Характеристика трассы кабельной линии

Выбор трассы линии передачи определяется, прежде всего, географическим расположением пунктов, между которыми должна быть организована связь. Выбранный вариант трассы ЛП должен обеспечивать минимальные затраты и наибольшие удобства при эксплуатации.

В пояснительной записке должны быть перечислены требования, предъявляемые к трассе кабельной линии связи. В соответствии с заданием на курсовое проектирование необходимо выбрать основной и альтернативный варианты, т.к. при реальном проектировании могут возникнуть непредвиденные препятствия.

Привести ситуационный план трассы. Пример ситуационного плана трассы кабельной линии приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Ситуационный план трассы кабельной линии

К плану добавить таблицу характеристики кабельной линии, где указать число пересечений с дорогами и переходов через реки, км в кабельной канализации.

Провести сравнительный анализ вариантов прохождения трассы и результаты свести в таблицу 5.

Таблица 5 – 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 пересечений с ЛЭП
Количество населенных пунктов на пути трассы
Протяженность болотистых участков, км
Протяженность участков сближения с железными дорогами, км

Сделать вывод по рассмотренным вариантам (характеристику трассы кабельной линии выполняют только учащиеся дневной формы обучения).

2 Расчётный раздел

2.1 Расчёт 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 (l_ном).

L_ном = А_ном/α_{t max} , (3)

где А_ном – 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 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;

α_α – температурный коэффициент изменения затухания;

t – расчетная температура.

Число участков регенерации между обслуживаемыми станциями определяется по формуле

N_{уч.рег .}= l_оп1-пв /l_ном ,

N_уч.рег. = l_оп2-пв /l_ном , (5)

где l _оп1-пв – расстояние между обслуживаемыми пунктами ОП1-ПВ, км;

l _пв-оп2 – расстояние между обслуживаемыми пунктами ОП2-ПВ, км.

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

l_ук.уч.= К · l_ном, (6)

где К – дробная часть при определении Nуч.рег..

Проектирование участков длиной меньше половины 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.

Укороченные участки прилегают к обслуживаемым станциям.

Число НРП между обслуживаемыми станциями определяется по формуле

N_нрп = N_уч.рег. – 1. (8)

Распределение длин участков регенерации свести в таблицу 6, где М, N – порядковый номер НРП на участках ОП1-ПВ, ОП2-ПВ соответственно.

Таблица 6 – Размещение регенераторов

Наименование участка регенерации	lуч.рег., км
ОП1 – НРП1/1
НРП1/1 – НРП2/1
…	…
НРП М/1 – ПВ
ПВ – НРП1/2
…	…
НРП N/2 – ОП2

Следует привести таблицу распределения различных типов НРП, используемых на проектируемой линии. Для СП ИКМ-120 определяются НРП с устройствами служебной связи (УСС) и телемеханики и без УСС. Для СП ИКМ-480 определяются типы НРП в соответствии с приложением Б.

Таблица 7 – Распределение НРП на проектируемой линии

	ОП1-ПВ	ОП2-ПВ
Тип НРП
Порядковый номер НРП		……………..		……………..
Количество НРП

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

А_уч.рег.=А_каб. + А_ил. = α_t · l_каб.+ α₂₀ · l_ил, (9)

где l_каб. – длина кабеля на расчетном участке регенерации ;

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 для одного участка длиной l_ном и укороченных участков. Результаты расчетов свести в таблицу 8.

Таблица 8 – Затухание участков регенерации

Наименование уч.рег.	lуч.рег., км	Ауч.рег., дБ
ОП1 – НРП1/1
НРП1/1 – НРП2/1
…	…	…
НРП М/1 - ПВ
ПВ - НРП1/2
…	…	…
НРП N/2 – ОП2

2.3 Расчёт вероятности ошибки

2.3.1 Расчёт 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 9.

Таблица 9 – Допустимая вероятность ошибки

Участок сети	Максимальная длина (lмах), 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).

Следует рассчитать Р_ош.доп для ОП1-ПВ и ОП2-ПВ.

2.2.3 Расчёт ожидаемой вероятности ошибки

Ожидаемая вероятность ошибки зависит от величины защищенности на входе регенератора.

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

Расчет величины защищенности для систем, работающих по симметричному кабелю, определяется по формулам в зависимости от схемы организации связи:

– для однокабельной системы

А_зо = А_{о ср} – А_уч.рег. – 10 lg n – σ_о – q, (11)

– для двухкабельной системы

А_зд = Аl_ср – А_уч.рег – 10 lg(n-1) – σ_l – q, (12)

где А_{о ср} – среднее переходное затухание между парами кабеля на ближнем конце;

n – количество линейных трактов в кабеле;

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

σ_о – стандартное отклонение Ао ср, дБ;

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

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

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

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

А_з=127+10lg(0,32 · А_уч.рег) – 1,4А_уч.рег – 10lgF – g – σ, (13)

где А_уч.рег – затухание участка регенерации на полутактовой частоте при максимальной температуре грунта;

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 7,8 дБ).

От величины защищенности зависит ожидаемая вероятность ошибки Р_ош.ож.. Соотношение между значением защищенности и вероятностью ошибки для линейного кода HDB-3 приведено в таблице 10.

Таблица 10 – Соотношение между защищенностью и ожидаемой 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

Пользуясь расчетными формулами, определить величину защищенности, затем из таблицы следует выбрать значение соответствующей вероятности ошибки по отдельным регенерационным участкам.

Вероятность ошибки определить для каждого участка регенерации и результаты вычислений свести в таблицу 11.

Таблица 11 – Вероятность ошибки для каждого участка регенерации

Участок	Lру	Рош.доп.	Рош.ож. i
ОП-1 – НРП1/1
НРП1/1 – НРП2/1
……..
НРП М/1 - ПВ
ПВ - НРП1/2
НРП 1/2 – НРП 2/2
………
НРП N/2 – ОП-2

Ошибки в регенераторах возникают независимо друг от друга. Вероятность ошибки в ЦЛТ можно определить как сумму Рош.ож. i (oжидаемая вероятность ошибки i –генератора) по отдельным регенераторам. Ожидаемая вероятность ошибки линейного тракта определится из формулы

Р_ож.лт = , (14)

где Р_{ош.ож. i} – ожидаемая вероятность ошибки i-го регенератора;

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

Сравнивая ожидаемую и допустимую вероятность ошибки, сделать вывод о правильности размещения регенераторов на участках ОП1-ПВ и ОП2-ПВ.

2.4 Расчёт напряжения дистанционного питания

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

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

U_дп = [(I_дп + ΔΙ_дп)(R_tºmax+ΔR_tºmax) _руi] + N_нрп · U_нрп, (15)

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

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

R_tºmax – электрическое сопротивление жил кабеля при максимальной температуре t º_max (по заданию), Ом/км;

ΔR_tºmax– максимальное отклонение сопротивления жил кабеля (для МКСБ 4x4x1,2 ΔR_tºmax составляет 5% от R_tºmax);

L_руi – длина i-ого участка регенерации; ΔR_tºmax – максимальное отклонение сопротивления жил кабеля (для МКСБ 4x4x1,2 ΔR_tºmax составляет 5% от R_tºmax);

N_нрп – число НРП в полусекции ДП;

U_нрп – падение напряжения на одном НРП.

На каждом НРП с включенным преобразователем напряжения для питания устройств телемеханики U_нрп = 17В, а для НРП с выключенным преобразователем напряжения для питания устройств телемеханики U_нрп = 12В.

Сопротивление цепи зависит от расчетной температуры и определяется зависимостью

R_tºmax = R_20ºС [1-α_R(20⁰C – t⁰_max)], Ом/км, (16)

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

R_20ºC = 15,95 Ом/км для ЗКА 1х4х1.2;

R_20ºC = 15,85 Ом/км для МКСБ 4х4х1.2;

tº – расчетная температура;

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

Для систем передачи по коаксиальному кабелю расчет напряжения ДП выполняется отдельно для цифрового тракта и для сервисного оборудования. Питание регенераторов цифровой системы организовано по центральным проводникам коаксиальных пар с включением устройств приема ДП в прямой и обратный провод.

Для основного цифрового тракта напряжение ДП определяется по формуле

U_дп = 2 R_tºmax (I_дп + ΔΙ_дп)·l_пс.дп + 2 N_нпр · U_нрп , (17)

где R_tºmax – сопротивление постоянному току центрального проводника коаксиальной пары, Ом/км (16);

l_пс.дп – длина полусекции дистанционного питания.

Для МКТ-4:

I_дп = 200мА;

ΔΙ_дп = 8мА;

R₂₀ = 15,85 Ом/км;

U_нрп = 10В.

l_пс.дп. – длина полусекции ДП.

Определить напряжение ДП для каждой полусекции с учетом колебаний тока ДП и температуры грунта. Результаты расчета сравнить с допустимыми значениями напряжения ДП для заданной системы передачи и сделать вывод. Результаты свести в таблицу 12.

Таблица 12 – Значения напряжения ДП

Системы передачи	Секция ОП1-ПВ	Секция ПВ-ОП2

Сервисное оборудование линейного тракта (служебная связь и участковая телемеханика) работают по 4 – проводной схеме с использованием симметричных пар кабеля. ДП этих устройств осуществляется по фантомной цепи, а дистанционное питание регенераторов магистральной телемеханики (работающей по 2 – проводной цепи) производится по рабочим проводникам. Расчет ДП сервисного оборудования производится по формуле 17а. Исходные данные для расчета приведены в таблице 13.

U_дп =R_t⁰_max(I_дп + ∆I_дп)∙l_пс.дп. + N_нрп · U_нрп . (17а)

Таблица 13 – Исходные данные

Тип СО	Iдп, мА	Падение напряжения, В	Максимальное напряжение, В
ТМУ
ТММ
ПСС-УСС
НРПГ

∆I_дп – составляет 5% от I_дп соответствующего типа ДП.

Расчет выполнить для двух полусекций и по результатам расчета сделать вывод. Результаты свести в таблицу 14.

Таблица 14 – Значения напряжения ДП

Система передачи	Секция ОП1-ПВ	Секция ОП2-ПВ
………………..

Конструктивный раздел

Комплектация оборудования

Комплектацию оборудования ОП, ОРП, НРП производят исходя из схемы организации связи с учетом технических возможностей оборудования. Перечень оборудования для различных систем передачи приведен в приложениях.

При определении качества оборудования в таблице указать число стоек и дополнительных комплектов для полного использования возможностей. Комплектацию свести в таблицы 15, 16 отдельно для обслуживаемых и необслуживаемых регенерационных пунктов.

Таблица 15 – Состав оборудования для обслуживаемых станций

Наименование оборудования	Ед. изм.	Количество оборудования
ОП-1	ОП-2	ПВ	всего
САЦК-1	стойка
АКУ-30	комплект
…………..

Таблица 16 – Состав оборудования НРП

Наименование	Емкость каналов	Количество оборудования	Всего
ОП1-ПВ	ОП2-ПВ

Примеры для заполнения показаны в приложениях А, Б, В.
ПРИЛОЖЕНИЕ А

Система передачи ИКМ-480

Наименование	Обозначение	Комплектация
Стойка оборудования линейного тракта оконечного пункта	СОЛТ-ОП	Стойка на две системы
Стойка третичного временного группообразования	СТВГ	Поставляется с одним комплектом КТВГ с возможностью установки еще трех КТВГ.
Стойка вторичного временного группообразования	СВВГ-У	Имеет один комплект КВВГ-У с возможностью установки еще трех КВВГ-У
Стойка аналого-цифровых каналов	САЦК-1	Поставляется с одним комплектом АКУ-30 с возможностью установки еще трех АКУ-30
Стойка переключения первичных цифровых потоков	СППГ-ПрГ	На 200 трактов передачи и приема ПЦП
Стойка переключения вторичных и третичных цифровых потоков	СПВГ-ТГ	На 160 трактов передачи и приема ВЦП и ТЦП
Стойка вспомогательная, торцевая	СВТ	Для распределения питания по стойкам ряда и для защиты от перегрузки по току
Необслуживаемый регенерационный пункт	НРПГ-2	Содержит оборудование на два линейных тракта

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Состав оборудования НРП СП ИКМ-480

Наименование	НРПГ-2	НРПГ-2С	НРГ-2Т
корпус
Блок РЛ-1
Блок РЛ-2
Блок БО
Блок БУСС	-		-
Блок БУПС	-		-
Блок БТМ
Блок РМТМ	-	-
УОК

Размещение НРПГ на секции дистанционного питания СП ИКМ-480

Тип НРП	Номера НРП в секции ДП
НРПГ-2С	6;12;18;24;30;36;42;48;54;60;66
НРПГ-2Т	10;31;50
НРПГ-2	Все остальные

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Комплектация оборудования ИКМ-120у

Наименование	Обозначение	Комплектация
Стойка оборудования линейного тракта оконечного пункта	СЛО-У	Стойка на две системы
Стойка вторичного временного группообразования	СВВГ-У	Имеет один комплект КВВГ-У с возможностью установки еще трех КВВГ-У
Стойка аналого-цифровых каналов	САЦК-1	Поставляется с одним комплектом АКУ-30 с возможностью установки еще трех АКУ-30
Стойка переключения первичных цифровых потоков	СППГ-ПрГ	На 200 трактов передачи и приема ПЦП
Стойка вспомогательная, торцевая	СВТ	Для распределения питания по стойкам ряда и для защиты от перегрузки по току
Стойка ввода линии	СВЛ	На два линейных кабеля
Необслуживаемый регенерационный пункт	НРПГ-2	Содержит оборудование на восемь и два линейных тракта

Состав оборудования НРП

Наименование оборудования	Обозначение	Емкость каналов
Контейнер	НРП-Г8У
Комплект необслуживаемого регенерационного оборудования	КНРО
Регенератор линейный	РЛ-У
Блок телемеханики и служебной связи	ТМСС
Блок преобразователя напряжения	ПН
Блок коммутации	БК

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Вариант оформления титульного листа курсового проекта

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Учреждение образования «ВЫСШИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ» ФАКУЛЬТЕТ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ КАФЕДРА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ Проектирование цифровой линии передачи Пояснительная записка К курсовому проекту по дисциплине «МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ (ЦИФРОВЫЕ)»   Выполнил(а) студент гр.______ __________ Руководитель преподаватель __________   Минск 2006

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Примеры оформления листа содержания

20мм   СОДЕРЖАНИЕ               25 мм   15 мм Введение……………………………………………………………………… 1 Описательный раздел……………………………………………………… 1.1 Выбор и характеристика системы передачи…………………………… 1.2 Характеристика кабеля………………………………………………….. 2 Расчетный раздел………………………………………………………….. 2.1 Расчет схемы организации связи……………………………………….. 2.2 Расчет затухания участков регенерации……………………………….. 2.3 Расчет вероятности ошибки…………………………………………….. 2.4 Расчет напряжения ДП………………………………………………….. 3 Конструктивный раздел…………………………………………………… Заключение…………………………………………………………………... Литература…………………………………………………………………… Приложение А

10мм 3

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

Пример заполнения основной надписи для чертежей и схем

Форма 1

					КТКС. 2-45 01 03 001 Э1
					ИКМ-480 Схема организации связи	Лит.	Масс	Масшт
		Фамилия	Подп.	Дата	У
Разраб.	Иванов ИИ
Пров.	Сидоров
Т.контр.				Лист 3	Листов 5
					ВГКС гр.ХХХХХХ
Н.контр.
Утв.

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

Параметры передачи зоновых кабелей на полутактовой частоте

Тип кабеля	ZВ, Ом	αα,1/град	αα, дБ/км	Ао, дБ	Аl, дБ
МКС-4х4х1.2		2.0·103	11.427
МКСА-1х4х1.2		1.8·103	10.661
МКСА-4х4х1.2		2.0·103	10.661
МКССт-4х4х1.2		1.9·103	10.766
ЗК-1х4х1.2		1.8·103	11.611
ЗКПА-1х4х1.2		1.8·103	11.611
МКТ-4-1.2/4.6		1.98·103	18.925	-	-

ПРИЛОЖЕНИЕ З

Примерная схема организации связи

Выполните в виде чертежа с заполнением штампа (приложение Е).

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 2.105 – 95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам. – М.: Издательство стандартов, 1996.

2. ГОСТ 2.301 – 68 и др. ЕСКД. Общие правила выполнения чертежей. Сборник. – М.: Издательство стандартов, 1991.

3. ГОСТ 2.701 – 84 и др. ЕСКД. Схемы. Правила выполнения. Сборник. – М.: Издательство стандартов, 1991.

4. Скалин Ю.В., Бернштейн А.Г., Финкевич А.Д.. Цифровые системы передачи. – М.: Радио и связь, 1988. – 272 с.

План 2003/2004, поз. 156

Дубченок Алла Олеговна

Куприянова Ирина Вадимовна

Пулко Екатерина Семеновна

Проектирование

Цифровой линии передачи

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

по дисциплине

«МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ (цифровые)»

для студентов дневной и заочной форм обучения

специальности 2-45 01 03 – Сети телекоммуникаций

Редактор Крюкова Т.Н.

Подписано к печати ___________

Формат 60х84/16

Усл. печ. л._____ уч.-изд. л. _____

Тираж ________ экз. Заказ ______

Учреждение образования

«ВЫСШИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ»

220114, г. Минск, ул. Ф. Скорины тракт, 8, к. 2