Выбор и характеристика системы передачи

2016-01-05

524

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

ОПИСАТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

Рекомендациями МККТТ на третичные ЦСП европейской иерархии отвечают 480-канальные системы (ИКМ-480), которые предназначаются для использования на внутризоновых и магистральных участках первичной сети. С помощью комплекса аппаратуры ИКМ-480 организуются пучки каналов по кабелям типа МКТ-4 с коаксиальными парами малого диаметра (1,2/4,6мм). Поэтому для организации связи Орша-Борисов-Минск по коаксиальному кабелю МКТ-4,мы выбрали систему передачи ИКМ-480.

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

N_сп = N_кан/C_сп, (1)

N_{споп1-оп2}= 780/480=1.6 2

N_{споп1-вп}=370/480=0.7 1

N_{споп2-вп}=390/480=0.8 1

где N_сп – количество систем,

С_сп – емкость системы передачи в каналах ТЧ,

N_кан – заданное количество каналов на соответствующих участках ОП1-ОП2, ОП1-ПВ, ОП2-ПВ.

Запас каналов на развитие на каждом из участков ОП1-ОП2, ОП1-ПВ, ПВ-ОП2 рассчитывается по формуле

N_рез = N_сп· С_сп – N_кан. (2)

N_рез=2 · 480-780=180

N_рез=1 · 480-370=110

N_рез=1 · 480-390=90

Комплекс аппаратуры ЦСП ИКМ-480 предназначен для организации на внутризоновых и магистральной сетях связи пучков каналов по кабелю МКТ-4 с парами 1,2/4,6 мм. Аппаратура обеспечивает организацию до 480 каналов ТЧ при скорости передачи группового потока 34 368 кбит/с. Линейный тракт организуется по однополосной четырехпроводной однокабельной схеме.

Длина переприемного участка по ТЧ 2500 км, расстояние между обслуживаемыми регенерационными пунктами до 200 км, длина регенерационного участка 3^+0,15_-0,7км.Групповой цифровой поток со скоростью 34 368 кбит/с формируется с помощью асинхронного или синхронного побитного объединения четырех потоков со скоростью 8448 кбит/с.

Принцип построения структуры цикла передачи тот же, что в системе ИКМ-120. Цикл содержит 2148 импульсных позиций (рис. 2), из которых 2112 информационных и 36 служебных. Сам цикл длительностью 62,5 мкс разбит на три группы. Каждая группа содержит 716 импульсных позиций, из которых 12 используются для передачи служебных сигналов, а остальные 704 импульсные позиции занимают информационные символы. В первой группе на позициях 1...12 передается синхрогруппа 111101000000. Во второй группе на позициях 1...4 передаются первые символы команд согласования скоростей, на позициях 5, 6 — символы служебной связи, на позициях 7, 8 — сигналы аварии и вызова по служебной связи, на позициях 9…12 — вторые символы команд согласования скоростей. В третьей группе на позициях 1...4 передаются третьи символы команд согласования скоростей, на позициях 5...8 — символы дискретной информации, на позициях 9..12 — информационные символы, формируемые при отрицательном согласовании скоростей, на позициях 13...16 при положительном согласовании скоростей ПСС вместо информационных символов передаются балластные символы, которые при приеме информации должны быть изъяты.

ВВГ

ТВГ

Линейный тракт

ВВГ

передача 8448 кбит/с прием 8448 кбит/с

орп

олт

орп

олт

ВВГ

нрп

200 км

нрп

3 км

200 км

ВВГ

2500 км

Рисунок 1. Схема организации связи системы передачи ИКМ-480

В состав аппаратуры входят: оборудование вторичного временного группообразования (ВВГ), оборудование третичного временного группообразования (ТВГ), оконечное оборудование линейного тракта(ОЛТ), необслуживаемые регенерационные пункты (НРП), обслуживаемые регенерационные пункт (ОРП) Стойка ТВГ предназначена для размещения до четырех комплектов аппаратуры третичного группообразования КТВГ и позволяет организовать до четырех третичных цифровых потоков. Комплект ТВГ обеспечивает асинхронное или синхронное объединение и разделение четырех цифровых потоков со скоростью передачи 8448 кбит/с. Принцип построения КТВГ аналогичен построению КВВГ, где используется двустороннее согласование скоростей и двух командное управление, система цикловой синхронизации — адаптивная.Групповой сигнал на выходе оборудования ТВГ преобразуется в код КВП-3 или ЧПИ. По третичному цифровому тракту можно организовать канал служебной связи с использованием дельта-модуляции и четыре канала для передачи дискретной информации со скоростью 16 кбит/с, для чего предусмотрены соответствующие временные позиции в цикле передачи.

Система сигнализации обеспечивает включение рядовой и общестанционной сигнализации при следующих повреждениях:

пропадании любого внешнего напряжения, питающего КТВГ в стойке;
пропадании вторичных напряжений, питающих цепи сигнализации;
пропадании принимаемых цифровых сигналов;
выходе из строя оборудования линейного тракта;
выходе из строя любого блока КТВГ.

Для возможности переключения стандартных цифровых трактов на различные направления в процессе эксплуатации эти тракты заводятся на стандартные стойки коммутации групповых трактов, применяемые в аналоговых системах передачи: первичные цифровые тракты — на стойку коммутации первичных групп СКП, вторичные и третичные цифровые тракты на стойку коммутации вторичных и третичных групп СКВТ. Оборудование линейного тракта позволяет организовать по кабелю МКТ-4 два линейных тракта ИКМ-480 и содержит: линейное оборудование оконечной станции — стойку ОЛТ, обслуживаемые регенерационные пункты ОРП, которые устанавливаются через 200 км, необслуживаемые регенерационные пункты НРП, которых па участке ОРП-ОРП может быть до 66.Для работы НРП и обслуживания линейного тракта организуется дистанционное питание, служебная связь, участковая и магистральная телемеханика, для чего используются коаксиальные и симметричные пары кабеля МКТ-4: четыре коаксиальные пары — для работы линейных трактов двух систем, две симметричные пары — для организации служебной связи, две симметричные пары — для работы участковой телемеханики и одна симметричная пара — для работы магистральной телемеханик.

Таблица 1 – Основные параметры системы передачи

Параметр	Значение параметра
Число организуемых каналов
Скорость передачи информации, кбит/с	34 368
Тип линейного кода	трехуровневый
Амплитуда импульсов в линии, В	24-26В
Расчетная частота, кГц	34 368
Номинальное затухание участка регенерации, дБ
Номинальное значение тока ДП, мА
Допустимые значения напряжения ДП, В
Максимальное расстояние ОРП-ОРП
Максимальное число НРП между ОРП
Максимальное число НРП в полу секции ДП

Характеристика кабеля

Кабель МКТ-4

Малогабаритные коаксиальные кабели МКТ-4 предназначены для строительства кабельных магистралей, устройства рокадных линий между магистралями и вводов радиорелейных линий.

Особенность методики монтажа малогабаритного кабеля состоит в том, что после разделки коаксиальных пар на каждую из них надвигается опорная латунная втулка, скрепляющая концы экранных лент и создающая опору для медных и стальных полумуфт при сращивании внешнего проводника и экрана. Кроме того, для создания опоры под внешними проводниками и недопущения эксцентриситета в местах их обреза на внутренние паники надвигаются полиэтиленовые трубки до упора в пережим баллонной изоляции.

Общий вид смонтированной коаксиальной пары показан на рис. 2

Рис. 2 Общий вид смонтированной коаксиальной пары 1,2/4,6 в разрезе:

7 - ленты изоляции; 2- экран; 3- втулка опорная; 4- кольцо обжимное большое

(№ 4); 5- муфта стальная; б- кольцо обжимное малое (№ 3); 7- внешний

проводник; 8- трубка полиэтиленовая опорная; 9- внутренний проводник;

10- гильза разрезная; 11 - муфта медная; 12-фторопластовая шайба

Рис.2.1.Поясная изоляция.2. Подушка 3. Две бронеленты

Таблица 2 – Основные параметры кабеля

Параметр	Значение параметра
Сопротивление проводника, Ом/км	31,7
Сопротивление изоляции, Мом/км
Коэффициент затухания на fт/2, дБ/км, при Т=20ºС	22,2
Температурный коэффициент изменения затухания, 1/град
Волновое сопротивление, Ом
Строительная длина, км	500 м

Таблица 3 – Использование пар кабеля при работе СП

Тип пары кабеля	Номер пары	Назначение
Коаксиальные пары 1 кабель	1 – передача группового потока 2 – прием группового потока 3 – передача группового потока 4 – прием группового потока	Для работы линейных трактов двух систем
2 кабель	1 – передача группового потока 2 – прием группового потока 3 – передача группового потока 4 – прием группового потока	Для работы линейных трактов двух систем
Симметричные пары		Для организации служебной связи
	Для организации служебной связи
	Для организации участковой телемеханики
	Для организации участковой телемеханики
	Для организации магистральной телемеханики

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 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.

Трасса должна иметь минимальную длину и проходить вдоль шоссейных дорог. Это условие необходимо для обеспечения транспортировки 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 т.д.);

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 в кабеле, создаваемых переменным электрическим током высокого напряжения, в противном случаи должны быть предусмотрены специальные меры для снижения опасных и 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.

Трасса проектируемой ЛП должна проходить между оконечными пунктами ОП1 (Брест) и ОП2 (Слоним) через пункт выделения каналов ПВ (Кобрин).

По географическому расположению данных населенных пунктов выбираем оптимальный вариант прокладки кабельной линии связи. Рассмотрим два возможных варианта трассы.

Таблица 4 – Варианты прохождения трассы

Наименование характеристики	Основной	Альтернативный
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 автодорогами
Количество населенных пунктов на пути трассы
Протяженность болотистых участков, км
Протяженность участков сближения с железными дорогами, км

Проанализировав два варианта прокладки кабельной линии связи выберем наиболее удобный: меньшая протяженность, меньшее количество водных преград, количества пересечений с железными и автомобильными дорогами. Выбираем в качестве основного первый вариант.

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/α_t _max (3)

где Аном – номинальное значение затухания участка регенерации (из технических данных на систему передачи) = 65 дБ;

α_t _max – коэффициент затухания кабеля на расчетной частоте при максимальной температуре грунта = +19 ⁰С.

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

α_t = α₂₀ ∙(1-α_α∙(20-t)) (4)

где α₂₀ – коэффициент затухания кабеля при температуре 20˚С=22,2дБ/км;

α_α – температурный коэффициент изменения затухания = 0,00196 /⁰С;

t – расчетная температура =+19 ⁰С.

α_t₌22,2∙(1-0,00196 *(20-19))= 22,16дБ/км

l_ном = А_ном/α_t =65 /22,16=2,93 км

Число участков регенерации между обслуживаемыми станциями определяется по формуле

Nуч.рег.= l_оп1-пв/l_ном(ОП1-ПВ), Nуч.рег.= l_оп2-пв/l_ном(ОП2-ПВ),

((5)

где l_{(оп1-пв,пв-оп2)} – расстояние между соседними обслуживаемыми пунктами, км. (т.е. ОП1-ПВ и ОП2-ПВ).

Nуч.рег.= l_оп1-пв/l_ном=22 км/ 2,93 км=7,5≈8

Nуч.рег.= l_оп2-пв/l_ном=134 км /2,93 км=45,7≈46

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

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

l_ук.уч.=К∙ l_ном (6)

где К – дробная часть при определении Nуч.рег.

К_оп1-пв=0,5

К_оп2-пв=0,7

Проектирование участков длинной <0,5 l_ном недопустимо, поэтому при
К≤ 0,5 проектируются два укороченных участка, длина которых определяется по формуле:

l_ук.уч.= ( l_ном+К∙ l_ном)/2 (7)

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

l_ил= l_ном–l_ук.уч. (7а)

Значения округлить до эквивалентных отрезков кабеля.

Для ОП1-ПВ : т.к. K≤ 0.5 , то l_ук.уч.= ( l_ном+К∙ l_ном)/2

l_ук.уч.= (2,93 +0,5*2,93)/2 =2,19км

l_ил= l_ном–l_ук.уч.= 2,93 км-2,19км =0,74км

Для ОП2-ПВ : т.к. К>0.5 l_ук.уч.=К∙ l_ном

l_ук.уч.= 0,7∙2,93=2,05км

l_ил= l_ном–l_ук.уч.= 2,93 км-2,05км =0,88км

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

Nнрп = Nуч.рег. – 1 (8)

Nнрп_оп1-пв = Nуч.рег_оп1-пв. – 1=8-1=7

Nнрп_оп2-пв = Nуч.рег_оп2-пв. – 1=46-1=45

Поскольку от ОРП до ОРП максимальное количество НРП 66,необходимо на участке ОП1-ПВ поставить ОРП.

Распределение длин участков регенерации сведем в таблицу 5.

Таблица 5 – Размещение регенераторов.

Наименование участка регенерации	l_уч.рег, км
ОП-1 – НРП1/1	2,19+ИЛ(0,74)
НРП1/1 – НРП2/1	2,93
∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙
НРП 7/1 – ПВ	2,19+ИЛ(0,74)
ПВ – НРП1/2	2,93
НРП1/2– НРП2/2	2,93
∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙
НРП 45/2 – ОП-2	2,05+ИЛ(0,88)

Распределение длин участков регенерации сведем в таблицу 6, которая имеет следующий вид:

Таблица 6 – Размещение регенераторов

Тип НРП	Состав	Порядковый номер НРП
ОП1-ПВ	ОП2-ПВ
НРПГ-2	РЛ – 2 шт., БО(блок обходчика), БТО (блоку частковой телемеханики)	1,2,3,4,5,7, ∑=6	1,2,3,4,5,7,8,9,10, 11,13,14,15,16,17 19,20,21,22,2,25,26,27,28,29,31,32,33,34,35,37,38,39,41,42,43,44,45 ∑=37
НРПГ-2С	РЛ – 2 шт., БТМ, БУСС(блок усилителя служебной связи) вместо БО	∑=1	6,12,18,24,30,36,40,46 ∑=8
НРПГ-2Т	РЛ – 2 шт., БТМ,БО,блок регенератора телемеханики	∑=0	∑=1

∑(НРПГ-2)= 43 ∑(НРПГ-2C)= 9 ∑(НРПГ-2Т)=1

2.2 Расчет 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.= α_t∙ l_каб.+ α₂₀∙ l_ил, (9)

где l_каб. – длина кабеля на расчетном участке регенерации (l_каб.= l_ном.);

l_ил. – эквивалентная длина искусственной линии (7а);

α_t – 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. Расчет привести только для одного участка. Результаты расчетов свести в таблицу 7.

Для участка ОП-1 – НРП1/1:

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= α_t∙ l_каб.+ α₂₀∙ l_ил=22,16*2,19+22,2*0,74=64,95≈65дБ

Для участка НРП1/1 – НРП2/1:

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= 22,16*2,93=64,92≈65дБ

Для участка НРП8/1 – ПВ:

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= 22,16*2,19+22,2*0,74=64,95≈65дБ

Для участка ПВ – НРП1/2:

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= α_t∙ l_каб.+ α₂₀∙ l_ил=22,16*2,05+22,2*0,88=64,96≈65дБ Для участка НРП1/2– НРП2/2:

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= 22,16*2,93=64,95≈65дБ

Для участка НРП 46/2 – ОП-2:

Ауч.рег.=Акаб.+Аил.= α_t∙ l_каб.+ α₂₀∙ l_ил=22,16*2,05+22,2*0,88=64,96≈65дБ

Таблица 7– Затухание участков регенерации.

Наименование участка регенерации	l_уч.рег, км	А_уч.рег.,дБ
ОП-1 – НРП1/1	2,19+ИЛ(0,74)
НРП1/1 – НРП2/1	2,93
НРП 2/1 – НРП3/1	2,93
∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙
НРП7/1 – ПВ	2,19+ИЛ(0,74)
ПВ – НРП1/2	2,93
НРП1/2 – НРП2/2	2,93
∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙
НРП 45/2 – ОП-2	2,05+ИЛ(0,88)

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 (l_мах), км	Допустимая вероятность ошибки (Рош.доп.)
Магистральный		1∙10^-7
Внутризоновый		1∙10^-7

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

Р_{ош.доп.лт.}= Р_{ош.доп.1км}∙l_оп-оп=( Р_ош.доп / l_мах)∙ l_оп-оп (10)

где Р_{ош.доп.1км} – допустимая вероятность ошибки на 1 км линейного тракта;

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

(l_оп-оп= l_оп1-пв+ l_оп2-пв).

Для всего линейного тракта (ОП1 – ОП2):

Р_{ош.доп.лт.}= Р_{ош.доп.1км}∙l_оп-оп=( Р_ош.доп / l_мах)∙ l_оп-оп=(1*10^-7/10000)*156=

=0,156*10^-8;

Рассчитаем Р_ош.доп. для участков (ОП1 – ПВ), (ОП2 – ПВ):

Р_{ош.доп.ОП1-ПВ.}= Р_{ош.доп.1км}∙l_ОП1-ПВ=( Р_ош.доп / l_мах)∙ l_ОП1-ПВ=(1*10^-7/10000)*22=

=0,22*10^-8;

Р_{ош.доп.ОП2-ПВ.}= Р_{ош.доп.1км}∙l_ОП2-ПВ=( Р_ош.доп / l_мах)∙ l_ОП2-ПВ=(1*10^-7/10000)*134=

=0,134*10^-8.

2.3.2 Расчет ожидаемой вероятности ошибки

Ожидаемая вероятность ошибки зависит от величины защищенности на входе регенератора.

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

Для систем передачи, работающих по коаксиальному кабелю, преобладающими являются тепловые шумы. Величина защищенности определяется по формуле

Аз=127+10lg(0.32∙Ауч.рег)-1.4Ауч.рег-10lgF-g-σ, (11)

где Ауч.рег – затухание участка регенерации на полутактовой частоте при максимальной температуре грунта (р. 2.2);

F – скорость передачи цифрового сигнала (Мбит/с);

g – допуск по защищенности на неточность работы регенератора (при расчетах принять равным 3 дБ σ – допуск по защищенности на дополнительные помехи, отличные от тепловых шумов (при расчетах принять равным 7.8дБ).

Участок ОП1-НРП1/1: