Курсовая работа по проектированию городских телефонных сетей (ГТС) — одна из тех задач, что на старте кажется неподъемной. Объем в 30-40 страниц, сложные расчеты, непонятные схемы — все это вызывает у студента закономерный стресс. Но, как и любая серьезная инженерная задача, она решается через декомпозицию, то есть разборку на простые и понятные этапы. По своей сути, успешное выполнение этой работы стоит на двух китах: точном понимании канонической структуры и корректном выполнении расчетно-графической части. Эта статья выступит вашим персональным научным руководителем, который проведет вас по всем этапам, снимет тревожность и превратит хаос в четкий план действий. Теперь, когда мы определили общий подход, давайте разберем «скелет» нашей будущей работы, чтобы понять требования к каждому ее элементу.
Какова каноническая структура курсовой работы по ГТС
Чтобы превратить абстрактное требование «написать курсовую» в конкретный план, необходимо четко понимать ее стандартную структуру. Это ваш чек-лист, который поможет ничего не упустить. Типичная курсовая работа объемом 30-40 страниц состоит из следующих разделов:
- Титульный лист: Формальная «обложка» вашей работы, оформляется по стандарту вуза.
- Задание на курсовую работу: Официальный документ, который вы получаете от преподавателя.
- Реферат (аннотация): Краткое содержание работы (ключевые слова, объект, цель, результаты).
- Введение: Обоснование актуальности темы, постановка цели и задач исследования.
- Основная часть: Ядро всей работы. Здесь приводятся теоретические основы, все расчеты и графические схемы. Именно этот раздел демонстрирует ваши практические навыки.
- Заключение: Формулировка выводов по проделанной работе, анализ полученных результатов.
- Список использованных источников: Перечень литературы, стандартов и других материалов, на которые вы ссылались.
- Приложения: Вспомогательные материалы, не вошедшие в основной текст (например, крупные схемы, таблицы с исходными данными).
Здесь есть важный нюанс: хотя введение, реферат и заключение идут в начале документа, пишутся они в самую последнюю очередь, когда основная работа уже проделана и все результаты получены. Мы разобрали формальную структуру. Прежде чем переходить к самому сложному — расчетам, — необходимо заложить теоретический фундамент и разобраться в ключевых компонентах сети, которую мы проектируем.
Что нужно знать о компонентах ГТС перед началом проектирования
Прежде чем приступать к расчетам, важно понимать, из чего состоит городская телефонная сеть, которую вы проектируете. Современная ГТС — это сложный комплекс, но для целей курсовой работы достаточно выделить несколько ключевых элементов. Основой сегодня служат цифровые коммутаторы, которые пришли на смену аналоговым АТС.
В самом общем виде, проектируемая станция состоит из следующих компонентов:
- Коммутационное поле: «Сердце» станции, которое физически или логически соединяет абонентов друг с другом и с внешними сетями.
- Аппаратура управления: «Мозг» системы, который анализирует набранный номер, находит оптимальный маршрут и управляет процессами коммутационного поля.
- Аппаратура сигнализации: Обеспечивает обмен служебной информацией между станциями (например, сигналы «занято», «ответ станции»).
- Межстанционные соединительные линии (МСЛ): Каналы связи, которые соединяют вашу проектируемую АТС с другими станциями города.
По сути, задача конфигурации АТС в курсовой работе сводится к определению необходимого количества ресурсов: сколько нужно абонентских комплектов для подключения телефонов, какие ресурсы выделить под обработку вызовов и как организовать маршруты для связи с другими частями сети. Теперь, владея терминологией, мы готовы перейти к самому ответственному этапу — математическому обоснованию нашего проекта. Давайте научимся измерять и рассчитывать телефонную нагрузку.
Как правильно рассчитать нагрузку на проектируемую АТС
Расчетная часть — это фундамент всего проекта. Ключевой единицей, которой измеряется телефонная нагрузка, является Эрланг (Эрл). Физический смысл 1 Эрланга прост: это непрерывная загрузка одного канала связи в течение одного часа. Например, если 30 абонентов за час в сумме проговорили 60 минут, они создали нагрузку в 1 Эрланг.
Для расчета нагрузки используется базовая формула:
A = λ * T
Где:
- A — искомая нагрузка в Эрлангах.
- λ (лямбда) — интенсивность поступления вызовов, то есть среднее количество звонков в час.
- T — средняя продолжительность одного разговора, выраженная в часах (например, 2 минуты = 2/60 часа).
Важно понимать, что нагрузка на сеть неравномерна и зависит от множества факторов, таких как время суток (пик нагрузки приходится на «час наибольшей нагрузки») и день недели. После того как вы рассчитали предполагаемую нагрузку, возникает другая задача: определить, сколько каналов (линий) нужно, чтобы обслужить эту нагрузку с приемлемым качеством. Здесь на помощь приходит формула Эрланга Б, которая позволяет рассчитать вероятность блокировки (отказа) вызова при заданном количестве каналов и известной нагрузке. Цель — найти баланс, чтобы абоненты не получали сигнал «занято» слишком часто. Теория ясна. Давайте применим эти формулы на конкретном примере, чтобы увидеть, как они работают на практике и как оформлять этот раздел в курсовой.
Проводим расчеты на практическом примере из задания
Рассмотрим условный пример, аналогичный типовому заданию из курсовой работы. Предположим, нам нужно спроектировать районную АТС (РАТС) на 10 000 номеров. Расчетная часть будет состоять из нескольких логических шагов.
Расчет нагрузки от абонентов
Сначала определяем нагрузку, создаваемую абонентами нашей станции. Для этого нужно знать среднее количество вызовов, которое делает один абонент в час наибольшей нагрузки (ЧНН), и среднюю продолжительность разговора. Допустим, каждый абонент создает нагрузку в 0.05 Эрл. Тогда общая абонентская нагрузка составит: 10 000 абонентов * 0.05 Эрл/аб. = 500 Эрл. Эта нагрузка распределяется между разными типами связи.
Определение нагрузки по направлениям
Далее общую нагрузку нужно разделить на составляющие: внутристанционную, исходящую и входящую. Здесь используется коэффициент внутристанционного сообщения, который показывает, какая доля вызовов замыкается внутри одной АТС. Например, в задании может быть приведен ряд коэффициентов для разных направлений, сумма которых близка к единице (например: 0,15; 0,195; 0,141; 0,212; 0,3 = 0,998). Используя эти данные, мы рассчитываем, сколько Эрланг уходит на исходящую связь к другим РАТС, на междугородную станцию и т.д. Например, если на исходящую связь приходится 40% нагрузки, то это составит: 500 Эрл * 0.4 = 200 Эрл. Именно на эту нагрузку нужно будет рассчитывать количество исходящих линий.
Полученные в ходе расчетов значения необходимо проанализировать и сравнить с нормативными показателями, чтобы убедиться, что проектные решения соответствуют требованиям к качеству обслуживания. С цифрами мы разобрались. Теперь нужно на основе этих расчетов спроектировать логическую структуру сети. Переходим к разработке схемы группообразования.
Как разработать оптимальную схему группообразования
Разработка схемы группообразования — это логическое продолжение расчетов. Если на предыдущем этапе мы выяснили, сколько нагрузки у нас есть, то теперь мы определяем, как эта нагрузка будет распределяться по сети. Основная цель этого процесса — оптимизация маршрутов и эффективное распределение ресурсов, чтобы минимизировать затраты и обеспечить высокое качество связи.
Группирование абонентов и линий происходит по нескольким основным принципам:
- Территориальный: Абоненты объединяются в группы в зависимости от их географического расположения. Это основной принцип для районных АТС.
- Функциональный: Объединение по типу абонентов (например, бизнес-клиенты, обычные жители) или по типу услуг.
Схема группообразования определяет, как именно вызовы будут проходить между станциями. Существует два базовых принципа маршрутизации. Прямая маршрутизация используется, когда между двумя станциями есть прямой пучок соединительных линий. Если же прямого пути нет или он занят, используется непрямая (транзитная) маршрутизация — вызов направляется через третью, транзитную станцию (узел). Ваша задача — на основе рассчитанных нагрузок определить, где нужны прямые пути, а где можно обойтись транзитными, и отразить это на схеме. Логика маршрутов определена. Финальный шаг практической части — визуализировать нашу спроектированную сеть.
Строим наглядные схемы для графической части работы
Графическая часть курсовой — это не просто иллюстрации, а визуальное доказательство всей проделанной инженерной работы. Именно схемы наглядно демонстрируют, как спроектированная вами сеть будет функционировать. Основываясь на предыдущих расчетах и разработанной логике группообразования, необходимо построить несколько ключевых схем.
Обычно в курсовой по ГТС требуются следующие чертежи:
- Схема ступеней абонентского искания (АИ): Показывает, как вызовы от конкретных абонентов концентрируются и поступают на общее коммутационное поле станции.
- Схема ступеней группового искания (ГИ): Демонстрирует, как вызовы, поступившие на станцию, распределяются по исходящим направлениям (к другим РАТС, узлам и т.д.).
- Схема построения узла транзитной связи (УТС): Если в вашем задании есть транзитный узел, эта схема показывает его внутреннюю структуру и то, как он обрабатывает проходящий трафик.
- Схема кроссировок: Детальная схема, показывающая физическое соединение кабелей на кроссовом оборудовании.
При оформлении схем важно придерживаться нескольких правил: используйте стандартные условные обозначения (УГО), следите за четкостью линий и разборчивостью всех подписей. Качественно выполненная графическая часть — залог высокой оценки. Основная инженерная работа выполнена. Осталось грамотно «упаковать» ее: написать убедительное заключение и оформить все по стандартам.
Заключение и финальная проверка
Когда расчеты завершены, а схемы начерчены, наступает финальный этап — «сборка» работы. Именно сейчас, когда у вас есть все результаты, самое время приступить к написанию недостающих текстовых блоков и провести итоговую проверку.
Вот ваш финальный чек-лист:
- Написать заключение. Здесь не нужно лить воду. Четко сформулируйте основные выводы: какая сеть была спроектирована, какие параметры у нее получились. Обязательно проведите анализ результатов расчетов и сравните их с нормативными значениями — это покажет, что вы не просто считали, а понимали смысл своей работы.
- Написать введение и реферат. Теперь, зная содержание и выводы, вы легко сможете сформулировать цели, задачи и краткую аннотацию к своей курсовой.
- Оформить список литературы. Проверьте, чтобы все источники были оформлены по ГОСТу и соответствовали тем, на которые вы ссылались.
- Проверить форматирование. Убедитесь в наличии нумерации страниц, правильности оформления заголовков и приложений.
- Провести финальную вычитку. Это последний, но очень важный совет. Отложите работу на день, а затем перечитайте ее свежим взглядом. Это лучший способ найти досадные опечатки и стилистические ошибки, которые могли ускользнуть ранее.
Список использованной литературы
- Автоматические системы коммутации/ О.Н.Иванова, М.Ф.Копп, З.С.Коханова, Г.Б.Метельский.-М.: Связь,1978.
- Методические указания к курсовому проектированию городских координатных АТС/ Р.А.Аваков, Т.Г.Белявская, В.И.Исаев, Э.П.Лисовский.-Л.: изд.ЛЭИС, 1985.
- Методические указания к практическим занятиям по курсу «Автоматическая коммутация», ч.III/ Т.И.Иванова, В.И.Исаев.-Л.: изд.ЛЭИС, 1986.
- Основы автоматической коммутации/ Р.А.Аваков, О.С.Шилов,В.И.Исаев.-М.: Радио и связь, 1981.
- Методические указания по курсовому проектированию линей¬ных сооружений ГТС/В. С. Иванов, О. Г. Патрик, Г. М. Смирнов; ЭИС.—СПб, 1992.
- Автоматическая коммутация. Под ред. Ивановой О. Н. – М.,1988.