В настоящие время на всех участках первичной сети взаимоувязанной сети связи (местной, внутризоновой и магистральной) еще используются аналоговые системы передачи (АСП), работающие по металлическим кабелям связи (К-60П по кабелю типа МКС- 4?4?1,2; К-300 по кабелю МКТ-4; К-1920П и К-3600 по кабелю МК-4 и т. д. ).
На взаимоувязанной сети связи (ВСС) России, как и в большинстве развитых стран, принят и реализуется курс на цифровизацию сети связи. Поэтому возникает необходимость реконструкции существующих участков сети с АСП. Однако предстоит длительный период сосуществования на сети аналоговой и цифровой техники связи. Значительное число соединений будет устанавливаться с использование обоих видов техники связи. Для того чтобы в этих условиях обеспечить заданные характеристики каналов и трактов, принципы проектирования цифровых систем передачи (ЦСП) и АСП должны быть совместимы. Это в первую очередь касается структуры номинальных эталонных цепей, норм на суммарную мощность помех, возможности совместной работы на сети и т. п.
Использование цифровых систем передачи объясняется существенными достоинствами передачи: высокой помехоустойчивостью, слабой зависимостью качества передачи от длины линии связи, стабильностью электрических параметров каналов связи, эффективностью использования пропускной способности при передаче дискретных сообщений и др.
Цель данного курсового проекта — осуществить реконструкцию АСП с использованием ЦСП. Основными типами отечественных ЦСП, применяемыми при реконструкции, являются ЦСП типа ИКМ-120, ИКМ-480С (симметричный кабель) и ИКМ-480 (коаксиальный кабель).
Магистрали с АСП типа К-1920 и К-3600 реконструкции не подлежат и в перспективе будут заменены волоконно-оптическими системами передачи.
Исходные данные:
Структура реконструируемого участка сети приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 — Реконструируемый участок сети Расстояние между пунктами составляет км, км и
км; км, км.
А, Б — сетевые узлы; В, Г, Д, Есетевые станции;
- На участке А-Б работает одна АСП К-1920 по кабелю КМ-4. На участке А-Е, В-Г, работает АСП К-60П по кабелю МКСА-4?4?1,2. На участке Б-В, Б-Д работают АСП К300 по кабелю МКТ-4.
Задача проекта состоит в реконструкции участков сети А-Б путем замены аналоговых систем передачи на цифровые при использовании существующего кабеля, а на участке между сетевыми узлами А-Б проложить оптический кабель. При этом обеспечить организацию следующих типов каналов и цифровых потоков.
«Реконструкция электроснабжения дожимной насосной станции» Студент
... реконструкции электроснабжения дожимной насосной станции, особое внимание будет уделено выбору надежной схемы электроснабжения и выбору электрооборудования. 3 Расчёт электрических нагрузок При выполнении расчета реконструкции электрической сети ... нефти ОАО «Сургутнефтегаза». В связи с этим, обеспечение надежной ... участка электроснабжения; 3. Рациональное использование территории; 4. При реконструкции ...
Таблица 1.1-Исходные данные
КТЧ |
ОЦК |
Е1 ПЦП-2048 |
Сумма КТЧ |
||
А-Е |
|||||
Б-Д |
|||||
Б-В |
|||||
Б-Г |
|||||
В-Г |
|||||
Д-Г |
|||||
Примечание: КТЧ-канал тональной частоты; ОЦК-основной цифровой канал со скоростью 64 кбит/с; ПЦПпервичный цифровой канал со скоростью 2048 кбит/с.
Содержание проекта:
1.Выбрать типы цифровых систем передачи для реконструируемых участков сети;
3.Расчитать допустимые и ожидаемые значения защищенности от помех;
4.Разработать схему организации связи .
5.Составить комплектацию оборудования в п.п. А
Таблица 1.2 — Основные технические характеристики ЦСП
ИКМ-120Н-К ИКМ-120Н |
ИКМ-240/480Н |
ИКМ-480 |
ИКМ-480С |
LS-34-S/CX/OF |
||
Скорость передачи, кбит/с |
||||||
Тип кабеля |
МКТ-4 МКС-4?4 |
МКТ-4 |
МКТ-4 |
МКС-4?4 |
МКТ-4 МКС-4?4 |
|
Код группового линейного сигнала |
HDB-3 |
2B1Q |
HDB-3 |
5B6B |
5B6B |
|
Амплитуда линейного сигнала (Uмс), В |
2,0 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
4,0 |
|
Номинальная длина регенерационного участка, км |
3,5 |
|||||
Затухание регенерационного участка, дБ |
20?70 |
45?85 |
43?73 |
40?85 |
40?85 |
|
Тактовая частота линейного сигнала, кГц |
||||||
Таблица 1.3 — Значения защищенности на дальний конец в межчетверочных комбинациях
f, МГц |
Значения защищенности в дБ на участке кабеля длиной ?1, км |
||||
2,5 |
|||||
0,25 |
5,4 |
5,6 |
|||
0,5 |
71,5 |
4,9 |
68,9 |
5,7 |
|
1,0 |
65,1 |
6,3 |
62,7 |
6,3 |
|
4,0 |
52,9 |
5,7 |
50,6 |
5,4 |
|
5,0 |
51,20 |
6,1 |
49,0 |
5,7 |
|
8,0 |
47,2 |
6,5 |
45,0 |
4,1 |
|
Таблица 1.4. Параметры передачи коаксиальных кабелей
Тип кабеля |
Диаметр внутреннего и внешнего проводников, мм |
Километрическое затухание на 1МГц, дБ |
Температурный коэффициент |
Волновое сопротивление, Ом |
|||
1МГц |
17МГц |
1МГц |
17МГц |
||||
МКТ-4 |
1,2/4,6 |
5,34 |
2,01 |
1,98 |
|||
КМ-4 |
2,6/9,4 |
2,45 |
2,0 |
1,98 |
|||
КМ-6/8 |
2,6/9,4 |
2,39 |
2,0 |
1,98 |
|||
Таблица 1.5 — Аналитические выражения частотных характеристик затухания кабеля
Марка кабеля |
Ом |
?(f), дБ/км |
|
ЗК-1?4 |
0,0005+5,221 629•+0,208 083•f |
||
МКСБ-4?4 |
0,0005+5,239 331•+0,148 918•f |
||
МКСА-4?4 |
0,0005+4,737 228•+0,216 548•f |
||
регенератор цифровой сеть связь
1. Выбор типов цифровых систем передачи для реконструируемых участков сети Для выбора цифровых систем передачи сначала рассчитаем эквивалентное число каналов ТЧ в заданных направлениях:
Для выбора цифровых систем передачи сначала рассчитаем эквивалентное число каналов ТЧ в заданных направлениях, с учетом аналоговых систем:
N А-Б =1920;
N А-Е =60+114=174;
N Б — В =300+137+56+106=599;
N Б -Д =300+78+106=484;
N В-Г =60+106+56+88=310;
На тракте А-Б будет работать СП SDH уровня STM-4
Исходя из этих расчетов, можно сделать выбор типа и необходимого числа цифровых систем передачи.
Результаты выбора цифровых систем передачи сведем в таблицу 1.1
Исходя из этих расчетов, можно сделать выбор типа и необходимого числа цифровых систем передачи.
Результаты выбора цифровых систем передачи сведем в таблицу 1.1
Таблица 1.1
Номер линейного тракта |
1 тракт |
2 тракт |
3 тракт |
4 тракт |
5 тракт |
|
Тип линии связи |
МКСА-4*4*1,2 |
ОВ |
МКТ-4 |
МКСА-4*4*1,2 |
МКТ-4 |
|
Тип ЦСП 1 вариант |
ИКМ-480С |
СП SDH STM-4 |
2 ИКМ-480 |
ИКМ-480С |
2 ИКМ-480 |
|
Число каналов |
||||||
2. Расчёт количества регенерационных участков на каждом тракте ь Тракт: АЕ с работает по ИКМ-480С.
Рассчитаем максимальное и минимальное значение длины регенерационного участка в зависимости от температуры грунта, .
; ,
где: и — максимальное и минимальное затухание регенерационного участка по кабелю. Для нашей системы, .
- километрическое затухание кабеля ЦСП при максимальной и минимальной температуре грунта.
; ,
где: — километрическое затухание кабеля при температуре ();
- температурный коэффициент затухания, ;
Для кабеля марки МКСА 4×4×1,2:
где: — расчетная частота.
Для системы ИКМ-480С, тогда:
;
- ;;
- .
Количество регенерационных участков тракта АЕ:
При этом будет 6 участков с, а 1 укороченный с .
ь Тракт: БВ с работает по ИКМ-480.
Рассчитаем максимальное и минимальное значение длины регенерационного участка в зависимости от температуры грунта, .
; ,
где: и — максимальное и минимальное затухание регенерационного участка по кабелю. Для нашей системы, .
- километрическое затухание кабеля ЦСП при максимальной и минимальной температуре грунта.
; ,
где: — километрическое затухание кабеля при температуре ();
- температурный коэффициент затухания, ;
- Для кабеля марки МКТ-4 километрическое затухание при температуре определяется по формуле: .
Для системы ИКМ-480, а тогда:
;
- ;;
- .
Количество регенерационных участков тракта БВ:
При этом будет 3 участка с, а 2 укороченных с .
ь Тракт: ВГ с работает по ИКМ-480С.
Рассчитаем максимальное и минимальное значение длины регенерационного участка в зависимости от температуры грунта, .
; ,
где: и — максимальное и минимальное затухание регенерационного участка по кабелю. Для нашей системы, .
- километрическое затухание кабеля ЦСП при максимальной и минимальной температуре грунта.
; ,
где: — километрическое затухание кабеля при температуре ();
- § — температурный коэффициент затухания, ;
Для кабеля марки МКСА 4×4×1,2:
где: — расчетная частота.
Для системы ИКМ-480С, тогда:
;
- ;;
- .
Количество регенерационных участков тракта ВГ:
При этом будет 11 участков с, а 2 укороченных с .
ь Тракт: БД с работает по 2 ИКМ-480.
Рассчитаем максимальное и минимальное значение длины регенерационного участка в зависимости от температуры грунта, .
; ,
где: и — максимальное и минимальное затухание регенерационного участка по кабелю. Для нашей системы, .
- километрическое затухание кабеля ЦСП при максимальной и минимальной температуре грунта.
; ,
где: — километрическое затухание кабеля при температуре ();
- температурный коэффициент затухания, ;
- Для кабеля марки МКТ-4 километрическое затухание при температуре определяется по формуле: .
Для системы ИКМ-480, а тогда:
;
- ;;
- .
Количество регенерационных участков тракта БД:
(20, https:// ).
При этом будет 5 участков с, а 1 удлиненный с .
ь Тракт: АБ с
По направлении А-Б работает мультиплексор Alcatel 1651SM. Мультиплексор Alcatel 1651SM является мультиплексором SDH уровня STM-1/STM-4, основанным на алгоритме мультиплексирования стандарта G.707. Конструкция позволяет модернизировать данный мультиплексор до уровня STM-16 (версия 1661SM-C) путём простой замены модулей агрегатных портов. Возможно использование данной системы в режимах мультиплексора ввода-вывода, оконечного мультиплексора, двойного оконечного мультиплексора, регенератора (поддерживается не полностью).
Поддерживается использование полки расширения 1641 SM-D. Система совместима с оптическими усилителями 1610 OA и 1664 OA, при этом аварии усилителя обрабатываются мультиплексором.
Версия 1651SM может работать по одному волокну в двух направлениях с использованием пассивного оптического разветвителя.
Характеристики:
Интерфейс L-4.2 (разъёмы DIN, SC-PC, FC-PC).
Рабочий диапазон: 1480−1570 нм В точке S.
Тип лазера: SLM
Максимальная ширина спектра на уровне -20 дБ: <0,2 нм Минимальный коэффициент подавления боковой моды: 30 дБ Максимальная излучаемая мощность: 0 дБм Минимальная излучаемая мощность: -5 дБм Минимальный коэффициент затухания: 10 дБ Между S и R.
Затухание: 10−28 дБ Дисперсия: 1600 пс/нм Минимальные потери кабеля в точке S, включая все соединители: 24 дБ Максимальная дискретная отражательная способность между S и R: -27 дБ В точке R.
Минимальная чувствительность: -34 дБм Максимальная перегрузка: -10 дБм Максимальные потери после точки R: 1 дБ Максимальная отражательная способность приёмника в точке R: -27 дБ Интерфейс L-1.2 (разъёмы DIN, SC-PC, FC-PC).
Рабочий диапазон: 1480−1570 нм В точке S.
Тип лазера: SLM
Максимальная ширина спектра на уровне -20 дБ: <1 нм Минимальный коэффициент подавления боковой моды: 30 дБ Максимальная излучаемая мощность: 0 дБм Минимальная излучаемая мощность: -5 дБм Минимальный коэффициент затухания: 10 дБ Между S и R.
Затухание: 10−28 дБ Дисперсия: 1600 пс/нм Минимальные потери кабеля в точке S, включая все соединители: 24 дБ Максимальная дискретная отражательная способность между S и R: -27 дБ В точке R.
Минимальная чувствительность: -34 дБм Максимальная перегрузка: -10 дБм Максимальные потери после точки R: 1 дБ Максимальная отражательная способность приёмника в точке R: -27 дБ Выбираем кабель ОКЛТ-01−4-10/125−0.34/0.20−3.5/18−7 производства ЗАО «Самарская Оптическая Кабельная Компания».
Особенности:
- Ш Компактный дизайн;
- Ш Стойкость к повышенным радиальным и продольным нагрузкам;
- Ш Оптимальная защита от механических повреждений;
- Ш Защита от повреждений грызунами;
- Ш Высокая молниестойкость;
- Ш Стабильная эксплуатация в грунтах повышенной стойкости;
Ш Диапазон рабочих температур: -40 о . +50о
Таблица 2.1 Основные характеристики:
Параметр |
Значение |
|
Количество ОВ |
2−144 |
|
Диаметр кабеля, мм |
15,0−28,5 |
|
Вес, кг/м |
300−1800 |
|
Коэффициент затухания, дБ/км, не более: |
||
— на длине волны 1,31 мкм |
0,34 |
|
— на длине волны 1,55 мкм |
0,22 |
|
Хроматическая дисперсия, пс/нм км, не более: |
||
— на длине волны 1,31 мкм |
3,5 |
|
— на длине волны 1,55 мкм |
||
Допустимое раздавливающие усилие, Н/см, не менее |
||
Строительная длина, км |
||
Допустимое растягивающее усилие, кН |
7,0−80,0 |
|
Будем работать на длине волны равной 1,55 мкм.
По мере распространения оптического сигнала по кабелю, с одной стороны, происходит снижение уровни мощности, с другой стороны — увеличение дисперсии (уширение передаваемых импульсов).
Таким образом, длина l ру ограничена либо затуханием, либо уширением импульсов в линии.
При проектировании высокоскоростных ВОЛП должны рассчитываться отдельно длина участка регенерации по затуханию (L) и длина участка регенерации по широкополосности (L B ), так как причины, ограничивающие предельные значения L и LB независимы.
В общем случае необходимо рассчитывать две величены длины участка регенерации по затуханию:
L макс — максимальная проектная длина участка регенерации;
L мин — минимальная проектная длина участка регенерации.
Для оценки величин длин участка регенерации могут быть использованы следующие выражения:
км
км
км где Амакс, Амин (дБ) — максимальное и минимальное значения перекрываемого затухания выбранной аппаратуры ВОЛП, обеспечивающее к концу срока службы значение коэффициента ошибок не более 10−10;
- ок (дБ/км) — километрическое затухание выбранного ОК;
- нс (дБ) — среднее значение затухания мощности оптического излучения на стыке между строительными длинами кабеля на участке регенерации;
- Lстр — среднее значение строительной длины на участке регенерации для выбранного ОК;
- рс (дБ) — затухание мощности оптического излучения разъемного оптического соединителя;
- n — число разъемных оптических соединителей на участке регенерации;
- суммарная дисперсия одномодового ОВ в выбранном ОК;
- (нм) — ширина спектра оптического излучения выбранной СП;
- В (МГц) — широкополосность цифровых сигналов, передаваемых по оптическому тракту для выбранной СП, для STM-1 B=155,52Мбит/с;
- М (дБ) — системный запас ВОЛП по кабелю на участке регенерации (выбираем М=6дБ).
Приняв n=4; нс=0,08дБ; р=0,3дБ; Lстр=6 км; ок=0,22 дБ/км; =18; =1 нм;
- Амакс = pпер. max — pпр. min, дБ;
- АМИН = pпер. max — pперегр. max, дБ;
- где: pпер. max — максимальная мощность оптического излучения передатчика,
pпр.min — гарантированная чувствительность приемника.
pпер.max — максимальная мощность оптического излучения передатчика,
pперегр.maxуровень перегрузки приемника.
Максимальное значение перекрываемого затухания определяется: Амакс =0+34=34дБ;
- Минимальное значение перекрываемого затухания определяется: АМИН = 0+10=10дБ;
км
км
км Так как Lв >L?max, то для проектирования выбраны аппаратура или кабель с подходящими техническими данными (,), обеспечивающие большой запас по широкополосности на участке регенерации.
Расстояние между пунктами А-Б равно 70 км, следовательно РП не требуется.
3. Расчёт допустимых и ожидаемых значений защищённости от помех
по СК При
где: — среднее значение защищённости от переходного влияния на дальний конец на частоте для регенерационного участка ;
- среднеквадратическое отклонение защищённости на дальнем конце (на частоте свыше 10МГц —);
- изменение защищённости за счёт неидеальной работы регенератора (для современных ЦСП можно принять равным нулю);
- число влияющих пар.
Среднее значение защищённости на дальний конец для любой частоты могут быть найдены из выражений:
§ для межчетверочных комбинаций:
;
§ для внутричетверочных комбинаций:
при .
где: — среднее значение защищённости на дальний конец на частоте, на длине (.).
Из характеристик кабеля (МКСА-4?4?1,2, ЗКП-1?4?1,2) для внутричетвёрочных комбинаций на частоте и на участке кабеля длиной, для межчетверочных комбинаций, на частоте .
ь Тракт АЕ
;
Для межчетверочных комбинаций получим:
Для ИКМ-480С на частоте 17,2 МГц (для внутричетвёрочных комбинаций), для межчетверочных комбинаций
Рассчитанные значения ожидаемой защищённости от помех от линейных переходов для регенераторов ЦСП по симметричным кабелям необходимо сравнить с допустимой защищённостью. При правильном выборе длины регенерационного участка должно выполняться требование:
3.2 Определение допустимой и ожидаемой защищенности от помех от линейных переходов для регенераторов ЦСП по КК МКТ-4
В ЦСП по коаксиальным кабелям основным видом помех являются собственные помехи, имеющие нормальный закон распределения.
Допустимую защищённость можно определить по эмпирической формуле, зная допустимую вероятность ошибки на один регенератор :
Ожидаемая защищённость от собственных помех находится по формуле
где: U см — максимальное напряжение цифрового сигнала на входе схемы сравнения регенераторов.
- среднеквадратическое значение собственной помехи на входе схемы сравнения регенератора.
ь Тракт БВ
Затухание регенерационного участка
Среднеквадратическое значение собственной помехи на входе схемы сравнения регенератора:
Как видно из сравнения рассчитанных значений ожидаемой и допустимой защищённости, требование выполняется ():
4. Разработка схемы организации связи
Схема организации связи разрабатывается для того, что бы создать наглядное представление о том, с помощью каких типов кабелей и типов ЦСП организуется заданное проектным заданием число аналоговых и цифровых каналов, цифровых потоков между пунктами данного участка первичной сети.
Аппаратура ЦСП плезиохронной цифровой иерархии (PDH) может включать в себя:
- каналообразующее оборудование;
- оборудование временного группообразования;
- оборудование линейного тракта.
В качестве оборудования синхронной цифровой иерархии (SDH) могут выступать терминальные мультиплексоры и мультиплексоры ввода/вывода.
Каналообразующее оборудование ЦСП обеспечивает образование каналов ТЧ или цифровых каналов. В первом случае это оборудование обеспечивает аналого-цифровое преобразование сигналов, а во второмобъединение сигналов дискретной информации от разных источников в общий цифровой поток.
В работе предоставлена схема организации связи на реконструируемом участке сети ВСС.
5. Комплектация оборудования в пункте, А Комплектация оборудования в заданных пунктах проектируемого участка первичной сети состоит в выборе типа аппаратуры, выполненной в виде, стандартных стоек и комплектов и в определении их необходимого количества в соответствии со схемой организации связи.
Ведомость комплектации оборудования пункта Б сведем в таблицу:
Таблица 5.1- Ведомость комплектации оборудования пункта А
Наименование цифрового оборудования: |
Количество |
|
ENE-6012 |
||
ИКМ-480С |
||
Alcatel 1651SM |
||
Таблица 5.2 — Основные технические данные мультиплексоров
Тип |
Фирма производитель |
Назначение |
|
ENE-6012 |
NEC/EZAN г. Москва |
Преобразует 30 каналов ТЧ или ОЦКи соответствующие им сигналы СУВ в ПЦП. Имеет широкую номенклатуру как канальных узлов, так и узлов стыка с различными типами оборудования, в том числе цифровыми терминалами, декадно-шаговыми, координатными и электронными АТС, а также телефонными аппаратами прямых абонентов:
|
|
Комплектация мультиплексоров ENE-6012
1. Емкость стойки: 4 систем в узкой стойке EN6000 высотой 2600 мм.
2. Емкость места в стойке: 2 места для одной 30-канальной системы.
Компоновка лицевой стороны стоек мультиплексоров ENE6012 приведена на рис. 5.1
Для данного мультиплексора будем использовать следующие типы интерфейсов:
Рисунок 5.1 — Компоновка лицевой стороны стоки мультиплексора
§ 4W 1 E&M — 4-проводный интерфейс с 1 E&M (6 — канальный);
- § 64К DATA — 64 кбит/с цифровой интерфейс, 6- канальный;
- § 4W 1 E&M DATA — 4-проводный интерфейс с 1 E&M (5 — канальный и один цифровой 64 кбит/с);
Заключение
В данном курсовом проекте был реконструирован участок первичной сети ЕВСС. Была произведена замена устаревшего аналогового оборудования на современное цифровое оборудование.
В процессе выполнения курсового проекта был произведен выбор цифровых систем передачи для реконструированных участков сети. Затем для участков сети был разработан план размещения НРП и ОРП. Далее был произведен расчет допустимой и ожидаемой защищённости от собственных и линейных помех в каналах ЦСП.
В заключение данного проекта была разработана схема организации связи на заданном участке и составлена комплектация оборудования в пункте А.
Следует заметить, что данный проект является учебным. Для составления реального проекта реконструкции сети необходимо дополнительно наличие большого числа данных, которые не были освещены в задании на курсовой проект. Например: данные о характере трассы прокладки кабеля для выбора экономически рентабельного ОК, а также для выяснения вопроса согласования с другими организациями; данные о населении области, где осуществляется реконструкция сети, для оценки возможного развития и учета данного вопроса при установке оборудования; данные о бюджете для подбора оборудования или решения вопросов резервирования и т. д.
Но все же в данном курсовом проекте заложены основы проведения реконструкции сети, что дает полезный опыт, а также хороший толчок для приближения к реальному проекту.
1. Конспект лекций по курсу МТС.