tính toán thiết lập mạng điện thoại nội hạt

Trong lĩnh vực viễn thông, sự kết hợp giữa mô hình vĩ mô với dự báodài hạn thờng xuyên đợc sử dụng vì tính chất đặc biệt của các phơng tiện viễnthông.. Hình 1.6: Liên hệ giữa khối đơn vị

MỤC LỤC Chơng 1: Dự báo nhu cầu và tính toán mạng chuyển

mạch 6

1.1.Dự báo nhu cầu thông tin 6

1.1.1.Các vấn đề kỹ thuật chính về dự báo 6

1.1.2.Các phơng pháp dự báo thuê bao 7

1.1.3 Xác định hằng số của mô hình dự báo 11

1.2 Tính toán mạng chuyển mạch 12

1.2.1 Phân chia vùng tổng đài 12

1.2.2 Xác định vị trí tổng đài 18

1.2.3 Chi phí thiết bị 22

Chơng 2: Dự báo lu lợng và tính toán mạng truyền dẫn 27

2.1 Dự báo l lợng 27

2.1.1 Thu thập dữ liệu trong năm cơ sở 27

2.1.2 Các phơng pháp dự báo lu lợng đi và đến các tổng đài 30

2.2 Quy hoạch mạng truyền dẫn 39

2.2.1 Trình tự quy hoạch mạng truyền dẫn 39

2.2.2 Xác định cấu hình mạng truyền dẫn 40

2.2.3.Định tuyến kết nối 42

2.2.4 Tạo nhóm kênh 42

2.2.5 Điều chính độ tin cậy của mạng truyền dẫn 43

2.2.6 Tiêu chuẩn ứng dụng và lựa chọn hệ thống truyền dẫn 43

Chơng 3: Tính toán thiết lập mạng nội hạt 45

3.1 Bài toán quy hoạch mạng nội hạt hình lới 45

3.2 Xử lý tối u 46

3.2.1 Xác định giá thành theo cấu hình mạng ban đầu 46

3.2.2 Trình tự đánh giá để loại bỏ tuyến nối 47

3.2.3 Cấu hình mạng tối u 75

3.3 Nhận xét kết quả 75

Lời nói đầu

Ngày nay mạng viễn thông đã bao trùm khắp toàn cầu, nó không nhữngphục vụ cho lợi ích kinh tế, chính trị và không thể thiếu đợc trong nhiều lĩnhvực trong cuộc sống cũng nh kinh tế - quốc phòng…

Sự phát triển của công nghệ và đáp ứng nhiều loại hình dịch vụ viễnthông đã đẩy mạnh sự đa dạng hoá mạng lới viễn thông toàn cầu Trong đó,mạng thoại chiếm một vị trí quan trọng trong mạng lới viễn thông đó Vì vậy,nếu không có quy hoạch mạng thì đến một thời điểm nào đó mạng sẽ bị tắcnghẽn, không đáp ứng đợc các nhu cầu Một kỹ thuật then chốt trong quyhoạch mạng thoại là xác định cỡ và tối u hoá các tuyến lu lợng để từ đó xâydung lên một mạng thoại tối u

Xây dung một mạng thoại đáp ứng đợc các chỉ tiêu kỹ thuật hiện tại vàtơng lai với chi phí mạng nhỏ nhất không chỉ là mong muốn của các nhà quyhoạch mạng lới mà còn là yêu cầu của mỗi quốc gia

Đợc sự định hớng và chỉ dẫn của thầy giáo Đại tá, Thạc sỹ Nguyễn Khắc Hng,giáo viên Khoa Vô tuyến Điện tử – Học viện Kỹ thuật Quân sự Em đã chọn

đề tài “Tính toán thiết lập mạng điện thoại nội hạt”. Với hi vọng các nộidung của đề tài sẽ góp phần xây dựng phơng pháp luận về quy hoạch mạngviễn thông và đa ra đợc giải pháp tính toán và tối u hoá mạng thoại Nội dungcủa đồ án gồm 3 chơng:

Chơng 1: Dự báo nhu cầu và tính toán mạng chuyển mạch

Chơng 2: Dự báo lu lợng và tính toán mạng truyền dẫn

Chơng 3: Tính toán thiết lập mạng nội hạt

Đợc sự chỉ dẫn nhiệt tình của giáo viên hớng dẫn cùng với sự cố gắngcủa bản thân em đã hoàn thành đúng thời hạn Nhng do thời gian và kiến thứccòn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi các sai sót Rất mong đợc sựgóp ý của các thầy, cô giáo và các bạn để đồ án đợc hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin cảm ơn Thầy giáo, Đại tá, Thạc sỹ Nguyễn Khắc Hnggiáo viên Khoa Vô tuyến Điện tử đã hớng dẫn em về kiến thức, tài liệu, phơngpháp nghiên cứu để em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn các thủtrởng, lãnh đạo các cấp, các thầy cô giáo và các bạn đã tạo mọi điều kiệnthuận lợi và giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án

Hà Nội, ngày tháng năm 2011

Học viên thực hiện

Đinh Thị Thu Hảo

Dự báo nhu cầu thuê bao gồm tính toán nhu cầu phát triển ở từng giai

đoạn, cung cấp số liệu nhu cầu cho tổng đài và định kích thớc nhóm đờngtrung kế

Dự báo nhu cầu thuê bao bị tác động bởi nhiều yếu tố Các yếu tố đó cóthể đợc phân chia thành các yếu tố nội sinh và các yếu tố ngoại sinh

- Các yếu tố nội sinh bao gồm các loại giá cớc nh thiết bị, cớc cơ bảnhàng tháng, cớc phụ trội và chiến lợc marketing Dự báo nhu cầu phải đợcphân tích các yếu tố này để xác định nhu cầu tơng lai và số lợng

- Các yếu tố ngoại sinh bao gồm các yếu tố kinh tế nh tỷ lệ tăng trởngkinh tế, tỷ lệ tiêu dùng dân c và các yếu tố xã hội nh dân số, gia đình và số ng-

ời đang làm việc

1.1.1.Các vấn đề kỹ thuật chính về dự báo

- Các số liệu kinh tế xã hội phải đợc xác thực ở mức chi tiết nhất trongkhu vực nghiên cứu Các thông tin đầy đủ về thị trờng liên quan đến các hìnhthức sử dụng khác nhau

- Có đợc sự hộ tụ trên ( tổng các dự báo địa phơng suy ra các dự báoquốc gia và dới ( loại bỏ các dự báo quốc gia )

- Chuyển đổi, thành lập các dự báo đã xác định trong các thời kỳ củacác khu vực điện thoại trong tơng lai

Dự báo nhu cầu thuê bao cơ bản phải đa ra đợc vấn đề sau:

- Mật độ các thuê bao trong khu vực

- Tổng số nhu cầu trong năm theo nghiên cứu

- Phát triển mật độ thuê bao

- Tổng số nhu cầu thuê bao trong mỗi tổng đài trong khu vực tới nămnghiên cứu

Mỗi tổng đài cần phải xác định:

- Tỷ lệ phần trăm thuê bao lu trú hay tổng số thuê bao lu trú

- Tỷ lệ phần trăm thuê bao thơng mại

- Tỷ lệ phần trăm thuê bao PBX

1.1.2.Các phơng pháp dự báo thuê bao

Đặc trng của việc dự báo nhu cầu thuê bao là việc cung cấp những khảnăng cơ bản cho ngời lập kế hoạch nh:

- Mô tả các điều kiện hoá trong tơng lai.

- Mục tiêu cơ bản

- Đánh giá của ngời làm dự báo

- Kết quả dự báo có thể thay đổi tuỳ theo điều kiện dự báo, các yếu tốsau đây sẽ ảnh hởng đến nh cầu thuê bao của mạng

Hình 1.1: Các yếu tố ảnh hởng đến nhu cầu thuê bao mạng

Dự báo nhu cầu thuê bao hiểu theo phạm vi rộng bao gồm ba công việcchủ yếu:

Chiến l ợc kinh doanh:

+ Số nhân viên bán hàng+ Chiến l ợc quảng cáo

Các yếu tố

khách quan

Yếu tố kinh tế:

+ GDP+ Sức tiêu thụ cá nhân

Yếu tố xã hội – dân số:

+ Số hộ gia đình và số ng ời lao

động + Sức tiêu thụ cá nhân

Yếu tố xã hội – dân số:

+ Cạnh tranh – các dịch vụ khác

+ Các sản phẩm

- Thu thập và xử lý dữ liệu.

- Dự tính nhu cầu và kiểm tra, điều chỉnh nhu cầu

Dự báo nhu cầu cơ bản là để ớc tính khả năng mà mục tiêu kế hoạch đã

đạt đợc Tuỳ theo mô hình vĩ mô (Macro Scopic) hay vi mô (Micro Scopic) màlực chọn kế hoạch dài hạn, trung hạn hay ngắn hạn cho phù hợp

Trong lĩnh vực viễn thông, sự kết hợp giữa mô hình vĩ mô với dự báodài hạn thờng xuyên đợc sử dụng vì tính chất đặc biệt của các phơng tiện viễnthông Việc phân loại cho phép ta lựa chọn đợc các phơng pháp dự báo thíchhợp

* Phơng pháp dự báo vĩ mô (Macro Scopic):

- Mô hình hồi quy kinh tế (Economic Regresion)

Mô hình hồi quy kinh tế đợc đa ra trong tài liệu GAS-5CCITT là sự kếthợp giữa các yếu tố xã hội bên ngoài với các sự phát triển toán học liên quan

Có hai cách để xây dung hệ số co giãn ( ,  ):

Cách thứ nhất: Dựa trên lịch sử quốc gia

Cách thứ hai: Sử dụng giá trị chuẩn từ 1,3 đến 1,6 phù hợp nhất chính làgiá trị 1,4 Tuy nhiên, khi tỷ lệ nhu cầu trên dân số (Y/N) vợt quá 20% thì môhình này không đợc áp dụng

- Mô hình tỷ lệ GB (GB ratio): Mô hình này phát triển ra để tránh việckhó khăn trong chuyển đổi ngoại tệ bằng đồng USD Tỷ lệ GP là một tỷ giákhông định cỡ (Dimesion Lessvalue) Thu thập GDP có thể biểu thị bằng tiềnquốc gia đó, trong đó:

+ Z: tỷ lệ GP;

+ D: nhu cầu điện thoại;

+ N: số dân;

+ Z = (GND/dân số)/(thu thập trên đờng thoại/tổng số line);

+  : là hệ số, GAS-S cho  = 1,21 cho mô hình GP;

Khó khăn trong việc ứng dụng là tính trị số Z trong chơng trình vì làmsao tính đúng đợc thu nhập cho mỗi line tại mỗi thời điểm tính toán

- Mô hình đờng cong Logistic:

Trong đó:

t: biến thời gian;

 , m, K: hằng số;

e: cơ số logarit

Hình 1.2 : Đờng cong Logistic

Mô hình này đợc áp dụng rộng rãi ở nhiều nớc trên thế giới để dự báonhu cầu vì dễ dàng sử dụng (chỉ cần biết số dân c) Tại đây, N còn đợc tínhbằng đơn vị xã hội (Social Unit):

- Nếu N là đơn vị xã hội thì K=1

- Nếu N là đơn vị dân số thì K có thể tính 0,4 đến 0,5

- Hằng số  tợng trng cho tốc độ phát triển ,do đó nếu có thể đợc nên

sử dụng số liệu trong 10 năm trở lên

Mô hình này có thể dùng dự báo dài hạn cũng nh ngắn hạn

Theo tài liệu GAS – 3 CCTTT cho trị số tiêu chuẩn  là:

Với mỗi một chơng trình dựa vào xu thế nhu cầu trong quá khứ thì hằng

số của mỗi phơng trình phải đợc tính toán Phơng pháp phổ biến nhất là phơngpháp bình phơng nhỏ nhất

Phơng pháp này có nghĩa là tìm ra đợc một phơng trình sao cho tổngdiện tích khác biệt giữa giá trị thực tế và giá trị dự báo nhỏ nhất

Ví dụ: Xác định hằng số A,B trong phơng trình D= A+B.t

Hình 1.5: Xác định đờng cong xu hớng bằng phơng pháp

bình phơng nhỏ nhất

Tuỳ theo kế hoạch dự báo mà ta chọn phơng pháp cho thích hợp Mỗiphơng pháp có thể cho kết quả khác nhau Do đó, cần thiết phải kết hợp cáckết quả Lựa chọn dự báo vi mô cho kế hoạch trung hạn và ngắn hạn, kết hợpcác mô hình đờng cong Logistic, hồi qui kinh tế…cho phù hợp Kết quả dựbáo nhu cầu điện thoại kết hợp dựa trên số liệu cơ sở nh dân số và số liệu dân

số, mức độ tăng trởng GDP, thu nhập… sẽ đa ra bảng dự báo cơ bản

1.2 Tính toán mạng chuyển mạch

1.2.1 Phân chia vùng tổng đài

* Khái niệm vùng tổng đài:

Vùng tổng đài là vùng mà tại đó tổng đài nhằm đợc cho phép các dịch

vụ đến các thuê bao của tổng đài Khu vực này sẽ đợc quy hoạch có tính tớiphần đặc điểm địa lý và phân bố mật độ nhu cầu cũng nh chi phí tổng đài vàcông trình ngoại vi

* Khối đơn vị:

Khu vực trạm tổng đài đợc chia thành các khối đơn vị Các khối đơn vịnày là đơn vị nhỏ nhất nhằm để khai thác thiết bị thuê bao có tính tới các điềukiện của môi trờng nhằm khai thác tơng lai Khối đơn vị là cơ sở của việc dựbáo nhu cầu

Hình 1.6 cho thấy các khối đơn vị có liên quan đến khu vực tổng đài

Hình 1.6: Liên hệ giữa khối đơn vị và tổng đài

* Trình tự phân chia vùng tổng đài:

Đối với việc quyết định vùng tổng đài là điều kiện cần thiết xem xétkhu vực có phạm vi rộng bao gồm các vùng tổng đài gần đó cũng nh là sẽ đợcquy hoạch mới hoặc đợc dự kiến cho việc xem xét lại

- Các trình tự xác định vùng tổng đài và số tổng đài:

(1) Đặt khu vực tổng đài tối u từ quan điểm chi phí

(2) Đối với những khu vực không thể phủ đợc vùng tổng đài tối u thựchiện ở phần (1), ớc tính mật độ nhu cầu tơng lai đang thay đổi từ việc phân bố

Đ ờng bao vùng phủ mạng

Đ ờng bao của vùng tổng đài

mật độ nhu cầu và mật độ nhu cầu tối đa, những vùng dịch vụ nên đợc đặt ramột cách tơng ứng.

(3) Nếu bất kỳ một vùng nào mà không thể phủ đợc bởi vùng tổng đàitối u nhỏ hơn vùng tổng đài khác một cách đáng kể, nên xem xét các vùngtổng đài lân cận với điều kiện chất lợng truyền dẫn đợc thoả mãn Nếu khôngthể, vùng tổng đài mới sẽ yêu cầu

Khu vực tổng đài tối u và kích thớc của tổng đài có giới hạn cao hơn vàthấp hơn phù hợp với việc tăng chi phí cho phép Tính tới đặc điểm địa lý

và vị trí của tổng đài, quyết định kế hoạch tối u không có giới hạn này.Những khu vực tổng đài riêng biệt và số tổng đài tối u đợc quyết địnhtheo những trình tự đã đợc đề cập ở trên hình 1.7

Hình 1.7: Trình tự việc chia vùng tổng đài và kích cỡ tổng đài

Thực tế, ý nghĩa của việc xác định khu vực vùng dịch vụ là nghiên cứu

so sánh bằng việc kết hợp từng khu vực tổng đài tiến hành có xem xét kích

th-ớc của từng tổng đài hiện có, khoảng trống đất đai, các điều kiện lắp đặt tổng

đài dạng định tuyến dễ dàng thay thế và khả năng mở rộng trong tơng lai Do

đó, số lợng và kích thớc tối u của khu vực tổng đài đợc tính theo hiệu quả kinh

tế tạo ra tiêu chuẩn ban đầu đối với vị trí tổng đài nội hạt

* Vùng tổng đài tối u:

Cú

Cú

Khụng Khụng

Bắt đầu

Chia vựng thành cỏc vựng tổng đài

thớch hợp

Có phải là vùng mà không thể phủ đ ợc bởi vùng tổng đài có kích th

ớc nhỏ hơn

A) Mạng sao

Kết thúc, tìm vị trí đặt tổng đài

Các kiểu phân bố mật độ nhu cầu phụ thuộc vào các điều kiện vật lý vàthực trạng phát triển của khu vực Mô hình đơn giản của các điều kiện này đợcdiễn tả bằng công thức:

P(X,Y) = p0exp(-axX,-ay Y)

P(X,Y) : mật độ nhu cầu tại điểm (X,Y)

Xu hớng về mật độ nhu cầu riêng biệt đợc mô tả bởi giá trị riêng với p0, a

x, a y Hình 1.8 đa ra một phần đối với việc xác định ax, ay

Hình 1.8 : Phần đối với việc xác định a x , a y

Các giá trị này và những xu hớng của chúng đợc quyết định theo nhữngmục sau:

(1) Phân chia khu vực tổng đài thành các khối đơn vị.(2) Tính giá trị mật độ nhu cầu pi đối với từng khối đơn

vị

(3) Tìm khối đơn vị có mật độ nhu cầu cao nhất

(4) Lựa chọn các toạ độ với điểm đợc coi nh điểm bắt đầu

tính toán, tính toán các đờng phố và mạng thuê bao

(5) Lựa chọn khoảng cách từ điểm bắt đầu tới trung tâm

của khối đơn vị và tỷ lệ mật độ nhu cầu pi / p0 theo trục X tạikhối đơn vị

(6) Trong phần này, lập đồ thị quan hệ giữa khoảng cách X

i và tỷ lệ pi / p0

(7) So sánh các điểm đã vẽ đồ thị trong phần này với các

đ-ờng cong đã mô tả ở trên và lựa chọn đđ-ờng cong tối u

(8) Lựa chọn giá trị đối với ax

(9) Lựa chọn đối với giá trị a y đối với trục Y theo trình tự

tơng tự

Hình 1.9: Ví dụ về kích thớc tổng đài nh chức năng về mật độ nhu cầu

Hình 1.9 minh hoạ mối quan hệ giữa mật độ nhu cầu và kích thớc tổng đài

Hình 1.10: Ví dụ về kích cỡ khu vực tổng đài tối u

Hình 1.10 cung cấp ví dụ về mối liên quan giữa kích thớc của tổng đài và

độ dài một cạnh của khu vực tổng đài

1.2.2 Xác định vị trí tổng đài

* Khái niệm về quy hoạch vị trí tổng đài:

- Những xem xét trong việc triển khai quy hoạch vị trí tổng đài nội hạt.Những mục sau sẽ đợc triển khai trong việc triển khai quy hoạch vị trítổng đài

(1) Những điều kiện của môi trờng tơng lai:

+ Dự báo nhu cầu tơng lai

+ Quy hoạch thành phố(các đờng phố, công viên, đờng xe lửa…)(2) Quan hệ qua lại:

Quan hệ qua lại với khu vực tổng đài gần bên cạnh

(3) Thoả mãn với chất lợng dịch vụ bắt buộc:

+ Tổn hao đờng dây

- Xử lý trạng thái ban đầu

Trong việc xác định vùng dịch vụ với mỗi tổng đài, các yếu tố sau sẽ

Trong việc đặt trạm tổng đài, điều này rất quan trọng để lựa chọn vị trí (

đ-ợc gọi là trung tâm cáp ) mà tổng đài chi phí đờng dây thuê bao là nhỏ nhất

Để đặt vị trí trung tâm cáp, đây là điều kiện cần thiết để quyết định điểmtrung tâm của nhu cầu

Hình 1.11 đa ra sơ đồ hoạt động đối với việc xác định vị trí trung tâm cáp

Hình 1.11: Sơ đồ thực hiện đối với việc đặt vị trí trung tâm cáp.

+ Xác định về trung tâm nhu cầu

Trung tâm nhu cầu của trung tâm tâm nhu cầu có thể bao gồm khi tínhthêm nhu cầu của từng khối đơn vị theo trục hoành và trục tung, và khi đó tìm

điểm giao nhau với đờng phân giác tại đó tổng theo chiều dài trục hoành bằngvới tổng theo chiều dài trục tung

Trung tâm nhu cầu đợc quyết định theo trình tự sau:

Khụng

(1) Các khối đơn vị tại vùng dịch vụ đợc chia theo khoảng cách theo trục X,

và nhu cầu tơng lai đợc tính theo tổng chiều dơng trên trục X

(2) Điểm X0 trên trục X (điểm mà tại đó nhu cầu tích luỹ bằng một nửa tất cảcác nhu cầu tích luỹ theo trục X) đạt đợc với việc xác định vị trí tơng ứng

(3) Điểm Y0 trên trục Y đợc quyết định theo phơng pháp tơng tự

(4) Trong các điểm này, các toạ độ (X0, Y0) đạt đợc đối với điểm trungtâm của nhu cầu

Hình 1.12: Xác định vị trí tơng ứng về nhu cầu tơng lai

D: nhu cầu tơng lai đối với vùng dịch vụ của tổng đài;

Dn : giá trị tích luỹ đối với nhu cầu của khối đơn vị trớc khi nó gần bằng D/2;

Dn 1: giá trị này tích luỹ đối với nhu cầu của khối đơn vị ngay sau khi nó v ợtquá D/2;

X0: vị trí X ký hiệu D/2;

Xn : khoảng cách từ điểm xuất phát trục X đến điểm xuất phát của Dn ;

Xn 1: khoảng cách từ điểm xuất phát trục X đến điểm xuất phát của Dn 1.+ Xác định vị trí đối với tổng đài nội hạt

Bởi vì các đờng thuê bao nói chung trong thực tế bố trí dọc theo các ờng phố, trung tâm cáp không thích hợp với trung tâm nhu cầu Vì vậy, saukhi tìm trung tâm nhu cầu, nhiều vị trí dự phòng đợc vẽ đồ thị đối với trungtâm cáp gần trung tâm nhu cầu tạo thành bảng kê những mục sau:

(1) Có đợc các vị trí lựa chọn.

(3) Quy hoạch xây dung đờng phố và quy hoạch phát triểnkhác

(4) Các điều kiện đờng xá ( cũng nh không gian ngăn cản việcxây dựng ống ngầm và xây dựng cống cáp )

(5) Sự thuận tiện của việc lắp đặt tổng đài và cho phép mở rộngtrong tơng lai

(6) Đặc điểm địa lý và địa chất của vùng dự phòng

(7) Tránh lửa và tai hoạ thiên nhiên

(8) Những vấn đề về môi trờng bao gồm an toàn và sức khoẻchung

+ Chi phí các đờng trung kế nội hạt

Tại vùng dịch vụ, nếu các tổng đài loại nhỏ đợc lắp đặt theo yêu cầu, đó

là kết quả trong việc phân chia vùng dịch vụ thành nhiều vùng phụ nhỏ Do

đó, độ dài các đờng dây thuê bao ngắn và giảm đợc chi phí đờng dây thuê bao,nhng lại gây ra chi phí tổng đài nhiều hơn và làm tăng tổng chi phí

Ngợc lại, nếu tổng đài loại lớn đợc lắp đặt tại vùng dịch vụ, nó sẽ làmtăng tổng độ dài của đờng dây thuê bao Bởi vậy, tổng chi phí tăng bất chấp sốlợng tổng đài giảm Hình 1.13 đa ra mối liên quan giữa chi phí và số lợng tổng

đài đã đợc đề cập ở trên

Hình 1.13: Chi phí thiết bị và hàm số mũ của tổng đài

* Chi phí các đờng dây thuê bao:

Chi phí các đờng dây thuê bao đợc ớc tính dựa trên chủng loại cáp sử dụng

và tổng chiều dài của chúng

Chi phí đầu tiên theo chủng loại cáp đợc tính theo các thông số sau:

+ Số đôi cáp

+ Số cọc/km

+ Tỷ lệ đất/không gian

+ Xây dựng ngầm ( các miệng cống, các lỗ, các đờng hầm cáp… )

Chi phí theo tổng chiều dài của các đờng dây thuê bao đợc quyết định theo

tổ hợp cáp có đờng kính thoả mãn hạn chế mất mát đờng dây và điện trở đờngdây, tơng ứng với độ dài đờng dây thuê bao ( hình 1.14 )

Điểm chi phí thấp nhất

Hình 1.14: Sự khác nhau trong chi phí theo đờng kính của dây dẫn.

* Chi phí các đờng trung kế nội hạt:

Chi phí các đờng trung kế nội hạt phụ thuộc vào số đờng trung kế, khoảngcách giữa các tổng đài, chủng loại cáp và tình trạng lắp đặt Việc lắp đặt số l -ợng tổng đài loại lớn tại một vùng sẽ làm tăng số đờng trung kế, nh vậy kếtquả sẽ là cao hơn, nhng chi phí các đờng trung kế nội hạt nói chung ớc tínhnhỏ hơn phần tổng chi phí thiết bị

* Chi phí của các tổng đài:

Chi phí của các tổng đài gồm có nh sau:

- Chi phí thiết bị tổng đài

- Chi phí thiết bị điện

- Chi phí đất đai

Chi phí thiệt bị tổng đài gồm có chi phí hệ thống điều khiển chung vàchi phí hệ thống thuê bao, chi phí này tỷ lệ với số thuê bao

Chi phí xây dựng thiết bị điện và đất đai đợc coi nh là những chi phí cố

định Nh vậy, chi phí trên thuê bao vẫn còn cao đến khi số thuê bao vợt quámột mức độ nào đó Tuy nhiên, với tổng đài loại lớn ( với việc tăng số thuêbao yêu cầu dịch vụ ) chi phí trên thuê bao sẽ giảm

* Chi phí cần thiết đối với các thiết bị:

Trong truờng hợp xây dựng một tổng đài, đây là điều cần thiết để xem xétloại tổng đài kinh tế nhất ( số thuê bao đợc phục vụ ), và kích thớc kinh tế nhất củakhu vực tổng đài Chi phí các đờng thuê bao và tổng đài tính hơn 40% đến 60% và

Chi phí/thuê bao

30% đến 50% tơng ứng về những chi phí xây dựng yêu cầu đối với mạng nội hạt.

Do đó đây là điều cần thiết để quy hoạch các đờng dây thuê bao và tổng đài mangtính kinh tế với hiệu quả cao nhất về cấu trúc mạng

Hình 1.15: Chi phí yêu cầu và tổng chi phí

Hình 1.15 (a) đa ra chi phí cần thiết trên thuê bao nh một hàm theokích cỡ tổng đài Nó cho thấy chi phí của đờng dây thuê bao trở nên tơng đốicao hơn tỷ lệ với cỡ tổng đài và độ dài đờng dây thuê bao Cùng lúc đó, nhữngchi phí khác trở nên tơng đối thấp hơn nh cỡ tổng đài tăng lên Khi cỡ tổng đài

Cho thuê bao với p trung bình

cho 1 thuê bao với p lớn

Cá nhân

đ ờng trung kế

Xây dựng nguồn điện

giống nhau, chi phí trên thuê bao sẽ thấp tại vùng có mật độ nhu cầu cao bởivì nhiều cáp có thể đợc sử dụng cho các đờng thuê bao Tuy nhiên, chi phí caotại các vùng có mật độ nhu cầu thấp bởi vì vùng này cần số cáp đôi nhỏ hơn

để phân bố tại vùng rộng Hình 1.15 (b) đa ra tất cả mối liên quan này Điểm

có chi phí trên thuê bao nhỏ nhất thể hiện cỡ tổng đài tối u

Dự báo lu lợng là quá trình lặp đi lặp lại và đợc thực hiện thờng xuyênthì thu đợc số liệu chính xác Khối lợng công việc tính toán trong các mô hình

dự báo cũng rất lớn, do vậy đòi hỏi có công cụ trợ giúp bằng máy tính và cácphần mềm dự báo Việc sử dụng các công cụ trợ giúp bằng máy tính khôngchỉ hỗ trợ cho quá trình tính toán mà còn cung cấp phơng tiện phân tích, đánhgiá khả năng lựa chọn các hệ thống khác nhau một cách nhanh chóng

Trong quá trình dự báo, để việc dự báo đợc chính xác thì việc thu thậpdữ liệu là quan trọng nhất Có hai yếu tố của dữ liệu ảnh hởng lớn đến cả haiphơng pháp dự báo và cách phân tích kết quả:

- Sự thiếu hụt dữ liệu

- Tính chính xác của dữ liệu Việc lựa chọn quan tâm đến độ chính xáccủa dữ liệu là cần thiết khi lựa chọn mô hình dự báo Sau đây là các bớc quantrọng trong quá trình dự báo lu lợng

2.1.1 Thu thập dữ liệu trong năm cơ sở

Thành phần cơ bản nhất của các quá trình dự báo lu lợng là các dữ liệucần đợc sử dụng

Dữ liệu càng tổng quát và tin cậy thì kết quả lu lợng dự báo càng có độchính xác cao Có hai loại dữ liệu đầu vào cần sử dụng:

- Dữ liệu lấy cớc theo hoá đơn

- Dữ liệu đo lờng

* Dữ liệu cớc:

Dữ liệu cớc này ở dạng điểm - điểm, phản ánh thời gian đàm thoại củathuê bao và hoạt động của các phần tử trong mạng Độ tin cậy của hai loại dữliệu này bị ảnh hởng bởi lỗi trong quá trình xử lý dữ liệu

- Đây là loại dữ liệu không phụ thuộc vào cấu trúc mạng, không bị

ảnh hởng khi có quá trình định tuyến lu lại lu lợng trong mạng

- Khi sử dụng loại dữ liệu này đã đồng nhất chất lợng dịch vụ trong mạng

- Dữ liệu lấy đợc trong hoá đơn cớc chỉ bao gồm thời gian thoại (bỏmất lợng thời gian báo hiệu phục vụ cho quá trình thiết lập và giải toả đờngdây… )

- Trong các cuộc gọi quốc tế không có dữ liệu về thời gian từ hớngquốc tế gọi vào

Dữ liệu cớc là dữ liệu cơ sở trong quá trình xây dựng ma trận lu lợnggiữa các nút ( ma trận lu lợng điểm - điểm )

A = Y.h

Trong đó:

Y: số lợng cuộc gọi trung bình trên một đơn vị thời gian;

H: thời gian chiếm kênh trung bình của một cuộc gọi

Từ định nghĩa lu lợng nh vậy ta có các phơng pháp tính lu lợng nh sau:

+ Phơng pháp tính tổng thời gian chiếm kênh trên tất cả các đờng trung kế

chia cho thời gian quan sát:

A= ( Ti)/T

Trong đó:

Ti: thời gian chiếm kênh của trung kế thứ i;

T: thời gian quan sát

+ Phơng pháp căn cứ vào thời gian mà nhóm trung kế có một, hai, ba … cuộc gọi đồng thời:

Trên thực tế, lu lợng đợc xác định bằng phơng pháp quét nhóm trung kếquá trình đo đợc thực hiện N lần liên tiếp cách nhau những khoảng thời gian

nh nhau Trong mỗi lần đo xác định số kênh trung kế bị chiếm Giá trị trungbình của các kết quả đo chính là lu lợng trong nhóm trung kế đó:

1

Trong đó

A: lu lợng cần đo;

N: số lần cần đo;

ni : số kênh thoại bị chiếm ở lần đo thứ i

Sơ đồ khối dới đây mô tả quá trình lập ma trận điểm- điểm:

Hình 2.1 : Mô hình ma trận lu lợng cho năm dự báo

2.1.2 Các phơng pháp dự báo lu lợng đi và đến các tổng đài

Việc lựa chọn phơng pháp dự báo phù hợp phụ thuộc vào:

Đo l u l ợng TM

Lập ma trận l u l ợng hiện tại

- Dự báo nhu cầu thuê bao/một tổng đài

- Trung bình l u l ợng/một thuê bao

- Khoảng thời gian dự báo: ngắn hạn, dài hạn hay trung hạn.

- Nguồn dữ liệu: dự báo đầy đủ hay không đầy đủ

- Công cụ thực hiện: nhân công hay tự động hoá nhờ máy tính.Trong đó, khoảng thời gian dự báo và dữ liệu quá khứ là các yếu tốquan trọng để quyết định mô hình dự báo Khoảng thời gian dự báo bị ảnh h-ởng bởi sự biến động của thị trờng Nếu thị trờng ổn định có thể kéo dàikhoảng thời gian dự báo bằng khoảng thời gian thu thập dữ liệu trong quá khứ.Dới đây là một số mô hình dự báo tổng lu lợng đI và đến của các tổng đài

* Mô hình hồi quy:

Lu lợng của mỗi nút mạng trong tơng lai đợc xác định bằng lu lợng hiệntại và hệ số gia tăng lu lợng Hệ số gia tăng lu lợng đặc trng cho sự biến đổi lulợng và phụ thuộc rất nhiều vào tham số nh sự tăng trởng thuê bao, sự pháttriển điều kiện kinh tế xã hội và sự phụ thuộc vào thói quen sử dụng điệnthoại Công thức tính hệ số tăng trởng lu lợng theo ITU-T nh sau:

* Mô hình sử dụng thuê bao và cờng độ sử dụng trung bình của thuê bao:

Theo tài liệu GAS-5 và GAS-9 lu lợng điện thoại đợc tính theo côngthức sau:

A(t) = S(T).UR(t)Trong đó:

A(T): lu lợng năm T;

S(T): số thuê bao năm T;

UR(t): cờng độ sử dụng điện thoại năm t

Cờng độ sử dụng (UR) là lu lợng sử dụng trung bình của một thuê bao.Cờng độ sử dụng điện thoại bị ảnh hởng bởi rất nhiều yếu tố:

- Sự phân bố các thành phần thuê bao ( gia đình, kinh doanh…)

- Mức độ sử dụng các loại dịch vụ

- Cớc dịch vụ điện thoại.

- Khả năng đáp ứng của tổng đài

- Đặc điểm kinh tế của từng vùng

ảnh hởng các đặc điểm này rất phức tạp và thay đổi theo các hoàn cảnhkhác nhau Công thức tính cờng độ điện thoại sử dụng trung bình nh sau:

T1: năm đầu của quá trình dự báo;

T2 : năm cuối của quá trình dự báo;

U1: giá trị cờng độ sử dụng trung bình tại năm T1;

U2 : giá trị cờng độ sử dụng trung bình tại năm T2

U2 tính trớc khi dự báo cờng độ sử dụng điện thoại trung bìnhcho năm T Giá trị này phụ thuộc vào tổng đài và tính chất của vùng thuê bao

.

2

Trong đó: Ai là lu lợng tại tổng đài thứ i

* Các mô hình dự báo lu lợng điểm - điểm:

Sau khi có kết quả ma trận lu lợng tại các nút ta sẽ xây dựng đợc matrận lu lợng giữa các nút

Tuỳ theo thời gian dự báo và đặc điểm từng vùng khác nhau mà ta đa ramô hình dự báo lu lợng phù hợp về mặt thời gian ( có thể kết hợp mô hình dựbáo trung hạn và ngắn hạn…)

Sau đây là các phơng pháp dự báo lu lợng tiêu biểu, kết quả sẽ thu đợc

ma trận dự báo lu lợng điểm - điểm

- Mô hình phân bố cân bằng:

Mô hình này đợc sử dụng trong nội mạng hạt đối với các thành phố cómật độ cao với các yếu tố về khoảng cách không đáng kể để lập ma trận cănbản và ma trận dự báo có độ chính xác cao không đòi hỏi nghiêm ngặt

Biểu thức mô hình: Fij= (Ai.T j)/ TT

Trong đó:

Fij : nhu cầu lu lợng từ tổng đài i đến j;

Ai: khối lợng nội bộ xuất phát từ tổng đài i;

T j: khối lu lợng nội bộ kết thúc ở tổng đài j;

TT: tổng khối lợng lu lợng nội bộ đi và đến của tổng đài trongmạng

- Mô hình tỷ trọng ( Fravity model ):

Trong mô hình này, cờng độ lu lợng giữa hai tổng đài i và j trong mạng

đợc biểu thị bằng các từ “ hệ số chung” hoặc “ hệ số quan hệ” và lu lợng

đ-ợc phân bố trên cơ sở tầm quan trọng của giá trị

Cờng độ lu lợng tuỳ thuộc vào khoảng cách ngắn hay dài hoặc đặc tính địa

lý của vùng nh khu vực thơng mại với khu vực nhà ở Tổng quát, khoảngcách càng ngắn hệ số chung càng lớn Nếu dữ liệu không thu thập đợc nhấtquyết ta áp dụng GAS-3 CCITT để tính hệ số chung xem nh hàm khoảngcách là vô hình, áp dụng cho việc lập ma trận năm căn bản cũng nh năm dựbáo

Biểu thức vô hình:

Fij =

j ij j

j i ij

T C

T A C

A= 0,4 2,0 khi tính lu lợng đờng dài

Thờng sử dụng trị số a =1, nhng còn tuỳ thuộc vào phí cuộc gọi và phaphát triển của mạng (pha bắt đầu, pha tăng trởng nhanh và pha bão hoà ), a sẽ

bé hơn nếu độ xâm nhập điện thoại cha cao

Ri , R j: tốc độ phát triển của tổng đài i và j;

Bij : nhu cầu lu lợng giữa tổng đài i và tổng đài j ở năm cơ bản với lu lợng nội

Trong đó:

Cij : số cuộc gọi thực hiện giữa tổng đài i và tổng đài j;

Hij : thời gian lu thoại trung bình ( tính bằng giây) của tổng sốcuộc gọi thực hiện giữa tổng đài i và tổng đài j

Biểu thức mô hình:

Fij =

100 1

100 1

ij

ij ij

B

B W AC

ACij : lu lợng đo đợc giữa tổng đài i và tổng đài j;

Bij : tỷ lệ nghẽn mạch đo đợc giữa tổng đài i và tổng đài j;

W: thông số về cuộc gọi lặp lại

- Mô hình thuật toán Kruithof’s:

Phơng pháp này sử dụng ma trận mới nhất trong quá khứ và kết quả dựbáo tổng lu lợng đi và đến của mỗi nút để dự báo ma trận lu lợng trong tơnglai Trong phơng pháp Kruithof’s không xét đến sự biến đổi của lu lợng điểm -

điểm theo thời gian (t), bởi vì chỉ sử dụng một ma trận lu lợng trong quá khứ( có thể là ma trận lu lợng năm cơ bản ) Trong ma trận lu lợng, tổng cộng lu l-ợng theo hàng đặc trng cho tổng lu lợng đi trong quá khứ, tổng lu lợng theocột đặc trng cho lu lợng đến nút đó Thuật toán này phù hợp với các mạng ổn

Trung tâm Y

Trung tâm Z

Xây dựng ma trận điểm - điểm :

Hiện nay, hầu hết các mạng viễn thông trên thế giới đã vợt qua pha ban đầu,

đang bớc vào pha tăng trởng nhanh với số lợng các tổng đài ngày càng lớn vàmạng lới viễn thông ma trận A(t) đang đi vào ổn định dần Vì vậy, để xâydựng ma trận lu lợng giữa các nút mạng ( giữa các tổng đài ) thì sử dụng môhình thuật toán Kruithof’s là tốt nhất Sau đây sẽ là phần mô tả về thuật toánnày:

A(t): ma trận lu lợng năm t;

Aij : phần tử ma trận A(t), là giá trị lu lợng từ tổng đài i và tổng đài j

Ai  (t) = 

j ij

Bớc 2: Tất cả các phần tử trong ma trận đợc biến đổi theo cột:

A2

ij = Aij (0)

) 0 (

) (

Bớc 3: Sau tất cả các phần tử trong ma trận lại đợc biến đổi theo hàng:

Bớc 4: Lập trở lại bớc 2:

Quá trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tổng các hàng, cột sai số so với lu lợng

đi và đến dự báo tại các nút là cho phép ( sai số x cho trớc )

Ví dụ: Xét một mạng gồm có hai tổng đài ma trận lu lợng điểm - điểm thựchiện nh sau:

i

i