Системи комутації в електрозв’язку

Для побудування комутаційного Т-елемента відповідно нашого завдання треба такий обсяг пам’яті в бітах – за формулою 7.2.

Nb = 504•(8+9)=8568 біт

S-елемент побудовано на мультиплексорах або на демультиплексорах, залежно від того, чого в нього більше – входів чи виходів. Якщо входів менше, ніж виходів, то S-елемент більш економічно можна побудувати на демультиплексорах; на рисунку 7.2 зображено структуру елемента для ланки А комутаційного поля S-S-T-S-S. Якщо входів більше, ніж виходів, то більш економічно на мультиплексорах; на рисунку 7.3 зображено структуру елемента для ланки Е. 

 

Рис.7.2 – S-елемент на демультиплексора

Структура комутаційного елемента на рисунку 7.2 має 6 демультиплексорів з 12 портами – це 6•12=72 точки комутації, а на рисунку 7.3 – 6 мультиплексорів з 12 портами, також 72 точки комутації. В обох елементах для управління треба 6 блоків пам’яті на 504 комірки, розрядність – для адресації 12 портів треба 4 біти. Загальний обсяг пам’яті для S-елемента буде такий: 

Nb=6•504•4=12096 біт

 

Рис.7.3 – S-елемент на мультиплексорах

Для S-елемента показник складності розраховується за формулою 7.3 – як сума кількості точок комутації та обсягу пам’яті з урахуванням цінового коефіцієнта, який за ринковими цінами дещо умовно приймається рівним 100.

де:Nx – кількість точок комутації

Nb – обсяг пам’яті в бітах

kц  – ціновий коефіцієнт

Показник складності для S-елемента буде:

 

Якщо кількість входів та виходів однакова, як у ланках В та D, то не має значення, за якою схемою будувати S-елемент. У цих ланках елементи мають по 12 входів та виходів, точок комутації буде Nx=12•12=144, біт пам’яті буде Nb=12•504•4=24192, показник складності буде:

 

ST-елемент може бути побудовано на мультиплексорах та запам’ятовуючих пристроях – це є своєрідний “гібрид” між S-елементом та Т-елементом. Побудування його трохи відрізняється залежно від того, чого в нього більше – входів чи виходів. Якщо входів більше, ніж виходів, то ST-елемент ліпше побудувати за схемою “послідовний запис - довільне читання”, яку зображено на рисунку 7.4. Якщо навпаки, виходів більше, ніж входів, то – за схемою “довільний запис-послідовне читання”, яку зображено на рисунку 7.5. В будь-якому випадку, елемент буде складатися з пам’яті розмовної інформації, в якій буде стільки стовпчиків, скільки є ліній на вході (у випадку послідовного запису) або на виході (у випадку послідовного читання), а також з пам’яті управління, в якій буде стільки стовпчиків, скільки є ліній на вході або на виході у відповідному випадку. Кількість рядків і в пам’яті розмовної інформації, і в пам’яті управління буде однакова й дорівнювати кількості канальних інтервалів. Розрядність слова інформаційної пам’яті відповідає розрядності потоку розмовного тракту (у нашому випадку – 8), а розрядність пам’яті управління залежить від кількості комірок інформаційної пам’яті аналогічно Т-елементу і розраховується за формулою 7.4. В даному випадку кількість стовпців буде 10.

де:ki – кількість канальних інтервалів мультиплексованого потоку

nл – кількість ліній на вході або виході (кількість стовпців пам’яті)

 

Рисунок 7.4 – ST-елемент типу “послідовний запис - довільне читання”

 

Рисунок 7.5 – ST-елемент типу “довільний запис-послідовне читання”

Показник складності ST-елемента розраховується так само, як і показник складності попередніх елементів – на підставі точок комутації та обсягу пам’яті. Кількість точок комутації визначається параметрами мультиплексора, який перетворює послідовний код на паралельний – він має кількість входів, відповідну кількості входів ST-елемента, та кількість виходів, відповідну розрядності інформаційного слова, так само й демультиплексор. Кількість точок комутації буде за формулою 7.5.

де:rінф – розрядність інформаційного слова

n – кількість входів ST-елемента

m – кількість виходів ST-елемента

Таким чином, кількість точок комутації для ST-елемента буде Nx=8•(10+6)=128 і в тому, і в іншому випадку. Обсяг пам’яті розраховується на підставі структурної схеми елемента – розрядності та кількості стовпців/рядків у пам’яті інформації та управління. Для ST-елемента, зображеного на рисунку 7.4, обсяг пам’яті буде такий:

Nb=378•(10•8+6•12)=57456

Для ST-елемента, зображеного на рисунку 7.5, обсяг пам’яті буде такий же самий – в нього такі ж самі масиви пам’яті інформації та управління. Якщо обрати тип елемента, який не відповідає співвідношенню кількості входів та кількості виходів, то обсяг пам’яті буде більший, це не є економічно. Показник складності буде такий:

 

7.2  Розрахунок та порівняння показників складності для ЦКП в цілому

На підставі структурних схем комутаційних елементів розрахуємо показники складності для початкової схеми ЦКП (структура S-S-T-S-S) та для оптимізованої. Початкова схема складалась з 6 S-елементів на 12 входів та 12 виходів у ланках А та Е, також 12 S-елементів на 6 входів-виходів у ланках В та D, і ще 72 Т-елементів. Показники складності будуть такі – таблиця 7.1. Для ланки С (Т-елемент) обсяг пам’яті поділено на ціновий коефіцієнт.

Після оптимізації параметри та кількість елементів помінялися, нові показники складності відображено в таблиці 7.2.

Як видно, показник складності збільшився у 1.9 рази – це є витрати, які довелося понести за те, щоб якість телефонного зв’язку відповідала нормативній.

Тепер порахуємо той же самий показник для структури T-S-S-T. У таблиці 7.3 наведено дані для первинної структури, а у таблиці 7.4 – для оптимізованої.

Як видно, загальний показник складності збільшився в 1,1 рази. Порівняно зі структурою S-S-T-S-S оптимальна структура T-S-S-T є економічнішою – головним чином, за рахунок того, що елементи пам’яті у 100 разів дешевші за мультиплексори.

Тепер порахуємо те ж саме для структури ST-S-ST. Дані для первинної та оптимізованої структури наведено у таблицях 7.5 та 7.6 відповідно. 

Ми не розглядали показник складності структури ST-ST, але ж її оптимізація показала, що найкраще вона зводиться до структури ST-S-ST, тому й немає в даному випадку сенсу рахувати показник. Як бачимо, загальний показник складності зменшився в 1,2 рази, і з усіх схем є найкращим. Висновок можна зробити такий: за умов прийнятого цінового коефіцієнта для заданої кількості абонентів та апаратних характеристик обладнання оптимальним буде побудування центрального комутаційного поля за структурою ST-S-ST з параметрами, які відображено на рисунку 6.4 та у таблиці 7.6.

Однак цей теоретичний розрахунок практично втілюється в життя з деякою корекцією – в промислових системах ЦКП будується за структурою ST-S-S-ST. Така структура не є оптимальною з точки зору мінімізації показника складності, але набагато краще з точки зору модульності та масштабування – вона дозволяє продавати обладнання покупцям з розрахунком на те, що вони будуть розширяти свій бізнес у галузі зв’язку та додавати до своєї системи комутації модулі один за одним. Як звичайно, маркетингові міркування впливають на процес сильніше за інженерні.

 

Таблиця варіантів для групи А

 

Таблиця варіантів для групи Б

 

Таблиця варіантів для групи В

 

1. Баркун М.А., Ходасевич О.Р. Цифровые системы синхронной коммутации. М.: Эко-Трендз, 2001, 188 с.
2. Беллами Дж.К. Цифровая телефония. М.: Эко-Трендз, 2004, 640 с.
3. Корнышев Ю.Н., Пшеничников А.П., Харкевич А.Д. Теория телетрафика – М.: Радио и связь, 1996, 272 с.
4. Лившиц Б.С., Пшеничников А.П., Харкевич А.Д. Теория телетрафика – М.: Связь, 1979. – 224 с.
5. Лекции по курсу "Теория телетрафика" – Уляновский государственный технический университет – http://sernam.ru/lect_t.php