Сравнительный анализ вероятности-временных параметров ЭАТС

Преобладающим видом электросвязи на современном этапе является телефонная связь, которая по нагрузке примерно на порядок превосходит все другие виды связи. Ожидается, что такое положение сохранится еще в течение длительного времени. Системы коммутации как составные элементы сети связи могут быть реализованы одним из трех известных способов: коммутацией каналов коммутацией пакетов [9].

Телефонная сеть традиционно строилась на основе систем с коммутацией каналов. Одна из характерных черт такой системы заключается в том, что установленное между абонентами соединение удерживается до тех пор, пока один из абонентов (или оба абонента) не выдаст (выдадут) команду на разъединение, при этом время существования соединения, как правило, значительно превышает время непосредственной передачи информации. Другая особенность системы с коммутацией каналов состоит в том, что число одновременно существующих соединений не может превысить число соединительных линий (каналов связи) в системе. В такой сети ресурсы системы жестко закреплены за каждым установленным соединением.

В системе с коммутацией каналов последние используются не эффективно: каждое направление передачи занимается не более половины времени существования соединения, другая половина времени отводится на паузы для прослушивания собеседника. С целью повышения эффективности использования каналов связи была разработана статистическая система связи TASI (Nime Assignment Signal Interpolation), позволяющая почти вдвое увеличить число соединений по сравнению с числом каналов связи за счет использования естественных пауз в речи.

В цифровых телефонных сетях статистический подход к повышению использования каналов связи обеспечивается системой с быстрой коммутацией каналов DSI (Digital Speech Interpolation) или коммутацией пакетов. Принципиальным недостатком всех статистических систем является существенная зависимость качества обслуживания от загрузки системы. Под качеством обслуживания в системах со статическим уплотнением каналов понимаются задержки в обслуживание. Загрузка классифицируется как малая, средняя и большая. При загрузке число одновременно существующих соединений в системе меньше числа каналов связи, при большой загрузке число соединений значительно превышает число каналов в течение длительных промежутков времени. Под средней понимается загрузка, не отвечающая определениям малой и большой загрузки.

В системе с быстрой коммутацией каналов соединение между абонентами существует только в течение передачи информации (абонент ведет разговор). Как только поступление информационных бит прекращается (наступает временная пауза), соединение прерывается и канал занимается другим активным абонентом (разговором). При большой и средней загрузке системы абонент может начать передачу информации в тот момент, когда все каналы уже заняты. Начальные биты этого сообщения записываются в буферную память. При освобождении одного из каналов по нему сначала передается информация, записанная в памяти, а затем вновь поступающая информация. Если объем буферной памяти недостаточен, то часть информационных бит теряется, возникает клиппирование речи [9].

В системе с коммутацией пакетов обслуживание начинается только после полного приема пакета или, в крайнем случае, его заголовка, содержащего адресную информацию. Обработанный пакет вынужден «ждать» своей очереди для передачи, если к моменту его готовности по каналам связи передается другая информация. В заголовок пакета вводятся биты, несущие информацию о времени формирования пакета, что необходимо для правильной расстановки пакетов в очереди, когда они приходят с различными задержками. Последний участвующий в соединении узел связи может отбрасывать временные пакеты, принятые с чрезмерно большим опозданием. Это приводит к клиппированию речи.

Вероятностно-временные параметры системы телефонной коммутации с различными способами уплотнения каналов.

 

Виды коммутации

Коммутация каналов. На рисунке 3.1 приведена структура системы коммутации каналов. На вход системы поступает простейший поток вызовов с параметром m. Для вызова, поступившего на вход системы, может потребоваться соединение с одним и только одним каналом, причем безразлично, с каким именно, и по какому пути. Длительность обслуживания для всех непотерянных вызовов предполагается независимой и распределена по одинаковому для всех вызовов экспоненциальному закону со средней длительностью, равной m^-1. Параметры коммутационного поля считаются заданными.

Любой вызов обслуживается управляющим устройством, которое получает информацию о получении вызова, его требованиях и состоянии самого коммутационного поля. На основании такой информации управляющее устройство принимает и осуществляет решение об обслуживании данного вызова, если в момент поступления вызова имеется хотя бы один свободный обслуживающий прибор и соединительный путь к нему через коммутационное поле, или отказе в обслуживании в противном случае. Предполагается, что дисциплина обслуживания зависит только от трех факторов: номера входа, которому принадлежит данный вызов, номера выхода (обслуживающего прибора или канала связи), с которым требуется соединение, и состояния коммутационного поля в момент поступления вызова, т. е. Предположим также, что занимаемые пути, а решение об обслуживании и установлении соединения принимается управляющим устройством с интенсивностью М_С.

 

Структура системы коммутации

 

ИН – источник нагрузки;

ОП – обслуживающий прибор.

 

Рисунок 2.8

 

Влияние управляющего устройства сказывается только на этапе установления соединения, которое абонент ощущает в виде задержек зуммерных сигналов «Ответ станции» и «контроль посылки вызова». В уже установленное соединение управляющее устройство никаких задержек не вносит. Задержки зуммерных сигналов нормируются.

 

(2.20)

 

где, F(t₊) – значение функции распределения времени ожидания (ФРВО) конца обслуживания вызова системой в момент t_ДОП.

Для расчета производительности управляющего устройства исходными являются параметры F(t₊), t_ДОП, m. Подставляя их в (2.1), итеративным приближением находим минимальную производительность управляющего устройства М_С .

Для полнодоступного пучка j_Х=0, х=0, V-1, j_V=1,

 

(2.21)

 

Исходными для расчета пропускной способности коммутационного поля являются параметры p и А. Подставляя их в (5.2), итеративным приближением находим минимальную емкость пучка, обеспечивающую требуемую пропускную способность [9].

Рассмотрим пример определения числа СЛ в системе с коммутацией каналов. Пример расчета выполнен на языке программирования Визуал-Бейсик.

Задан простейший поток вызовов с нагрузкой А=90 Эрл, средняя продолжительность разговора μ =20 ч^-1, норма потерь π =0, 001. Определить минимальную производительность управляющего устройства М_с и минимальную емкость пучка V.

Коммутация пакетов. Под вызовом в системе с коммутацией пакетов понимается группа информационных символов фиксированной длины, открывающаяся заголовком и заканчивающаяся концевиком. Если параметр потока вызовов можно признать простейшим, то длительность обслуживания вызова—почти посто­янная величина и для расчета функции распределения времени ожидания (ФРВО) очереди в пучке подходит модель Кроммелина, которая позволяет получить результат только в численном виде. Но тогда и конечный результат—ФРВО конца обслуживания вызова системой коммутации пакетов также будет описываться только численными методами и не может быть получен в виде аналитического выражения. Последнее явно предпочтительнее в части анализа функционирования системы и простоты вычислений даже в случае некоторого снижения точности. Поэтому считаем длительность обслуживания вызова случайной величиной, распределен­ной по экспоненциальному закону, со средним значением, равным длине пакета.

Любой вызов (он же пакет) обслуживается по командам управляющего устройства, которое получает информацию о поступлении вызова, его требованиях, состоянии самой системы и т. д. Информация о требованиях вызова содержится в лидирующих битах пакета. Если имеется хотя бы один свободный обслуживающий прибор, то управляющее устройство немед­ленно занимает его поступившим вызовом. В противном случае управляющее устройство выдает команду источнику нагрузки на запись всего пакета в буферную память. При освобождении одного из обслуживающих приборов по нему сначала передается информация, записанная в памяти, а затем—вновь поступающая информация. Емкость буферной памяти считается неограниченной. Обслуживание вызовов из памяти происходит в порядке их поступления, длина пакета равна L бит.

Время обслуживания вызова t_ДОП состоит из двух частей: постоянного времени t₁=L/С₁, необходимого для формирования пакета источником нагруз­ки опорной АТС, где С₁—скорость формирования L бит пакета формирова­телем пакета, или времениt_h=L/С₁ необходимого для приема пакета источником нагрузки (устройством обработки пакета) транзитнойАТС, где С₂—скорость передачи пакета по каналу связи, и переменного времени t, возникающего за счет прохождения очередей. Значения t_ДОП, t_hи t связаны соотношением

 

t_ДОП = t_h + t.

 

Требуемому значению F(t₊) удовлетворяет бесконечная совокупность значений М_C и V. В системе с коммутацией пакетов параметр поступающего потока вызовов и интенсивность обслуживания вызова многократно возрастают по сравнению с одноименными параметрами в системе с быстрой коммутацией каналов, но интенсивность нагрузки снижается. В связи с этим дефицитным ресурсом в системе с коммутацией пакетов, по-видимому, будет производительность управляющего устройства М_c которая в конечном счете зависит от длины пакета. Тогда

 

(2.22)

 

С одной стороны, с увеличением длины пакета L снижается интенсивность поступления пакетов, что снижает дефицит производительности управля­ющего устройства М_c. С другой стороны, увеличение длины пакета приводит к снижению времени t обработки пакета системой коммутации из-за увеличения времени t_h и, наоборот, создает дефицит производительности управляющего устройства М_С .

Иначе говоря, при фиксированном значении производительности управляющего устройства М_с существует оптимальная длина пакета L_opt, которая находится из уравнения

 

, (2.23)

 

где, Y=(M_C – С)t.

Раскрывается значения Y:

 

Y=(M_C – С)t = M_C t_ДОП - M_C L/С₂ - A t_{ДОП С2} /L + A. (2.24)

 

Используя (5.5): Y/L = - M_C /С₂ - A t_{ДОП 2} /L²=0, отсюда

 

(2.25)

 

Длина пакета, выбранная в соответствии с (2.6), обеспечивает максимальное значение ФРВО конца обслуживания вызова системой при фик­сированном значении М_c но это не означает, что будет достигнуто требуемое значение F(t₊). Последнее естественно предполагает наличие минимального значения М_c, которое еще в принципе позволяет реализовать систему с коммутацией пакетов. Оно находится из того условия, что время, оставшееся после приема пакета любой длины, в том числе и L_opt, должно быть больше нуля, т.е. t_ = L_opt / ₂< t_доп, или иначе .

Кроме того, из естественного условия функционирования системы с ком­мутацией пакетов следует, чтоМ _c> 0, откуда

 

М_c> A/ t_доп. (2.26)

 

Исходными для расчета системы с коммутацией пакетов являются параметры F(t₊), t_ДОП = t_ +t, w₂, w₁, l, m, t_Р, t_п. Сначала рассчитывается интенсивность нагрузки А, затем выбирается производительность управляющего устройства М_c, удовлетворяющая условию (2.7); из (2.6) находится оптимальная длина пакета L_opt; определяются параметры вызова М.

Рассмотрим пример вычисление числа СЛ в системе с коммутацией пакетов.

Интегральные сети передачи речи и данных. При дальнейшем развитии телефонной сети Жалагашского района предлагается использование интегральных сетей передачи речи и данных. Существует два важных аспекта, способствующих объединению вторичных сетей. Первый – экономия, получаемая за счет общих каналов.

В каждой вторичной сети предусматривается определенный запас пропускной способности на случай перегрузок и повреждений. Удельный вес этого запаса тем больше, а использование каналов тем ниже, чем меньше емкость вторичной сети. Расчет пропускной способности каждой вторичной сети базируется на исходных данных в час наибольшей нагрузки (ЧНН). Если в (ЧНН) обеспечивается требуемое качество обслуживания, то в любой другой промежуток времени качество обслуживания будет обеспечиваться тем более. При интеграции вторичных сетей параметры суммарного потока нагрузки не равны арифметической сумме тех же параметров каждой из вторичных сетей потому, что ЧНН могут не совпадать. Кроме того, вторичные сети обычно отличаются степенью использования, требованиями к времени доставки информации [9].

Вторая более важная причина объединения вторичных сетей – это возможность унификации процедур технической эксплуатации, проверки и ремонта, что неизбежно приводит к сокращению административного, управленческого и обслуживающего персонала.

Существует три основных вида коммутации: коммутация каналов, коммутация сообщений и коммутация пакетов. Наиболее приспособлена для передачи речи и данных сеть коммутации пакетов. Снижение требований к быстродействию управляющих устройств и повышение пропускной способности каналов связи может быть достигнуто введением более высокого приоритета для речи, при этом данные в сети связи передаются в моменты спада телефонной нагрузки.

Длительность обслуживания для всех непотерянных вызовов предполагается независимой и распределена по одинаковому для всех вызовов экспоненциальному закону со средней длительностью обслуживания М^-1. Параметры коммутационного поля считаются заданными.

 

 

При фиксированных значениях производительности управляющего устройства М_с, его емкости V, качестве обслуживания предельное значение параметра поступающего потока вызовов первого приоритета L₁ зависит только от упомянутых параметров М_с, М, V, , а на предельное значение параметра поступающего потока вызовов второго приоритета дополнительное влияние оказывает еще и параметр поступающего потока вызовов первого приоритета L_1.

Вывод: Применение метода коммутации каналов (КК) требует большого количества линий для передачи речи. Если применять коммутацию пакетов то количество линий резко сокращается. На цифровой сети интегрального обслуживания передача речи и данных осуществляется любым методом коммутации в основном с сохранением малого количества линий и высоких скоростей передачи. Поэтому внедрение ЦС и О позволит увеличить объем передаваемой информации в цифровом виде с сохранением количества линий.

 

 

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

В настоящее время в Кызылординской области в Жалагашском районе для обеспечения связи между абонентами и выхода их на АМТС используется станция типа АТСК-100/2000 которая была установлена в 1980 году. Также на сети района в качестве оконечных станций используются станции типа АТСК-50/200 (50/200М) непосредственно установленные в селах принадлежащих данному району.

В основном район специализируется на сельскохозяйственной продукции, также на территории расположен высокогорный оздоровительный санаторий «Рахмановские ключи» на котором установлена спутниковая станция типа «DAMA». К ней подключены два обычных телефона и пять таксофонов расположенных на территории самого санатория.

Из всего вышесказанного следует, что, район является экономически перспективным, и следовательно, для более полного удовлетворения потребности населения в услугах связи, потребуется замена физически и морально устаревших АТСК-100/2000 и АТСК-50/200 на более совершенное цифровое коммутационное оборудование, которое позволит создать не только современную телекоммуникационную сеть, но и предоставит пользователям широкий спектр высококачественных услуг связи.

Модернизацию СТС можно провести в два этапа:

- На первом этапе необходимо заменить существующую ЦС АТСК-100/2000 на цифровую станцию;

- На втором этапе - заменить существующие ОС АТСК-50/200 на цифровое оборудование.

В данном проекте предлагается к рассмотрению первый эта модернизации сети: замена координатной АТС на цифровую. Установка цифровой АТС улучшит качество работы и надежность сети, уменьшит занимаемые площади, улучшит качество предоставляемых услуг.

Услуги:

- безусловная переадресация вызова (со своего или с другого аппарата);

- переадресация вызова при занятости;

- переадресация безответного вызова;

- ускоренный набор;

- " горячая линия" и " горячая линия" с задержкой;

- обратный вызов при занятости;

- обратный вызов;

- фиксация злонамеренного вызова;

- " не беспокоить";

- РВХ-набор (серийный номер) в 4-х вариантах (случайный, направленный, сокращенный, последовательный);

- уведомление об ожидающем вызове;

- конференция трех абонентов;

3 варианта будильника (разовый, ежедневный, по определенным дням.

Так как рассматривать замену всех оконечных АТС вместе с центральной в дипломном проекте очень громоздко было предложено рассмотреть только замену АТСК-100/2000 на цифровую АТС DRX-4. Преимущество этой системы заключается в том, что она является цифровой системой с распределенным микропроцессорным управлением. Такое распределенное управление в DRX-4 обеспечивает ряд характеристик системы, которые дают прямую выгоду как администрации сети, так и абонентам, это такие характеристики:

- Устойчивость отказа всей системы;

- Способность плавного увеличения нагрузки;

- Ограниченный набор печатных плат, на которых построена станция.

Все эти аспекты делают систему DRX-4 выдающимся продуктом в коммутационной индустрии.

Расчет приведенных затрат.

 

тыс. тенге (3.1)

 

где, 3 - приведенные затраты [17]; Е_Н - нормальный коэффициент эффективности капитальных вложений (для новой техники = 0, 15); К - единовременные (капитальные) затраты в создании производственных фондов, тенге; Э - годовые эксплутационные расходы, тенге/год;

Стоимость коммутационного оборудования определялась из расчета стоимости всего оборудования DRX-4, таблица 4.1.

 

Таблица 3.1

 

Стоимость оборудования

 

№	Наименование оборудования	Кол-во, шт.	Цена за 1 штуку, ус.ед.	Общая стоимость, ус. ед.
	Абонентская плата LC		663, 7
	UTRM		584, 9
	DTC		3365, 7
	MXC		627, 2
	GNS		1117, 8
	Кросс ИКМ		8299, 9	8299, 9
	Кросс абонентский
	Электрооборудование
	Аккумулятор
				359671, 9

 

Расчет капитальных затрат.

Общие капитальные вложения:

 

тыс. тенге (3.2)

где, К_О - капитальное вложение на приобретение оборудования; К_М -капитальное вложение монтаж системы на месте эксплуатации; К_ТР - капитальное вложение на транспортные расходы; (5-10% от стоимости оборудования)

Стоимостями К_ПЛ. и К_{ЗАП.ЧАСТИ} можно пренебречь, так как они незначительны. Исходя из данных, капитальное вложение на приобретение оборудования DRX-4 на 2500 составляет:

 

К_О=359671.9, ус.ед

 

Умножим полученный результат на стоимость одного доллара, который в настоящее время составляет 150 тенге за один доллар и получим:

 

К_О=53950, 785 тыс.тенге.

 

Стоимость перевозки оборудования к месту эксплуатации составляет 5% от стоимости оборудования:

тыс. тенге. (3.3)

 

тыс. тенге.

 

Стоимость монтажа системы составляет 8% от стоимости оборудования:

 

тыс. тенге (3.4)

 

тыс. тенге.

 

Следовательно, по формуле (4.2) находим общие капитальные затраты на систему:

 

тыс. тенге.

 

Расчет эксплуатационных расходов.

Расчет годовых эксплуатационных расходов на содержание оборудования производится по формуле [18]:

 

тыс. тенге. (3.5)

 

где, ФОТ - фонд оплаты труда (основная и дополнительная заработная плата; О_С – отчисления, социальный налог (21% от ФОТ); М – материальные затраты и запасные части(расходы на запасные части и текущий ремонт составляют 0, 5% от капитальных вложений; Э – электроэнергия для производственных нужд; А – амортизационные отчисления; К – кркдиты, (в нашем случае кредиты не используются); Н – накладные расходы (прочие производственные и транспортные расходы), 75% от себестоимости.

Для вычисления фонда оплаты труда необходимо, привести штат обслуживающего персонала, таблица 4.2.

Минимальный расчетный показатель заработной платы, З_П составляет 850 тенге. Фонд оплаты труда определяется как сумма оплаты труда всех работников за год:

 

Т = тыс. тенге. (3.6)

где, а_{i с} – месячная заработная плата одного работника определенной квалификации; ш_ic – станционный персонал, определяемый по '' Типовым штатам станционного персонала ''; 12 – количество месяцев в году;

 

Таблица 3..2

Обслуживающий персонал

Должность	Количество	Зарплата
Дневной инженер		20000 тенге
Сменный оператор		15000 тенге

 

Основная заработная плата работников за год определяется по формуле (3.6):

 

тыс. тенге.

 

В годовой фонд оплаты труда включается дополнительная заработная плата (работа в праздничные дни, сверхурочные и т.д.) в размере 30% от основной заработанной платы:

 

тыс. тенге. (3.7)

 

тыс. тенге.

 

Таким образом, фонд оплаты труда вычисляется по формуле:

 

тыс. тенге (3.8)

 

ФОТ=960000+288000=1248 тыс. тенге.

 

Отчисления в фонд социального страхования берутся в размере 21% от фонда оплаты труда:

 

тыс. тенге. (3.9)

 

, тыс. тенге.

 

Затраты на материалы и запасные части составляют 0, 5% от капитальных вложений.

 

тыс. тенге. (3.10)

 

тыс. тенге.

 

Стоимость электроэнергии для производственных нужд рассчитывается по формуле:

 

(3.11)

 

где, 2, 72 - стоимость одного киловатт в час 1 кВт/час; I - потребляемый ток в ЧНН на 1000 номеров для оборудования, I=30А; U - станционное напряжение, U=48В; n - число тысячных групп, в нашем случае равное 2, 5; h - КПД выпрямительной установки, h=0, 65; К_k - коэффициент концентрации, К_k=0, 11; 365 - количество дней в году.

 

тыс. тенге.

 

Амортизационные отчисления определяются на основе капитальных вложений и норм амортизационных отчислений.

 

тыс. тенге. (3.12)

 

где, Н_{а, i} - норма амортизационных отчислений от среднегодовой стоимости основных производственных фондов, для отросли связи (7-10%), кроме компьютерной техники; Ф – среднегодовая стоимость основных фондов (капитальных вложений);

 

тыс. тенге.

 

По формуле (7.5) рассчитываем эксплуатационные расходы:

 

тыс. тенге.

 

Э=1248000+262080+304821+49987+4267507 *1, 75= 10731, 691 тыс. тенге.

 

По формуле (7.1) рассчитываем приведенные затраты:

 

З = Ен*К+Э = 0, 15*60964386 +10731691 = 19876, 489 тыс. тенге.

 

Расчет суммы доходов. Доходы от основной деятельности – доходы получаемые предприятием связи за весь объем реализованных услуг.

Расчет доходов произведем по среднедоходной таксе:

 

(3.13)

 

где, - номенклатура услуг; - исходящий платежный обмен по видам; - среднедоходная такса по i-му виду услуг связи;

Расчет доходов включает:

Среднедоходная такса по абонентской плате 370 тенге, по междугородним, международным разговорам 10, 2 тенге.

По фактическим данным трафик на один телефонный аппарат по Аксуского РУТ составляет 71, 4 минуты, тогда 2500*71, 4=178500 минуты.

 

 

Расчет показателей экономической эффективности.

При развитии, расширении и реконструкции предприятий связи рассчитываются следующие показатели экономической эффективности.

 

(3.14)

 

где - доходы от основной деятельности; - эксплуатационные расходы; - капитальные затраты; - чистый доход;

Срок окупаемости капитальных вложений – срок возвратности средств, является показателем обратным общей (абсолютной) экономической эффективности:

 

(3.15)

 

Т=

 

В настоящее время отсутствуют единые диективно установленные нормативы эффективности.

Нормативный (плановый) коэффициент сравнительной экономической эффективности чаще всего принимается в размере 0, 2 что соответствует сроку окупаемости 5 лет и является наиболее распространенным в международной практике.

В таблице 3.3 приведен эффект от внедрения цифровой АТС с использованием цифрового оборудования системы DRX-4

 

Таблица 3.3

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Автоматическая идентификация параметров товарно-транспортных потоков цепей поставок
2. Анализ гематологических параметров крови, их изменения в ходе инвазионного процесса
3. Анализ гематологических параметров крови, их изменения при описторхозе
4. Анализ технологических параметров проведения ГРП
5. В. Настройка параметров брандмауэра.
6. Влияние некоторых технологических параметров на свойства спеченных тел.
7. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ И ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЯ
8. Выбор параметров режима сварки взрывом.
9. Геометрических параметров на чертежах
10. Геометрических параметров пожара
11. Глава 2. Сравнительный финансовый анализ инвестиционных и других коммерческих проектов
12. ГЛАВА 6. Расчет взлетных параметров