ВЕРНИК С.М., КОГАНОВСКИЙ Л.Н. ОПТМИЗАЦИЯ ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ СВЯЗИ. - М.: Радио и связь, 1984.- 136 с. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ МЕЖСТАНЦИОННОЙ СВЯЗИ (стр. 56 - 60).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ МЕЖСТАНЦИОННОЙ СВЯЗИ

С.М. ВЕРНИК, Л.Н. КОГАНОВСКИЙ

В этом подразделе книги рассматривается алгоритм наиболее дешевого способа организации межстанционной связи. Приведены формулы для расчета наиболее эффективного использования кабеля (по длине и количеству) для организации межстанционной связи.

Наиболее простым и широко распространенным для городских телефонных сетей является способ соединения станций по принципу «каждая с каждой». Для уменьшения числа и укрупнения пучков СЛ (применяется способ построения межстанционных связей с узлами входящего сообщения (УВС). При увеличении числа узловых районов в сети построение межстанщюнных связей с УВС может давать малые по числу линий межузловые пучки, что, как известно, снизит пропускную способность СЛ. Для сохранения или повышения пропускной способности СЛ при увеличении числа узлов в сети вводятся узлы исходящего сообщения (УИС), которые объединяют или укрупняют межузловые пучки. Число и длина СЛ межузловых пучков от этого уменьшаются, а следовательно, сокращаются и затраты па соединительные линии большой протяженности. Таким образом, на отдельных этапах развития сети применение узлообразовання приводит к оптимальным решениям.

Общая протяженность линейных сооружений районированной телефонной сети при связи АТС по принципу «каждая с каждой» определяется в зависимости от формы территории города и распределения станипй это территории города. Например, при равномерном распределении АТС по территории города прямоугольной формы общая длина соединительных и абонентских линий может быть определена по формуле:

где N — емкость сети; y'— удельная внешняя телефонная; α и β - коэффициенты, характеризующие структуру пучка; n - число станций на сети; S - площадь прямоугольной террито­рии города; ε₁ и ε₂ — коэффициенты, характеризующие вытянутость территории.

Анализ этой формулы на экстремум показывает, что минимальная протяженность сети кабельных линий будет при числе станций:

Оптимальная ёмкость станции может быть определена из формулы:

m=N/n₀.

Для оптимизации межстаиционных связей могут использоваться как низкочастотные, так и высокочастотные уплотненные соединительные линии. Выбор вида СЛ производится исходя из экономических и технических соображений.

Для установления эффективности применения аппаратуры уплотнения для межстанщюнных связей нужно определить начальное расстояние, с которого выгодно вводить уплотнение, так как при малых расстояниях между станциями нет, очевидно, надобности уплотнять линии связи. Начальное расстояние определяется по капитальным, эксплуатационным и приведенным затратам и зависит от допустимого затухания на участок, диаметра жил низкочастотного кабеля и числа каналов при уплотнении. Оно может быть рассчитано по следующей формуле:

где С_СТ — стоимость станционного оборудования при использовании аппаратуры уплотнения; С'_СТ — стоимость станционного оборудования при низкочастотной связи; С'_СЛ — стоимость лилейных сооружений при неуплотненпых связях; С_СЛ — стоимость линейных сооружений при использовании аппаратуры уплотнения.

Эта формула устанавливает зависимость начального расстояния от стоимости аппаратуры уплотнения, а также от типа и диаметра жил низкочастотного кабеля. Эффективность ущлотнення оценивается по экономии капитальных затрат на пучок линий (каналов) между станциями. Размер экономии можно определить по формуле:

Э_п = р( l-l_н )(С'_СЛ-С_СЛ),

где l - длина пучка; р - число СЛ в пучке.

Пусть требуется соединит между собой две телефонные станции таким образом, чтобы число линий (каналов) между ними было равно V, а затухание а линейного тракта не превышало нормированное значение. Эту задачу можно решить одним из следующих способов:

1) прокладкой кабеля с диаметром жил 0,4 мм;

2) то же, и установкой усилителя;

3) прокладкой кабеля с диаметром жил 05 мм;

4) то же, и установкой усилителя;

5) прокладкой кабеля с диаметром жил 0,7 мм;

6) то же, и установкой усилителя;

7) прокладкой кабеля типа МКС с последующим уплотнением;

Первых шесть вариантов организации связи можно попарно объединить, если составить функцию:

C_i = c_il+bn_i,

где C_i - стоимость i-го варианта организации низкочастотной связи (i=1,2,3, причем индекс 1 относится к варианту использования кабеля с диаметром жил 0,4 мм, индекс 2 - с диаметром жил 0,5 мм и индекс 3 - с диаметром жил 0,7 мм); c_i - стоимость 1 км кабеля i-го вида емкостью V линий (каналов); b - стоимость комплекта усилительной аппаратуры на соединительной линии; n_i - число усилителей при использовании кабеля i-го вида.

Из соотношения

a_il-n_iS≤a

можно определить число усилителей

n_i≥(a_il-a)/S,

где a_i - километрическое затухание кабеля i-го вида, дБ/км; a - нормированное затухание СЛ, дБ (задается техническими условиями на сеть в целом или определяется расчетом при распределении нормы по отдельным участкам); S - усиление усилителя.

Это ограничение позволяет рассматривать варианты, связанные с прокладкой низкочастотных кабелей без установки усилителей, как частные случаи вариантов с установкой усилителей, а именно при n_i=0.

Максимальное число промежуточных усилителей на СЛ n_max≤2. Если число усилителей на СЛ оказывается больше n_max, рассматриваются варианты, связанные с применением (i+1)-го вида кабеля, а при i=3 - вариант с использованием кабелей МКС и аппаратуры уплотнения. Стоимость этого варианта организации связи определяется по формуле:

C₄=c₄l+c_п.уn'+2c_ок,

где c₄ - стоимость 1 км кабеля; c_п.у - стоимость комплекта промежуточных усилителей на V каналов; n' - число промежуточных усилителей; c_ок - стоимость одного комплекта оконечной аппаратуры уплотнения на V каналов.

Число промежуточных усилителей может быть определено как ближайшее большее целое число отношения:

n'=l/l_y.y-1,

где l_y.y - длина усилительного участка. При использовании аппаратуры КРР (КАМА) l_y.y=13 км; при l<13 км n'=0.

На основе приведенных формул нетрудно составить алгоритм и программу выбора наиболее дешевого способа организации межстанционной связи. В качестве исходных данных вводятся зависимости различного вида стоимостей от требуемого числа линий (каналов). Переменной величиной является также расстояне l между станциями. Алгоритм позволяет для каждого значения V и l рассчитать наиболее рациональный способ организации межстанционной связи, стоимость этого способа, число применяемых усилителей. Программа обеспечивает вывод всех данных, характеризующих следующий за оптимальным вариант организации межстанционной связи. Это позволяет установить выигрыш от применения оптимального варианта (или проигрыш, если по каким-либо причинам оптимальный вариант не используется), а также оценить степень устойчивости принятого варианта.

Заслуживают внимания рассуждения о выборе оптимальной емкости кабеля при низкочастотной схеме организации межстанционной связи.

Пусть требуется организовать пучок соединительных линий емкостью V_ij. Для реализации этой задачи можно проложить либо один кабель емкостью V_ij, либо два кабеля емкостью V₁ и V₂. Стоимость 1 км трассы при прокладке одного кабеля:

k_ij=a₀+a₁V_ij,

а при прокладке двух кабелей

k_{ij 12}=2a₀+a₁(V₁+V₂).

Сравнивая эти выражения, можно установить, что прокладка двух кабелей обходится дороже, чем одного той же суммарной емкости. Однако поскольку кабели выпускаются только опредленной емкости (10*2, 100*2, 300*2 и т.д.), то может оказаться, что два кабеля имеют меньшую суммарную емкость, чем один. Например, если потребность в связях составляет 250 пар, то при использовании одного кабеля необходимо проложить кабель емкостью 300*2. В то же время, проложив два кабеля емкостью 100*2 и 150*2, можно получить требуемое количество связей.

Обозначив ΔV=V_ij-(V₁+V₂) и рассмотрим условие равенства затрат на организацию связей с помощью одного и двух кабелей, т.е. k_ij=k_{ij 12}. Это условие наступает при ΔV₀=a₀ / a₁. Очевидно, что если фактическая разность емкости одного кабеля и суммарной емкости двух кабелей меньше ΔV₀, то целесообразно проложить один кабель, если больше, то два.