39324

Особенности построения цифровых систем передачи

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В состав аппаратуры ИКМ120у входят: оборудование вторичного временного группообразования ВВГ оконечное оборудование линейного тракта ОЛТ необслуживаемые регенерационные пункты НРП а так же комплект контрольноизмерительных приборов ИКП. Сформированный в оборудовании ВВГ цифровой сигнал в коде МЧНИ или ЧПИ HDB3 или AMI поступает в оконечное оборудование линейного тракта которое осуществляет согласование выхода оборудования ВВГ с линейным трактом дистанционное питание НРП телеконтроля и сигнализацию о состоянии оборудования линейного...

Русский

2013-10-02

506.5 KB

2 чел.

                Содержание

 Введение  4

1 Описательный раздел

1.1 Выбор и характеристика системы передачи

1.2 Характеристика кабеля

1.3 Характеристики трассы кабельной линии

 2   Расчетный раздел

2.1 Расчет схемы организации связи

2.2 Расчет затухания участков генерации

2.3 Расчет вероятности ошибки

2.4 Расчет напряжения ДП

 3   Конструктивный раздел

Графическая часть проекта

1Схема временного цикла проектируемой СП (подраздел 1.1)

2 Ситуационный план трассы (подраздел 1.3)

3Схема организации связи (подраздел 2.1)

Заключение

Литература


ВВЕДЕНИЕ

Особенности построения цифровых систем передачи.

Интенсивное развитие цифровых систем передачи (ЦСП) объясняется их существенными преимуществами перед аналоговыми системами передачи.

Высокая помехоустойчивость. Представление информации в цифровой форме, т.е. в виде последовательности символов с малым числом разрешенных значений и детерминированной частотой следования, позволяет осуществлять регенерацию этих символов при передаче их по линии связи, что резко снижает влияние помех и искажений на качество передачи информации. В результате обеспечивается возможность пользования ЦСП на линиях связи, на которых аналоговые системы применяться не могут. Так, аппаратура ИКМ-30 позволяет организовать передачу информации по городским многопарным кабелям с бумажной изоляцией, тогда как с помощью аналоговых систем передача по таким кабелям практически невозможна из-за высокого уровня переходных помех.

Цифровые методы передачи весьма эффективны при работе по световым линиям, отличающимся высоким уровнем дисперсионных искажений и нелинейностью электронно-оптических и оптоэлектронных преобразователей.

Независимость качества передачи от длины линии связи. Благодаря регенерации передаваемых сигналов искажения в пределах регенерационного участка ничтожны. Поэтому качество передачи практически не зависит от длины линии связи. Длина регенерационного участка и оборудование регенератора при передаче информации на большие расстояния остаются фактически такими же, как и в случае передачи информации на малые расстояния. Так, при увеличении длины линии в 100 раз длина регенерационного участка уменьшается лишь на 2…3% (при сохранении неизменной верности передачи информации).

Эффективность использования пропускной способности каналов для передачи дискретных сигналов. Эффективное использование каналов цифровых систем для передачи дискретных сигналов обеспечивается при вводе этих сигналов непосредственно в групповой тракт ЦСП. При этом скорость передачи дискретных сигналов может приближаться к скорости передачи группового сигнала. Так, дискретные сигналы, вводимые в групповой тракт на временные позиции, соответствующие одному каналу ТЧ обычно не превышает 9.6 кбит/с. Кроме того, ввод дискретных сигналов непосредственно в групповой тракт цифровых систем позволяет значительно снизить требования к частотной и фазовой характеристикам канала ТЧ, которые являются весьма жесткими при передаче этих сигналов методом вторичного уплотнения канала аналоговых систем передачи.

Более простая математическая обработка передаваемых сигналов. Цифровая форма представления информации позволяет производить математическую обработку сигналов, направленную как на устранение избыточности в исходных сигналах, так и на перекодировании передаваемых сигналов. В результате исходная скорость, например, цифрового телевизионного сигнала, равная 114 Мбит/с, может быть умешена до 35 Мбит/с, а скорость цифрового телефонного сигнала (при некотором ухудшении качественных характеристик канала ТЧ) – до 32 кбит/с.

Возможность построения цифровой сети связи. Цифровые системы передачи в сочетании с оборудованием коммутации цифровых сигналов являются основой цифровой сети связи, в которой передача, транзит и коммутация сигналов осуществляются в цифровой форме. Отношение сигнал-шум, обеспечиваемое в оборудовании транзита и коммутации, является достаточно высоким. Следовательно, параметры сигналов практически не зависят от структуры сети, что обеспечивает возможность построения гибкой разветвленной сети связи, обладающей высокой надежностью.

Высокие технико-экономические показатели. Большой удельный вес цифрового оборудования в аппаратном комплексе цифровых систем передачи определяет особенности изготовления, настройки и эксплуатации таких систем. Высокая стабильность параметров каналов ЦСП устраняет необходимость регулировки узлов аппаратуры, в частности узлов линейного тракта в условиях эксплуатации, что существенно повышает технико-экономические показатели цифровых систем. Высокая степень унификации узлов так же упрощает эксплуатацию систем и повышает надежность оборудования. Основу компонентной базы ЦСП составляют цифровые интегральные схемы, массовый выпуск которых осуществляется промышленностью. Широкое применение интегральных схем резко уменьшает трудоемкость изготовления оборудования ЦСП и позволяет значительно снизить его стоимость и габаритные размеры.

Кроме того, передача и коммутация сигналов в цифровой форме позволяет реализовать  весь аппаратный комплекс цифровой сети на чисто электронной основе. Возможность использования в такой сети единого оборудования, осуществляющего операции каналообразования и коммутации, позволяет повысить экономическую эффективность систем связи.


1 ОПИСАТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

1.1 Выбор и характеристика системы передачи

Для обеспечения связи между заданными городами нам нужно выбрать систему передачи, с помощью которой мы будем обеспечивать построение заданного количества каналов. Существует две основные системы передачи – это ИКМ-120у и ИКМ-480. Сутью данной системы является выбор системы передачи, которая обеспечивала нужное количество каналов ТЧ, имела запас на развитие и была экономически выгоднее.

По заданию курсового проекта нам нужно обеспечить: ОП1-ОП2 – 240 каналов ТЧ, ОП1-ПВ – 90 каналов ТЧ, ПВ-ОП2 – 60 каналов ТЧ. Определяется требуемое число систем передачи для организации заданного числа каналов на каждом из участков сети по формуле:

Nсп  =  Nкан/Cсп,                              (1)

где Nсп – количество систем, Ссп – емкость системы передачи в каналах ТЧ, Nкан – заданное количество каналов на участках (ОП1-ОП2), (ОП1-ПВ), (ОП2-ПВ).

Но при этом нам нужно обеспечить запас на развитие. Запас каналов на развитие на каждом из участков (ОП1-ОП2; ОП1-ПВ; ПВ-ОП2) определяется по формуле:

Nрез = Nсп ∙ Ссп – Nкан.                  (2)

Рассчитаем по формуле (1) требуемое число систем передачи:

   Nсп (ОП1-ОП2) =270/120=2,25≈3

 Nсп (ОП1-ПВ) =90/120=0,75≈1

Nсп (ОП2-ПВ) =60/120=0,5≈1

Запас каналов на развитие на каждом из участков (ОП1-ОП2; ОП1-ПВ; ПВ-ОП2) рассчитаем по формуле (2):

    Nрез (ОП1-ОП2) =3·120-270=90

 Nрез (ОП1-ПВ) =1·120-90=30

 Nрез (ОП2-ПВ) =1·120-60=60

Таким образом, чтобы обеспечить между ОП1 и ОП2 240 каналов ТЧ нам понадобится как минимум 2 системы передачи ИКМ-120у. Но чтобы обеспечить резерв на развитие мы возьмем 3 системы. Между ОП1 и ПВ нужна одна система ИКМ-120у, между ПВ и ОП2 нам достаточно так же одной системы ИКМ-120у.

Таким образом, мы определили, что наиболее подходящей системой передачи, в нашем случае, будет система ИКМ-120у, так как она обеспечивает передачу достаточного нам количества каналов и более подходит по экономическим соображениям.

В состав аппаратуры ИКМ-120у входят: оборудование вторичного временного группообразования ВВГ, оконечное оборудование линейного тракта ОЛТ, необслуживаемые регенерационные пункты НРП, а так же комплект контрольно-измерительных приборов ИКП.

Схема организации связи с помощью аппаратуры ИКМ-120у показана на рисунке 1. В передающей части оборудования ВВГ формируется групповой поток со скоростью 8448 кбит/с путем побитового объединения четырех цифровых потоков со скоростью 2048 кбит/с. Формирование этих потоков может производиться либо в АЦО аппаратуры ИКМ-30, либо в любой другой аппаратуре, имеющей параметры выходного сигнала, аналогичные АЦО. В приемной части оборудования ВВГ осуществляются обратные преобразования передаваемых цифровых потоков.

Рисунок 1 – Структурная схема аппаратуры ИКМ-120у.

Оборудование ВВГ построено по принципу двухстороннего согласования скоростей с двухкомандным управлением и рассчитано на три режима работы: асинхронный, синхронный и синхронно-синфазный.

Встроенная система контроля и сигнализации позволяет автоматически, без перерыва связи контролировать работу всех узлов оборудования ВВГ, сигнализировать в случае нарушения и определять место неисправности с точностью до блока.

Сформированный в оборудовании ВВГ цифровой сигнал в коде МЧНИ или ЧПИ (HDB-3 или AMI) поступает в оконечное оборудование линейного тракта, которое осуществляет согласование выхода оборудования ВВГ с линейным трактом, дистанционное питание НРП, телеконтроля и сигнализацию о состоянии оборудования линейного тракта, служебную связь между оконечным оборудованием линейного тракта и любым НРП.

Основные параметры системы передачи ИКМ-120у приведены в таблице1:

Таблица 1 – Основные параметры системы передачи

Параметр

Значение параметра

Число организуемых каналов

120

Скорость передачи информации, кбит/с

8448

Тип линейного кода

HDB-3, AMI (МЧПИ,ЧПИ)

Амплитуда импульсов в линии, В

3

Расчетная частота, кГц

4224

Номинальное затухание участка регенерации, дБ

55

Номинальное значение тока ДП, мА

65

Допустимое отклонение тока ДП, мА

3,25

Допустимые значения напряжения ДП,В

480

Максимальное расстояние ОРП-ОРП

240

Максимальное число НРП между ОРП

48

Максимальное число НРП в полу секции ДП

24

1.2  Характеристика кабеля

Для выбранной нами системы передачи наиболее подходящим, по пропускной способности, условиям прокладки, конструктивным и экономическим соображениям, является кабель типа МКСБ4Х4.

Кабель МКСБ предназначен для магистральной и зоновой связи. Цепи их используют в диапазоне до 552 кГц. Кабель имеет медные жилы диаметром 1,2 мм. Кордельно-полистерольная изоляция жил выполнена из полистирольного корделя диаметром 0,8 мм, наложенного открытой спиралью на жилу с шагом 5,3 мм, и двух полистирольных лент толщиной 0,045 и шириной 12 мм. Кордель или лента имеют красную, желтую, синюю или зеленую расцветку.

Для сохранения симметричного расположения жил по углам квадрата в центре четверки помещен опорный кордель диаметром 1,1 мм. Цвета жил в четверке с конца А чередуются по часовой стрелке: красная, зеленая, желтая, синяя; для конца Б эти же цвета чередуются против часовой стрелки. Две симметрично расположенные жилы образуют рабочую пару: первая пара состоит из жил с красной и желтой расцветками изоляции, вторая пара – синей и зеленой. Сердечник состоит из четырех четверок. Каждая из четверок имеет охватывающую нитку определенного цвета. Шаги скруток всех четверок подобраны так, чтобы обеспечить минимальное взаимное влияние между цепями.

В кабеле принята следующая расцветка: первая четверка (счетная) – красная, шаг скрутки 160 мм; вторая четверка (направления) – зеленая, шаг скрутки 175 мм; третья четверка – синяя, шаг скрутки 205 мм; четвертая скрутка – желтая, шаг скрутки 125 мм.

Кабальный сердечник охвачен поясной изоляцией, состоящей из четырех слоев кабельной бумаги К-12. Под или между лентами поясной илоляции проложена мерная лента, на которой через каждые 20 см указаны завод изготовитель, год изготовления и дециметровые деления. По заказу в сердечник отдельных кабелей могут быть заложены сигнальные жилы диаметром 0,9 мм с кордельной полистирольной изоляцией с пятью жилами.

Кабель изготавливают в свинцовой оболочке. Данный кабель бронируют двумя стальными лентами толщиной 0,5 и шириной 50 мм.

Основные электрические параметры кабеля МКСБ4Х4 приведены в таблице 2:

Таблица 2 – Основные параметры кабеля

Параметр

Значение параметра

Сопротивление проводника (Ом/км)

31,85

Сопротивление изоляции (МОм км)

10000

Коэффициент затухания на fт/2 (дБ/км) при Т=20ºС

11,111

Температурный коэффициент изменения затухания (1/град)

2,0*10-3

Волновое сопротивление (Ом)

163

Строительная длина (км)

160

Искусственные линии(км)

0,1…..1,5

Структура кабеля МКСБ 4х4 приведена на рисунке 2.

Система передачи ИКМ-120 является двухкабельной. Такое решение принято по следующим причинам:

-  практически все существующие линии высокочастотного симметричного кабеля на внутризоновой сети являются двухкабельными;

- при однокабельной системе связи максимальное расстояние между необслуживаемыми пунктами для вторичной ЦСП существенно короче (по крайней мере, вдвое), чем при двухкабельной.

   

Рисунок 2  – Структура кабеля МКСБ 4х4

Таблица 3 – Использование пар кабеля при работе СП

Тип пары кабеля

Номер пары

Назначение

1 кабель

1

2

3

Для передачи сигнала по СП1

Для передачи сигнала по СП2

Для передачи сигнала по СП3, СП4

2 кабель

1

2

3

Для приема сигнала СП1

Для приема сигнала СП2

Для приема сигнала СП3,

СП4

1. 3 ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАССЫ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ

Выбор трассы линии передачи 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 линии передач в процессе настройки. Выбранный вариант трассы линии передачи должен также обеспечивать минимальные затраты и наибольшие удобства в процессе ее эксплуатации и возможной последующей реконструкции.

По данному варианту проектируем трассу Брест-Пинск-Кобрин.

Проектируемая трасса кабельной линии связи должна отвечать следующим требованиям:

- иметь минимальную длину и проходить вдоль автомобильных дорог, для обеспечения транспортировки материалов при строительстве и передвижения обслуживающего персонала при эксплуатации проектируемой линии передачи;

- иметь минимальное количество естественных и искусственных
преград на своем пути (рек, болот, карьеров, населенных пунктов,
пересечений с автомобильными и железными дорогами, подземными коммуникациями и т.д.);

- по возможности должна быть удалена от высоковольтных линий передачи (ЛЭП), электрифицированных железных дорог и не иметь с ними пересечений (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.

При невозможности прокладки трассы линии передачи вдоль автомобильных дорог на отдельных участках допускается ее отклонение с целью сокращения длины и обхода естественных и искусственных преград, а также районов залегания полезных ископаемых.

Данная трасса проходит через такие населенные пункты: Жабинка, Дрогичин, Иваново. Трасса проходит по ровной сухой местности, пересекая 3 реки, 3 железные дороги и 2 автомобильные дороги.

Альтернативный путь проходит через следующие населенные пункты: Колпаки, Каленики, Бол. Берестовица, Ружаны, Мантюты, Лесная. Трасса также проходит не по болотистым участкам, пересекая 3 реки, 2 железные дороги и 3 автомобильные дороги.

Сравнительный анализ основного и альтернативного вариантов прокладки кабельной линии связи  представлен в таблице 4.

Данные приведем в таблице 4.

Таблица 4-Варианты прохождения трассы.

Наименьшие характеристики

Основной

Альтернативный

Общая протяженность трассы, км

204,8

225

Протяженность участка ОП1-ПВ, км

88,8

90

Протяженность участка ОП2-ПВ, км

116

135

Количество водных преград

3

3

Количество пересечений с железными дорогами

3

2

Количество пересечений с автодорогами

2

3

Количество пересечений с ЛЭП

Количество населенных пунктов на пути трассы

6

6

Протяженность болотистых участков, км

-

-

Протяженность участков сближения с железными дорогами, км

-

-

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 путем «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 населенные пункты кабель целесообразно закладывать в существующую кабельную канализацию ГТС, что позволит 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.

 

                   2 РАСЧЕТНЫЙ РАЗДЕЛ

2.1 Расчет схемы организации связи

 

Схема организации связи разрабатывается на основе заданного числа каналов и схемы их распределения по магистрали. На схеме указывается расстояние между станциями, организация служебной связи, телеконтроля и дистанционного питания. ОРП устанавливаются при расстояниях превышающих возможности дистанционного питания или при необходимости выделения в промежуточном пункте части каналов или групповых цифровых  потоков. Для размещения НРП определим номинальную длину участка регенерации по формуле:

 Iном  =  Аном /αt max (3)

где Аном - номинальное значение затухания участка регенерации. Для аппаратуры ИКМ120у  Аном=55дБ.

αtmax- коэффициент затухания кабеля на расчетной частоте при максимальной температуре грунта.

Коэффициент затухания кабеля для температуры грунта, отличной от 200 С, определяется по формуле:

  αt =α20·(1-αα(20-t)) (4)

где α20-коэффициент затухания кабеля при температуре 200 С;

αα-температурный коэффициент изменения затухания;

 t- расчетная температура.

В соответствии с техническими характеристиками на полутактовой частоте линейного сигнала f =4224 кГц при t = 20°С коэффициент затухания кабеля МКСБ - 4×4 составляет величину α20 =11,427 дБ/км, температурный   коэффициент изменения затухания αα=1,8710-3 1/град, расчетная температура  грунта t=180С.

Рассчитаем коэффициент затухания кабеля:

αt = 11,427 дБ/км ·(1-1,87·10-3 1/град ·(200С -180С)) = 11,4 дБ/км

Следовательно, номинальная длина участка регенерации:

Iном = 55 дБ/11,4 дБ/км = 4,82км.

Число участков регенерации между обслуживаемыми станциями определяется по формуле:

 Nуч.рег. =  Iоп1-пв/Iном(ОП1-ПВ), (5)

Nуч.рег. =  Iоп2-пв/Iном(ОП2-ПВ),

где I(оп1-пв,оп2-пв)-расстояние между соседними обслуживаемыми пунктами, км.

 Nуч.рег. = 88,8км/4,82км = 18,423 ≈ 19 (ОП1-ПВ),

 Nуч.рег.=116км/4,82км = 24,06 ≈ 25 (ОП2-ПВ).

Укороченные участки размещаются прилегающими к обслуживаемым станциям и дополняются до номинального затухания путем включения искусственных линий (ИЛ).

Проектирование участков длинной <0,5 lном недопустимо, поэтому при
К
(дробная часть при определении Nуч.рег ) = <0.5 проектируются два укороченных участка, длина которых определяется по формуле

lук.уч.= ( lном +К∙ lном )/2    (6)

Подставим значения в формулу (6) и подсчитаем длину укороченного участка:

 lук.уч =(4,82км+0,4234,82км)/2=3,43км (ОП1-ПВ),

 lук.уч =(4,82км+0,064,82км)/2=2,55км (ОП2-ПВ),

ИЛ имеет параметры, эквивалентные отрезкам кабеля от 0,1 до 1,5 км ступенями через 0,1 км. Определить длину ИЛ.

                          lил= lном lук.уч.       (6а)

lил=4,82км 3,43км =1,39км ≈ 1,4 км (ОП1-ПВ),

lил=4,82км 2,55км =2,27км ≈ 2,3 км (ОП2-ПВ).

Длина искусственных линий на участке ОП2-ПВ равна 2,3 км, что не соответствует параметрам искусственных линий и мы не можем дополнить укороченный участок  ими.  Дробная часть при определении Nуч.рег К=0,06 - это очень маленькое значение. У нас получилось 24 участка регенерации и мы знаем , что для нашей системы передачи  Iном = км . Ссылаясь на выше сказанное возьмем 6 участков регенерации с  Iном=4,83 км и 18 участков регенерации с Iном=4,82км.

Укороченные участки прилегают к обслуживаемым станциям. Число НРП между обслуживаемыми станциями определяется по формуле

Nнрп = Nуч.рег.-1

Nнрп(ОП1-ПВ) = 19-1 = 18 (ОП1-ПВ),

Nнрп(ОП2-ПВ) = 24-1 = 23 (ОП2-ПВ).

Распределение длин участков регенерации приведем в таблице 5.

Таблица 5- Размещение регенераторов

Наименование участка регенерации

lуч.рег., км

ОП-1-НРП 1/1

3,43+1,4

НРП 1/1-НРП 2/1

4,82

НРП 18/1-ПВ

4,82

ПВ-НРП ½

4,83

НРП 1/2-НРП 2/2

4,82

НРП 2/2-НРП 3/2

4,83

НРП 3/2-НРП 4/2

4,82

НРП 4/2-НРП 5/2

4,83

НРП 5/2-НРП 6/2

4,82

НРП 6/2-НРП 7/2

4,83

НРП 7/2-НРП 8/2

4,82

НРП 8/2-НРП 9/2

4,83

НРП 9/2-НРП 10/2

4,82

НРП 10/2-НРП 11/2

4,83

НРП 11/2-НРП 12/2

4,82

НРП 12/2-НРП 13/2

4,82

НРП 13/2-НРП 14/2

4,82

НРП 23/2-ОП-2

4,82

Так как  для выбранной СП используется несколько типов НРП, то приведем таблицу распределения НРП на проектируемой линии.

Таблица 6- Распределение НРП на проектируемой линии

Тип НРП

ТМСС с УСС

ТМСС без УСС

Порядковый

номер НРП

1/1, 5/1, 9/1, 13/1, 1/2, 5/2, 9/2, 13/2, 17/2     

2/1, 3/1, 4/1, 6/1, 7/1, 8/1, 10/1, 11/1, 12/1, 14/1, 2/2, 3/2, 4/2, 6/2, 7/2, 8/2, 10/2, 11/2, 12/2, 14/2, 15/2, 16/2, 18/2, 19/2, 20/2

2.2 Расчет затухания участков регенерации

Для проверки правильности предварительного размещения НРП, необходимо определить вероятность ошибки, которая зависит от величены защищенности. Защищенность определяется разностью уровней полезного сигнала и помех. Уровень полезного сигнала зависит от затухания участка регенерации, которое мы определим по формуле

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= αt∙ lкаб.+ α20∙ lил,    (8)

где lкаб. – длина кабеля на расчетном участке регенерации (lкаб.= lном.);

lил. – эквивалентная длина искусственной линии (р. 2.1 (6а));

αt – коэффициент затухания кабеля на расчетной температуре (р.2.1 (4));

α20 – коэффициент затухания кабеля при температуре 20˚С.

Ауч.рег.=11,4∙3,43+11,427∙1,4=39,1+15,99=55,09 (дБ),

Ауч.рег.=11,4∙4,83=55,06 (дБ),

Ауч.рег.= 11,4∙4,82=54,94 (дБ).

Подставляя данные в формулу, определяем затухание для всех участков регенерации при максимальной температуре грунта. Результаты расчетов сведены в таблицу 7.

Таблица 7 – Затухание участков регенерации

Наименование уч.рег.

lуч.рег., км

Ауч.рег., дБ

ОП-1 – НРП1/1

3,43+1,4

55,09

НРП1/1 – НРП2/1

4,82

54,94

НРП 18/1 - ПВ

4,82

54,94

ПВ – НРП1/2

4,83

54,94

НРП 1/2-НРП 2/2

4,82

54,94

НРП 2/2-НРП 3/2

4,83

55,06

НРП 3/2-НРП 4/2

4,82

54,94

НРП 4/2-НРП 5/2

4,83

55,06

НРП 5/2-НРП 6/2

4,82

54,94

НРП 6/2-НРП 7/2

4,83

55,06

НРП 7/2-НРП 8/2

4,82

54,94

НРП 8/2-НРП 9/2

4,83

55,06

НРП 9/2-НРП 10/2

4,82

54,94

НРП 10/2-НРП 11/2

4,83

55,06

НРП 11/2-НРП 12/2

4,82

54,94

НРП 23/2 – ОП-2

4,82

54,94

2.3 РАСЧЕТ ВЕРОЯТНОСТИ ОШИБКИ

2.3.1 Расчет допустимой вероятности ошибки

Переходные помехи и собственные шумы корректирующих усилителей приводят к появлению ошибок в цифровом сигнале, которые вызывают искажение передаваемой информации. Для обеспечения заданного качества вероятность ошибки нормируется. Общая вероятность ошибки в пределах глобальной сети не должна превышать 1∙10-6, для национальной сети вероятность ошибки не должна превышать значений, заданных в таблице 8.

Таблица 8 – Допустимая вероятность ошибки

Участок сети

Максимальная длина (lмах), км

Допустимая вероятность ошибки (Рош.доп.)

Магистральный

10000

1∙10-7

Внутризоновый

600

1∙10-7

При равномерном размещении регенераторов вероятность ошибки пропорциональна длине связи и определяется по формуле

Рош.доп.лт.= Рош.доп.1кмlоп-оп=( Рош.доп / lмах)∙ lоп-оп   (8)

где Рош.доп.1км – допустимая вероятность ошибки на 1 км линейного тракта;

 lоп-оп – расстояние между оконечными станциями на проектируемой линии.

          Рош.доп.лт.= 1∙10-7/600*204,8=34,12*10-9 (ОП1- ОП2),

Рош.доп. 1∙10-7/600*88,8 =14,8*10-9 (ОП1-ПВ),

Рош.доп. 1∙10-7/600*116=19,3*10-9 (ОП2-ПВ).

2.3.2 Расчет ожидаемой вероятности ошибки

Ожидаемая вероятность ошибки зависит от величины защищенности на входе регенератора.

Для цифровых систем, предназначенных для работы по симметричному кабелю, преобладающими шумами являются шумы от линейных переходов, причем в однокабельных системах – переходные шумы на ближний конец, а в двухкабельных – переходные шумы на дальний конец.

Расчет величины защищенности определяется по формулам в зависимости от схемы организации связи:

Рассчитаем величину защищенности по формуле (т.к. система двухкабельная):

Азд = Аl ср-Ауч.рег-10 lg(n-1)–σl-q,   (9)

где  Ао ср – среднее переходное затухание между нормами кабеля на ближнем конце;

n – количество линейных трактов в кабеле;

Аl ср – среднее переходное затухание на дальнем конце (ЗКА 1х4х1.2 Аср=85дБ; МКСБ 4х4х1.2 Аср=87дБ).

σо – стандартное отклонение Ао ср, дБ;

σl – стандартное отклонение Аl ср, дБ  (принять σl =5дБ);

Ауч.рег – затухание участка регенерации при максимальной температуре грунта, дБ (р.2.2 (9));

q – допуск по защищенности при изготовлении регенераторов (принять равным 3дБ).

Азд =87-55,09-10 lg(4-1)-5-3=87-55,09-4,77-8=19,14

Азд =87-55,06-10 lg(4-1)-5-3=87-55,06-4,77-8=19,17

Азд =87-54,94-10 lg(4-1)-5-3=87-54,94-4,77-8=19,29

От величины защищенности зависит вероятность ошибки. Соотношение между значениями защищенности и вероятностью ошибки для линейного кода НDB-3 приведено в таблице 9.

Таблица 9 – Соотношение между защищенностью и вероятностью ошибки

Аз, дБ

16.6

17.7

18.8

19.7

20.5

21.1

21.7

Рощ

1∙10-3

1∙10-4

1∙10-5

1∙10-6

1∙10-7

1∙10-8

1∙10-9

Аз, дБ

22.2

22.6

23.0

23.4

23.7

24.0

24.3

Рощ

1∙10-10

1∙10-11

1∙10-12

1∙10-13

1∙10-14

1∙10-15

1∙10-16

Пользуясь расчетными формулами , определяем величину защищенности и из таблицы выбираем значение вероятности ошибки по отдельным РУ равное 1∙10-6 .

Так как у нас норма ошибок не выполняется, Рош.ожид. получилась больше Рош.доп.і , то разобьем нашу секцию на большее число участков ,чтобы уменьшить затухание участка регенерации.

Номинальную длину участка регенерации возьмем равную Iном=4,3км. Теперь повторим все расчеты, сделанные в разделе 2.

Определим число участков регенерации между обслуживаемыми станциями:

Nуч.рег.=88,8км/4,3км=20,65≈21(ОП1-ПВ),

                          Nуч.рег.=116км/4,3км=26,9≈27(ОП2-ПВ)

Если укороченный участок больше 0,5 lном, длина участка определяется по формуле

lук.уч.=К∙ lном,        

где К – дробная часть при определении Nуч.рег.

 lук.уч =0,65*4,3=2,8км(ОП1-ПВ),

 lук.уч =0,9*4,3=3,87км(ОП2-ПВ)

Определим длину искусственных линий:

                                    lил= lном –lук.уч. 

                                    lил  =4,3км – 2,8км=1,5км(ОП1-ПВ),

                                    lил  =4,3км – 3,87км=0,43≈0,5км(ОП2-ПВ)

Определим число НРП между обслуживаемыми станциями:

 Nнрп=Nуч.рег.-1

 Nнрп=21-1=20 (ОП1-ПВ),

 Nнрп=27-1=26 (ОП2-ПВ)

Рассчитаем затухание участка регенерации:

                         Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= αtlкаб.+ α20lил

            Ауч.рег.=11,4*2,8+11,427*1,5=31,92+17,14=49(дБ), 

           Ауч.рег.=11,4*3,87+11,427*0,5=44,1+5,7=49,8(дБ),

           Ауч.рег.=11,4*4,3=49(дБ)

Результаты наших расчетов сведем в таблицу 10.

Таблица 10 – Затухание участков регенерации

Наименование уч.рег.

lуч.рег., км

Ауч.рег., дБ

ОП-1 – НРП1/1

2,8+1,5

49

НРП1/1 – НРП2/1

4,3

49

…….......

…………

……………..

НРП 20/1 - ПВ

4,3

49

ПВ – НРП1/2

3,87+0,5

49,08

НРП 1/2-НРП 2/2

4,3

49

            …………

……………..

………….

НРП 26/2-ОП-2

4,3

49

Рассчитаем величину защищенности:

 Азд = Аl ср-Ауч.рег-10 lg(n-1)–σl-q

               Азд =87-49-10 lg(4-1)-5-3=87-49-4,77-8=24,23(ОП1-ПВ),

Азд =87-49,08-10 lg(4-1)-5-3=87-49,08-4,77-8=24,3(ОП2-ПВ)

От величины защищенности зависит вероятность ошибки. Определив величину защищенности, из таблицы 9 выбираем значение вероятности ошибки по отдельным РУ равное 1∙10-16 .

Таблица 11 – Вероятность ошибки для каждого участка регенерации

Участок

Lру

Рош.доп.і

Рош.ожид.

ОП-1 – НРП1/1

2,8+1,5

14,8*10-9 /21

1*10-16

НРП1/1 – НРП2/1

4,3

14,8*10-9/21

1*10-16

……..

НРП 20/1 - ПВ

4,3

14,8*10-9/21

1*10-16

ПВ - НРП1/2

3,87+0,5

19,3*10-9/26

1*10-16

НРП 1/2 – НРП 2/2

4,3

19,3*10-9/26

1*10-16

……..

НРП 26/2 –ОП-2

4,3

19,3*10-9/26

1*10-16

Ошибки в регенераторах возникают независимо друг от друга. Вероятность ошибки в ЦЛТ можно определить как сумму Рош по отдельным регенераторам. Ожидаемая вероятность ошибки линейного тракта определится из формулы

Рош.лт=,     (10)

      где Рош. – вероятность ошибки i-го регенератора;

 n – количество регенераторов, последовательно включенных в цифровой линейный тракт.

Рош.лт=14,8*10-9+19,3*10-9=34,1*10-9

При сравнении допустимой и ожидаемой вероятности ошибок можно сделать вывод, что регенераторы размещены правильно, так как ожидаемая вероятность ошибки меньше допустимого значения вероятности ошибки.

2.4    Расчет напряжения дистанционного

Расчет дистанционного питания производится с целью первоначальной установки напряжения ДП и для контроля исправности цепи ДП в процессе эксплуатации.

Дистанционное питание регенераторов в системе передачи ИКМ-120у осуществляется по фантомным цепям, образованным на парах прямого и обратного направлений передачи с использованием принципа ДП «провод-провод». Устройства приема ДП включаются в цепь ДП последовательно. На ОП (ОРП) устанавливается УДП, представляющее собой высоковольтный стабилизатор тока. На каждом НРП установлено устройство приема ДП, преобразующее ток ДП в напряжение, необходимое для питания обоих односторонних регенераторов и устройства телеконтроля. Напряжение ДП определяется по формуле

Uдп=(Iдп+ ΔΙдп)(Rtºмах+ΔRtºмах)руi +Nнпр·Uнрп,   (12)

где Iдп – номинальное значение тока ДП (Iдп=65мА);

ΔΙдп – допустимое отклонение тока ДП составляет 5% от Iдп (ΔΙдп = 3,25 мА для Iдп = 65 мА);

R t0max – электрическое сопротивление жил кабеля при максимальной температуре t0max(по заданию), Ом/км;

ΔR t0max –максимальное отклонение сопротивления жил кабеля (для МКСБ 4x4x1,2  ΔR t0max составляет 5%  от R t0max).

Lруi – длина i-ого участка регенерации;

Nнпр – число НРП в полусекции ДП;

Uнрп – падение напряжения на одном НРП (Uнрп =17В для НРП с включенным преобразователем напряжения для питания устройств телемеханики, Uнрп =12В для НРП с выключенным преобразователем напряжения для питания устройств телемеханики).

Сопротивление цепи зависит от расчетной температуры и определяется зависимостью

R t0max=R200C[1-αR(200C-t0max)], Ом/км    (13)

где  R20 – сопротивление цепи при 20ºС (справочное значение);

R20ºC =15.95 Ом/км для ЗКА 1х4х1.2

R20ºC =15.85 Ом/км для МКСБ 4х4х1.2

tº- расчетная температура;

αR – температурный коэффициент сопротивления, равный 4∙10-3 1/град.

R t0max=15,85(1-4∙10-3(20-18))=15,48(1-0,004*2)=15,36 (Ом/км);

 ΔR t0max= R t0max *0,05=15,72*0,05=0,768(Ом/км)

Uдп=(65+3,25)(15,36+0,768)*88,8*10-3+5*17+15*12=362,7 В (ОП1-ПВ),

Uдп=(65+3,25)(15,36+0,768)*116*10-3+6*17+20*12=469,68 В (ПВ-ОП2).

Таблица 11 – Значения напряжения ДП

Система передачи

Секция ОП1-ПВ

Секция ОП2-ПВ

1

362,7

469,68

2

362,7

469,68

3

362,7

469,68

4

362,7

---

5

---

469,68

НРП с УСС - №  4, 8, 12, 16,20,24

НРП без УСС - №1, 2,3, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 17, 18, 19,21,22,23, 25,26

При сравнении допустимого значения Uдп= 480В и значения напряжения  в секциях ОП1-ПВ и ОП2-ПВ ,равных 362,7В и 469,68 соответственно ,можно сделать вывод, что еще останется запас напряжения.


3 КОНСТРУКТИВНЫЙ РАЗДЕЛ

3.1 КОМПЛЕКТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

Комплектацию оборудования ОП, ОРП, НРП производят исходя из схемы организации связи с учетом технических возможностей оборудования.

На ОП и ПВ размещаются:

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.). СЛО-У предназначена для организации по одно- или четырехчетверочным кабелям типа МК или ЗК двух двухсторонних линейных трактов  со скоростью передачи 8448 кбит/с, подачи дистанционного питания на НРП, обеспечения телеконтроля, телемеханики и сигнализации о состоянии линейного тракта, а так же организации в линейных трактах служебной связи.

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.);

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.);

В составе станционного оборудования системы передачи ИКМ-120у предусматривае6тся наличие узкой стойки ввода линейной (СВЛ). В этом случае магистральный кабель подключается непосредственно к стойке СВЛ;

НРП-К2 предназначен для установки в смотровых колодцах кабельной сети или в цистернах НУПК-60П и рассчитан на два двусторонних регенератора, корпус чугунный с герметизирующей крышкой, габаритные размеры 580х380х320 мм.

Таблица 14- Комплектация оборудования ИКМ-120у

Наименование

Обозначение

Комплектация

Стойка оборудования линейного тракта оконечного пункта

СЛО-У

Стойка на две системы

Стойка вторичного временного группообразования

СВВГ-У

Имеет один комплект КВВГ-У, с возможностью установки еще 3-х КВВГ-У

Стойка аналого-цифровых каналов

САЦК-1

Поставляется с одним комплектом АКУ-30, с возможностью установки еще 3-х АК-30

Стойка переключения первичных цифровых потоков

СППГ-ПрГ

На 200 трактов передачи и приема ПЦП

Стойка вспомогательная, торцевая

СВТ

Для распределения питания по стойкам ряда и для защиты от перегрузки по току

Стойка ввода линии

СВЛ

На 2 линейных кабеля

Необслуживаемый регенерационный пункт

НРПГ-8у

Содержит оборудование на 8 тракта

При определении качества оборудования в таблице укажем число стоек и дополнительных комплектов для полного использования возможностей. Комплектацию сведем в таблицу отдельно для обслуживаемых и необслуживаемых регенерационных пунктов.

Таблица для обслуживаемых пунктов имеет вид

Таблица 15- Состав оборудования для обслуживаемых станций

Наименование оборудования

Ед. изм.

Количество оборудования

ОП-1

ОП-2

ПВ

Всего

СЛО-У

стойка

2

2

4

8

СВВГ-У

стойка

2

2

1

5

САЦК-1

стойка

4

4

2

10

АКУ-30

комплект

12

11

5

28

СППГ-ПрГ

стойка

2

2

1

5

СВТ

стойка

1

1

1

3

СВЛ

стойка

1

1

1

3

КВВГ-У

комплект

4

4

2

10

НРПГ-2

1

1

1

3

На НРП размещается:

Контейнер   НРП - Г8, включающий в себя 4 комплекта необслуживаемого регенерационного оборудования. Контейнер НРП - Г8 устанавливается на кабельных линиях связи непосредственно в грунт.

КНРО 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.

Таблица 16- Состав оборудования НРП

Наименование

Емкость каналов

Количество оборудования

всего

ОП1-ПВ

ОП2-ПВ

НРП-Г8-У

960

20

26

46

КНРО

240

40

26

66

РЛ-У

120

80

52

132

ТМСС

240

40

26

66

БК

240

40

26

66

ПН

240

40

26

66

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе проектировалась междугородняя цифровая линия передачи между оконечными пунктами Гродно и Барановичи, которая проходит через пункт выделения каналов - Волковыск. Между пунктами Гродно и Барановичи проложено 270 каналов тактовой частоты, между Гродно и Волковысском – 90 каналов тактовой частоты, а между Волковыском и Барановичами – 60 каналов тактовой частоты.

Данная цифровая линия передачи уплотняется аппаратурой вторичной цифровой системы передачи ИКМ-120у.

Спроектированная цифровая линия имеет общую протяженность 180,5 км. В результате расчета мы получили длину регенерационного участка ОП1-ОП2 равную 4,3 км.

 Напряжение ДП на секции ОП1-ПВ равно 362,7В, а на секции ПВ-ОП2 равно 469,68В. Ожидаемая вероятность ошибки по всей длине линейного тракта равна 34,1*10-9.

ЛИТЕРАТУРА

  1.  Скалин Ю.В., Бернштейн А.Г., Финкевич А.Д., «Цифровые системы передачи» : Радио и связь, 1988.
  2.  Гроднев И.И., Грызлов А.Ф. «Линейные сооружения многоканальной электросвязи»
  3.  Левин Л.С. «Аппаратура ИКМ-120» : Радио и связь, 1989.