Как написать курсовую по системам коммутации – структура, расчеты и подробный план

Введение, или первый шаг к успешной защите

Курсовая работа по системам коммутации — это не рутинная задача, а ваш первый серьезный инженерный проект. Это уникальная возможность на практике применить теоретические знания и спроектировать ключевой элемент современных телекоммуникаций, без которого немыслим сегодняшний мир. В эпоху информационного бума, когда объемы данных, передаваемых по сетям, растут экспоненциально, необходимость в надежном, быстром и качественном соединении становится первостепенной. Именно системы коммутации создают ту самую техническую базу для информатизации общества.

Не стоит бояться сложности темы. Главное — четко понимать цель и следовать плану. Цель вашей курсовой работы, как правило, формулируется так: «Спроектировать городскую АТС на N номеров на базе современного цифрового оборудования». Для ее достижения потребуется решить несколько ключевых задач: изучить теорию, проанализировать принципы построения сетей, выполнить необходимые расчеты и подобрать оборудование. Эта статья — ваше пошаговое руководство, которое проведет вас через все эти этапы.

Теоретический фундамент, или от герконов до цифровых потоков

Прежде чем приступать к проектированию, необходимо разобраться в эволюции и принципах работы автоматических телефонных станций (АТС). Это основа вашей теоретической главы. Исторически значимым шагом стали квазиэлектронные АТС (АТСКЭ). Они имели серьезные преимущества перед своими предшественниками: уменьшенные габариты, сниженное энергопотребление и эксплуатационные расходы. Управление в таких системах уже осуществлялось электронными управляющими машинами (ЭУМ), работающими по заранее записанной программе.

Их коммутационные поля строились на основе матричных соединителей, в которых использовались герконы (герметизированные контакты) или ферриты. Эти элементы имели два устойчивых состояния, что позволяло создавать или разрывать соединение.

Создание же полностью электронных систем (АТСЭ) стало возможным лишь после применения в них принципа коммутации информации в цифровом виде.

Переход к полностью электронным АТС (АТСЭ) стал настоящей революцией. Их превосходство заключается в использовании принципов пространственной и, что самое главное, временной коммутации. Основой для этого послужило развитие цифровых систем передачи (ЦСП) и внедрение импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) для представления аналогового голосового сигнала в цифровой форме. Это позволило не только повысить гибкость и экономичность систем, но и предложить абонентам совершенно новые виды услуг.

Ярким примером современной цифровой станции является Alcatel 1000 S-12. Ключевая особенность этой системы — распределенное управление, где каждый блок обладает собственным интеллектом. Это позволяет обрабатывать и коммутировать самые разные виды сигналов в едином цифровом формате, обеспечивая высокую надежность и масштабируемость.

Проектируем структуру курсовой работы

Любой успешный проект начинается с четкого плана. Ваша курсовая работа — не исключение. Стандартная структура помогает логически выстроить повествование, от общих принципов до конкретных расчетов и выводов. Это ваш «скелет», который вы будете последовательно наполнять содержанием.

Типовая структура курсовой работы по системам коммутации выглядит следующим образом:

1. Введение: Здесь вы обосновываете актуальность темы, ставите цель (например, проектирование АТС) и перечисляете задачи, которые необходимо решить для ее достижения.
2. Анализ принципов построения сетей: Теоретическая глава, в которой вы описываете эволюцию АТС (то, что мы рассмотрели выше), принципы организации связи и системы нумерации на вашей проектируемой сети.
3. Расчет нагрузки на станцию: Первый и важнейший расчетный раздел. Здесь вы определяете, какую нагрузку будут создавать абоненты и межстанционные соединения.
4. Расчет объема оборудования: На основе полученных данных о нагрузке вы рассчитываете необходимое количество линий, каналов и функциональных блоков вашей будущей АТС.
5. Спецификация оборудования: Итоговый перечень всего необходимого оборудования с указанием его типа и количества. Фактически, это «смета» вашего проекта.
6. Заключение: Краткое подведение итогов, где вы перечисляете полученные результаты и делаете вывод о выполнении поставленной цели.

Далее мы детально разберем ключевые расчетные этапы из этого списка.

Ключевые расчеты, часть 1. Определяем нагрузку на станцию

Это сердце вашей курсовой работы. От точности этих расчетов зависит правильность подбора всего последующего оборудования. Главная задача здесь — определить суммарную нагрузку, которая будет поступать на вашу станцию в Час Наибольшей Нагрузки (ЧНН). Эта нагрузка измеряется в Эрлангах (Эрл) и складывается из нескольких компонентов.

Процесс расчета можно разделить на следующие логические шаги:

• Определение исходных данных: Обычно в задании на курсовую работу указывается общая номерная емкость станции и процентное соотношение разных категорий абонентов (например, квартирные телефоны, таксофоны, учрежденческие абоненты).
• Расчет интенсивности абонентской нагрузки: Это нагрузка, создаваемая самими абонентами проектируемой станции. Для каждой категории абонентов существуют нормативные значения нагрузки на одного абонента в ЧНН. Ваша задача — умножить количество абонентов каждой категории на соответствующий норматив и просуммировать полученные значения.
• Расчет междугородной и международной нагрузки: Помимо звонков внутри города, абоненты совершают вызовы в другие города и страны. Эта нагрузка также рассчитывается на основе нормативов и общей емкости станции.
• Суммирование всей нагрузки: Вы складываете все виды нагрузки (внутристанционную, исходящую городскую, входящую городскую, междугородную и т.д.), чтобы получить итоговое значение общей нагрузки, которое должна будет «переварить» ваша АТС.

Эти расчеты — не просто абстрактные формулы. Они моделируют реальную жизнь телефонной сети. Полученная в итоге цифра — это фундамент для следующего этапа проектирования.

Ключевые расчеты, часть 2. Рассчитываем объем оборудования

Итак, мы знаем, какую нагрузку должна выдерживать наша АТС. Теперь наша задача — перевести эту абстрактную величину в Эрлангах в конкретное количество физических устройств и цифровых каналов. На этом этапе мы «материализуем» наш проект.

На основе общей нагрузки рассчитывается необходимое количество оборудования, и в первую очередь — соединительных линий. Ключевой элемент современных сетей — это цифровые потоки ИКМ-30 (также известные как потоки Е1), каждый из которых содержит 30 разговорных каналов.

Расчет объема оборудования включает в себя определение:

1. Числа соединительных линий (потоков Е1) для связи с другими АТС города: Нагрузка, уходящая на другие станции городской сети, «упаковывается» в потоки Е1. Зная величину исходящей нагрузки на каждое направление, по специальным таблицам или формулам Эрланга вы определяете необходимое количество каналов, а затем и потоков.
2. Числа линий для связи с узлами спецслужб (УСС): Рассчитывается количество каналов, необходимых для связи с экстренными службами (01, 02, 03 и т.д.).
3. Числа линий для связи с заказно-соединительными узлами (ЗУС): Определяется количество каналов для связи с междугородной/международной станцией.
4. Количества абонентских блоков: Если проект предполагает использование выносных модулей, например, на базе оборудования узла широкополосного доступа (MSAN), рассчитывается необходимое количество и емкость таких блоков для обслуживания удаленных групп абонентов.

Каждый из этих пунктов представляет собой отдельную расчетную задачу. В результате вы получаете полный перечень требуемых каналов и интерфейсов, который станет основой для финальной спецификации.

Финальный штрих. Составляем спецификацию и описываем архитектуру

Все расчеты выполнены, и у вас на руках есть точные цифры. Теперь их нужно оформить в виде двух финальных разделов курсовой работы: спецификации оборудования и описания архитектуры выбранной системы.

Спецификация оборудования — это итоговый документ вашего проекта. По сути, это детализированный перечень всего оборудования, которое вы «закупили» для строительства своей АТС. Он оформляется в виде таблицы и включает в себя наименование оборудования, его марку, необходимое количество и, возможно, примечания. Сюда войдут рассчитанные ранее абонентские модули (MSAN), количество плат потоков Е1, центральные процессорные устройства и другие компоненты, предусмотренные архитектурой выбранной станции.

Следующий шаг — описание архитектуры заданной цифровой системы коммутации. Здесь вы должны продемонстрировать, что понимаете, как работает выбранное вами оборудование (например, уже упомянутый Alcatel 1000 S-12). Недостаточно просто перечислить блоки, нужно описать их взаимодействие. Структура описания обычно включает:

• Общие технические характеристики: Максимальная емкость, производительность, типы поддерживаемых интерфейсов.
• Подсистема доступа: Описание модулей, к которым непосредственно подключаются абонентские и соединительные линии. Эта подсистема реализует функции на «границе» станции.
• Подсистема коммутации: Сердце станции — цифровое коммутационное поле. Здесь вы описываете, как именно происходит соединение каналов.
• Подсистема управления и эксплуатации: Рассказ о том, как станция управляется. Для современных систем, как S-12, ключевым является принцип распределенного управления, где контроль осуществляется множеством Электронных Управляющих Машин (ЭУМ), что повышает надежность и гибкость системы.

Цель этого раздела — показать, что вы не просто выполнили расчеты, но и понимаете физическую и логическую структуру современного коммутационного узла.

Заключение и оформление, или как получить «отлично»

Завершающий этап, который часто недооценивают, но который сильно влияет на итоговую оценку. Правильно оформленная работа с сильным заключением производит самое благоприятное впечатление.

Что писать в заключении? Это не пересказ всей работы, а краткая выжимка самого главного. Его структура проста:

1. Напомните цель, которая была поставлена во введении.
2. Перечислите ключевые результаты, полученные в ходе работы. Используйте конкретные цифры: «В результате выполнения курсовой работы была спроектирована городская АТС на базе Alcatel 1000 S-12 емкостью 20 000 номеров. Была рассчитана суммарная нагрузка в 1500 Эрл, на основе чего определено требуемое количество потоков Е1 для связи с городской сетью — 60».
3. Сформулируйте главный вывод: цель работы достигнута, проектные решения соответствуют современным требованиям к сетям связи.

Советы по финальному оформлению:

• Титульный лист и содержание: Оформите их строго по методичке вашего вуза.
• Нумерация: Проверьте сквозную нумерацию страниц, рисунков и таблиц.
• Список литературы: Убедитесь, что все источники, на которые вы ссылались, присутствуют в списке, и он оформлен по ГОСТу.
• Проверка на плагиат: Обязательно проверьте работу через систему антиплагиата. Весь теоретический материал должен быть переработан и изложен своими словами.
• Вычитка: Не пренебрегайте этим! Прочитайте весь текст вслух, чтобы выявить корявые фразы, опечатки и грамматические ошибки. Чистый, грамотный текст — признак уважения к читающему.