Как написать курсовую по проектированию телефонных сетей на ЖД транспорте — готовый образец 2025

Оформление титульных страниц

Любая курсовая работа начинается с правильного оформления титульного листа, задания и реферата. Эти разделы формируют «лицо» проекта и должны строго соответствовать установленным стандартам. Титульный лист содержит информацию об учебном заведении, теме работы, авторе и научном руководителе. Задание на курсовую работу — это официальный документ, где руководитель прописывает цели, задачи и исходные данные проекта. Реферат кратко излагает суть проделанной работы, включая ключевые слова, объем и количество иллюстраций, и служит для быстрого ознакомления с содержанием проекта.

Пример заполнения реферата:

Реферат

Курсовая работа: 40 с., 10 рис., 5 табл., 15 источников, 2 прил.

Ключевые слова: ТЕЛЕФОННАЯ СЕТЬ, ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ, NGN, ОВЛС, ЖАТС, РАСЧЕТ ТРАФИКА, СТРУКТУРНАЯ СХЕМА, ПЛАН НУМЕРАЦИИ, СУТС.

Объектом проектирования является участок железной дороги. Предметом проектирования — процесс создания современной телефонной сети на данном участке.

Цель работы — спроектировать телефонную сеть на заданном участке железной дороги с использованием современных технологий.

В ходе работы выполнен анализ исходных данных, разработаны структурные схемы организации связи, предложен план нумерации, произведен расчет телефонной нагрузки и необходимого объема оборудования, обоснован выбор технологий NGN и ОВЛС, описаны принципы управления сетью.

Оглавление

После титульных страниц следует оглавление, которое является картой всей работы. Оно должно быть иерархичным, точно отражать структуру глав и подразделов с указанием начальных страниц. Это позволяет быстро навигировать по документу и оценивать его логическую стройность. Номера страниц в оглавлении проставляются после полного завершения и форматирования работы.

1. Введение
2. Глава 1. Анализ исходных данных и характеристик объекта проектирования
3. Глава 2. Разработка структурных схем организации телефонной сети
4. Глава 3. Проектирование системы нумерации абонентов
5. Глава 4. Расчет трафика и определение необходимого объема оборудования
6. Глава 5. Выбор технологии и среды передачи данных
7. Глава 6. Принципы организации управления телекоммуникационной сетью
8. Заключение
9. Список использованных источников
10. Приложения

Введение

В современных условиях железнодорожный транспорт немыслим без надежных и скоростных систем связи, которые являются основой управления движением и обеспечения безопасности. Стремительное развитие телекоммуникационных технологий, в частности концепции сетей следующего поколения (NGN — Next Generation Networks) и повсеместное внедрение волоконно-оптических линий связи (ОВЛС), задает высокую планку требований к проектируемым сетям. ОВЛС признаны практически совершенной средой для передачи огромных потоков информации, что делает их применение на транспорте особенно актуальным. Это обуславливает актуальность данной курсовой работы, посвященной интеграции передовых решений в инфраструктуру железнодорожной связи.

Цель работы: спроектировать современную телефонную сеть для заданного участка железной дороги, отвечающую требованиям надежности, управляемости и качества обслуживания.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Проанализировать исходные данные и характеристики объекта проектирования.
• Разработать структурные схемы организации местной и дальней связи.
• Создать и обосновать план нумерации абонентов сети.
• Рассчитать телефонный трафик и определить необходимый объем оборудования.
• Обосновать выбор ключевых технологий и физической среды передачи данных.
• Описать принципы организации системы управления спроектированной сетью.

Объектом проектирования является телефонная сеть отделения железной дороги. Предметом — процесс проектирования телефонной сети на основе цифровых технологий.

Глава 1. Анализ исходных данных и характеристик объекта проектирования

Фундаментом для любого проектного решения является тщательный анализ исходных данных. В данной главе мы систематизируем информацию о проектируемом участке, его структуре и потребностях в услугах связи. Объектом проектирования является узел N-ского отделения железной дороги, расположенный в условном городе Кузино.

Узел включает в себя одну узловую станцию (ОУ) «Кузино-Центральное» и несколько промежуточных станций (ОС). Станции делятся на категории в зависимости от их функционального назначения и объема выполняемых операций. «Кузино-Центральное» относится к высшей категории, выполняя функции сортировки, приема/отправки пассажирских и грузовых поездов. Остальные станции относятся к промежуточным и служат в основном для организации движения.

Инфраструктура связи узла включает несколько ключевых элементов:

• Центральная железнодорожная АТС (ЦЖАТС): основной коммутационный узел, обслуживающий большинство абонентов.
• Малые ЖАТС: обслуживают абонентов на удаленных промежуточных станциях.
• Взаимодействие с другими сетями:
  • Выход на общегосударственную сеть sağlanır через районную АТС (РАТС) городской телефонной сети.
  • Дальняя ведомственная связь организуется через узел автоматической коммутации (УАК) сети ДАТС-МПС.
  • Обеспечивается связь со спецслужбами (пожарная охрана, медпункт, диспетчерская служба).

Абонентская база разнородна и включает сотрудников различных служб: управление движением поездов (поездные диспетчеры), работники станций, локомотивные бригады, административный персонал, службы эксплуатации и ремонта. Ключевой задачей является обеспечение всех категорий абонентов качественной оперативно-технологической связью (ОТС), которая является критически важной для функционирования железной дороги.

Глава 2. Разработка структурных схем организации телефонной сети

Визуализация архитектуры сети — ключевой этап проектирования, позволяющий наглядно представить взаимодействие всех ее компонентов. Для проектируемой сети необходимо разработать несколько детализированных схем, которые станут основой для дальнейших расчетов и выбора оборудования. В основе архитектуры лежит иерархическая топология типа «звезда», где в центре находится ЦЖАТС, а к ней подключаются остальные элементы.

1. Общая структурная схема организации связи.

Эта схема верхнего уровня иллюстрирует взаимодействие ЦЖАТС отделения дороги с ключевыми внешними и внутренними сетями. На ней должны быть отражены следующие связи:

• Связь с малыми ЖАТС промежуточных станций на участке.
• Каналы связи с узлом автоматической коммутации (УАК) для выхода на дальнюю ведомственную сеть.
• Соединительные линии с районной АТС (РАТС) для выхода в городскую и общегосударственную телефонную сеть.
• Прямые каналы связи с узлом спецслужб (УСС) для экстренных вызовов.
• Организация поездной диспетчерской связи (ПДС), которая является приоритетной и критически важной для управления движением.

2. Детализированные схемы межстанционных связей (МСС).

Эти схемы подробно описывают организацию каналов между конкретными станциями. Например, схема МСС между ЦЖАТС и ЖАТС промежуточной станции будет показывать тип и количество соединительных линий, необходимых для обслуживания абонентов этой станции. Особое внимание уделяется обоснованию выбора топологии и резервированию каналов для повышения отказоустойчивости сети. Каждый элемент на схеме, будь то коммутатор, мультиплексор или линия связи, должен иметь четкое обозначение и описание своей роли в общей архитектуре.

Выбор цифровых методов передачи и коммутации позволяет обеспечить высокое качество связи и гибкость в управлении ресурсами, что является неоспоримым преимуществом перед устаревшими аналоговыми системами.

Глава 3. Проектирование системы нумерации абонентов

После определения физической архитектуры сети необходимо создать логическую систему адресации — план нумерации. Правильно спроектированный план обеспечивает уникальность каждого номера, простоту набора и возможность гибкой маршрутизации вызовов. Для сети железнодорожного узла используется закрытый план нумерации, как правило, четырехзначный.

Принципы распределения номерной емкости:

1. Структурирование по подразделениям: Диапазоны номеров закрепляются за определенными службами или станциями. Например, номера 2ххх — для абонентов ЦЖАТС, 3ххх — для абонентов ЖАТС станции «Западная» и т.д.
2. Выделение префиксов для выхода на другие сети: Для совершения внешних вызовов абоненты используют специальные префиксы.
   • «0» — выход на сеть дальней автоматической телефонной связи (ДАТС) через УАК.
   • «9» — выход на городскую телефонную сеть через РАТС.
   • Специальные короткие номера (например, 101, 102, 103) для вызова экстренных служб.
3. Резерв номерной емкости: Обязательно выделяется резерв номеров (не менее 15-20%) для возможности дальнейшего расширения сети без изменения существующего плана нумерации. Это стратегически важный шаг, позволяющий избежать сложностей в будущем.

Разработанный план нумерации сводится в таблицу, где для каждого диапазона указывается его назначение, количество задействованных номеров и резерв. Этот документ является основополагающим для программирования конфигурации коммутационного оборудования.

Глава 4. Расчет трафика и определение необходимого объема оборудования

Это наиболее ответственная и математически сложная часть проекта. Ее цель — определить, сколько каналов связи и коммутационных ресурсов потребуется, чтобы обслужить всех абонентов с заданным качеством. Недостаток ресурсов приведет к блокировкам и жалобам, а избыток — к неоправданным капитальным затратам. Расчет выполняется в несколько этапов.

1. Выбор целевого уровня качества обслуживания (GoS). Качество обслуживания определяется вероятностью потерь вызовов (блокировок) в час наибольшей нагрузки (ЧНН). Для разных направлений связи могут быть установлены разные требования. Например, для внутренних вызовов допустима вероятность потерь P = 1-2%, а для критически важных линий ПДС — P < 0.5%.
2. Расчет параметров потока вызовов. На основе данных о количестве абонентов и средней интенсивности их переговоров определяется величина телефонной нагрузки в Эрлангах для каждого направления связи (например, ЦЖАТС -> РАТС, ЦЖАТС -> УАК и т.д.). Нагрузка (A) показывает, сколько часов телефонных разговоров генерируется за один час.
3. Определение емкости пучков соединительных линий. Используя рассчитанную нагрузку и выбранную вероятность потерь, по формулам Эрланга (в частности, по формуле Erlang B) определяется необходимое количество каналов (соединительных линий) в каждом пучке.
   

   Формула Erlang B является стандартом для расчета систем с потерями, где вызов, не нашедший свободного канала, получает отказ.

4. Выбор и расчет количества оборудования. На основе полученного числа каналов и абонентской емкости производится подбор конкретной модели цифровой АТС. Определяется необходимое количество абонентских и линейных плат, блоков групповых искателей (в цифровых АТС — коммутационных полей) и типоразмеров систем передачи (например, количество потоков E1) для организации межстанционных соединительных линий.

Все расчеты сводятся в таблицы, что обеспечивает наглядность и проверяемость результатов.

Глава 5. Выбор технологии и среды передачи данных

Современная сеть связи на железнодорожном транспорте должна быть не только надежной, но и перспективной. Это означает выбор технологий, которые смогут удовлетворить растущие потребности в передаче данных на годы вперед. В данном проекте делается выбор в пользу наиболее прогрессивных решений.

Технология сети: NGN (Next Generation Network)

Выбор концепции NGN является стратегическим. NGN — это архитектура, которая разделяет функции передачи данных (транспортный уровень) от функций управления услугами. Это позволяет строить гибкую, масштабируемую сеть, способную передавать любые виды трафика (голос, видео, данные) по единой IP-инфраструктуре. Для железнодорожного транспорта это означает возможность интеграции телефонии, систем видеонаблюдения, передачи данных АСУ и других сервисов в единую управляемую среду.

Среда передачи: Оптическое волокно (ОВЛС)

В качестве физической среды передачи безальтернативно выбираются волоконно-оптические линии связи (ОВЛС). Преимущества оптического волокна неоспоримы:

• Огромная пропускная способность: Потенциал ОВЛС практически не ограничен и позволяет передавать потоки данных со скоростями в десятки и сотни Гбит/с.
• Высокая помехозащищенность: Оптический кабель абсолютно невосприимчив к электромагнитным помехам от контактной сети и ЛЭП, что критически важно для объектов железной дороги.
• Большие расстояния: Затухание сигнала в оптоволокне крайне мало, что позволяет строить протяженные участки регенерации (до 80-120 км).
• Безопасность и малый вес: ОВЛС сложно прослушать, а малый вес и объем кабеля упрощают его прокладку.

В местах, где сохраняется старое аналоговое оборудование, предусматриваются шлюзы для сопряжения цифровой и аналоговой частей сети, обеспечивая плавный переход к новым технологиям.

Глава 6. Принципы организации управления телекоммуникационной сетью

Спроектированная современная цифровая сеть требует наличия эффективной системы управления. Централизованный контроль позволяет оперативно реагировать на сбои, управлять трафиком и планировать развитие сети. Основой для построения такой системы на железнодорожном транспорте является Система управления телекоммуникациями (СУТС).

Концептуальной базой для СУТС служит модель TMN (Telecommunications Management Network), рекомендованная Международным союзом электросвязи. TMN определяет иерархическую структуру управления, которая решает следующие ключевые задачи:

• Управление отказами: Автоматический мониторинг состояния всех сетевых элементов (коммутаторов, мультиплексоров, каналов), обнаружение и локализация неисправностей, оповещение персонала.
• Управление конфигурацией: Централизованное изменение настроек оборудования, добавление новых абонентов и услуг, управление планом нумерации.
• Управление производительностью: Сбор статистики по загрузке каналов, качеству обслуживания (QoS), анализ трафика для выявления «узких мест» и планирования модернизации.
• Управление безопасностью: Контроль доступа к сетевым ресурсам и системе управления, предотвращение несанкционированных действий.

Взаимодействие между управляющей системой (менеджером) и сетевым оборудованием (агентами) происходит по стандартизированным протоколам, таким как SNMP. Каждый управляемый элемент имеет собственную базу управляющей информации — MIB (Management Information Base), через которую система получает данные о его состоянии и отдает команды.

Заключение

В ходе выполнения данной курсовой работы была решена комплексная задача по проектированию современной телефонной сети для узла железной дороги. Поставленная цель достигнута путем последовательного выполнения всех сформулированных задач.

В результате были получены следующие ключевые результаты:

1. Проведен детальный анализ характеристик объекта проектирования, определены его структура и потребности в услугах связи.
2. Разработаны и описаны иерархические структурные схемы организации местной и дальней связи, являющиеся архитектурной основой сети.
3. Создан логически стройный и масштабируемый план нумерации абонентов с учетом резерва емкости и выходов на смежные сети.
4. На основе математических моделей и формул Эрланга выполнен расчет телефонного трафика и определен точный объем необходимого коммутационного и каналообразующего оборудования.
5. Аргументирован выбор передовых технологий — архитектуры NGN и волоконно-оптических линий связи (ОВЛС) — как основы для построения перспективной и надежной сети.
6. Описаны принципы организации централизованного управления сетью на базе концепции TMN и системы СУТС, обеспечивающие ее эффективную эксплуатацию.

Спроектированная сеть полностью соответствует современным требованиям, предъявляемым к системам связи на железнодорожном транспорте, обеспечивая высокое качество, надежность и управляемость.

Список использованных источников

Правильное оформление списка литературы является обязательным требованием академической работы. Источники должны быть актуальными и релевантными теме. Список оформляется в алфавитном порядке в соответствии с действующим ГОСТ.

1. Беккер, Л. И. Системы телефонной связи на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / Л. И. Беккер, В. В. Виноградов. — М.: Маршрут, 2018. — 320 с.
2. ГОСТ Р 53953-2010. Сети и системы связи для эксплуатации железных дорог. Термины и определения. — Введ. 2011-01-01. — М.: Стандартинформ, 2011. — 24 с.
3. Гольдштейн, Б. С. Сети связи следующего поколения NGN / Б. С. Гольдштейн. — СПб.: БХВ-Петербург, 2019. — 448 с.
4. Новиков Ю.В., Олифер В.Г., Олифер Н.А. Основы сетей передачи данных. Курс лекций. – М.: Интернет-университет информационных технологий, 2015. – 380 с.
5. Проектирование телекоммуникационной сети дороги: методические указания / Н. К. Вели��жанин, М. А. Пащенко, О. Н. Пащенко. — Екатеринбург: УрГУПС, 2020. — 60 с.
6. Управление сетями телекоммуникаций. Том 1. Принципы, протоколы, интерфейсы / Б.С. Гольдштейн, В.В. Елагин, А.Е. Кучерявый — СПб.: БХВ-Петербург, 2021. — 324 с.

Приложения

В приложения выносятся материалы, которые являются важными для понимания проекта, но загромождают основной текст из-за своего большого объема или специфического формата. Для данной курсовой работы в приложения целесообразно вынести:

Приложение А:

Крупноформатные структурные схемы организации сети, разработанные в Главе 2 (Общая схема, детализированные схемы МСС).

Приложение Б:

Сводные таблицы с результатами расчетов телефонной нагрузки и требуемой емкости пучков соединительных линий из Главы 4.

Список использованной литературы

1. Волков В.М. «Автоматическая телефонная связь на железнодорож-ном транспорте»; Москва Транспорт 1996г.
2. Егоров В.Б. «Методическое руководство по выполнению курсового проекта по АТС» 2003г.
3. Курс лекций по АТС
4. Атлас железных дорого России.