39322

Формирование начальных умений и навыков самостоятельного проектирования междугородной циф

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

2 Расчёт длин регенерационных участков Размещение необслуживаемых регенерационных пунктов НРП вдоль кабельной линии передачи осуществляется в соответствии с номинальной длиной регенерационного участка РУ для проектируемой ЦСП. При необходимости допускается проектирование укороченных относительно номинального значения РУ которые следует располагать прилегающими в ОП или ПВ так как блоки линейных регенераторов в НРП не содержат искусственных линий ИЛ. Количество НРП на секциях ОП1 ПВ и ОП2 ПВ определяется из выражений: N1 = n1 – 1;...

Русский

2013-10-02

325 KB

1 чел.

ВВЕДЕНИЕ

Целью данной курсовой работы является формирование начальных умений и навыков самостоятельного проектирования междугородной цифровой линии передачи. В ней рассмотрен основной круг вопросов, решаемых в процессе проектирования:

  •  размещение регенерационных пунктов;
  •  составление схемы организации связи;
  •  расчет помехозащищенности цифровых линий передачи;
  •  расчет цепей дистанционного питания.

1

1 РАЗМЕЩЕНИЕ РЕГЕНЕРАЦИОННЫХ ПУНКТОВ

  1.  Выбор трассы линии передачи

Выбор трассы линии передачи (ЛП) определяется, прежде всего, географическим расположением пунктов, между которыми должна быть организована связь. При этом должны быть выполнены основные требования, предъявляемые к строительству кабельной линии связи, которые позволяют снизить затраты по прокладке кабеля в грунт, проведении монтажных и наладочных работ, измерении характеристик кабельной линии и оборудования линейного тракта проектируемой ЛП в процессе настройки. Выбранный вариант трассы ЛП должен также обеспечивать минимальные затраты и наибольшие удобства в процессе её эксплуатации и возможной последующей реконструкции.

Учитывая всё вышесказанное, проектируемая трасса кабельной линии связи должна отвечать следующим требованиям:

  •  иметь минимальную длину и проходить вдоль автомобильных дорог, что необходимо для обеспечения транспортировки материалов при строительстве и передвижения обслуживающего персонала при эксплуатации проектируемой ЛП;
  •  иметь минимальное количество естественных и искусственных преград на своём пути (рек, болот, карьеров, населённых пунктов, пересечений с автомобильными и железными дорогами, подземными коммуникациями и т.д.);
  •  быть, по возможности, удалена от высоковольтных линий передачи (ЛЭП), электрифицированных железных дорог и не иметь с ними пересечений. Это условие необходимо для уменьшения опасных и мешающих влияний в кабеле, создаваемых переменным электрическим током высокого напряжения. В противном случае должны быть предусмотрены специальные меры по снижению опасных и мешающих влияний и защиты кабельной линии связи от блуждающих токов в соответствии с установленными требованиями и нормами (что, в свою очередь, приводит к удорожанию строительства).

При невозможности прокладки трассы ЛП вдоль автомобильных дорог на отдельных участках допускается её отклонение с целью спрямления (сокращения длины) и обхода естественных и искусственных преград, а также районов залегания полезных ископаемых.

Трасса проектируемой ЛП в соответствии с исходными данными на курсовое проектирование должна проходить между оконечными пунктами ОП1 – Полоцк и           ОП2 – Орша через пункт выделения каналов ПВ – Лепель.  

Географическое расположение данных населённых пунктов и наличие между ними разветвлённой сети автомобильных дорог позволяет выбрать оптимальный вариант прокладки кабельной линии связи.

Рассмотрим два возможных варианта трассы. Основной вариант трассы

проходит по правой стороне автомобильных дорог Полоцк – Лепель и                           

Лепель – Орша через населённые пункты ОП1 – Полоцк, ПВ – Лепель, Смоляны,

2

ОП2 – Орша. Резервный вариант прокладки кабельной линии связи проходит по правой стороне автомобильных дорог Полоцк – Лепель и Лепель – Орша через населённые пункты ОП1 – Полоцк, ПВ – Лепель, Чашники, Сенно, Смоляны, ОП2 – Орша.

 

Сравнительный анализ основного и альтернативного вариантов прокладки кабельной линии связи представлен в таблице 1:

ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАССЫ

ТАБЛИЦА 1

Наименование

Основной вариант

Альтернативный вариант

Общая протяжённость трассы, км

181

203

Протяжённость участка ОП1 – ПВ, км

73

73

Протяжённость участка ОП2 – ПВ, км

108

130

Количество водных преград

3

3

Количество пересечений с железными дорогами

2

2

Количество пересечений с автомобильными дорогами

9

9

Количество пересечений с ЛЭП

--

--

Количество населённых пунктов на пути трассы

1

3

Протяжённость лесистых участков, км

Протяжённость болотистых участков, км

Протяжённость участков сближения с электрифицированными железными дорогами, км

Проанализировав два варианта прокладки кабельной линии связи, мы видим, что протяжённость основного варианта меньше протяжённости альтернативного, количество водных преград и пересечений с автомобильными и железными дорогами одинаково, на трассе основного варианта меньше населённых пунктов, и это говорит о том, что придётся проложить только одну кабельную канализацию ГТС. Исходя из вышеуказанного, основной вариант является более удобным для прокладки кабеля.

При прокладке кабеля на открытой местности используются кабелеукладчики и другие механизированные средства. Там, где применение механизированных средств не представляется возможным, прокладка кабеля осуществляется вручную.

Переходы через автомобильные и железные дороги осуществляются путём «проколов» под насыпью полотна дороги с закладкой кабеля в трубы. Это необходимо для снижения материальных и трудовых затрат при ремонте данных участков кабеля, если такая необходимость возникнет в процессе

эксплуатации цифровой ЛП.

При прохождении через населённые пункты кабель целесообразно

закладывать в существующую кабельную канализацию ГТС, что позволит

3

снизить материальные затраты на прокладку и дальнейшую эксплуатацию

кабеля, а также позволит избежать повреждения существующих подземных

коммуникаций (газопроводы, водопроводы и т.д.) при монтаже кабельной линии связи.

1.2 Расчёт длин регенерационных участков

Размещение необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП) вдоль кабельной линии передачи осуществляется в соответствии с номинальной длиной регенерационного участка (РУ) для проектируемой ЦСП. Расчёт номинальной длины lном  осуществляется по формуле:

lном = аномt°max, км                                                                                      (1)

где аном – номинальное затухание на полутактовой частоте линейного сигнала проектируемой ЦСП, задаваемое техническими характеристиками (для ЦСП  ИКМ – 120У аном =55дБ);

 α t°max – коэффициент затухания кабеля на полутактовой частоте линейного сигнала проектируемой ЦСП при максимальной температуре грунта t°max=+16 °C можно найти по формуле:

α t°max = α 20°C  ∙[1 – αα∙(20°Ct°max)], дБ/км                                                            (2)

где α 20°C – коэффициент затухания кабеля на полутактовой частоте линейного сигнала проектируемой ЦСП при температуре t°=20 °C;

αα – температурный коэффициент затухания кабеля на полутактовой частоте линейного сигнала проектируемой ЦСП.

В соответствии с техническими характеристиками, приведёнными в [2] для системы передачи ИКМ – 120У коэффициент затухания кабеля ЗКА 1X4X1,2 на полутактовой частоте линейного сигнала f=4224 кГц при t°=20 °C составляет величину α 20°C=11,6 дБ/км, а температурный коэффициент затухания может быть принят равным αα=1,9*10-3  1/град.

Исходя из этого получим:

α t°max = 11,6 ∙[1 – 1,9*10-3 ∙(20 – 16)]  11,51 дБ/км

Зная α t°max по формуле (1) найдём номинальную длину РУ с учётом реальной максимальной температуры грунта на трассе  t°max=+16 °C:

lном = 55/11,51184 ≈ 4,78 км

Проектирование удлинённых РУ с длиной большей, чем lном не допускается. Это связано с тем, что вероятность ошибки регенератора значительно возрастает с увеличением затухания РУ относительно номинального значения аном, заданного в технических характеристиках на ЦСП. При этом вероятность ошибки для всего линейного тракта будет определяться в основном вероятностью ошибки на удлинённых РУ с худшим качеством передачи и не

4

будет пропорциональна абсолютной длине линии  передачи.

Помехозащищённость линейного тракта в этом случае будет зависеть от

статистического распределения длин РУ, что в свою очередь приводит к резкому

увеличению вероятности ошибки регенератора (снижению помехоустойчивости).

При необходимости допускается проектирование укороченных относительно номинального значения РУ, которые следует располагать прилегающими в ОП или ПВ, так как блоки линейных регенераторов в НРП не содержат искусственных линий (ИЛ). Включение ИЛ предусмотрено только на ОП и ПВ, где имеется возможность последовательного включения от одной до трёх ИЛ с номинальной эквивалентной электрической длиной 0,5 км. Электрические длины укороченных РУ доводятся до номинального значения за счёт включения на ОП и ПВ соответствующего числа ИЛ.

Расчёт количества РУ на секциях ОП1 – ПВ и ОП2 – ПВ произведём по следующим формулам:

n1=Lоп1–пв/lном;              (3)

n2=Lоп2-пв/lном; (4)

где Lоп1–пв = 73 км – длина секции ОП1 – ПВ;

Lоп2-пв = 108 км – длина секции ОП2 – ПВ.

Подставляя числовые значения в формулы (3) и (4) и округляя результат до целого числа, определяем количество регенерационных участков:

на секции ОП1 – ПВ:

n1=73/4,78≈16;

на секции ОП2 – ПВ:

n2=108/4,78≈23.

Количество НРП на секциях ОП1 - ПВ и ОП2 - ПВ определяется из выражений:

N1 = n1  1; (5)

N2 = n2  1; (6)

где N1 и N2 – количество НРП соответственно на секциях ОП1 – ПВ и      ОП2 – ПВ.

Подставляя в формулы (5) и (6) рассчитанные значения n1 и n2, находим количество НРП на секциях ОП1 – ПВ и ОП2 – ПВ:

N1 = 16  1 = 15; 

N2 = 23  1 = 22.

5

На рисунке 1 приводится ситуационный план трассы, на котором условными графическими обозначениями указываются:

  •  населённые пункты, между которыми устанавливается связь, т.е. ОП1, ОП2 и ПВ;
  •  автомобильные дороги, вдоль которых проходит трасса;
  •   кабельная линия связи со всеми НРП, включёнными в линейный тракт;
  •  препятствия, встречающиеся на пути трассы (автомобильные дороги, водные преграды, железные дороги и т.д.);
  •  масштаб и ориентация относительно частей света.

Рисунок 1. Ситуационный план трассы

6

  1.  РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ

  1.  Организация каналов ТЧ

Аппаратура ИКМ -120У, соответствующая второй ступени иерархии ЦСП, предназначена для передачи информации на местных и внутризоновых сетях по высокочастотным симметричным кабелям ЗКП и МКС. Аппаратура обеспечивает организацию до 120 каналов ТЧ при скорости передачи группового потока 8448 кбит/с. Она предназначена для применения на внутризоновых линиях одно- и четырёхчетвёрочного симметричного кабеля марок ЗКПАП-1X4, МКС-1Х4, МКСБ-1Х4, МКСАП-4Х4, МКССП-4Х4, МКСБ-7X4 как при новом строительстве линий, так и при реконструкции действующих линий, оборудованных АСП К-60 и К-60П-4. Система передачи ИКМ-120 является двухкабельной.

Основные характеристики аппаратуры ИКМ-120У приведены в Таблице 2.

7

Основные характеристики аппаратуры ИКМ-120У Таблица 2

характеристика аппаратуры 

значение  

Число организуемых каналов ТЧ 

120 

Скорость входных потоков, кбит/с 

2048 

Относительная нестабильность тактовой частоты входных потоков

±3∙10-5 

Скорость группового потока, кбит/с 

8448 

Относительная нестабильность тактовой частоты группового потока 

±2∙10-5

Схема организации линейного тракта 

двухкабельная 

Максимальная длина линейного тракта, км 

600 

Длина секции ОРП – ОРП, км 

240 

Длина регенерационного участка, км 

1,33 

Затухание регенерационного участка на полутактовой частоте, дБ 

1535 

Допустимая частость ошибок в линейном тракте 

2∙10-8 

Код линейного сигнала 

МЧПИ или ЧПИ         (НDВ–3 или АМI) 

Максимальное напряжение ДП, В 

480 

Ток ДП, мА 

65 

Число НРП в секции обслуживания 

48 

Частота следования импульсов, кГц 

8 

Среднее время восстановления циклового синхронизма, мс 

0,75 

Величина временных флуктуаций, вносимых оборудованием ВВГ, % 

15 

Максимальная частота согласования скоростей, Гц 

102 

Диапазон рабочих температур, °С:

оконечное оборудование

промежуточное оборудование 

+5...+40

-40...+50 

Габаритные размеры стойки, мм 

2600x120x225 

Число комплектов на стойке:

СВВГ

СЛО 

4

2 

Напряжение питания, В 

24; 60 

Мощность, потребляемая комплектом временного группообразования, Вт 

20 

В состав аппаратуры ИКМ–120У входят: оборудование вторичного временного группообразования ВВГ, оконечное оборудование линейного тракта ОЛТ, необслуживаемые регенерационные пункты НРП, а также комплект контрольно-измерительных приборов КИП.

В передающей части оборудования ВВГ формируется групповой поток          

со скоростью 8448 кбит/с путём побитового объединения четырёх цифровых

потоков со скоростью 2048 кбит/с. Формирование этих потоков может производиться либо в АЦО ИКМ-30, либо в любой другой аппаратуре, имеющей

8

параметры выходного сигнала, аналогичные АЦО. В приёмной части оборудования ВВГ осуществляются обратные преобразования передаваемых цифровых потоков.

В аппаратуре ИКМ–120У на стойке СВВГ-У с габаритными размерами 2600X120Х255мм размещается до четырёх комплектов КВВГ-У, комплект сервисного оборудования КСО и комплект оборудования служебной связи КСС.

Сформированный в оборудовании ВВГ цифровой сигнал в коде МЧПИ или ЧПИ поступает в оконечное оборудование линейного тракта, которое осуществляет согласование выхода оборудования ВВГ с линейным трактом, дистанционное питание НРП, телеконтроль и сигнализацию о состоянии оборудования линейного тракта, служебную связь между оконечным оборудованием линейного тракта и любым НРП.

Схема организации связи с помощью аппаратуры ИКМ–120У согласно заданию на курсовое проектирование приведена на Лист 1. В соответствии с заданием необходимо организовать 90 каналов ТЧ между пунктами ОП1 - ОП2, 30 каналов ТЧ между пунктами ОП1 - ПВ, 30 каналов ТЧ между пунктами ОП2 - ПВ. Для организации связи по такой схеме необходимо использовать три СП ИКМ–120У. Первая и вторая обеспечиваю транзит 90 каналов ТЧ между пунктами ОП1 и ОП2. На первой ИКМ–120У 30 каналов ТЧ выделяются на ПВ. При помощи второй ИКМ–120У происходит организация 30 каналов ТЧ между пунктами ОП2 - ПВ. Третья СП ИКМ–120У является резервной.

  1.  Организация служебной связи и телеконтроля

Канал СС в линейном тракте организуется по рабочим парам кабеля и позволяет вести служебные переговоры между обслуживаемыми станциями, между любой из обслуживаемых станций и НРП, а также между любыми двумя НРП. Кроме того, по каналу СС осуществляется передача сигналов телеконтроля между главной станцией (ГС) и НРП. Канал СС организован по четырёхпроводной схеме в тональном диапазоне частот.

На обслуживаемых станциях переговоры по каналу СС ведутся с помощью переговорно-вызывного устройства (ПВУ), расположенного на стойке СЛО и оснащённого микротелефонной трубкой и громкоговорящим устройством. На НРП служебные переговоры ведутся с аппарата обходчика АО–30. Затухания и АЧИ сигнала служебной связи при прохождении по кабельной линии компенсируются усилителями служебной связи, установленными на ОС и НРП.

Канал СС оборудован устройствами вызова ОС: генератором тонального вызова, формирующим восемь вызывных частот и приёмником избирательного вызова, настроенным на одну из вызывных частот. Аппарат обходчика АО–30 также оборудован генератором тонального вызова, что позволяет вызывать с НРП любую из ОС. При организации связи между НРП вызов абонента осуществляется голосом.

Основным элементом оборудования служебной связи является усилитель служебной связи (УСС). В аппаратуре ИКМ -120У  УСС  НРП  размещён в

отдельном блоке ТМСС, обслуживающем одновременно два цифровых линейных

тракта. При этом точки подключения УСС выведены на коммутационное поле и с помощью специальной перемычки УСС может быть включен как в

9

направлении А, так и в направлении Б. Среднее расстояние между усилителями составляет 20 км, а максимальное число последовательно включенных усилителей не превышает 30 (до 10 между обслуживаемыми станциями). При этом состав оборудования НРП остается идентичным, изменяется только схема его подключения.

Питание УСС в линейном тракте осуществляется током ДП совместно с линейными регенераторами. При выключении ДП канал СС не функционирует и ведение служебных переговоров осуществляют по каналам СС параллельных линейных трактов, а при их отсутствии по свободным парам кабеля. При обрыве цепи ДП функционирование канала СС обеспечивается до ближайшего к месту обрыва НРП. В ИКМ–120У предусмотрена возможность организации канала СС при выключенном ДП по искусственным цепям кабелей приёма и передачи, что требует жёсткого выполнения норм техники безопасности.

В аппаратуре ИКМ–120У УСС компенсирует затухание сигналов СС и ТК на усилительном участке (УУ) с номинальной длиной 20 км, при номинальном уровне на выходе  -19 дБ. Вследствие достаточно большого затухания кабельной линии на УУ частотная зависимость ее волнового сопротивления приводит к значительно меньшей неравномерности остаточного затухания. Вход УСС согласован с кабельной линией; выход – низкоомный.

Структурная схема организации канала СС приведена на Лист 1.

Для первой системы передачи УСС располагаются: на секции ОП1–ПВ в направлении передачи ОП1 - ПВ на 1, 5, 9, 13 НРП; в направлении ПВ–ОП1 на 2, 6, 10, 14 НРП.

Для второй системы передачи УСС располагаются: на секции ОП2–ПВ в направлении передачи ПВ–ОП2на 17, 21, 25, 29, 33, 37 НРП; в направлении    ОП2–ПВ на 18, 22, 26, 30, 34 НРП.

Для третьей системы передачи УСС располагаются: на секции ОП1–ПВ в направлении передачи ОП1–ПВ на 3, 7, 11, 15 НРП; в направлении ПВ–ОП1 на 4, 8, 12 НРП; на секции ОП2–ПВ в направлении передачи ПВ–ОП2 на 19, 23, 27, 31, 35 НРП, в направлении передачи ОП2–ПВ на 16, 20, 24, 28, 32, 36 НРП.

Телеконтроль линейного тракта производится без перерыва связи по рабочим парам кабеля. Сигналы запроса, вырабатываемые в ОЛТ, и ответные сигналы, вырабатываемые в НРП, передаются на частоте 3706Гц. Оборудование телеконтроля обслуживает участок линейного тракта длиной до 100 (120) км. Оборудование телеконтроля может работать как в ручном, так и в автоматическом режимах. Служебная связь ОЛТ-ОЛТ или ОЛТ-НРП осуществляется по рабочим парам кабеля в полосе частот 300...3400 кГц.

Система телеконтроля оборудования линейного тракта предназначена для непрерывного автоматического контроля НРП и обслуживаемых станций, оповещения персонала главной станции об имеющихся неисправностях в линейном тракте и локализации этих неисправностей. Система телеконтроля аппаратуры ИКМ–120У позволяет обнаружить и локализовать следующие

неисправности оборудования линейного тракта:

10

  •  пропадание цифрового сигнала на выходе любого НРП или увеличение коэффициента ошибок на выходе любого НРП выше контролируемого значения;
  •  пропадание принимаемого сигнала на обслуживаемой станции
    или увеличение коэффициента ошибок в нем выше 3∙10
    -3
  •  пропадание передаваемого сигнала на другой обслуживаемой
    станции;
  •  авария оборудования ВВГ;
  •  снижение избыточного давления в контейнере НРП, открывание
    крышки НРП, попадание воды в НРП;
  •  повышение расхода воздуха или снижение давления в баллоне
    установки содержания кабеля под избыточным давлением.

Особенностями телеконтроля аппаратуры ИКМ–120У является наличие квит-сигналов, повышающих достоверность получаемой с КП информации, и одновременность счёта ошибок во всех КП контролируемого направления.

ПВ является главной станцией (ГС) и с него осуществляется телеконтроль на секциях ОП1 - ПВ и ОП2 - ПВ всех трёх СП.

Схема организации ТК и СС, соответствующая заданию на данный курсовой проект представлена на Лист 1.

11

  1.  РАСЧЁТ ЦЕПЕЙ ДИСТАНЦИОННОГО ПИТАНИЯ

Электропитание оборудования линейного тракта, расположенного на НРП, осуществляется дистанционно постоянным стабилизированным током при последовательном включении нагрузок. Дистанционное питание (ДП) организуется по схеме «провод – провод» по фантомным (искусственным) цепям, образованным на тех же жилах (парах), по которым осуществляется передача линейного цифрового сигнала. На оконечных станциях (ОС) располагается устройство дистанционного питания (УДП), представляющее собой высоковольтный стабилизатор тока. На каждом НРП установлено устройство приёма дистанционного питания (УПДП), преобразующее ток ДП в напряжение, необходимое для питания 2-х односторонних регенераторов и устройств телеконтроля.

Схема дистанционного питания аппаратуры НРП представлена на     рисунке 2.

Рисунок 2. Схема дистанционного питания аппаратуры НРП.

УПДП, размещаемая на НРП, выполняет следующие функции:

  •  формирование высокостабильных питающих напряжений для оборудования НРП;
  •  обеспечивает возможность определения места обрыва кабельной линии (по цепи ДП);
  •  обеспечивает защиту цепей питания оборудования ГРП от воздействия опасных и мешающих влияний, действующих на КЛС.

Одна ОС может обеспечить питание 24 НРП, при этом протяжённость одной полусекции ДП составляет 120 км.  Одна ОС может обеспечить питание 24 НРП, при этом протяженность одной полусекции ДП составляет 120 км. Если расстояние между ОС превышает указанное значение, то электропитание НРП организуется с  2-х сторон с помощью двух полусекций ДП. В этом случае максимальное расстояние между ОС может составлять 240 км. Шлейф ДП

12

организуется на последнем питаемом НРП полусекции ДП.

Основные технические характеристики УДП  аппаратуры  ИКМ-120У приведены в Таблице 3.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТРОЙСТВ ДП АППАРАТУРЫ ИКМ - 120У

Таблица 3

характеристика аппаратуры

значение

входное напряжение, В

60±6; 24±2,4

номинальный ток ДП, мА

65

выходное напряжение, В

35…480

нестабильность тока ДП, %, не более

±5

напряжение пульсации на выходе, В действ.

2

отключение ДП и появление сигнализации при:

обрыве цепи ДП

увеличении тока ДП до, мА

появлении тока утечки на землю, мА, более

да

72±3

сигнализация без отключения при:

уменьшении тока ДП до, мА

увеличении тока ДП до, мА

54±2

66±2

Расчёт цепей ДП производится для каждой полусекции ДП отдельно по формуле:

                                                 n

UДП=(IДП + ΔIДП)∙(Rt°max + ΔRt°max)∙Σ LРУ i  + NНРП UНРП, В   (7)

                                                         i=1

где UДП – напряжение на выходе УДП, В;

IДП=65 мА – номинальное значение тока ДП;

ΔIДП – максимально допустимое отклонение тока ДП от номинального значения (для ЦСП ИКМ-120У ΔIДП  составляет 5% от IДП, что соответствует величине ΔIДП=3,25 мА);

Rt°maxэлектрическое   сопротивление   жил   кабеля   при   максимальной температуре грунта t°max=16°С;

 ΔRt°maxмаксимальное   отклонение   сопротивления   жил   кабеля (для симметричного кабеля ЗКА1х4х1,2 величина ΔRt°max составляет 5% от Rt°max);

LРУ i – длина i-го регенерационного участка на полусекции ДП (для участка ОП1–ПВ длина РУ составляет 4,56 км, для участка ОП2–ПВ длина РУ составляет 4,69 км); 

n – количество РУ на полусекции ДП;

NНРП – количество НРП на полусекции ДП;

UНРП – падение напряжения ДП на одном НРП (для ЦСП ИКМ -120У значение UНРП составляет 17В для НРП с включенным преобразователем  напряжения, который используется для питания устройств телемеханики и 12В с

13

выключенным преобразователем напряжения).

В случаях, когда максимальная температура грунта отличается от 20 °С,

пересчет электрического сопротивления жил кабеля Rt°max можно произвести по формуле:

Rt°max=R20°C ∙[1 – αR ∙(20°Ct°max)], Ом/км (8)

где R20°Cэлектрическое сопротивление жил кабеля при t°=20 °С (для кабеля ЗКА 1х4х1,2 в соответствии с данными, приведенными в [2] =15,95 R20°C=15,95 Ом/км);

αRсреднее значение температурного коэффициента сопротивления постоянному току (для кабеля ЗКА 1x4x1,2 можно принять αR=4∙10-3 1/град).

Подставляя числовые значения в формулу (8), находим величину Rt°max для заданной максимальной температуры грунта t°max=16 °С:

Rt°max=15,95 ∙[1 – 4∙10-3 ∙(20 – 16)] = 15,69 Ом/км

Отсюда получим  ΔRt°max:

ΔRt°max = 0,05 ∙ 15,69 = 0,78 Ом/км

Зная Rt°max и ΔRt°max, по формуле (7) находим значение напряжения ДП на выходе УДП.

Для секции ОП1–ПВ:

UДП = 68,25∙10-3 ∙(15,69 + 0,78)∙16∙4,56 + (8∙17 + 7∙12) = 301,72 В

Для секции ПВ–ОП2:

UДП = 68,25∙10-3 ∙(15,69 + 0,78)∙23∙4,69 + (11∙17 + 11∙12) = 439,81 В

Результаты расчетов представлены в Таблице 4.

Значения напряжений ДП Таблица 4

система передачи

секция ОП1–ПВ

секция ПВ–ОП2

1

301,72

439,81

2

301,72

439,81

3

301,72

439,81

14

  1.  РАСЧЕТ ЗАЩИЩЕННОСТИ РЕГЕНЕРАТОРОВ

Причиной возникновения ошибок при передаче линейного цифрового сигнала по КЛС являются шумы, мгновенные значения которых превышают допустимые пределы. Это в свою очередь вызывает появление лишних (ошибочных) импульсов или пропадание передаваемых информационных импульсов. В цифровых линейных трактах действуют как тепловые шумы, так и шумы, вызываемые переходными влияниями между парами кабеля (шумы от линейных переходов).

Во вторичной ЦСП ИКМ-120У, предназначенной для работы по симметричному кабелю, преобладающими шумами являются шумы от линейных переходов на дальнем конце (при двухкабельной схеме организации связи).

Расчетное соотношение для определения защищенности регенератора Аз может быть записано в виде:

Aз = Аср –  at°max – 10 lg(k – 1) – δ – q ,  дБ (9)

где Аср – среднее переходное затухание на дальнем конце (для симметричного кабеля ЗКА 1х4х1,2 в соответствии с данными, приведенными в [2] можно принять Аср = 85 дБ);

at°max – затухание РУ при максимальной температуре грунта t°max = +16°С;

k – число одновременно работающих в кабеле СП. В соответствии со схемой организации  связи (Лист 1) значение k по участкам  связи  составляет соответственно k1 = 2 (для участка ОП1–ПВ) и  k2 = 2 (для участка ОП2–ПВ);

δ – стандартное отклонение величины среднего переходного затухания на дальнем конце Аср (для симметричного кабеля ЗКА 1x4x1,2 можно принять        δ = 5 дБ);

q = 3дБ – допуск на величину защищенности Aз при изготовлении регенератора (задается техническими условиями завода-изготовителя).

Затухание РУ при заданной максимальной температуре грунта at°max    определяется по формуле:

at°max = α t°max∙LРУ + aИЛ , дБ (10)

где α t°max = 11,51 дБ/км – коэффициент затухания кабеля на полутактовой частоте линейного сигнала проектируемой ЦСП, рассчитанный по формуле (2) в подразделе 1.2;

LРУ – длина РУ;

aИЛ – затухание, вносимое искусственной линией.

Величина aИЛ может быть найдена из выражения:

aИЛ = α20°С lИЛ, дБ (11)

где α20°С = 11,6 дБ/км – коэффициент затухания кабеля на полутактовой частоте линейного сигнала проектируемой ЦСП при t = 20 °С (определенной в

15

подразделе 1.2);

lИЛ – эквивалентная электрическая длина искусственной линии.

Подставляя числовые значения в формулу (10) определяем затухание РУ на секции ОП1 – ПВ:

α t°max = 11,51∙4,56 ≈ 52,49 дБ

на секции ОП2 – ПВ:

α t°max = 11,51∙4,69 ≈ 53,98 дБ

Подставляя числовые значения в формулу (9) определяем защищенность регенераторов по участкам связи:

Для участка ОП1–ПВ:

Aз = 85 – 52,49 – 10 lg(2 – 1) – 5 – 3 ≈ 24,51 дБ

Для участка ОП2–ПВ:

Aз = 85 – 53,98 – 10 lg(2 – 1) – 5 – 3  ≈ 23,02 дБ

Результаты расчетов представлены в таблице 5.

Значения величин защищенности регенераторов Таблица 5

участок связи

номер регенератора

защищенность Aз, дБ

направление передачи ОП1–ОП2

ОП1-ПВ

НРП1…НРП15

станционный ПВ

24,51

24,51

ПВ-ОП2

НРП16…НРП37

станционный ОП2

23,02

23,02

направление передачи ОП2–ОП1

ОП2-ПВ

НРП37…НРП16

станционный ПВ

23,02

23,02

ПВ-ОП1

НРП15…НРП1

станционный ОП1

24,51

24,51

16

  1.   РАСЧЕТ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ ЦИФРОВОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ

  1.  Расчет допустимой вероятности ошибки в проектируемом линейном тракте.

Переходные помехи и тепловые шумы приводят к появлению ошибок
в линейном цифровом сигнале на входе приемной станции. Каждая ошибка
после декодирования в тракте приема оконечной станции приводит к быстрому скачкообразному изменению величины восстановленного аналогового сигнала, вызывая неприятные щелчки и треск в телефоне абонента. Наиболее громкие щелчки возникают при ошибках в двух старших разрядах кодовой группы линейного цифрового сигнала. Экспериментально установлено, что качество связи можно считать удовлетворительным, если в каждом из каналов ТЧ наблюдается не более одного щелчка в минуту. При частоте дискретизации         
fд = 8 кГц, принятой в СП с ИКМ, по линейному тракту передается за одну минуту 8000∙60=480000 кодовых групп. Опасными и наиболее неприятными в отношении щелчков являются 2∙480000=960000 старших разрядов. Если считать, что вероятность ошибки для любого символа одинакова, то вероятность ошибки для всего линейного тракта при условии, что за 1 минуту регистрируется не более 1 ошибочного символа из 960000 переданных символов, должна быть:

PошL≈ 10-6

При длине переприемного участка по ТЧ равной 2500 км допустимая вероятность ошибки на 1 км линейного тракта составит:

Pош≈ 4∙10-10  км -1

С целью обеспечения более высокого качества передачи и возможности использования цифровых линейных и групповых трактов на международной сети ITU-Т (Международный союз электросвязи) рекомендует при проектировании ЦСП руководствоваться более жесткой нормой:

Pош = 10-10  км -1 (12)

В таком случае допустимая вероятность ошибки для линейного тракта длиной L определяется формулой:

Pош L доп = 10-10 L

Исходя из вышесказанного, подставляя числовые значения в формулу
(12), рассчитываем допустимую вероятность ошибки в каждом линейном
тракте проектируемой цифровой ЛП:

17

Для участка ОП1-ПВ, длиной L1 = 73 км:

Pош L1 доп = 10-10∙73 = 0,73∙10-8

Для участка ОП2-ПВ, длиной L2 = 108 км:

Pош L2 доп = 10-10∙108 = 1,08∙10-8

Для участка ОП1-ОП2, длиной L = L1 + L2 = 181 км:

Pош L доп = 10-10∙181 = 1,81∙10-8

Результаты расчетов представлены в таблице 7.

  1.   Расчет ожидаемой помехоустойчивости цифровой линии передачи.

Помехоустойчивость цифровой ЛП оценивается вероятностью возникновения ошибки при прохождении цифрового сигнала через все элементы цифрового линейного тракта. Между вероятностью ошибки отдельного регенератора и его защищенностью существует вполне определенная зависимость: увеличения защищенности приводит к снижению вероятности ошибки и наоборот.

Аналитическая запись зависимости защищенности А3 и вероятность ошибки регенератора Рош довольно сложна и громоздка, поэтому на практике используется, как правило, табличное соотношение между А3 и Рош.

Для вторичной ЦСП ИКМ-120У, в которой используется линейный квазитроичный код МЧПИ (КВП-3), такое соотношение может быть представлено в виде Таблицы 6.

Значения вероятности ошибки и защищенности Таблица 6

Аз, дБ

16,1

17,7

18,8

19,7

20,5

21,1

21,7

22,2

22,6

23,0

23,4

23,7

Рош

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

10-10

10-11

10-12

10-13

10-14

Ошибки в отдельных регенераторах возникают независимо друг от друга. Исходя из этого вероятность ошибки в цифровом линейном тракте можно определить как сумму вероятностей и ошибок по отдельным РУ, то есть как сумму вероятностей ошибок отдельных регенераторов, последовательно включенных в линейный тракт. Таким образом, ожидаемая помехоустойчивость, определяемая вероятностью ошибки по всей длине линейного тракта, может быть получена из выражения:

 n

Рош L, ож. = Σ Рош. i (13)

 i=1

где Рош. I – вероятность ошибки i-го регенератора;

n – количество регенераторов последовательно включенных в цифровой

18

линейный тракт.

В соответствии с рассчитанными в разделе 4 значениями защищенности регенератора (таблица 5), используя данные таблицы 6, определяем ожидаемую вероятность ошибки по всей длине линейного тракта. Для участка ОП1-ПВ    Рош = 10-14, для ОП2-ПВ Рош = 10-12 . Подставим числовые значения в        формулу (13):

для участка ОП1-ПВ:

Рош L1, ож. = 16∙10-14 = 0,16∙10-12

для участка ОП2-ПВ:

Рош L2, ож. = 23∙10-12 = 23∙10-12

Результаты расчета представлены в таблице 7.

Значения допустимой и ожидаемой вероятностей ошибок Таблица 7

участок связи

длина ЛТ

номер СП

Pош L доп.

Рош L, ож.

направление передачи ОП1-ОП2

ОП1-ОП2

181

1,2

1,81∙10-8

23,16∙10-12

ОП1-ПВ

73

1,3

0,73∙10-8

0,16∙10-12

ПВ-ОП2

108

2,3

1,08∙10-8

23∙10-12

направление передачи ОП2-ОП1

ОП2-ОП1

181

1,2

1,81∙10-8

23,16∙10-12

ОП2-ПВ

108

1,3

1,08∙10-8

23∙10-12

ПВ-ОП1

73

2,3

0,73∙10-8

0,16∙10-12

19

6 СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ РЕГЕНЕРАЦИОННЫХ ПУНКТОВ

Состав оборудования регенерационных пунктов определяется составом оборудования, размещаемого на ОП1, ОП2, ПВ и всех НРП. Для построения цифровой системы передачи ИКМ - 120У используется следующий состав оборудования.

На ОРП (ОП и ПВ) размещаются:

САЦК – 1 стойка аналого-цифрового каналообразования. В состав входит: САЦК – 1 – каркас,   аппаратура каналообразующая унифицированная      АКУ–30 (4 шт.), комплект сервисного оборудования КСО (1шт.), источник вторичного электропитания ИВЭП (4 шт.);

СВВГ-У – стойка вторичного временного группообразования. Включает в себя СВВГ-У – каркас, комплект вторичного временного группообразования КВВГ-У (4 шт.), КСО (1шт.), комплект служебной связи  КСС (1 шт.),   ИВЭП (4шт.);

СЛО-У – стойка линейного оборудования. Включает в себя СЛО-У – каркас, комплект регенераторов станционных КРС (1 шт. на 2 линейных тракта), устройство дистанционного питания УДП (2 шт.), комплект телемеханики (1 шт. на 2 линейных тракта), КСО-Л (1 шт.), КСС-У (1 шт.), комплект устройства ввода КУВ (1 шт.).

На необслуживаемых регенерационных пунктах размещается контейнер   НРП-Г8, включающий в себя 4 комплекта необслуживаемого регенерационного оборудования. КРНО состоит из двух блоков регенератора линейного РЛ-У, блока телемеханики и служебной связи ТМСС, блока коммутации БК и блока преобразователя напряжения ПН. Комплекты КНРО рассчитаны на организацию двусторонних линейных трактов. Контейнер  НРП - Г8 устанавливается на кабельных линиях связи непосредственно в грунт.

Состав оборудования, устанавливаемого на ОП1, ОП2 и ПВ приведен в таблице 8.

20

Состав оборудования ОП1, ОП2, ПВ Таблица 8

наименование оборудования

комплектация (емкость)

каналы (СП)

количество оборудования

всего

ОП1

ПВ

ОП2

система передачи

1

3

1

2

3

2

3

САЦК-1(каркас)

120

1

-

1

1

-

1

-

4

АКУ-30

30

4

-

1

1

-

4

-

10

КСО

120

1

-

1

1

-

1

-

4

ИВЭП

30

4

-

1

1

-

4

-

10

СВВГ-У(каркас)

480

1

1

1

3

КВВГ-У

120

1

-

1

1

-

1

-

4

КСО

480

1

1

1

3

КСС

480

1

1

1

3

ИВЭП

120

1

-

1

1

-

1

-

4

СЛО-У(каркас)

240

1

2

1

4

КРС

240

1

2

1

4

УДП

1 ЛТ

1

1

1

1

1

1

1

7

КТМ

240

1

2

1

4

КСО-Л

240

1

2

1

4

КСС-У

240

1

2

1

4

КУВ

240

1

2

1

4

Состав оборудования, размещаемого на НРП, приведен в таблице 9.

Состав оборудования, размещаемого на НРП Таблица 9

наименование оборудования

комплектация (емкость)

каналы (СП)

количество оборудования

всего

секция ОП1-ПВ

секция ОП2-ПВ

система передачи

1

3

2

3

НРП-Г8 (каркас)

8

15

22

37

КНРО-2 (каркас)

2

30

44

74

РЛ-У

1

60

88

148

ТМСС

2

30

44

74

ПН

2

30

44

74

БК

2

30

44

74

21

7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Дать строгую оценку технико-экономической эффективности проектируемой цифровой ЛП не представляется возможным по следующим причинам:

  1.  отсутствие отечественных производителей, выпускающих полную номенклатуру оборудования ЦСП;
  2.  большое количество разнотипного оборудования ЦСП от зарубежных производителей, работающего на сети связи РБ, затрудняющее сравнительную оценку его технических характеристик и стоимости (из-за отсутствия достаточной информации);
  3.  отсутствие определенной зависимости между ценой и качеством
    оборудования
    ;
  4.  частое и непрогнозируемое изменение цен на оборудование ЦСП,
    поставляемое на рынок.

В связи с этим в данном курсовом проекте ограничимся расчетом годовых затрат З на проектируемую цифровую ЛП, которое можно определить по формуле:

З = Э + Ен∙К, руб. (14)

где Э – эксплуатационные расходы на обслуживание проектируемой ЛП;

Ен = 0,15 – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

К – капитальные вложения в проектируемую ЛП.

Капитальные затраты К можно найти из выражения:

К = СА + СК + СМН + СМПК + СКИП, руб (15)

где СА – стоимость аппаратуры ЦСП, устанавливаемой на ОП, ПВ и НРП;

СК – стоимость кабеля;

СМН – стоимость монтажа и настройки аппаратуры;

СМПК – стоимость монтажа и прокладки кабеля;

СКИП - стоимость контрольно-измерительных приборов, используемых при настройке и эксплуатационном обслуживании проектируемой магистрали.

Стоимость аппаратуры СА может быть получена на основании данных о составе и количестве оборудования, размещаемом в ОП, ПВ и НРП, взятых из раздела 6 (Таблицы 8  и 9)

Стоимость кабеля СК с учетом его цены может быть определена из выражения:

СК=ЦК∙L, руб (16)

         22

где   Цк – цена 1 км кабеля;

L – общая длина укладываемого кабеля (с учетом двухкабельной схемы

организации связи).

Стоимость монтажа и настройки аппаратуры СМН может быть принята равной 25% от стоимости аппаратуры СА.

Стоимость монтажа и прокладки кабеля СМПК может быть принята равной 35% от стоимости кабеля СК.

Стоимость контрольно-измерительных приборов СКИП может быть принята равной 2% от стоимости аппаратуры СА.

Эксплуатационные расходы на обслуживание проектируемой магистрали могут быть рассчитаны по формуле:

Э = Эу∙Ln2/m,   руб (17)

 

где Эу – удельные годовые эксплутационные расходы на обслуживание 1 канало-киломента цифровой ЛП;

n – максимальное количество каналов, которые могут быть организованы на проектируемой магистрали при задействовании полной емкости кабеля;

m – количество задействованных каналов по участкам связи на момент ввода в эксплуатацию;

L – длина участка связи.

Для кабеля ЗКА 1x4x1,2 полная канальная емкость составляет величину            n = 120∙2 = 240 каналов.

Количество задействованных каналов на момент ввода в эксплуатацию по участкам связи определяем в соответствии со схемой организации связи (Лист 1) для участка ОП1-ПВ m1, для участка ОП2-ПВ m2. Определяются эксплуатационные расходы по формулам:

для участка ОП1-ПВ длиной L1

Э1 = ЭУ∙L1n2/m1;

для участка ОП2-ПВ длиной L2

Э2 = ЭУ∙L2n2/m2.

Таким образом, суммарные эксплуатационные расходы Э составят: Э=Э1 + Э2. Подставив рассчитанные значения Э и К в формулу (14) находим сумму годовых затрат 3 на проектируемую ЛП.

Поскольку не заданы цены на оборудование ЦСП ИКМ – 120У, то проводить расчёт не надо.

23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Согласно заданию по курсовому проектированию, необходимо было разработать междугородную цифровую линию передачи между оконечными пунктами, указанными в задании. В качестве аппаратуры уплотнения используется аппаратура вторичной цифровой системы передачи ИКМ -120У.

24

ЛИТЕРАТУРА

1. Скалин Ю.В. и др. Цифровые системы передач. Москва

«Радио и связь», 1988

2. Аппаратура ИКМ-120. Под ред. Левина. Москва «Радио и

связь», 1989

3. Атлас автомобильных дорог. Минск 2000.

25

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение 1

1 Размещение регенерационных пунктов 2

  1.  Выбор трассы линии передачи 2
  2.  Расчет длин регенерационных участков 4
  3.  Разработка схемы организации связи 7
    2.1 0рганизация каналов ТЧ 7
    2.2 Организация служебной связи и телеконтроля 9

Расчет цепей дистанционного питания 12

Расчет защищенности регенераторов 15

Расчет помехозащищенности цифровой линии передачи 17

  1.  Расчет допустимой вероятности ошибки в проектируемом
    линейном тракте 17
  2.  Расчет ожидаемой помехоустойчивости цифровой линии
    передачи 18

6 Состав оборудования регенерационных пунктов 20

7 Технико-экономическое обоснование 22
Заключение 24
Литература 25


Приложение 1     Схема организации связи.     Лист 1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22611. ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОГО ОПОРУ ПРОВІДНИКА 37.5 KB
  Змінюючи струм від мінімального до максимального значень зніміть вольтамперну характеристику опору провідника. Визначте абсолютну похибку  будьякого окремо взятого вимірювання за формулою середнього квадратичного відхилення питомого опору S та порівняйте її з похибкою визначеною за методом НК. Дайте відповідь на запитання: Чи підвищується точність визначення питомого опору при багаторазових вимірюваннях 6.
22612. ОСЦИЛОГРАФ. Включення осцилографа 41.5 KB
  Включення осцилографа. Дочекайтесь появлення на екрані осцилографа лінії розгортки або електронної плямияка створюється електронним променем. Якщо на екрані осцилографа нема нічого установіть тумблер РАЗВЕР. Калібровка осцилографа.
22613. Вивчення коливань фізичного маятника 210.5 KB
  Вивчення коливань фізичного маятника. Експериментальне вивчення коливального руху маятникастержня у гравітаційному полі Землі. Маятникстержень макетна установка для здійснення коливального руху маятника та вимірювання періоду його коливань. У випадку фізичного маятника мал.
22614. Визначення густини твердого тіла. Особливі методи зважування 93.5 KB
  Конструкція аналітичних терезів. Коромисло головний елемент терезів це рівноплечий важіль з опорною призмою посередині та шальками терезів 2 на кінцях. Точність терезів у значній мірі залежить від якості опор коромисла тому що тертя між призмою та опорною площиною впливає на результати вимірювань. З метою зменшення тертя шальки терезів на кінцях коромисла навішують через системи вантажепід\'ємних призм та подушок.
22615. Методичні вказівки до роботи з комп'ютерними програмами обрахунку даних лабораторних робіт з механіки та вимірювального циклу 414.5 KB
  Значна кількість студентів має ускладнення з застосуванням методу найменших квадратів частинного диференціювання при обробці непрямих вимірюваньз вибором та застосуванням відповідної методики визначення похибок вимірювання. У роботі треба зробити прямі ввимірювання маси та лінійних розмірів тіл правильної геометричної форми і обрахувати густину речовиниз якої зроблене тіло. Вона зкомпонована з програми безпосередніх обчислень та програми Обробка прямих вимірювань яка використовується для обробки результатів спостереженьпов'язаних з...
22616. ВИВЧЕННЯ ПРУЖНОГО УДАРУ ДВОХ КУЛЬ 23.5 KB
  Користуючись методом найменших квадратів МНК визначити модуль пружності сталі E модуль Юнга. Дати оцінку похибки визначення модуля Юнга E за методом НК. Дати оцінку E для одного окремо взятого вимірювання вивести формулу середнього квадратичного відхилення модуля Юнга SЕ . Модуль Юнга сталі E = 20  1010 Н м2 .
22617. Вивчення коливань струни 63 KB
  Якщо у iдеально гнучкої однорiдної струни що має нескiнчену довжину i знаходиться у станi рiвноваги вiдтягнути маленьку дiлянку та потiм вiдпустити її то виникає збурення яке пересувається вздовж струни у двох протилежних напрямках утворюючи двi бiжучi поперечнi хвилi. Якщо довжина струни скiнчена то бiжучi хвилi вiдбиваються вiд її кiнцiв. Фази та амплiтуди вiдбитих хвиль залежатимуть при цьому вiд положення та засобу закрiплення кiнцiв струни.
22618. Прямі вимірювання 929.5 KB
  Щоб отримати наближені значення похибки у формулу підставляють не істинне а так зване дійсне значення вимірюваної величини. Коли мова йде про похибки то їх звичайно підрозділяють на 3 категорії: промахи систематичні похибки та випадкові похибки. Промахи або грубі похибки виникають як результат неуважності експериментатора несправності приладів різких відхилень в умовах проведення експерименту стрибок напруги в електричній мережі та таке інше. Систематичні похибки відзначаються тим що не змінюються протягом часу.
22619. Вимірювальний практикум. Механіка 23 KB
  Вступні лекції Перша лекція Друга лекція Третя лекція Вимірювальний практикум Визначення густини твердого тіла Вимірювання струмів та напруг у колах постійного струму Вимірювання опорів за допомогою мостової схеми постійного струму Вимірювання електрорушійної сили ЕРС та напруг компенсаційним методом Градуювання напівпровідникового датчика температури Методичні вказівки до лабораторної роботи €œЕлектронний осцилограф€ Завдання до лабораторної роботи €œВизначення питомого опору провідника€ Механіка Вивчення коливань струни Вивчення...