Цифровые системы передачи вар

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Исходные данные к курсовому проекту по дисциплине

«Цифровые системы передачи»

№ вар.	ОП-1	ОП-2	ПВ	Noп1-оп2	Noп1-пв	Noп2-пв	tmin°C	tmax°C	Тип кабеля
1	Гродно	Вильнюс	Лида	300	120	60	-3	+17	МКСБ
2	Гродно	Барановичи	Лида	270	90	90	-2	+18	МКСБ
3	Гродно	Барановичи	Волковыск	240	90	60	-3	+17	МКСБ
4	Брест	Барановичи	Береза	270	60	60	-2	+17	МКСБ
5	Брест	Пинск	Кобрин	150	90	30	-3	+16	ЗКА- 1x4x1, 2
6	Гродно	Брест	Барановичи	240	120	90	-3	+17	МКСБ
7	Могилев	Гомель	Бобруйск	300	60	60	-4	+16	МКСБ
8	Брест	Луцк	Ковель	210	30	90	-3	+17	МКСБ
9	Могилев	Чернигов	Гомель	180	120	120	-4	+16	МКСБ
10	Минск	Гродно	Лида	300	180	120	-2	+18	МКСБ
11	Минск	Вильнюс	Молодечно	330	150	30	-3	+17	МКСБ
12	Минск	Бобруйск	Слуцк	210	90	30	-3	+17	МКСБ
13	Гомель	Калинковичи	Речица	150	90	60	-4	+16	ЗКА- 1x4x1, 2
14	Гродно	Брест	Волковыск	270	90	60	-2	+17	МКСБ
15	Могилев	Смоленск	Орша	300	60	60	-3	+17	МКСБ
16	Витебск	Смоленск	Орша	210	90	90	-4	+17	МКСБ
17	Витебск	Даугавлилс	Полоцк	180	120	60	-3	+16	МКСБ
18	Витебск	Могилев	Орша	210	120	120	-3	+17	МКСБ
19	Гомель	Бобруйск	Калинковичи	120	120	60	-2	+18	ЗКА- 1x4x1, 2
20	Полоцк	Орша	Лепель	90	30	30	-4	+16	ЗКА- 1x4x1, 2
21	Могилев	Рославль	Кричев	210	90	30	-3	+18	МКСБ
22	Минск	Могилев	Бобруйск	210	90	60	_2	+19	МКСБ
23	Минск	Гомель	Бобруйск	270	120	120	-3	+18	МКСБ
24	Гомель	Киев	Чернигов	300	60	90	-3	+17	МКСБ
25	Минск	Орша	Борисов	180	120	60	-2	+17	МКСБ
6	Минск	Витебск	Лепель	300	60	60	-2	+18	МКСБ
27	Минск	Даугавпилс	Поставы	210	90	30	-3	+18	МКСБ
28	Минск	Полоцк	Лепель	210	90	60	-2	+18	МКСБ
29	Гродно	Лида	Мосты	150	90	90	-3	+17	ЗКА- 1x4x1, 2
30	Минск	Брест	Барановичи	300	120	120	-2	+17	МКСБ

Номер варианта соответствует номеру студента по журналу.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение 3

1 Размещение регенерационных пунктов 4

Выбор трассы линии передачи 4
Расчет длин регенерационных участков 5
Разработка схемы организации связи 8
2.10рганизация каналов ТЧ 8
2.2 Организация служебной связи и телеконтроля 9

Расчет цепей дистанционного питания 12

Расчет защищенности регенераторов 14

Расчет помехозащищенности цифровой линии передачи 16

Расчет допустимой вероятности ошибки в проектируемом
линейном тракте 16
Расчет ожидаемой помехоустойчивости цифровой линии
передачи 16

6 Состав оборудования регенерационных пунктов 19

7 Технико-экономическое обоснование 21
Заключение 23
Литература 24
Приложение 1 Схема организации связи. Лист 1

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, электрические функциональные схемы, конструкцию аппаратуры современных цифровых систем передачи различных уровней иерархии;

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

Рекомендации по курсовому проектированию.

Основной теоретической базой для изучения данной дисциплины являются знания, полученные по предметам:

1) "Теория электрической связи";

2) “Функциональные устройства”

3) "Цифровая и вычислительная техника";

4) "Метрология, стандартизация и управление качеством";

5) "Направляющие системы".

1 РАЗМЕЩЕНИЕ РЕГЕНЕРАЦИОННЫХ ПУНКТОВ

1.1 Выбор трассы линии передачи

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

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

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

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

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

По географическому расположению данных населенных пунктов выбрать оптимальный вариант прокладки кабельной линии связи. Необходимо рассмотреть два возможных варианта трассы. Основной и резервный (альтернативный) варианты прокладки кабельной линии связи.

Сравнительный анализ основного и альтернативного вариантов прокладки кабельной линии связи представить в Таблице 1, учитывая особенности географического положения ОП1, ОП2 и ПВ.

ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАССЫ ТАБЛИЦА 1

Наименование	Альтернативный вариант	Основной вариант
Общая протяженность трассы, км
Протяженность участка ОП1 - ПВ, км
Протяженность участка ОП2 - ПВ, км
Количество водных преград
Количество пересечений с железными дорогами
Количество пересечений с автомобильными дорогами
Количество пересечений с ЛЭП
Количество населенных пунктов на пути трассы
Протяженность участков сближения с электрифицированными железными дорогами, км

Проанализировав два варианта прокладки кабельной линии связи, необходимо выбрать наиболее удобный.

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.

1.2 Расчет длин регенерационных участков

При проектировании линии связи рекомендуется использовать ЦСП ИКМ – 120У, т.к. она обладает наиболее высокими технико-экономическими показателями.

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

lном = аном / αt°max , км (1)

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

αt°max - коэффициент затухания кабеля на полутактовой частоте линейного сигнала проектируемой ЦСП при максимальной температуре грунта t°maх можно найти по формуле:

αt°max = α20°С [1 - αα (20 °С - t°max)], дБ/км (2)

где α20°С - коэффициент затухания кабеля на полутактовой частоте линейного сигнала проектируемой ЦСП при температуре t° = 20°С;

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

В соответствии с техническими характеристиками, приведенными в [2] для системы передачи ИКМ - 120У на полутактовой частоте линейного сигнала f =4224 кГц при t = 20°С коэффициент затухания кабеля МКСБ - 4X4Х1,2 составляет величину α20°С =11,4 дБ/км, для кабеля ЗКА - 1X4Х1,2 α20°С =11,6 дБ/км, а температурный коэффициент затухания может быть принят равным αα = 1,9 • 10-3 1/град.

Зная αt°max по формуле (1) найти номинальную длину РУ с учетом реальной максимальной температуры грунта на трассе t°max.

Расчет количества РУ на секциях ОП - ПВ производиться по следующей формуле:

n = Lоп-пв/ lном ; (3)

где Lоп-пв – длина секции ОП – ПВ.

Количество РУ на секциях ОП1 - ПВ и ОП2 - ПВ рассчитывается по формулам:

n1 = Lоп1-пв/ lном ; (4)

n2 = Lоп2-пв/ lном ; (5)

где Lоп1-пв – длина секции ОП1 - ПВ;

Lоп2-пв – длина секции ОП2 – ПВ.

Подставляя числовые значения в формулы (4) и (5) и округляя результат до целого числа, определить количество регенерационных участков на секциях ОП1 – ПВ и ОП2 – ПВ.

Определим реальную длину регенерационного участка:

для ОП1 – ПВ:

Lр= Lоп1-пв/ n1; (6)

для ОП2 – ПВ:

Lр= Lоп2-пв/ n2; (7)

Проектирование удлиненных РУ с длиной большей, чем lном не допускается, т.к. вероятность ошибки регенератора значительно возрастает с увеличением затухания РУ относительно номинального значения аном, заданного в технических характеристиках на ЦСП. При этом вероятность ошибки для всего линейного тракта будет определяться в основном вероятностью ошибки на удлиненных РУ с худшим качеством передачи и не будет пропорциональна абсолютной длине линии передачи. Помехозащищенность линейного тракта в этом случае будет зависеть от статистического распределения длин РУ, что в свою очередь приводит к резкому увеличению вероятности ошибки регенератора (снижению помехоустойчивости).

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

Необходимое число НРП определить по формуле:

N = n -1; (8)

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

N1 = n1 -1; (9)

N2 = n2-1; (10)

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

На рисунке 1 привести ситуационный план трассы, на котором условными графическими обозначениями указать:

населенные пункты между которыми устанавливается связь пункты, т.е. ОП1, ОП2 и ПВ;

автомобильные дороги, вдоль которых проходит трасса;

кабельная линия связи со всеми НРП, включенными в линейный тракт;

препятствия, встречающиеся на пути трассы (автомобильные дороги, водные преграды, железные дороги и т.д.).

масштаб и ориентация относительно частей света.

2 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ

2.1 Организация каналов ТЧ

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

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

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АППАРАТУРЫ ИКМ - 120У ТАБЛИЦА 2

ХАРАКТЕРИСТИКА АППАРАТУРЫ	ЗНАЧЕНИЕ
Число организуемых каналов ТЧ	120
Скорость входных потоков, кбит/с	2048
Относительная нестабильность тактовой частоты входных потоков	±3*10 -5
Скорость группового потока, кбит/с	8448
Относительная нестабильность тактовой частоты группового потока	±2*10 -5
Схема организации линейного тракта	Двухкабельная
Максимальная длина линейного тракта, км	600
Длина секции ОРП - ОРП, км	240
Длина регенерационного участка, км	5±1,33 5+з
Затухание регенерационного участка на полутактовой частоте, дБ	5±1535 35
Допустимая частость ошибок в линейном тракте	2*10 -8
Код линейного сигнала	МЧПИ или ЧПИ (HDB-3 или AMI)
Максимальное напряжение ДП, В	480
Ток ДП, мА	65
Число НРП в секции обслуживания	48
Частота следования импульсов, кГц	8
Среднее время восстановления циклового синхронизма, мс	0,75
Величина временных флуктуации, вносимых оборудованием ВВГ, %	15
Максимальная частота согласования скоростей, Гц	102
Диапазон рабочих температур, °С: оконечное оборудование промежуточное оборудование	+5... +40 -40... +50
Габаритные размеры стойки, мм	2600x120x225
Число комплектов на стойке: СВВГ СЛО	4 2
Напряжение питания, В	24; 60
Мощность, потребляемая комплектом временного группообразования, Вт	20

Определить состав аппаратуры ИКМ -120У и назначение блоков.

Схема организации связи с помощью аппаратуры ИКМ - 120У согласно заданию на курсовое проектирование привести на Лист 1. В соответствии с заданием организовать необходимое количество каналов ТЧ между пунктами ОП1 - ОП2, ОП1 - ПВ, ОП2 - ПВ. Для организации связи по заданной схеме необходимо определить количество СП ИКМ -120У. Предусмотреть резервную СП.

2.2 Организация служебной связи и телеконтроля

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

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

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

Основным элементом оборудования служебной связи является усилитель служебной связи (УСС). В аппаратуре ИКМ -120У УСС НРП размещен в отдельном блоке ТМСС, обслуживающем одновременно два цифровых линейных тракта. При этом точки подключения УСС выведены на коммутационное поле и с помощью специальной перемычки УСС может быть включен как в направлении А, так и в направлении Б. Среднее расстояние между усилителями составляет 20 км, а максимальное число последовательно включенных усилителей не превышает 30 (до 10 между обслуживаемыми станциями). При этом состав оборудования НРП остается идентичным, изменяется только схема его подключения.

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

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

Структурную схему организации канала СС привести на Лист 1.

Выбрать расположение УСС. Для первой системы передачи УСС на секции ОП1 - ПВ в направлении передачи ОП1 - ПВ и в направлении ПВ - ОП1 в соответствии с номинальной длинной УУ.

Аналогичным образом определяется расположение УСС для каждой СП на остальных НРП.

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

Система телеконтроля аппаратуры ИКМ - 120У позволяет обнаружить и локализовать следующие неисправности оборудования линейного тракта:

пропадание цифрового сигнала на выходе любого НРП или увеличение коэффициента ошибок на выходе любого НРП выше контролируемого значения;

пропадание принимаемого сигнала на обслуживаемой станции или увеличение коэффициента ошибок в нем выше 3*10 -3;

пропадание передаваемого сигнала на другой обслуживаемой станции;

авария оборудования ВВГ;

снижение избыточного давления в контейнере НРП, открывание крышки НРП, попадание воды в НРП;

повышение расхода воздуха или снижение давления в баллоне установки содержания кабеля под избыточным давлением.

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

ПВ является главной станцией (ГС) и с него осуществляется телеконтроль на секциях ОП1 - ПВ и ОП2 - ПВ всех СП, если расстояние ОП1-ПВ и ОП2-ПВ не превышает 100(120)км.

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

3 РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ ДИСТАНЦИОННОГО ПИТАНИЯ

Привести краткое описание электропитающего оборудования линейного тракта.

Привести схему дистанционного питания аппаратуры НРП.

Описать функции которые выполняет схема дистанционного питания аппаратуры НРП.

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:

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

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)

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

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)

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)

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.

Величина аил может быть найдена из выражения:

аил = α20°С * Lил, дБ (15)

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
ПВ-ОП2
Направление передачи ОП2-ОП1
ОП2-ПВ
ПВ-ОП1

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 подставить числовые значения в формулу (16), и рассчитать допустимую вероятность ошибки в каждом линейном тракте, проектируемой цифровой ЛП для участков ОП1-ПВ, длиной L1 и участка ОП2-ПВ, длиной L2, а также для участка ОП1-ОП2, длиной L=L1+L2.

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)

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
ОП1-ПВ
ПВ-ОП2
Направление передачи ОП2-ОП1
ОП2-ОП1
ОП2-ПВ
ПВ-ОП1

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

САЦК-1 (каркас)	120
АКУ-30	30
КСО	120
ИВЭП	30
СВВГ-У (каркас)	480
КВВГ-У	120
КСО	480
КСС	480
ИВЭП	120
СЛО-У (каркас)	240
КРС	240
УДП	1 ЛТ
КТМ	240
КСО-Л	240
КСС-У	240
КУВ	240

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

НРП-Г8 (каркас)	8
КНРО-2 (каркас)	2
РЛ-У	1
ТМСС	2
ПН	2
БК	2

7 ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

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

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

В связи с этим в данном курсовом проекте проводят расчет годовых затрат 3 на проектируемую цифровую ЛП, который можно определить по формуле

3 = Э + ЕН * К, руб (18)

где Э - эксплуатационные расходы на обслуживание проектируемой ЛП;

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

К- капитальные вложения в проектируемую ЛП.

Капитальные затраты К можно найти из выражения:

К = СА + С К + СМН + СМПК + СКИП, руб. (19)

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

СК- стоимость кабеля;

Смн- стоимость монтажа и настройки аппаратуры ЦСП, трактов и каналов;

Смпк- стоимость монтажа и прокладки кабеля;

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

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

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

СК=ЦК * L, руб. (20)

где Цк - цена 1 км кабеля;

L - общая длина укладываемого кабеля (с учетом двухкабельной схемы организации связи).

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

Стоимость монтажа и прокладки кабеля СМпк может быть принята равной 35% от стоимости кабеля Ск.

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

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

Э = Эу * Ln2/m, руб. (21)

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

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

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

L - длина участка связи.

Для кабеля ЗКА 1x4x1,2 полная канальная емкость составляет величину n =120 * 2 =240 каналов, для МКСБ 4х4х1,2 n = 120 * 4 = 480

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

для участка ОП1-ПВ длиной L1

Э1 = ЭУ * L1n2/m1;

для участка ОП2-ПВ длиной L2

Э2 = ЭУ * L2n2/m2.

Таким образом, суммарные эксплуатационные расходы Э составят: Э=Э1 + Э2. Подставив рассчитанные значения Э и К в формулу (18) находим сумму годовых затрат 3 на проектируемую ЛП.

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

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

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

Коротко описать спроектированную цифровую линию передачи, при этом указать:

• длина проектируемой магистрали;

• длина регенерационного участка на секции ОП1 - ПВ, на секции ОП2 – ПВ при номинальной длине РУ;

• организация ДП на секциях ОП1 -ПВ, ПВ -ОП2;

• данные при расчете защищенности регенераторов. Ожидаемая вероятность ошибки по всей длине линейного тракта: для участка ОП1 - ОП2, для участка ОП1 - ПВ, для участка ОП2 - ПВ;

ЛИТЕРАТУРА

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

«Радио и связь», 1988

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

связь», 1989

3. Атлас автомобильных дорог. Минск 2000.

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе