Проектирование сети телеграфной связи на железной дороге

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ » 

      Кафедра  «Электрическая связь»

 
 
 
 
 
 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к   курсовому   проекту

по  дисциплине «Передача дискретных сообщений»

на  тему:

«Проектирование сети телеграфной связи на железной дороге»

 
 
 
 

               Выполнила:

    

Руководитель:  

  Кудряшов В.А

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Санкт – Петербург

2009г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. ПОНЯТИЕ О  СЕТЯХ………………………………………………………………………... 3

 

2. ПОСТРОЕНИЕ  КРАТЧАЙШЕСВЯЗНОЙ СЕТИ………………………………………….. 4

 

3. РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ  НАДЕЖНОСТИ……………………………………………….. 6

 

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ  МАГИСТРАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ……………………………………... 8

 

5. СХЕМА МАГИСТРАЛЬНОЙ  И ДОРОЖНОЙ СВЯЗИ …………………………………... 9

 

6. СХЕМА СВЯЗИ  ……………………………………………………………………………. 10

 

7. СХЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОБОРУДОВАНИЯ УЗЛА ДУ1………………………... 11

 

8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………………… 12

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………….. 15

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………………………... 16

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ПОНЯТИЕ О СЕТЯХ

 

      Сетью передачи дискретных сообщений называется вторичная сеть связи, обеспечивающая обмен телеграфными сообщениями, передачу данных, обмен факсимильными данными  и другими видами дискретных сообщений (сообщения системы “ЭКСПРЕСС”, сигналы телеуправления и др.) между пользователями. Главной задачей сети ПДС является доставка сообщений по требуемому адресу в указанные сроки при заданной верности передачи. В состав технических средств сети ПДС входят центры коммутации различного класса: узлы коммутации (УК), концентраторы (Кц), мультиплексоры (М), каналы связи: соединительные линии (СЛ), абонентские линии (АЛ) и разнообразные оконечные пункты: телеграфные аппараты (ТА), аппаратура передачи данных (АПД), персональные ЭВМ и др. Кроме того, к сети ПДС подключаются информационно-вычислительные центры управлений дорог (ДИВЦ) и главный информационно-вычислительный цент МПС (ГИВЦ).

     Классификацию сетей ПДС можно провести по разным признакам: типу передаваемых сообщений, скоростям передачи, размеру охватываемой территории, виду структуры сети, методам коммутации, способу управления сетью.

      По  типу передаваемых сообщений различают  телеграфные сети, сети передачи данных, факсимильные сети. Телеграфные сети предназначены для обмена буквенно-цифровой информацией между людьми. Их отличает низкая скорость передачи, невысокие требования к имени доставки сообщений, широкое использование электромеханических аппаратов. Сети передачи данных предназначены для обмена формализованной цифровой информацией между автоматическими устройствами в автоматизированных системах управления с последующей обработкой ее на ЭВМ. В качестве оконечных устройств в сетях ПД применяют электронные аппараты, работающие со средними скоростями, снабженные устройствами повышения верности передачи. Сети факсимильной связи используются для передачи неподвижных графических изображений или текстов, таблиц, графиков.

      По  скорости передачи информации сети ПДС  делятся на три группы: низкоскоростные телеграфные со скоростью передачи 50 бит/с и передачи данных со скоростью передачи 50, 100 и 200 бит/с; среднескоростные со скоростями передачи 600-9600 бит/с; высокоскоростные со скоростями передачи свыше 9600 бит/с.

      По  охватываемой территории различают  крупномасштабные (глобальные) сети, развернутые  на территории отрасли, страны, континента, и замкнутые (локальные) сети, расположенные на ограниченной площади (одно административное здание, площадка замкнутого технологического процесса).

      По  типу топологической структуры сети ПДС делят на иерархические и  неиерархические. В первых из них ярко выражено подчинение одних узлов другим в соответствии со ступенями иерархии. Вторые представляют собой сеть равноправных партнеров. Чаще всего это локальные сети.

      По  методу коммутации различают сети с  долговременной коммутацией и сети с оперативной коммутацией.

      Долговременной (кроссовой) коммутацией называется такой способ коммутации, при котором  между пунктами организуется прямое соединение на время, превышающее время  одного сеанса связи. При оперативной  коммутации между корреспондирующими пунктами организуются временные соединения на время обмена сообщениями между ними. Различают три вида оперативной коммутации: коммутация каналов (КК), коммутация сообщений (КС) и коммутация пакетов (КП).

      По  способу управления различают сети с централизованным и децентрализованным управлением. В первом случае на сети организуется один центр управления, а во втором система управления имеет распределенную структуру с центрами управления на различных иерархических уровнях.

2. ПОСТРОЕНИЕ КРАТЧАЙШЕСВЯЗНОЙ СЕТИ

 

      Поставленная  задача является задачей минимизации  длины ребер сети. Ее решением является самая дешевая подсеть, которая  связна, не содержит циклов и включает все вершины сети, т.е. является остовным деревом или кратчайшесвязной сетью (КСС). Исходными данными возьмем нуль-граф и адекватную ему дистанционную матрицу D. Решение задачи может быть поставлено в виде алгоритма Прима. Суть его заключается в том, что выбрав некоторый начальный узел, соединяем его с соседним узлом ребром минимального веса. Полагая вторую вершину выбранной, отыскиваем минимальное ребро от нее к следующей вершине, но так, чтобы не получилось цикла. Так поступаем до тех пор, пока все вершины не окажутся выбранными. Для сетей малой размерности (менее 10 узлов) можно воспользоваться модифицированным алгоритмом Прима, который дает решение в табличной форме. На рис.1 приведен нуль-граф. Адекватная ему дистанционная матрица имеет вид

 

Нуль-граф

 

 

      

 
 

  Дистанционная матрица

 

1   2   3   4   5   6   7

       1      0  15 64 25 28 47 57

            2     15 0  52 18 15 34 48

       3     64 52 0  41 52 26 20

       D= 4   25 18 41 0  28 30 32

       5     26 15 52 28 0  27 53

       6     47 34 26 30 27 0  35

       7     57 48 20 32 53 35 0

 
 

      Далее строится таблица (табл. 1), содержащая одинаковое с дистанционной матрицей количество строк, а столбцов на единицу меньше числа столбцов дистанционной матрицы. Из матрицы берется любая строка и ею заполняется первая строка таблицы; нулевой элемент строки не вписывается в таблицу. Столбцы таблицы нумеруются в соответствии с номерами столбцов дистанционной матрицы. Элементы i-й строки получают индекс этой строки. При этом оказывается выбранным узел ai. Пусть в нашей таблице это будет первая строка.

      Из  первой строки таблицы выбирается минимальное значение длины ребра от узла ai к узлу aj. Элементы выбранного столбца из дальнейшего рассмотрения исключаются. Найденное ребро получает индекс, составленный из индекса выбранного числа и номера столбца, в котором оно находилось. Далее просматривается строка дистанционной матрицы, соответствующая номеру выбранного столбца таблицы, и ее элементы сравниваются с оставшимися элементами предыдущей строки из одноименных столбцов. Формируется вторая строка из минимальных значений сравниваемых чисел, которые получают в ней соответствующий индекс. Из нее выбирается вновь минимальное значение, и процедуры по записи выбранного ребра и формированию следующей строки таблицы повторяются. Эти операции повторяются до тех пор, пока в таблице не получится пустая строка.

 

 

   Полученный  таким образом граф является остовым деревом минимального веса, а следовательно, и минимальной стоимости. Он приведен на рис.2

 

Граф  минимального веса

 

 

 
 

   Данный  граф, являясь связным графом, но он не обладает нужной живучестью, так как его связность равна 1. Для удовлетворения требования надежности необходимо дополнить полученный граф так, чтобы связность его, по крайней мере, была равна двум (штриховые линии). Данный граф представлен на рис.3.

 
 

 
 
 
 

3. РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ  НАДЕЖНОСТИ

 

   При проектировании сети ПДС много внимания уделяется надежности их работы, под которой понимают способность сети пропускать заданные потребителями информационные потоки с определенной вероятностью доставки к месту назначения при любых случайных повреждениях в сети и даже с определенными ограничениями в аварийных ситуациях.

 

   Характеристика  структурной надежности:

1. Вероятность отказа pi
2. Вероятность исправной работы qi=1-pi.

 

Н₁₃- надежность между точками 1 и 3