных аппаратов

№	Низкоскоростная СПД	Среднескоростная СПД
	NТА	NТА
1	3	1
2	5	2
3	6	2
4	5	2
5	7	2
6	6	2
7	23	6
8	7	2
9	14	4
10	8	2

6. ВЫБОР ОКОНЕЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И КАНАЛООБРАЗУЮЩЕЙ АППАРАТУРЫ СЕТИ ДИСКРЕТНОЙ СВЯЗИ И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

На железнодорожном транспорте для организации сети телеграфной связи используются физические цепи и системы передачи с ЧРК и ВРК.

Физические цепи используются в основном на абонентских линиях для соединения оконечной телеграфной аппаратуры с автоматическими коммутационными станциями. Для связи между отделенческими, дорожными и магистральными узлами коммутации применяются системы передачи (аппаратура) с ЧРК и ВРК, которые в полосе частот 300-400 Гц канала тональной частоты позволяют организовать несколько телеграфных каналов.

В курсовом проекте для организации телеграфной связи в качестве каналообразующей аппаратуры будем использовать аппаратуру ТТ-24.

Аппаратура ТТ-24 позволяет организовать 24 телеграфных канала со скоростью передачи 50 Бод по одному четырехпроводному каналу ТЧ. Если объединить два телеграфных канала, то скорость передачи может быть увеличена в два раза (100 Бод), а если объединить четыре канала, то - в четыре раза (200 Бод). Предусмотрена возможность передачи также со скоростью 1200 Бод.

Кроме того, к оконечному оборудованию телеграфной связи относятся телеграфные аппараты, автоматическое рабочее место телеграфиста.

В настоящее время в сетях ПДС широко применяются коммутационные станции АТК-20, ИСК-2,4 и другие. Станция АТК-20 на сегодняшний день морально и физически устарела, а ИСК-2,4, хотя и выполнена на современной элементной базе, своей структурой повторяет предшественников. Все узлы коммутации, эксплуатируемые на железнодорожном транспорте, строятся по классической схеме. Оборудование, перечисленное выше, не удовлетворяет требованиям сегодняшнего дня, предъявляемым к узлам коммутации (большое энергопотребление и занимаемая площадь, несовместимость с цифровыми сетями связи). Создания условий для перехода на цифровые сети связи требует применения такого оборудования узлов коммутации, которое может работать совместно с существующим телеграфным оборудованием и с аппаратурой, работающей по цифровым протоколам связи. Одним из представителей такого оборудования является телеграфный коммутационный сервер (ТКС) «Вектор-2000», который поддерживает услуги, предоставляемые цифровой сетью связи, сохранив при этом возможность работы по телеграфным протоколам с использованием каналов тональной частоты и физических телеграфных окончаний.

Применение ТКС «Вектор-2000» кроме возможности интеграции в цифровую сеть позволяет отказаться от КРОССа и аппаратуры ТТ в ЛАЗе ТГ, что приведёт к освобождению производственных площадей и уменьшению энергопотребления. Важным достоинством является возможность постепенного построения цифровой сети.

7. ВЫБОР ЕМКОСТИ И ТИПА СТАНЦИИ КОММУТАЦИИ И ЕЕ ОБОРУДОВАНИЯ

ТКС «Вектор-2000» выпускается в различном исполнении, что позволяет выбрать оптимальный вариант комплектации оборудования в зависимости от нагрузки узла коммутации. Технические данные ТКС «Вектор-2000» представлены в таблице 5.1.

Количество и состав оборудования узла коммутации определяется необходимым количеством каналов связи. ТКС «Вектор-2000» объединяет функции аппаратуры реализующей физический телеграфный канал и функции аппаратуры тонального телеграфирования.

Эта задача решается с помощью ISA-совместимых встраиваемых контроллеров тонального телеграфирования, совмещающих в себе функции организации логического телеграфного канала и функции аппаратуры тонального телеграфирования:

ВКТТ-4 на четыре канала ТЧ;

ВКТТ-2 на два канала ТЧ.

К одному контроллеру ВКТТ-4 можно подключить до 4-х каналов тональной частоты, используемых для организации каналов тонального телеграфа. Контроллер реализует цифровую обработку цифровую обработку сигналов и способен поддерживать все существующие протоколы взаимодействия с применяемым ныне оборудованием тонального телеграфирования, таким как ТТ-144, ТТ-24, ТТ-12, ТТ-5, П-327, П-318 и пр.

На рисунке 6.1 представлена схема организации узла телеграфной связи на базе ТКС «Вектор-2000».

Ёмкость узла коммутации на базе ТКС «Вектор-2000» ограничивается только производительностью системного компьютера и количеством установленных контроллеров ВКТТ-4 или ВКТТ-2. Каждый контроллер ВКТТ-4 способен поддерживать до 96 каналов тонального телеграфирования на 50 Бод.

Таблица 6.1 - Варианты исполнения ТКС «Вектор-2000»

Исполнение	Число свободных столов	Максимальное число каналов С1-ТГ	Максимальное число каналов ТГ-ТЧ	Возможные комбинации каналов
				С1-ТГ	ТГ-ТЧ
Малый сервер на базе офисного компьютера	3	24	12	0 8 16 …	12 8 4 …
Малый сервер с промышленной расширительной и материнской платами	6	48	24	0 8 16 …	24 20 16 …
Сервер средней емкости	13	104	52	0 16 24 …	52 44 40 …
Сервер большой емкости	26	208	104	0 32 48 …	104 88 80 …

Рисунок 6.1 Схема организации узла телеграфной связи на базе ТКС «Вектор-2000»

8. РАЗМЕЩЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ СТАНЦИИ КОММУТАЦИИ И ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Для размещения оборудования коммутационных телеграфных станций и каналообразующей аппаратуры необходимо предусматривать отдельные помещения. Кроме того, должны быть предусмотрены подсобно производственные помещения, административно-хозяйственные, инженерно-технические помещения. Например, должны быть помещения для экспедиции, персонал которой осуществляет прием общеслужебных сообщений от работников железнодорожного транспорта для последующей передачи их по сети ПС, а также доставку принятых общеслужебных сообщений адресатам. Необходимо предусмотреть также помещения для начальника смены (старшего телеграфиста), для хранения переданных сообщений, комнату отдыха телеграфистов - операторов и др.

Оборудование станции «Вектор» обычно размещается в двух смежных помещениях - в одном располагается сервер «Вектор - 2000», т.е. статичное оборудование, в другом - ПТК ПТС «Вектор - 32».

В зависимости от количества используемых точек подключения ТКС "Вектор-2000" может быть поставлен в следующих вариантах:

- в напольном исполнении в составе двух/четырех БКТК и коммутационного оборудования, смонтированных в коммуникационном шкафу;

- в настольном исполнении в составе двух БКТК и коммуникационного оборудования на базе офисного компьютера.

В состав технических средств ТКС "Вектор-2000" в напольном промышленном исполнении должны входить:

- БКТК основной комплект;

- встроенный контроллер тонального телеграфирования (ВКТТ-4) на четыре канала тональной частоты;

-четырехпроводный встроенный телеграфный адаптер (ВТГА-2П-8) на восемь телеграфных каналов;

- корпус промышленного исполнения RPC-500;

- процессорная плата PEAK 635VL100;

процессор Intel Celeron 500;

оперативная память 128 Mb RAM;

интегрированная карта Ethernet 10/100 Mb;

пассивная объединительная плата BP-14S (14 слотов ISA);

БКТК резервный комплект (состав аналогичен основному комплекту);

вводная IDC-панель абонентских телеграфных линий и каналов ТТ-ТЧ;

объединенная IDC-панель абонентских телеграфных линий и каналов ТТ-ТЧ коммутационных блоков;

управляемый коммутатор на 24 порта RJ-45;

индикационная панель (ИП) БКТК;

металлический шкаф 42HU для размещения оборудования;

источник бесперебойного питания 1500 В А;

ящик для инструментов и ЗИП.

В состав технических средств ТКС «Вектор-2000» в настольном промышленном исполнении на базе офисного компьютера должны входить:

БТК основной и резервный комплексы (состав аналогичен основному комплекту в напольном исполнении);

объединенный блок с десятью модулями типа LSA PRIFIL абонентских ТГ линий;

объединенный блок с десятью модулями типа LSA PRIFIL каналов ТЧ;

концентратор на 8 портов типа RG-45;

источник бесперебойного питания 700 ВА.

На рисунке 7.1 представлена схема размещения оборудования
«Вектор-2000».

Рисунок 7.1 Схема размещения оборудования Вектор-2000

9. ПЕРСПЕКТИВНАЯ СЕТЬ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНЫХ СООБЩЕНИЙ

Каналообразующая телеграфная аппаратура с временным разделением каналов (ВРК) находит все более широкое применение на телеграфной сети и сетях передачи данных. Удельная стоимость каналообразующей аппаратуры с ВРК несколько ниже, чем с ЧРК. Эффективность аппаратуры возрастает с увеличением числа каналов.

Универсальная каналообразующая телеграфная аппаратура (ТВР) предназначена для использования на магистральных, зоновых и местных участках сети телеграфной связи и низкоскоростной передачи данных. В ней реализуется интеграция каналообразования и коммутации, она обеспечивает возможность передачи телеграфных сигналов со скоростью 50,100 и 200 Бод, а также передачу дискретных сигналов со скоростью 2,4 и 4,8 кБит.

Каналообразующая аппаратура строится по модульному принципу, который позволяет комплектовать различные наборы каналов для разных участков сети. В состав аппаратуры устанавливаемой в цехе телеграфных каналов, входят модули трех типов: телеграфный и статистический мультиплексоры (ТМ и СМ), групповые устройства преобразования сигналов (ГУПС) и комплект абонентских устройств (КАУ). У абонентов AT, ПД или в оконечном пункте устанавливаются абонентские устройства (АУ), которые могут комплектоваться устройствами преобразования сигналов, работающими в тональной полосе частот (УПС-Т), или в надтональном диапазоне (УПС-НТ).

В составе универсального комплекса кроме модулей ТМ, СМ, УПС и КАУ входят групповые устройства: устройства ввода (УВ), контрольно-испытательная панель (КИП) и преобразователь напряжения (ПН) 220/60 В (Рисунок 8.1).

Рисунок 8.1 Состав универсальной каналообразующей телеграфной аппаратуры ТВР

Устройство ввода обеспечивает подключение каналов ТЧ, ввод питающих цепей, содержит лампы общестоечной сигнализации, выключатель питания и таблички обслуживаемых направлений связи.

Контрольно-испытательная панель обеспечивает автоматический контроль и проверку параметров оборудования и каналов комплекса и позволяет осуществлять с помощью узлов функционального контроля, расположенных в устройствах комплекса, централизованный непрерывный контроль за работой устройств. Панель подключается к каналу без нарушения («в параллель») и с нарушением («в разрез») связи.

Устройство УПС-Т обеспечивает организацию двухстороннего кодонезависимого дискретного канала с номинальной скоростью 200 Бод по одной двухпроводной физической цепи кабеля ГТС (до 20 км) или каналу ТЧ. В УПС-Т используется частотная модуляция и частотное разделение направлений приема и передачи в полосе частот 0,3...3,4 кГц. Устройство УПС-НТ обеспечивает организацию двухстороннего кодонезависимого дискретного канала с номинальной скоростью 200 Бод в надтональном диапазоне частот 5,7... 10 кГц по физической цепи ГТС с сохранением телефонной связи.

Абонентские устройства УПС-Т-А и УПС-НТ-А имеют источники питания и устройства для подключения входных и выходных и выходных цепей.

Телеграфный мультиплексор представляет собой устройство объединения (разъединения) дискретных каналов в групповой цифровой поток с временным принципом работы, индивидуальными и групповым четырехпроводным входом-выходом и девятью режимами работы. Режим работы оперативно изменяется в процессе эксплуатации. В зависимости от режима на индивидуальных входах-выходах можно обеспечить организацию до 60 низкоскоростных дискретных каналов трех типов и одного или двух среднескоростных каналов двух типов.

В телеграфном мультиплексоре используется групповая обработка сигналов индивидуальных каналов с разделением во времени. Частота работы групповых устройств составляет 115,2 кГц.

Статистический мультиплексор универсальной каналообразующей телеграфной аппаратуры совмещает функции каналообразования и коммутации и позволяет отказаться от телеграфных подстанций. Он является функциональной разновидностью ТМ с групповой скоростью 2,4 кбит/с и тем же числом позиций в цикле и подцикле и используется для концентрации нагрузки от абонентов, работающих по 50-бодным кодозависимым каналам на зоновых и местных участках телеграфной сети.

Абонентские устройства могут комплектоваться УПС-Т, предназначенным для организации двухсторонней передачи дискретных сигналов со скоростью до 200 Бод в полосе ТЧ 0,3 ... 3,4 кГц, и (или) УПС-НТ, предназначенным для тех же целей, но в надтональной полосе частот 5 ... 10 кГц.

Абонентские устройства имеют блоки, двух типов: устанавливаемые у абонента (УПС-Т-А, УПС-НТ-А) и устанавливаемые в стойке каналообразующей аппаратуры (УПС-Т-С, УПС-НТ-С), образующие комплект абонентских устройств (КАУ). Комплект состоит из нескольких блоков УПС, группового задающего генератора, группового источника питания. Абонентские блоки имеют индивидуальные генераторы (Г) и блоки питания.

В качестве каналов связи на магистральном участке используются каналы ТЧ. Состав каналообразующей аппаратуры, устанавливаемой в узле на магистральном направлении, может комплектоваться различными способами. В зависимости от требуемого числа дискретных каналов в пучке аппаратура может содержать несколько телеграфных мультиплексоров и устройств преобразования сигналов с групповой скоростью 2,4; 4,8 и 9,6 кбит/с.

Возможен вариант организации транзитной связи с помощью ТМ и УПС-9,6 на скорости 2,4 кбит/с между узлами У1 и УЗ, минуя транзит в узле У2. Вариант используется, когда между узлами У1 и У2 или У2 и УЗ отсутствует возможность выделить прямой канал ТЧ. Схемы организации связи на городском (местном) внутризоновом, зоновом и магистральных участках сетей AT, ПС и ПД позволяют передавать сообщения по низко- и средне нескоростным каналам с номинальными скоростями 50, 100 и 200 Бод и среднескоростным каналам для синхронного или асинхронного ввода сигналов со скоростью 2,4 и 4,8 кбит/с.

Схема организации телеграфной связи приведена на рисунке 8.2

Важным достоинством ТЬСС «Вектор-2000» является возможность постепенного построения цифровой сети. Классическая схема обмена телеграфными сообщениями определяет наличие на ОП телеграфного аппарата. Такая схема проста, но она не обеспечивает высокой производительности при передаче телеграфных сообщений. Решением этой проблемы является создание автоматизированного рабочего места телеграфиста на базе персональной ЭВМ. Ещё большее увеличение скорости обработки корреспонденции даёт применение технологии IP-телеграфии и применение электронной почты в документообороте.

Рисунок8.2 Схема организации телеграфной связи с использованием универсальной каналообразующей аппаратуры.

Технология IP-телеграфии - это способ передачи данных по современным мультисервисным цифровым сетям в режиме двухточечного соединения по протоколу ТПРЛР с соблюдением ныне действующих телеграфных правил и нормативных актов. Эта задача решается путём применения программно-технологического комплекса почтово-телеграфной связи (ПТК ПТС) «Вектор-32».

Интегральные сети позволяют передавать различные виды информации с различными скоростями передачи от различных источников по одной сети. Обеспечение услуг сетей телеграфной связи общего служебного пользования (ПС-50, 100), абонентского телеграфирования (АТ-50, 100) низко- и среднескоростной сети передачи данных (ПД), дискретной факсимильной связи (ФС) и систем железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ) может осуществляться посредством коммутационной и каналообразующей аппаратуры, устанавливаемой в доме связи и (или) дорожном информационно-вычислительном центре. При этом в узле связи возможно сочетание разных по принципам действия станций коммутации (коммутация каналов КК, коммутация сообщений КС, коммутация пакетов КП), разных по скоростям (низко-, среднескоростные) и принципам организации (коммутируемые, некоммутируемые) каналов. Взаимодействие их внутри узла показано на рисунке 8.3.

Рисунок 8.3 Перспективная сеть передачи дискретных сообщений управления дороги



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте была спроектирована сеть дискретной связи для основных направлений Белорусской железной дороги, выбрано оборудование узлов коммутации. Был произведен расчет нагрузки сети дискретной связи и передачи данных на основании которого, выбрано оконечное оборудование и каналообразующая аппаратура. Проведен анализ имеющегося оборудования, выбран тип и емкость станции коммутации, и состав ее оборудования. По результатам вычислений спроектирован линейно-аппаратный зал, в котором размещается оборудование станции коммутации и передачи данных.

В завершении курсового проекта рассмотрена перспективная сеть передачи данных, организованная с помощью универсальной каналообразующей аппаратуры.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Кудряшов, В.А. Передача дискретной информации на железнодорожном транспорте / В.А. Кудряшов, Н.Ф. Семенюта - М.: ЗАО «Вариант», 1999. - 328 с.

Фомичев, В.Н. Передача дискретных сообщений. / В.Н. Фомичев, П.М. Буй //Лабораторный практикум. Часть III. - Гомель: БелГУТ, 2005. - 69 с.

Крухмалев, В.В. Цифровые системы передачи / В.В. Крухмалев, В.Н. Гордиенко, А.Д. Моченов // Учеб. пособие для вузов. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007. - 352 с.

Конахович, Г.Ф. Сети передачи пакетных данных / Г.Ф. Конахович, В.М. Чуприн - К.: МК-Пресс. 2006. - 272 с.

Ресурсы сети INTERNET

Размещено на Allbest.ru