Реконструкция сети телефонной связи отделения железной дороги

Реконструкция сети телефонной связи отделения железной дороги

Содержание

Введение

. Обзор литературы

. Техническая часть

.1 Общая характеристика сети телефонной связи на железной дороге

.2 Анализ состояния существующей сети связи отделения дороги

.3 Требования, предъявляемые к современному коммутационному оборудованию

.4 Анализ характеристик систем коммутации

.4.1 Цифровая АТС «Бета»

.4.2 Цифровая АТС F-50/1000

. Научно-исследовательская часть

.1 Технические характеристики станции АТСЭ Ф

.2 Описание АТС

.3 Способы организации ЦТЭ

.4 Анализ телефонной нагрузки

.5 Расчет числа соединительных линий

.6 Структура проектируемой станции

. Технико-экономическое обоснование проектируемого объекта

.1 Краткая технико-экономическая характеристика проекта

.2 Расчет затрат на строительство и ввод объекта в эксплуатацию

.2 Расчет эксплуатационных затрат на АТСК

.5 Сравнение затрат на АТСК и АТСЭ Ф

. Безопасность труда при использовании персональных компьютеров

.1 Вредные и опасные производственные факторы при работе на ПЭВМ

.2 Основные виды работ на ПЭВМ

.3 Особенности работы с видеодисплейными терминалами

.4 Электрозащищенность устройств

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

Действующие телекоммуникационные системы Республики Беларусь на сегодняшний день в основной своей массе имеют ограниченные возможности, не способные удовлетворить современные требования и запросам потребителей. Положение усугубляется морально и физически устаревшим оборудованием, кроме того, оно не достаточно эффективно, так как загружено в основном лишь на треть, а две третьих ресурсов сохраняются для сглаживания нагрузки пиковых периодов и в течение длительного времени не используются.

Системы телефонной и радиосвязи не обладают достаточной пропускной способностью и надежностью и нуждаются в серьезном усовершенствовании с тем, чтобы обеспечить как необходимую эффективность в эксплуатации, так и обслуживание автоматизированных систем управления. Развитие информационных систем сдерживается из-за отсутствия соответствующего программного обеспечения, технических средств и средств связи, а без высокоскоростных коммуникаций невозможна реализация эффективной автоматизированной системы управления.

На сегодняшний день прогресс коммутационной техники вышел за пределы обычной передачи речи или телеграммы. Сейчас клиент требует от местного оператора такие услуги как Интернет, электронная почта, видео конференция и это далеко не весь спектр запросов потребителей. Такие потребности связаны с новейшими достижениями и бурным развитием электронной и вычислительной техники, что требует создания и внедрения качественно новых систем автоматической коммутации. К таким системам относятся электронные и цифровые автоматические станции и узлы, в которых система управления построена на основе использования вычислительных средств. Чтобы в дальнейшем удовлетворить запросы потребителей нужно идти в ногу со временем, внедрять все самые передовые технологии в области телекоммуникации.

Внедрение современных систем связи как правило начинается с замены устаревших автоматических телефонных станций высокопроизводительным цифровыми. Цифровизация абонентского комплекта не только создает возможность качественной передачи речевых и не речевых сообщений цифровыми системами коммутации, но и позволяет организовать несколько абонентских линий по одной паре кабеля абонентской сети.

Современные автоматические системы коммутации с программным управлением имеют ряд важных преимуществ, среди которых, прежде всего, следует отметить высокую надежность и малый объем оборудования автоматических телефонных станций. Преимуществом новых систем коммутации является значительное снижение эксплуатационных расходов за счет автоматизации и централизации процессов контроля за работоспособностью оборудования, поиска неисправностей и устранения повреждений путем переключения неисправного блока на резервный.

Снижение эксплуатационных расходов обеспечивается также благодаря автоматизации процессов сбора статистических данных о параметрах поступающей телефонной нагрузки, качестве обслуживания вызовов. На современном этапе развития автоматической электросвязи наблюдается тенденция разделения функций эксплуатационно-технического обслуживания узлов коммутации и функций управления процессами обслуживания вызовов и создания специальных центров технической эксплуатации (ЦТЭ), которые должны реализовать дистанционное наблюдение за работоспособностью оборудования узлов и станций, а также каналов связи.

Весьма существенной в системах коммутации с управлением по записанной программе является возможность расширения круга телефонных услуг, предоставляемых абонентам, т.е. предоставление дополнительных видов обслуживания (ДВО). Введение ДВО представляет собой несложную процедуру и сводится к изменению алгоритмов функционирования системы и управления путем простой замены или перезаписи программ в памяти управляющего устройства.

На автоматических телефонных станциях этого типа осуществляется так называемая цифровая коммутация, при которой соединения осуществляются с помощью операций над цифровыми сигналами электросвязи без преобразования их в аналоговую форму.

Развитие цифровых телефонных сетей шло по линии уплотнения каналов за счет мультиплексирования низкоскоростных первичных каналов и за счет использования более рациональных методов модуляции. Сегодня развитие схем мультиплексирования привело к возникновению цифровых иерархий с разными уровнями стандартизованных скоростей передачи. Эти иерархии, названные плезиохронными цифровыми иерархиями PDH, синхронными SDH, которые широко использовались и продолжают использоваться и в телефонии и в передаче данных.

В исследовательской части дипломного проекта необходимо проанализировать телефонную нагрузку на существующей сети, рассчитать число оборудования АТС Ф.

Провести сравнение затрат на эксплуатацию АТС типа АТСК и АТС Ф.

В разделе охраны труда необходимо рассмотреть вопросы безопасности при использовании персональных компьютеров, входящих в оборудование АТС.

1. Обзор литературы

Физические основы телефонии, принцип автоматической коммутации, способы построения управляющих устройств и методы передачи линейных управляющих сигналов рассматриваются в издании [1]. Рассматриваются декадно-шаговые, координатные, квазиэлектронные и электронные АТС. Приводятся методы расчета реле в схемах АТС, принцип построения городских телефонных сетей, проектирование сетей и станционных сооружений, даются понятия об интегральных сетях связи, приводятся методы технической эксплуатации АТС.

В издании [2] рассмотрены общие принципы построения современных и перспективных автоматических телефонных станций и методы расчета их оборудования. Рассматриваются физические основы телефонии. Излагаются вопросы организации и построения общегосударственной автоматически коммутируемой телефонной сети.

Вопросы теории обслуживания сообщений в системах коммутации и сетях связи излагаются в издании [3]. Приводится анализ различных моделей потоков вызовов. Излагаются методы прогнозирования нагрузки, расчета качества обслуживания в одно- и многозвенных коммутационных системах с потерями и с ожиданием.

В учебном пособии [4] дается современное изложение основ теории телетрафика, ориентированное на практическое использование. Представлено достаточно полное описание программных инструментов для построения имитационных моделей телекоммуникационных систем с помощью языка GPSS и сетей Петри. Рассмотрены примеры практического анализа характеристик качества обслуживания (QoS) в телекоммуникационных системах, а также расчета и оценивания путем моделирования важнейших характеристик QoS, таких как время задержки пакетов и вероятностей блокировки.

Архитектура, принципы организации, функционирования и построения различных типов систем коммутации, включая коммутационные станции и их компоненты, сети сигнализации и системы синхронизации рассмотрены в книге [5]. Особое внимание уделено алгоритмам, выполняемым в станциях с программным управлением. Рассмотрены вопросы коммутации и маршрутизации информации в первичных, интеллектуальных, мобильных сетях, а также в сети Интернет.

В книге заведующего кафедрой инфокоммуникаций Института повышения квалификации Московского технического университета связи и информатики [6] всесторонне рассматриваются состояние и перспективы развития современных телекоммуникаций. В первой части монографии проанализированы основные аспекты развития мировых телекоммуникаций: экономические, технические, регуляторные и другие. Во второй части речь идет о телекоммуникациях как составном элементе глобальной системы и о путях их развития с учетом мировых тенденций. В монографии отражены личные предложения автора, связанные с дальнейшим совершенствованием функционирования телекоммуникаций и методов нормативного правового регулирования инфокоммуникаций, а также либерализации рынка услуг электросвязи и информатики.

Основные сведения об особенностях телефонной связи, методы оценки качества телефонной передачи приведены в издании [7]. Приводится основные принципы построения и работы АТС, применяемых на железнодорожном транспорте. Даются основные сведения теории телефонных сообщений, рассматриваются способы расчета количества приборов и линий АТС, показателей качества обслуживания абонентов сети, приводятся методы оценки телефонной нагрузки на сети связи. Рассматриваются методы построения эффективных сетей телефонной связи, способы организации и коммутационная аппаратура для междугородной телефонной связи железнодорожного транспорта. Даются сведения о техническом обслуживании телефонных станций.

Принципы построения, системные и технические характеристики, состав оборудования отечественных телекоммуникационных систем излагаются в издании [8]. Описан процесс установления соединения, изложены принципы сигнализации, тарификации, синхронизации, порядок предоставления основных и дополнительных видов обслуживания. Раскрыты перспективы развития мультисервисных сетей связи и оборудования оптической передачи и коммутации информации, а также компьютерной и Интернет - телефонии, программного обеспечения, гибких коммутаторов.

Все проблемы телекоммуникаций - от теоретических основ теории связи и распределения информации через технологии, оборудование, сети, экономику, управление до регулирования в этой сфере раскрыты в книге [9]. Раскрыты перспективные принципы построения телекоммуникационных и информационных сетей, сетевых служб, телекоммуникационных технологий и оборудования, а также проблемы управления сетью. Рассмотрены современные телекоммуникационные системы (Интернет, ISDN, SDH, ATM, Frame Realy и др.), а также системы вещания, спутниковой и мобильной связи. Освещены теоретические основы построения телекоммуникационных сетей и систем цифровой передачи сигналов, распределение информации и оптимизация сетей. Проанализированы экономические проблемы развития телекоммуникаций как большой системы, включая аспекты экономической деятельности: маркетинг, финансовый менеджмент, инвестиционную политику, принципы тарифообразования и т.д. Сформулированы современные подходы к управлению телекоммуникационными компаниями и регулированию в сфере телекоммуникаций.

Автор издания [10] рассматривает вопросы цифровизации местных сетей, особенности введения новых телекоммуникационных технологий и основные аспекты эволюции системы электросвязи. Книга состоит из пяти глав, посвящена системным аспектам модернизации городских и сельских сетей электросвязи. В первой главе приводятся основные термины, используемые в современной электросвязи, рассматриваются общие аспекты создания сети связи, приводятся статистические данные по уровню развития телефонных сетей в ряде стран. Вторая глава посвящена проблемам построения местных транспортных (первичных) сетей. В ней изложены современные принципы создания городских и сельских транспортных сетей, способных взять на себя роль фундамента перспективной телекоммуникационной системы. В третьей главе детально рассмотрены варианты внедрения цифровых коммутационных станций на городских и сельских телефонных сетях. В этой же главе содержатся общие предложения по модернизации абонентских сетей. Четвертая глава связана с различными аспектами межсетевого взаимодействия. В частности, рассмотрены основные вопросы организации междугородной связи, принципы создания сети арендованных каналов, сопряжения с ведомственными сетями. В пятой главе изложены основные аспекты долгосрочного развития телекоммуникационной системы. В начале главы приводятся прогнозы основных характеристик сетей электросвязи. Затем рассматриваются новые услуги и телекоммуникационные технологии - узкополосная и широкополосная цифровые сети интегрального обслуживания, Интеллектуальная сеть, система персональной связи.

В статье [11] рассматриваются основные тенденции развития коммутационных станций, используемых в сетях телефонной связи. Эволюция коммутационной техники определяется причинами как внутренними (свойственными телефонии), так и внешними (связанными с развитием инфокоммуникационной системы в целом). Анализ процессов развития оборудования коммутации, представляющего собой один из самых характерных примеров больших и сложных систем, непростая задача. По этой причине соображения, изложенные в этой статье, следует рассматривать как субъективную точку зрения автора на некоторые проблемы эволюции коммутационных станций.

Обзор технологий учрежденческо-производственной АТС системы MD-110, которая представляет собой современную цифровую коммутационную систему с программным управлением, для использования в цифровых сетях и в условиях, существующего аналогового окружения, рассматривается в статье [12]. Здесь же указываются основные технические характеристики данной системы, рассматриваются функции надзора и обслуживания.

Аппаратная структура системы MD - 110 изложена в статье [13].

Структурная схема АТС ФМ, описания всех функциональных блоков и ТЭЗ, применяемых в различных модификациях АТС ФМ, коммутационного оборудования, программного обеспечения изложено в [14].

Структурная схема АТС Бета, описания всех функциональных блоков, применяемых в различных модификациях, коммутационного оборудования, программного обеспечения изложено в [15].

Указания по обслуживанию АТС и узлов типа АТСК контрольно-корректирующим методом приведены в [16]. Приводятся качественные показатели работы АТС, рассматриваются характерные неисправности в оборудовании АТСК и методы их устранения.

В издании [18] отражены основные изменения, связанные с преобразованиями в экономике страны; рассмотрены вопросы организации управления, планирования перевозок, роста производительности труда, рационального использования основных средств, обоснования проектных решений и оценки инвестиций, раскрыта сущность расходов, себестоимости, тарифов, доходов, прибыли, особенностей финансирования, экономического анализа.

В книге [19] даны понятия о предмете и задачах охраны труда, изложены основные положения трудового законодательства, техники безопасности, производственной санитарии и пожарной защиты. Рассмотрены вопросы защиты от вредных и опасных производственных факторов, а также вопросы профилактики травматизма и профессиональных заболеваний.

2. Техническая часть

.1 Общая характеристика сети телефонной связи на железной дороге

Железнодорожная сеть телефонной связи представляет собой сложный комплекс линий связи и аппаратуры систем передачи, обеспечивающих выполнение основных функций управления технологическими процессами на Белорусской железной дороге. Структура сети связи сформировалась на основе развития железнодорожной сети с учетом потребности в оперативном информационном обеспечении процесса управления грузовыми и пассажирскими перевозками.

Железнодорожные сети телефонной связи можно классифицировать по различным признакам. Согласно назначения их можно разделить на сети общетехнологической и оперативно-технологической связи; согласно району действия - на сети местной, станционной, отделенческой, дорожной и магистральной связи; согласно типу среды передачи - на проводные, радио и радио-релейные.

Общетехнологическая телефонная связь предназначена для ведения служебных переговоров между работниками железной дороги, размещенными на одной или нескольких станциях. В этом случае организовываются сети местной и междугородней связи, объединенные между собой как показано на рисунке 2.1.

Сеть местной телефонной связи состоит из телефонных аппаратов (ТА), абонентских линий (АЛ), соединительных линий (СЛ), междугородних соединительных линий (МСЛ) между АТС и междугородней телефонной станцией (МТС), а также оборудования АТС.

Рисунок 2.1 - Схема сетей местной и междугородней телефонной связи

Сеть междугородней телефонной связи строится в соответствии со структурой управления работой железнодорожного транспорта и охватывает три уровня: магистральный, дорожный и отделенческий.

Сеть междугородней телефонной связи состоит из междугородных каналов МГК, которые включаются в МТС, связанные с местными АТС своих пунктов, междугородними соединительными линиями.

Магистральная сеть телефонной связи организовывается для связи управлений дорог между собой.

Дорожная и отделенческая сети организовываются в границах каждой дороги и отделения и обеспечивают возможность ведения разговоров между абонентами управления дороги и отделения, отделения и станции, и станций между собой.

Оперативно-технологическая телефонная связь предназначена для управления технологическими процессами соответственных подразделений железнодорожного транспорта и согласно зоне действия различают магистральную, дорожную, отделенческую и станционную связи. Характерной особенностью оперативно-технологической связи является использование ее определенными руководителями и службами. Для каждого вида связи организовывается телефонная связь, в которую включается оборудование распорядительного и исполнительных пунктов. Для уменьшения количества каналов сети оперативно-технологической связи с линейно-распорядительными пунктами организовываются по групповому принципу. Для индивидуального вызова промежуточных пунктов с распорядительной станции каналы оперативно-технологической связи оборудуются устройствами селекторного вызова.

Первичные сети связи на железнодорожном транспорте организовываются по воздушным, кабельным и радиорелейным линиям связи. Самой перспективной является организация связи по оптическим кабельным линиям, на базе которых организовываются вторичные сети автоматики, телемеханики и связи.

На сегодняшний день существует несколько способов построения структуры автоматических коммутируемых телефонных сетей, среди которых выделяются следующие основные типы:

полносвязанная структура «каждый с каждым» со связностью, то есть количеством независимых путей между двумя любыми узлами сети i и j, s = N - 1, и количеством ветвей w = N(N - 1)/2, где N - количество узлов сети. Данный вариант построения структуры имеет наибольшую надежность за счет использования большого количества обходных маршрутов, но по этой же причине характеризуется наибольшими затратами;

кольцевая структура, с количеством ветвей w = N - 1, и связностью s = 2. Имеет меньшую стоимость построения, но надежность такого варианта также меньше;

групповая структура, с количеством ветвей w = 1 и связностью s = 1. Данный вариант характеризуется наименьшей надежностью, находит применение на сети оперативно-технологической связи, имея минимальную стоимость;

В соответствии с выше сказанным, основной структурой автоматической коммутированной сети телефонной связи железнодорожного транспорта на сегодняшний день является радиально-узловая структура (рисунок 2.2). Данный вариант имеет связность, как и радиальная структура, но характеризуется большей надежностью и меньшими ценами при построении сети на большой территории

Рисунок 2.2 - Радиально-узловая структура построения сети

Общая протяженность линий связи дороги составляет 5885 км, из которых около 82% кабельные и волоконно-оптические линии связи (ВОЛС), и около 18% продолжают служить воздушные линии связи. Значительный объем связевой работы направлен на каблирование линий связи и монтаж волоконно-оптического кабеля. Кроме того, в эксплуатации находится аналоговая каналообразующая аппаратура, но постепенно она уступает место цифровым системам передачи.

На автоматизированной телефонной сети дороги смонтировано 122 АТС, в том числе 94 координатной системы. В хозяйстве внедряются новые цифровые системы автоматической коммутации. В настоящее время на дороге работают 19 цифровых и электронных АТС на узлах Гомель, Калинковичи, Жлобин, Борисов, Орша, Ситница, Лида, Минск, Молодечно, Осиповичи, Барановичи и др. (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 - Типы АТС применяемые на железной дороге

С каждым годом для хозяйства сигнализации и связи острее становится вопрос необходимости обновления технических средств. Значительный объем оборудования продолжает исправно служить, благодаря налаженной работе по его обслуживанию, несмотря на истекшие сроки амортизации. Но, тем не менее, затраты на обслуживание выросли. В этих условиях актуальной задачей является снижение затрат на техническое обслуживание и эксплуатацию сети. Этого можно добиться путем применения цифрового оборудования. Внедрение цифровых АТС вместо аналоговых позволяет значительно уменьшить затраты: занимают меньшую площадь, потребляют меньше электроэнергии, позволяют сократить обслуживающий персонал (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 - Сравнение аналоговой и цифровой АТС

2.2 Анализ состояния существующей сети связи отделения дороги

Сеть телефонной связи отделения дороги построена по радиальному принципу и содержит 11 АТС, тип и емкость которых приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Характеристики телефонных станций отделения дороги