Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
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 необходимо определить номинальную длину участка регенерации (lном).
Lном = Аном/αt max , (3)
где Аном – номинальное значение затухания участка регенерации (из технических данных на систему передачи) и равно 55 дБ;
αt max – коэффициент затухания кабеля на расчетной частоте при максимальной температуре грунта t=+180С.
Коэффициент затухания кабеля для температуры грунта, отличной от 20 С (справочное значение), определяется по формуле
αt = α20 ∙(1-αα∙(20-t)), (4)
где α20 – коэффициент затухания кабеля при температуре 20˚С;
αα – температурный коэффициент изменения затухания;
t – расчетная температура.
При t= 180C:
αt=11,4 · (1 – 1,9 · 10-3 · (20 – 18)) = 11,36 дБ/км.
Определим номинальную длину участка регенерации по формуле (3) используя результаты вычислений предыдущей формулы
lном =55 дБ/11,36 дБ/км=4,84 км
Число участков регенерации между обслуживаемыми станциями определяется по формуле
Nуч.рег .= lоп1-пв /lном ,
Nуч.рег. = lпв-оп2/lном , (5)
где l оп1-пв – расстояние между обслуживаемыми пунктами ОП1-ПВ, км;
l пв-оп2 – расстояние между обслуживаемыми пунктами ОП2-ПВ, км.
Nуч.рег .= lоп1-пв /lном =73км/4,84км=15,08≈16
Nуч.рег .= l пв-оп2/lном =55км/4,84км=11,36≈12
Укороченные участки размещаются прилегающими к обслуживаемым станциям и дополняются до номинального затухания путем включения искусственных линий (ИЛ).
Проектирование участков длиной < 0,5 lном недопустимо, поэтому при К = < 0,5 проектируются два укороченных участка, длина которых определяется по формуле:
lук.уч. = (lном + К · lном) / 2, (6)
где К – дробная часть при определении Nуч.рег.
В данном случае К1 = 0,08 и К2 = 0,36:
lук.уч1 = (4,84 + 0,08 · 4,84) / 2 = 2,61 км
lук.уч2 = (4,84 + 0,36 · 4,84) / 2 = 3,29 км
ИЛ имеет параметры, эквивалентные отрезкам кабеля от 0,1 до 1,5 км ступенями через 0,1 км. Длину ИЛ определим по формуле:
lил = lном – lук.уч. (6а)
Подставляя числовые значение в формулу имеем:
lил 1 = 4,84 – 2,61 = 2,23 ≈ 2,2 км
lил 2 = 4,84 – 3,29 = 1,55 ≈1,6 км
Необходимое число НРП между обслуживаемыми станциями определим по формуле:
Nнрп = Nуч.рег. – 1 (7)
NОП1-ПВ = 16-1 = 15 НРП
NОП2 – ПВ = 12-1 = 11 НРП
Распределение длин участков регенерации сведём в таблицу 5.
Таблица 5 – Размещение регенераторов
|
Наименование участка регенерации |
lуч.рег., км |
|
ОП1 – НРП 1/1 |
2,61+2,2 ИЛ |
|
НРП 1/1 – НРП 2/1 |
4,84 |
|
… |
… |
|
НРП 15/1 – ПВ |
2,61+2,2 ИЛ |
|
ПВ – НРП1/2 |
3,29+1,6 ИЛ |
|
НРП 1/2 – НРП 2/2 |
4,84 |
|
НРП 2/2 – НРП 3/2 |
4,84 |
|
… |
… |
|
НРП 11/2 – ОП2 |
3,29+1,6 ИЛ |
Мы выбрали тип НРП-Г8, так как наша трасса в основном проходит по деревням и поселкам под землей, а НРП-Г8 предназначен для установки в грунт.
Таблица 6- Распределение НРП-Г8 на проектируемой линии
|
ОП1-ПВ |
ОП2-ПВ |
|||
|
Тип НРП |
ТМСС с УСС |
ТМСС без УСС |
ТМСС с УСС |
ТМСС без УСС |
|
Порядковый номер НРП |
4/1, 8/1,12/1 |
Остальные |
4/2, 8/2 |
Остальные |
|
Количество НРП |
3 |
12 |
2 |
9 |
2.2 Расчёт затухания участков регенерации
Для проверки правильности предварительного размещения НРП необходимо определить вероятность ошибки, которая зависит от величины защищенности.
Защищенность определяется разностью уровней полезного сигнала и помех. Уровень полезного сигнала зависит от затухания участка регенерации, которое определяется 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 (6а);
αt - коэффициент затухания кабеля на расчетной температуре (4);
α20 - коэффициент затухания кабеля при температуре 20˚С.
Подставляя данные в формулу, определяем затухание для всех участков регенерации при максимальной температуре грунта.
АОП1-НПР1/1 = 11,36 · 2,61+11,4 · 2,2 = 55,07 дБ
А НРП15/1 - ПВ = 11,36 · 2,61+11,4 · 2,2 = 55,07 дБ
А ПВ – НРП 1/2 = 11,36 · 3,29+11,4 · 1,6 = 55,04 дБ
А НРП 11/2 – ОП2 = 11,36 · 3,29+11,4 · 1,6 = 55,04 дБ
Аналогично рассчитываем остальные участки и результаты расчетов сносим в таблицу 7.
Таблица 7 – Затухание участков регенерации
|
Наименование уч.рег. |
lуч.рег., км |
Ауч.рег., дБ |
|
ОП1 – НРП 1/1 |
2,61+2,2 |
55,07 |
|
НРП 1/1 – НРП2/1 |
4,84 |
54,98 |
|
… |
… |
… |
|
НРП 15/1 - ПВ |
2,61+2,2 |
55,07 |
|
ПВ – НРП 1/2 |
3,29+1,6 |
55,04 |
|
НРП 1/2 – НРП 2/2 |
4,84 |
54,98 |
|
… |
… |
… |
|
НРП 11/2 – ОП2 |
3,29+1,6 |
55,04 |
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.1км∙lоп-оп=( Рош.доп / lмах)∙ lоп-оп, (9)
где Рош.доп.1км – допустимая вероятность ошибки на 1 км линейного тракта;
lоп-оп – расстояние между оконечными станциями на проектируемой линии.
(lоп-оп= lоп1-пв+ lоп2-пв).
Подставляя числовые значения в формулу, рассчитаем вероятность ошибки, допустимой для участка ОП1 – ПВ и ОП2 – ПВ
Рош.доп. ОП1 – ПВ = ((1 · 10-7) / (6 · 102)) · 73 = 0,17 · 10-9 · 73 = 12,41 · 10-9 ≈
≈ 1,2 · 10-8
Рош.доп. ОП2 – ПВ = ((1 · 10-7) / (6 · 102)) · 55= 0,17 · 10-9 · 55 = 9,35 · 10-9 ≈
≈ 0,9 · 10-8
Рош.доп. ОП1 – ОП2 =1,2 · 10-8 + 0,9 · 10-8 = 2,1 · 10-8
2.3.2 Расчет ожидаемой вероятности ошибки
Ожидаемая вероятность ошибки зависит от величины защищенности на входе регенератора.
Для ЦСП, предназначенных для работы по симметричному кабелю, преобладающими шумами являются шумы от линейных переходов, причем в двухкабельных системах – переходные шумы на дальний конец.
Расчет величины защищённости ведем по формуле:
Азд = Аl ср - Ауч.рег – 10 lg (n-1) - σl - q, (10)
где n – количество линейных трактов в кабеле;
Аl ср – среднее переходное затухание на дальнем конце
(ЗКА 1х4х1.2 Аср = 85дБ; МКСБ 4х4х1.2 Аср = 87дБ).
σl- стандартное отклонение Аl ср, дБ (принять σl =5дБ);
Ауч.рег - затухание участка регенерации при максимальной температуре грунта, дБ (8);
q- допуск по защищенности при изготовлении регенераторов (принять равным 3дБ).
Подставляя числовые значения в формулу имеем:
Aзд. = 87 - 54,98 – 10 lg (3-1) - 5 - 3 = 87 - 54,98 - 10 lg 3 – 5 - 3 = 87 - 54,98 - 5-3 = 21 дБ
Рассчитаем защищенность укороченных участков:
Азд. = НРП15/1 – ПВ = 87 – 55,07 - 10 lg 2 – 5 - 3 = 20,92 дБ
Азд. = ПВ – НРП1/2 = 87 – 55,04 - 10 lg 2 – 5 - 3 = 20,95 дБ
От величины защищенности зависит вероятность ошибки. Соотношение между значениями защищенности и вероятностью ошибки для линейного кода НDB – 3 приведены 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 |
|
Рош.ож. |
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 |
|
Рош.ож. |
1∙10-10 |
1∙10-11 |
1∙10-12 |
1∙10-13 |
1∙10-14 |
1∙10-15 |
1∙10-16 |
Согласно таблице 9 и рассчитанных величин защищенности регенерационных участков имеем Рош.ож.р.у. = 1∙10-8.
Определим вероятность ошибки для каждого участка регенерации и результаты вычислений сведём в таблицу 10.
Таблица 10 – Вероятность ошибки для каждого участка регенерации
|
Участок |
Lру |
Рош.доп. |
Рош.ож. i |
|
ОП1 – НРП1/1 |
2,61+2,2 |
1,2· 10-8 |
1∙10-8 |
|
НРП1/1 – НРП2/1 |
4,84 |
1∙10-8 |
|
|
…….. |
|||
|
НРП 15/1 - ПВ |
2,61+2,2 |
1∙10-8 |
|
|
ПВ - НРП1/2 |
3,29+1,6 |
0,9 · 10-8 |
1∙10-8 |
|
НРП 1/2 – НРП 2/2 |
4,84 |
1∙10-8 |
|
|
……… |
|||
|
НРП 12/2 – ОП2 |
3,29+1,6 |
1∙10-8 |
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 определяется из формулы:
n
Рож. лт. = ∑ Рош. доп. i, (11)
i-1
где Рош i – вероятность ошибки i-го регенератора;
n – количество регенераторов последовательно включенных в цифровой линейный тракт (включая станционный ).
Рож. лт. = ∑ Рош. доп. i=15∙1∙10-8+11∙1∙10-8=26∙1∙10-8.
Таким образом, ожидаемая вероятность ошибки равна допустимой, что соответствует достаточонй помехоустойчивости спроектированной линии связи и о правильности размещения регенераторов на участках проектируемой линии.
2.4 Расчёт напряжения дистанционного питания
Расчёт дистанционного питания (ДП) производится с целью первоначальной установки напряжения ДП и для контроля исправности цепи ДП в процессе эксплуатации.
ДП 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 приёма ДП включаются в цепь ДП последовательно. На ОП (ОРП) устанавливаются УДП представляющее собой высоковольтный стабилизатор тока. На каждом НРП установлено устройство приёма ДП, преобразующее ток ДП в напряжение, необходимое для питания обоих односторонних регенераторов и устройства телеконтроля.
Напряжение ДП определяется по формуле:
n
Uдп = ( Iдп + ∆Iдп ) ( Rt˚max + ∆Rt˚max ) ∑ Lруi +Nнрп ∙ Uнрп , В, (12)
i=1
где Uдп - напряжение на выходе УДП, В;
Iдп – номинальное значение тока ДП (Iдп = 65 мА);
∆Iдп – допустимое отклонение тока ДП составляет 5% от Iдп (∆Iдп= 3,25 мА);
Rt˚max – электрическое сопротивление жил кабеля при максимальной температуре грунта t˚max (по заданию), Ом/км;
∆Rt˚max – максимальное отклонение сопротивления жил кабеля (для симметричного кабеля МКСБ 4×4×1,2 величина ∆Rt˚max составляет 5% от Rt˚max);
Lруi – длина i-го регенерационного участка на полусекции ДП;
n – количество РУ на полусекции ДП;
Nнрп – количество НРП в полусекции ДП;
Uнрп – падение напряжения на одном НРП (для ЦСП ИКМ-120У значение Uнрп = 17В для НРП с включенным преобразователем напряжения, который используется для питания устройств телемеханики. для ЦСП ИКМ-120У значение Uнрп = 12В для НРП с выключенным преобразователем напряжения, который используется для питания устройств телемеханики.).
Сопротивление цепи зависит от расчётной температуры и определяется зависимостью:
Rt˚max = R20˚С [1 – aR ( 20˚C - t˚max )], Ом/км, (13)
где R20˚С – электрическое сопротивление жил кабеля при t˚ = 20˚С ( в соответствии с данными для кабеля МКСБ 4×4×1.2 R20˚С= 15,85 Ом/км );
aR – температурный коэффициент сопротивления (для кабеля МКСБ 1×4×1.2 можно принять aR=4 ∙ 10-3 1/град.).
t° - расчётная температура;
Подставив числовые значения в формулу (13), находим величину Rt˚max для заданной максимальной температуры грунта t˚max=18˚:
Rt˚max = R20˚С [1 – aR ( 20˚C- t˚max )] = 15,85 [1 - 4*10-3 (20 – 18 )] = 15,72 Ом/км
Отсюда получаем:
∆Rt˚max = 0,786 Ом/км
Зная Rt˚max и ∆ Rt˚max, по формуле (12) находим значения напряжения ДП на выходе УДП для секций ОП1-ПВ и ПВ-ОП2.
1) Uдп = (65 · 10-3 + 3,25 · 10-3) (15,72 + 0,786) · 73 + (12 · 12 + 3 · 17) = 273,6В
2) Uдп = (65 · 10-3 + 3,25 · 10-3) (15,72 + 0,786) · 55 + (8 · 12 + 2 · 17) = 191,96 В
Результаты расчетов представлены в таблице 10.
Таблица 11 – Значение напряжения ДП
|
Система передачи |
Секция ОП1 - ПВ |
Секция ОП2 - ПВ |
|
№1 |
273,6 В |
191,96 В |
|
№2 |
273,6 В |
191,96 В |
|
№3 |
273,6 В |
191,96 В |
PAGE 23