39430

Цифровые системы передачи (ЦСП)

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Целью данного курсового проекта является формирование у студентов твердых теоретических знаний в области современных систем телекоммуникаций а также приобретение ими практических навыков и умений по технической эксплуатации и техническому обслуживанию цифровых систем передачи работающих на сети связи Республики Беларусь. Задачи курсового проектирования: изучение основ теории цифровых систем передачи и принципов построения образованных на их базе каналов передачи для видов первичных электрических сигналов телефонных телеграфных звукового...

Русский

2013-10-04

322.5 KB

61 чел.

Введение.

Целью данного курсового проекта является формирование у студентов твердых теоретических знаний в области современных систем телекоммуникаций, а также приобретение ими практических навыков и умений по технической эксплуатации и техническому обслуживанию цифровых систем передачи, работающих на сети связи Республики Беларусь.

Задачи курсового проектирования:

• изучение основ теории цифровых систем передачи и принципов построения образованных на их базе каналов передачи для видов первичных электрических сигналов (телефонных, телеграфных, звукового вещания, факсимильных, передачи данных и т. д.);

• изучение основных характеристик типовых каналов передачи, групповых и линейных цифровых трактов, а также их качеств первичной сети Республики Беларусь;

• изучение принципов действия и устройства основных узлов аппаратуры цифровых систем передачи различных уровней иерархии.

В результате курсового проектирования по данной дисциплине студенты должны знать:

• принципы построения каналов передачи, цифровых групповых и линейных трактов, а также их качественные и количественные характеристики;

• принципы построения аппаратуры цифровых систем передачи с ИКМ;

• устройство и принцип действия основных узлов аппаратуры цифровых систем передачи;

• основные технико-экономические характеристики, функциональные электрические схемы, конструкцию аппаратуры современных цифровых систем передачи различных уровней иерархии;

• принципиальные электрические схемы отдельных узлов и схемотехнику цифровых систем передачи, работающих на первичной сети Республики Беларусь.

Цифровые системы передачи (ЦСП) находят все более широкое распространение на сетях связи. В настоящее время в нашей стране освоен серийный выпуск аппаратуры ИКМ-30, ИКМ-120, ИКМ-480,аппаратуры цифровой передачи сигналов звукового вещания (АЦВ) и др. Разработаны и внедряются в серийное производство аппаратура ИКМ-1920, кодово-импульсной телеграфии (КИТ), цифровой телевизионной соединительной линии (ТСЛ-Ц) и др.

Интенсивное развитие цифровых систем передачи объясняется существенными преимуществами этих систем по сравнению с аналоговыми системами передачи. Основными преимуществами являются следующие.

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. Это обеспечивает возможность использования ЦСП на тех линиях связи, на которые аналоговые системы работать не могут. Так, аппаратура ИКМ-30 позволяет организовать многоканальную передачу по городским многопарным кабелям с бумажной изоляцией, тогда как с помощью аналоговых систем многоканальная передача по таким кабелям невозможна из-за высокого уровня переходных помех.

Цифровые методы передачи информации весьма эффективны при работе по световодным трактам, отличающимся высоким уровнем дисперсионных искажений и большой нелинейностью электроннооптических и оптоэлектронных преобразователей.

Возможность многократного воспроизведения информации без ухудшения качества. Действительно, при аналоговых методах записи звука или изображения каждое воспроизведение вызывает необратимое ухудшение качества записи, а затем и потеря информации. При цифровых методах записи информации, возможно, периодически восстанавливать исходное качество записи; при этом к качеству записи могут быть существенно снижены без ущерба для качества воспроизведения исходного сигнала.

 Независимость качества передачи от длины линии связи. Благодаря регенерации передаваемых сигналов искажения в пределах регенерационного участка ничтожны. Таким образом, качество передачи практически не зависит от длины линии связи. Оборудование регенератора и длина регенерационного участка при передачи информации на большие расстояния фактически такими же, как и при 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).

Стабильность параметров кагалов ЦСП. Стабильность параметров каналов (остаточного затухания, частотной характеристики, величины нелинейных искажений) определяется в основном устройствами обработки сигналов в аналоговой форме. Поскольку такие устройства составляют незначительную часть аппаратурного комплекса цифровых систем передачи, стабильность параметров каналов в таких системах значительно выше, чем в аналоговых системах. Этому способствует также отсутствие в таких системах с временным разделением каналов влияния загрузки систем передачи в целом на параметры отдельного канала.

Кроме того, при временном разделении каналов обеспечивается идентичность параметров всех каналов, что также способствует стабильности характеристик каналов в коммутируемой сети связи, тогда как в системах с частотным разделением параметры каналов зависят от их размещения в линейном спектре системы передачи.

Эффективность использования пропускной способности каналов цифровых систем для передачи дискретных сигналов. Эффективное использование каналов цифровых систем связи 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 вместо одного канала тональной частоты (ТЧ), могут передаваться со скоростью, близкой к 64 кбит/с. Скорость передачи дискретных сигналов при вторичном уплотнении аналогового канала ТЧ обычно не превышает 9,6 кбит/с.Кроме того, ввод дискретных сигналов непосредственно в групповой тракт цифровых систем позволяет значительно снизить требования к линейности амплитудной характеристики 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 различные виды математической обработки сигналов, направленной как на устранение избыточности в исходных сигналах, так и на перекодирование передаваемых сигналов. В результате, например, исходная скорость цифрового телевизионного сигнала, равная 114 Мбит/с, может быть уменьшена до 35 Мбит/с, а скорость цифрового телефонного сигнала (при некотором ухудшении качественных характеристик канала ТЧ) – до 32 кбит/с.

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

Высокие техн6о-экономические показатели. Большой удельный вес цифрового оборудования в аппаратурном 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, в том числе таких, как узлы индивидуального оборудования, также упрощает эксплуатацию систем и повышает надежность оборудования. Важной особенностью систем является то, что основу их радиокомпанентной базы составляют цифровые интегральные схемы, массовый выпуск которых осуществляется промышленностью. Широкое применение интегральных схем резко уменьшает трудоемкость изготовления оборудования цифровых систем передачи и позволяет значительно снизить стоимость и габаритные размеры этого оборудования.

Кроме того, передача и коммутация сигналов в цифровой форме позволяют реализовать весь аппаратурный комплекс цифровой сети связи на чисто электронной основе. Возможность использования в условиях интегральной цифровой сети единого оборудования, осуществляющего операции каналообразования и коммутации, повышает экономическую эффективность систем связи.

Аппаратура ИКМ-30 в течение нескольких лет серийно выпускалась в нашей стране и широко используется на местных сетях связи для организации соединительных линий между городскими АТС, а также в качестве каналообразующей аппаратуры цифровых систем передачи высших ступеней иерархии (ИКМ-120, ИКМ-480, ИКМ-1920).

1.Описательный раздел.

1.1.Выбор и характеристика системы передачи.

Применяемая система передачи должна обеспечивать требуемое число каналов и групповых цифровых потоков, а также иметь запас на развитие. Тип цифровой системы передачи (ИКМ-120 или ИКМ-480) выбирается по значению требуемого числа каналов на каждом из участков.

Определяется требуемое число систем для организации заданного числа каналов на каждом из участков сети по формуле:

Nсп=Nкан/Cсист

(ОП1-ОП2)=(ОП1-ПВ)/(ПВ-ОП2)

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

Nсп=60/120=1;

                                             Nсп=60/120=1;

                                             Nсп=210/120=2.

Где Nкан – заданное количество каналов на участках (ОП1-ОП2), (ОП1-ПВ), (ОП2-ПВ).

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

Nрез = Nсп * Cсп-N кан (по задан.).

Nрез1=2*120-210=30;

                                       Nрез2=1*120-60=60;

                                       Nрез3=1*120-60=60.

Аппаратура ИКМ-120.

Предназначена для организации каналов на местных и внутризоновых сетях путем уплотнения высокочастотных симметричных кабелей ЗКПАП 1*4, МКСА 4*4, МКСАП 4*4, МКССП 4*4, МКСБ 7*4. Аппаратура обеспечивает организацию до 120 каналов ТЧ при скорости передачи группового потока 8448 кбит/с. Линейный тракт организован по двухкабельной четырехпроводной схеме.

В состав аппаратуры входит следующее оборудование: вторичного временного группообразования (ВВГ), аналого-цифрового преобразования сигнала вторичной группы (АЦО-ЧД-2), необслуживаемые регенерационные пункты (НРП).В передающей части оборудования ВВГ формируется групповой поток путем побитового объединения четырех цифровых потоков со скоростью 2048 кбит/с. Формирование этих потоков может происходить либо в аппаратуре ИКМ-30, либо в оборудовании АЦО-ЧД-2. В первом случае с помощью оборудования ВВГ может быть организовано 30*4=120 каналов ТЧ.

Во втором случае в оборудовании АЦО-ЧД-2 формируются три потока со скоростью 2048 кбит/с, которые совместно с четвертым потоком , сформированном в аппаратуре ИКМ-30, подаются на вход оборудования ВВГ. При этом может быть организовано 60+30=90 каналов ТЧ.

Оборудование ОЛТ осуществляет дистанционное питание и контроль НРП, а также организацию служебной связи. Дистанционное питание осуществляется по рабочим кабелям прямого и обратного направлений передачи. Длина секции ДП – 200 км, т.е. через каждые 200 км в линейном тракте устанавливаются  ОРП (стойки ОЛТ). Номинальная протяженность регенерационного участка 5 км. В качестве первичных источников питания используются станционные батареи с номинальным напряжением 60 или 24 В.

Оборудование ВВГ основано на принципе двухстороннего согласования скоростей и двухкамандного управления. Первые два режима используются при передаче цифровых потоков сформированных в аппаратуре ИКМ-30, а третий - при передаче потоков сформированных в АЦО-ЧД-2.  

Оборудование АЦО-чд-2 используется для замены участка линейного тракта аналоговой системы. Поскольку минимальная длина переприемного участка эталонной цепи внутризоновой сети составляет 200 км, а допустимая мощность шума 3пВт/км, псофометрическая мощность шума, вносимого в АЦО-ЧД-2, не должна превышать 600 пВт. Это требование выполняется при 11- разрядном кодировании с использованием нелинейного преобразования с кусочно-линейной  компандирования А=5,4/5.

На стойке САЦО-ЧД-2 размещается по одному комплекту оборудования АЦО-ЧД-2, ВВГ и АЦО аппаратуры ИКМ-30.

Передача линейного сигнала осуществляется в коде КВП-3 или ЧПИ. Затухание регенерационного участка на полутактовой частоте – 55+-10 дБ (компенсация разброса затухания осуществляется цепью АРУ). Дистанционное питание осуществляется по парам прямого и обратного направлений передачи. Предельная величина напряжения ДП составляет 980В.

Телеконтроль линейного тракта производится без перерыва связи по рабочим парам кабеля. Сигналы запроса, вырабатываемые в ОЛТ, и ответные сигналы, вырабатываемые в НРП, передаются по частоте 6,4 кГц. Оборудование телеконтроль может работать как в ручном, так и в автоматическом режимах. В первом случае обеспечивается возможность выбора контролируемых направлений и номера секции, а о втором все направления и секции контролируются поочередно вплоть до обнаружения поврежденного регенератора. Служебная связь ОЛТ-ОЛТ или ОЛТ-НРП осуществляется по парам кабеля в полосе 300-3400 Гц. На стандартной стойке размещается до четырех комплектов ОЛТ, т.е. при полной комплектации обеспечивается организация 480 телефонных каналов.

В аппаратуре используются НРП трех типов . Необслуживаемый регенерационный пункт НРП-Г8, предназначенный для установки в грунт, рассчитан на восемь двусторонних регенераторов и состоит из корпуса, выполненного в виде стальной трубы диаметром 720мм и длиной 600 мм, и выемной кассеты, в которую устанавливаются регенераторы. Регенерационный пункт НРП-К4, предназначенный для установки в смотровые колодцы кабельной сети или в цистерны НУП - К-60П, рассчитан на четыре двусторонних регенератора. КорпусНРП-К4, чугунный, с герметизирующей крышкой; габаритные размеры 5808380*320 мм. Конструкция его унифицирована с НРП, используемым в ИКМ-30. Регенераторационный пункт НРП-02, предназначенный для установки на железобетонных или деревянных опорах, рассчитан на два двусторонних регенератора. Корпус – алюминиевый, габаритные размеры 700*350*320 мм. Контейнеры могут содержаться как под автономным давлением, так и под давлением, установленным в кабельной магистрали.

                         Параметр                                                                          Значение параметра

Число организуемых каналов                                                                             120

Скорость передачи информации, кбит/с                                                    8448 кбит/с

Тип линейного кода                                                                                   КВП – 3 или ЧПИ

Амплитуда импульсов в линии, В

Расчетная частота, кГц

Номинальное затухание участка регенера-

ции, дБ                                                                                                              55+- 10

Номинальное значение тока ДП, мА                                                                   65

Допустимое отклонение тока ДП, мА

Допустимые значения напр-ия ДП, В                                                             980

Максимальное расстояние ОРП-ОРП                                                             240

Максимальное число НРП между ОРП                                                           48

Максимальное число НРП в полусекции ДП                                                   24

1.2.Характеристика кабеля.

Междугородние коаксиальные кабели по виду изоляции на кордельно-бумажные МК, кордельно-полистерольные (стирофлексные) МКС и полиэтиленовые МКП. Наружные оболочки изготавливаются из свинца, алюминия или стали.

Для междугородней связи применяются в основном 4*4 и 7*4 конструкции кабелей, а для Зоновой (внутриобластной связи) – конструкция 1*4. Кабели предназначены для системы передачи К-60 в спектре 252 кГц при напряжении дистанционного питания 1000В постоянного тока (690 В переменного тока). Расстояние между НЦП 20 км между ОЦП 160…250 к5м. Максимальная дальность связи 12500 км.

Кроме того, эти кабели используются для цифровой системы передачи ИКМ-120 и аналоговой системы К-1020 с.

Наибольшее применение имеют кабели с кардельно-полистерольной (стирофлексной изоляцией МКС).

Во всех случаях сердечник кабеля идентичен. Кабели типа МКС изготавливаются 7*4, 4*4, 1*4; строительная длина 825 м. Конструкция наиболее распространенного кабеля МКС 4*4 приведена на рис.2. Диаметр медных жил 1,2 мм. Токогпроводящие жилы высокочастотных четверок изолируются разноцветным полистерольным кабелем диаметром 0,8 мм и полистерольной лентой толщиной 0,05 мм с перекрытием  25-30%. Первая пара каждой четверки состоит из жил красного и желтого цветов, вторая пара из жил синего и зеленого цветов. Центр четверки заполняется стирофлексным корделем диаметром 1,1 мм. Шаги скрутки всех четверок различны, взаимносог7ласованы и лежат в пределах 125-275 мм.

Кабели со свинцовой оболочкой и соответственной броней имеет марки МКСГ, МКСБ и

МКСК. Толщина свинцовой оболочки у МКСБ 1,25 мм, а у остальных – 1,4 мм. Диаметр МКСБ 4*4 – 29 мм, масса 1840 кг/км.

1.3.Характеристика трассы кабельной линии.

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 при строительстве кабельной линии связи, позволяющие снизить затраты при прокладке кабеля в грунт, проведении монтажных и наладочных работ, измерении характеристик кабельной линии и оборудования линейного тракта проектируемой ЛП в процессе застройки. Выбранный вариант трассы ЛП должен также обеспечивать минимальные затраты и наибольшие удобства в процессе ее эксплуатации и возможной последующей реконструкции.

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

Трасса должна иметь минимальную длину и проходить вдоль шоссейных дорог. Это условие необходимо для обеспечения транспантировки материалов при строительстве и передвижении обслуживающего персонала при эксплуатации кабельной ЛП;

Трасса должна иметь минимальное количество естественных и искусственных преград на своем пути (рек, болот, карьеров, населенных пунктов, пересечений с автомобильными и шоссейными дорогами, подземными коммуникациями и др.);

Трасса должна быть, по возможности, удалена от линий электропередач (ЛЭП), электрифицированных железных дорог и не иметь с ними пересечений. Это условие необходимо для уменьшения мешающих влияний и защиты кабельной линии от блуждающих токов в соответствии с установленными требованиями и нормами, что в свою очередь приводит к удорожанию стоимости строительства.

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

Проанализировав два варианта прокладки кабельной линии связи, мы видим, что основной вариант трассы имеет меньшую протяженность, меньшее количество пересечений с автомобильными дорогами, водными преградами, а также основной вариант трассы имеет меньшую протяженность лесистых участков, что показано в таблице 1.

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

Трасса, проектируемая в ЛП в соответствии с исходными данными на курсовое проектирование должна проходить между оконечными пунктами ОП1-Могилев и ОП2-Бобруйск через пункт выделения каналов ПВ-Рогачев.

Географическое расположение данных населенных пунктов и наличие между ними разветвленной сети автомобильных, шоссейных дорог позволяет выбрать оптимальный вариант прокладки кабельной линии связи.

Т.К. при прокладке кабельной линии связи могут возникнуть непредвиденные препятствия, следовательно, нужно иметь основной и альтернативный варианты прокладки кабельной линии связи.

Рассмотрим два возможных варианта трассы. Основной вариант трассы проходит через такие населенные пункты, как:

ОП1-Могилев, д. Дашковка, д. Холстова, г. Быхов, д. Кр. Беларусь, д. Тощица, д. Старое Село, ПВ-Рогачев, д. Заполье, д. Дворец, д. Бортники, ОП2-Бобруйск.

Альтернативный вариант прокладки кабельной линии связи проходит через: ОП1-Могилев, п. Мирный, д.Сидоровичи, д. Годылева, д. Следюки, п. Воронино, д. Селец, д. Обидовичи, д. Звонец, г. Довск, д. Гадиловичи, ПВ-Рогачев, д. Заполье, д. Дворец, д. Бортники, ОП2-Бобруйск.

Проанализировав два варианта прокладки кабельной линии связи, мы видим, что основной вариант трассы имеет меньшую протяженность, меньшее количество пересечений с автомобильными дорогами, водными преградами, а также основной вариант трассы имеет меньшую протяженность болотистых участков, что показано в таблице.

Таблица 1.

                          Наименование     характеристики                

Основной вариант

Альтернативный

вариант

Общая протяженность трассы, км

148,5

184,5

Протяженность участка ОП1-ПВ, км

93,5

27,5

Протяженность участка ОП2-ПВ, км

55

57

Количество водных преград

9

20

Количество пересечений с железными дорогами

3

3

Количество пересечений с автомобильными дорогами

12

20

Количество пересечений с ЛЭП

1

1

Количество населенных пунктов на пути трассы

7

13

Протяженность болотистых участков, км

Протяженность участков сближения с электрифицированными железными дорогами, км

22,5

59,5

Прокладка кабелей на открытой местности осуществляется специальными кабелеукладочными механизмами – кабелеукладчиками. Однако, при наличии участков, где использование кабелеукладчика по условиям местности невозможно, кабель будет укладываться в открытые траншеи, предварительно разработанные механизмами или вручную.

Переходы через автомобильные и железные дороги осуществляется путем «проколов» под насыпью полотна дороги с закладкой кабеля в трубы. Дописать!!!!!!!!!!!

2.Расчетный раздел.

2.1.Расчет схемы организации связи.

Размещение необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП) вдоль кабельной ЛП осуществляется в соответствии с номинальной длиной регенерационного участка (РУ) для проектируемой СП. Определить номинальную длину регенерационного участка можно по формуле:

Lном =Aном /α t max

Aном – номинальное значение затухания участка регенерации (из технических данных на систему передачи);

α t max- коэффициент затухания кабеля на расчетной частоте при максимальной температуре грунта.

Коэффициент затухания кабеля для температура грунта, отличной от 20 С (справочное значение), определяется по формуле

α t= α20 (1- α α (20-t))

α20 – коэффициент затухания кабеля при температуре 20 с;

α α – температурный коэффициент изменения затухания;

t – расчетная температура.

Число участков регенерации между обслуживаемыми станциями определяется по формуле

Nуч.рег.= lоп1-пв/lном (ОП1-ПВ),

Nуч.рег.= lоп2-пв/lном (ОП2-ПВ),

где l(оп1-пв,оп2-пв) – расстояние между соседним обслуживаемыми пунктами, км. (т.е. ОП-ПВ и ОП2-ПВ).

Укороченные участки размещаются прилегающими к обслуживаемым станциям и дополняются до номинального затухания путем включения искусственных линий (ИЛ). Если укороченный участок > 0,5lном, длина участка определяется по формуле

lук.уч.=K* lном

где K– дробная часть при определении

Проектирование участков длиной < 0,5 lном  недопустимо, поэтому при К=< 0,5 проектируются два укороченных участка, длина которых определяется по формуле

lук.уч=( lном + K* lном)/2

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

lил=lном – lук.уч.

Значения округлим до эквивалентных отрезков кабеля.

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

 

Nнрп = Nуч.рег. - 1

Распределение длин участков регенерации занесем в таблицу.

Наименование участка регенерации

             Lуч.рег., км

ОП-1 – НРП1/1

НРП1/1 – НРП2/

НРП М/1 – ПВ

ПВ – НРП1/2

НРП N/2 – ОП2

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

Тип НРП

Порядковый номер НРП

2.2.Расчет затухания участков регенерации.

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

Aуч.рег= Aкаб. + Aил= α t*lкаб + α20*lил

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

      lил – эквивалентная длина искусственной линии

    α t  - коэффициент затухания кабеля на расчетной температуре

     α20 – коэффициент затухания кабеля при температуре 20 С.

Подставив данные в формулу, определим затухание для всех участков регенерации при максимальной температуре грунта.

Aуч.рег=11,36*3,57 + 11,4*1,2 = 40,6 + 14=54,6

Aуч.рег = 11,36*3,48 + 11,4*1,3 = 39,5  + 15=54,5

Наименование участка регенерации

L уч.рег. ,км

Aуч.рег. ,дБ

ОП1-НРП1/1

3,57+ИЛ (1,2)

54,6

НРП1/1 – НРП2/1

4,84

55

НРПM/1 – ПВ

4,84

55

ПВ – НРП1/2

4,84

55

НРПN/2 – ОП2

3,48 + ИЛ(1,3)

54,5

3 РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ ДИСТАНЦИОННОГО ПИТАНИЯ

Первичными источниками электропитания аппаратуры ИКМ-120 служат станционные источники постоянного тока с напряжениями -60В10% или -24В10%. В то же время для питания самой аппаратуры необходимы напряжения, существенно отличающиеся от напряжения первичной сети.

Например, для питания микросхем, на которых построен КВВГ, необходимо напряжение 5 В, а устройство дистанционного питания промежуточного оборудования должно иметь выходное напряжение около 1000 В. Для получения этих напряжений в системе электропитания используются преобразователи напряжения, преобразующие постоянное напряжение первичной сети в переменное, которое затем повышается или понижается до необходимого уровня с помощью трансформаторов и попадает на выпрямители.

Для каждого источника  электропитания существует частота преобразования, при которой его объем в заданных условиях эксплуатации будет наименьшим. Но существует так же и частота преобразования, при которой КПД источника будет наибольшим. Как правило, эти частоты не совпадают, поэтому необходимо найти компромиссное решение этого противоречия.

Для источников электропитания оконечного оборудования аппаратуры ИКм-120 выбранная частота преобразования составляет около 30 к Гц, а в устройствах дистанционного питания - около 20 кГц, при этом удельная мощность устройств электропитания 15…30 Вт/дм3.Снижение уровня высокочастотных помех в этих устройствах достигается благодаря применению специальных высокочастотных фильтров и электромагнитных экранов.

Наряду с получением   необходимых уровней питающих напряжений необходимо обеспечить их высокую стабильность при воздействии различных дестабилизирующих факторов, таких как колебания напряжения первичной сети, изменение нагрузки и температуры окружающей среды. Применяемый способ стабилизации напряжения также оказывает существенное влияние на КПД и габариты источников питания.

Наиболее перспективным в настоящее время является импульсный способ регулирования, при котором регулирующий элемент находится либо в открытом либо в закрытом состоянии. В этом случае удается существенно снизить мощность, выделяющуюся на регулирующем элементе, поскольку в закрытом состоянии он находится под высоким напряжением, но через него не протекает ток, а когда  он открыт, падение напряжения на нем не велико.

С учетом этого во всех устройствах электропитания аппаратуры ИКМ-120 применен импульсный способ регулирования, причем на силовые трансформаторы высокочастотных преобразователей одновременно возлагается роль регулирующих элементов: в состав каждого устройства электропитания введено устройство управления, осуществляющее широтно-импульсную модуляцию импульсов, управляющих работой транзисторов преобразователей. При неизменной частоте преобразования изменение длительности импульсов приводит к изменению среднего значения выпрямленного выходного напряжения.

Электропитание оборудования линейного тракта, располагаемого на НРП, осуществляется дистанционно постоянным стабилизированным током при последовательном включении нагрузок. Дистанционное питание организованно по схеме “провод-провод” по искусственным цепям, образованным на тех  же жилах, по которым осуществляется передача информации.

На ОС располагается устройство дистанционного питания УДП, представляющее собой высоковольтный стабилизатор тока. На каждом НРП установлено устройство приема  дистанционного питания УПДП, преобразующее ток ДП в напряжение, необходимое для питания обоих односторонних регенераторов и устройства телеконтроля.

Одна ОС может обеспечить питанием 24 НРП ,при этом протяженность одной полусекции может достигать 120 км. Если расстояние между ОС превышает указанные значения, то электропитание НРП организуется с двух сторон с помощью двух полусекций ДП. В этом случае максимальное расстояние между ОС может составлять 240 км.

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

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

Uдп1 = (Iдп + ΔIдп) (Rt°max + ΔRt°max)Lру I + Nнрп1 * Uнрп, В                                                 (11)  

Uдп2 = (Iдп + ΔIдп) (Rt°max + ΔRt°max)Lру I + Nнрп2 * Uнрп, В

Uдп1 =(65+3.25)*10-3(15.66+0.78) 4.35+5*17+18*12=414,06В

Uдп2 =(65+3.25)* 10-3(15.66+0.78) 4.74+5*17+14*12=353.87В

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°max  -   электрическое   сопротивление   жил   кабеля   при   максимальной температуре грунта t°max;

ΔRt°max - максимальное   отклонение   сопротивления   жил   кабеля   (для симметричных кабелей ЗКА1х4х1,2 и МКСБ 4х4х1,2 величина ΔRt°max составляет  5%  ОТ  Rt°max)',

Lру I - длина i - го регенерационного участка на полусекции ДП;

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 выключенным преобразователем напряжения).

В случаях, когда максимальная температура грунта отличается от 20 °С, пересчет электрического сопротивления жил кабеля R t°max можно произвести по формуле:

Rt°max = R20°c [1-αR(20°С-t° max )], Ом/ км                                               (12)

Rt°max =15.85(1-0.004(20-17))=15.66 Ом/ км

где R20°c - электрическое сопротивление жил кабеля при t° = 20 °С (в соответствии сданными, приведенными в [2] для кабеля ЗКА 1х 4х1,2 R20°c = 15,95 Ом/км, а для кабеля МКСБ 4х4х1,2 R20°c = 15,85 Ом/км);

αR - среднее   значение   температурного   коэффициента   сопротивления постоянному току (для кабелей ЗКА 1x4x1,2 и МКСБ 4x4x1,2 можно принять αR = 4 * 10 -3 1/град.

Подставив числовые значения в формулу (12), находим величину Rt°max для заданной максимальной температуры грунта t°max.

Затем рассчитать ΔRt°max.

Зная Rt°maxи ΔRt°max ,по формуле (11) находим значение напряжения ДП на выходе УДП для секций ОП1 – ПВ и ПВ - ОП2.

Результаты расчетов представить в Таблице 4.

ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ДП  ТАБЛИЦА 4

СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ

СЕКЦИЯ

ОП1 -ПВ

СЕКЦИЯ

ПВ-ОП2

1

414,06

353.87

2

414,06

353.87

3

414,06

353.87

4

414,06

5

353.87

6

414,06

7

353.87

4 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 А3 может быть записано в виде

Аз = Аср - аt°max – 10lg(к - 1) - δ - q, дБ  (13)

Направление передачи ОП1-ПВ для 1,2,3,5 СП

Аз1 =87-49,42-10 lg(4-1)-5-3=24,8, дБ

ОП2-ПВ для 1,2,4,6 СП

Аз2 =87-53.84-10 lg(4-1)-5-3=20.39, дБ

где Аср - среднее переходное затухание на дальнем конце (для симметричного кабеля ЗКА 1x4x1,2 в соответствии с данными, приведенными в [2] можно принять Аср = 85 дБ, для МКСБ 4х4х1,2 Аср = 87 дБ).

аt°max - затухание РУ при максимальной температуре грунта tmax;

к - число одновременно работающих в кабеле СП (в соответствии со схемой организации связи (Лист 1));

δ - стандартное отклонение величины среднего переходного затухания на дальнем конце Аср (для симметричного кабеля ЗКА 1x4x1,2 и МКСБ 4х4х1,2 можно принять δ = 5 дБ);

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

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

аt°max = αt°max Lру + аил, дБ   (14)

аt°max1=11,364,35=49,42, дБ

аt°max2=11,364,74=53.84 дБ

где    αt°max - коэффициент затухания кабеля на полутактовой

частоте линейного сигнала проектируемой ЦСП, рассчитанный по формуле (2) в подразделе 1.2;

Lру - длина РУ;

аил- затухание вносимое искусственной линией.

где α20°С - коэффициент затухания кабеля на полутактовой частоте линейного сигнала проектируемой ЦСП при t =20 С (определенной в подразделе 1.2);

Lил - эквивалентная электрическая длина искусственной линии.

Подставляя числовые значения в формулу (14) определить затухание РУ на секции ОП1 - ПВ и ОП2 - ПВ.

Подставляя числовые значения в формулу (13) определить защищенность регенераторов по участкам связи.

Результаты расчетов представить в Таблице 5.

ЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИН ЗАЩИЩЕННОСТИ РЕГЕНЕРАТОРОВ ТАБЛИЦА 5

Участок связи

Номер регенератора

Защищенность А3, дБ

Направление передачи ОП1-ОП2

ОП1-ПВ

23

24,8

ПВ-ОП2

19

20,39

Направление передачи ОП2-ОП1

ОП2-ПВ

19

                      20,39

ПВ-ОП1

23

24,8

5 РАСЧЕТ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ ЦИФРОВОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ

5.1 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 ≤ 1/960000 ≈ 10-6

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

PошL ≤ 10-6/25000 ≈ 4*10-10 км -1

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

Pош = 10-10 км -1

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

PошLдоп = 10-10 L (16)

Исходя из вышесказанного подставим числовые значения в формулу (16), и рассчитаем допустимую вероятность ошибки в каждом линейном тракте, проектируемой цифровой ЛП для участков ОП1-ПВ, длиной L1

PошLдоп1 = 10-10100=10-8 км -1

и участка ОП2-ПВ, длиной L2,

PошLдоп2 = 10-1090=9*10-9 км -1

 а также для участка ОП1-ОП2, длиной L=L1+L2.

PошLдоп = 10-10190=1,910-8 км -1

Результаты представить в таблице 6.

 

                          5.2 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

А3, 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

Рош l ож =  Рош i  (17)

Рош l ож =2310-14+1910-7=1910-7

где Рош i - вероятность ошибки i-го регенератора;

n - количество регенераторов последовательно включенных в цифровой линейный тракт.

В соответствии с рассчитанными в разделе 4 значениями защищенности регенератора (Таблица 5), используя данные Таблицы 6, определить ожидаемую вероятность ошибки по всей длине линейного тракта. Для участков ОП1 – ПВ и ОП2 - ПВ. Подставить числовые значения в формулу (17) для участка ОП1-ПВ и участка ОП2-ПВ.

Результаты расчета представить в Таблице  7

ЗНАЧЕНИЯ ДОПУСТИМОЙ И ОЖИДАЕМОЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ ОШИБОК  ТАБЛИЦА 7

Участок связи

Длина ЛТ

Номер СП

Рош l доп

Рош l ож

Направление передачи ОП1-ОП2

ОП1-ОП2

190

1,2,3

1,910-8

1910-7

ОП1-ПВ

100

4,6

10-8

2310-14

ПВ-ОП2

90

5,7

        9*10-9

1910-7

Направление передачи ОП2-ОП1

ОП2-ОП1

190

1,2,3

        1,9 10-8

1.110-8

1.0510-8

1910-7

ОП2-ПВ

90

5,7

9*10-9

1910-7

ПВ-ОП1

100

4,6

            10-8

2310-14

                               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

СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ ОП1, ОП2, ПВ  ТАБЛИЦА 8

Наименование оборудования

Комплектация (емкость) Каналы (СП)

Количество оборудования

Всего

ОП1

ПВ

ОП2

Система передачи

1

2

3

4

6   

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

5

7

САЦК-1 (каркас)

120

1

1

1

1

1

 -

 -

-

1

1

1

1

1

1

1

1

1

14

АКУ-30

30

4

4

1

3

4

-

-

-

3

2

4

4

4

4

1

2

4

44

КСО

120

1

1

1

1

1

-

-

-

1

1

1

1

1

1

1

1

1

14

ИВЭП

30

4

4

1

3

4

-

-

-

3

2

4

4

4

4

1

2

4

44

СВВГ-У (каркас)

480

2

4

2

8

КВВГ-У

120

1

1

1

1

1

-

-

-

1

1

1

1

1

1

1

1

1

14

КСО

480

2

4

2

8

КСС

480

2

4

2

8

ИВЭП

120

1

1

1

1

1

-

-

-

1

1

1

1

1

1

1

1

1

14

СЛО-У (каркас)

240

3

4

3

10

КРС

240

3

4

3

10

УДП

1 ЛТ

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

17

КТМ

240

3

4

3

10

КСО-Л

240

3

4

3

10

КСС-У

240

3

4

3

10

КУВ

240

3

4

3

10

Состав оборудования, размещаемого на НРП, привести в Таблице 9

СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ НРП  ТАБЛИЦА 9

Наименование оборудования

Комплектация (емкость) Каналы (СП)

Количество оборудования

Всего

Секция ОП1-ПВ

Секция ОП2-ПВ

Система передачи

1      2      3      4      6

1       2      3     5      7

НРП-Г8 (каркас)

8

23

19

42

КНРО-2 (каркас)

2

23

23

19

19

84

РЛ-У

1

23

23

23

23

19

19

19

19

168

ТМСС

2

23

23

19

19

84

ПН

2

23

23

19

19

84

БК

2

23

23

19

19

84


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1793. Виховна година: Правильне харчування та здоровий сон – запорука гарного сомопочуття 20.46 KB
  Продовжити знайомство з резервами самопочуння людини, значенням раціонального харчування в системі здорового способу життя, навчити розділяти індивідуальну програму харчової поведінки, продовжити знайомство з компонентами етноздоров'я населення України
1794. Виховна година: Розуміння себе 42 KB
  Довести учням ідею неповторності й унікальності кожної особистості, розвивати здібності аналізувати себе та свої вчинки, виховувати любов до себе та оточуючих, почуття справедливості та гуманності, естетичні смаки та уподобання.
1795. Виховна година: Місія 25.79 KB
  Навчити учнів правильно використовувати свої знання з різних предметів. Виховати в учнів почуття відповідальності не тільки за себе, але і за своїх знайомих і рідних,вміння правильно розприділяти свій час. Розвинути логічне мислення, правильно робити передбачення з даної теми.
1796. Толерантність. Позитивне значення толерантності у формуванні цілісної особистості молодої людини 70.5 KB
  Психологічна установка. Поняття про толерантність. Діагностика толерантної особистості. Мудрість з дерева пізнання (Обговорення висловів видатних людей про толерантність). Виконання творчого завдання в групах.
1797. Друг — це означає другий Я 74 KB
  Учити дітей сприймати різні життєві ситуації, аналізувати їх і знаходити шляхи виходу з них, виховувати у дітей правильне ставлення до таких понять як друг, дружба, розвивати в учнів загальнолюдські чесноти.
1798. Урок-виховний захід. Я і мій класний колектив 23.54 KB
  Навчати учнів культури спілкування, пошуку конструктивних способів вирішення проблемних ситуацій у класі, сприяти поліпшенню психологічного клімату в класі, налагодженню доброзичливих стосунків, виховувати в учнів повагу одне до одного, відповідальність за власні слова і вчинки.
1799. Критерії успішної виховної діяльності вчителя 16.85 KB
  Утримування рівня організованості учнівського колективу як у навчанні так і в позаурочній роботі. Підвищення рівня розвитку учнівського колективу (його згуртованість, активність, ініціативність учнів, виховний вплив колективу на його членів).
1800. Виховний захід: Весвітній день Космонавтики 22.38 KB
  Познайомити з історією святкування Всесвітнього дня авіації і космонавтики, ознайомити з біографією першого космонавта України – Леонідом Каденюком, розвивати творчі здібності, мислення, знання про космос, фізичні основи польоту, прививати цікавість до пізнання космічних просторів.
1801. Виховна година: Безпека людини в небезпечних та надзвичайних ситуаціях 39.5 KB
  Актуалізувати і узагальнити знання учнів з безпечної поведінки під час небезпечних та надзвичайних ситуацій, навчити їх запобігати; формувати в учнів якості свідомої особистості, виховувати мужність і спроможність приймати швидкі і правильні рішення в екстремальних умовах; попередити прояви паніки в небезпечних та надзвичайних ситуаціях.