Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Розрахунок траси для зонової ВОСПІ Миколаїв – Херсон – Одеса – Сімферополь – Керч.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра Телекомунікацій
Інформація про роботу
Рік:
2003
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Оптичні та радіоканали телекомунікацій
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
”ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
ІНСТИТУТ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЇ, РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
ТА ЕЛЕКТРОННОЇ ТЕХНІКИ
Кафедра телекомунікації
КУРСОВА РОБОТА
з предмета
“Оптичні та радіоканали телекомунікації”
на тему
“Розрахунок траси для зонової ВОСПІ Миколаїв – Херсон – Одеса – Сімферополь – Керч”
ЛЬВІВ, 2003
ЗМІСТ
ВСТУП 3
1. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ ЗОНОВИХ ВОСП ТА ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЛАДНАННЯ “СОПКА-3М”
1.1. Загальна характеристика зонових ВОСП 4
1.2. Технічні характеристики обладнання “СОПКА-3” 6
1.3. Технічні характеристики обладнання “СОПКА-3М” 6
1.4. Структурна схема кінцевого обладнання апаратури “СОПКА-3М” 6
1.5. Особливості формування цифрового лінійного сигналу
апаратури “СОПКА-3М” 8
2. РОЗРОБКА ВОСП ТРАСИ НА БАЗІ ОБЛАДНАННЯ “СОПКА-3М”
2.1. Вибір і обґрунтування траси магістралі 9
2.2. Визначення числа каналів на магістралі 9
2.3. Вибір системи передавання й типу кабелю 11
2.4. Визначення довжини регенераційної (підсилювальної) ділянки 12
2.5. Розрахунок дисперсії сигналів 13
3. ВИБІР ОБЛАДНАННЯ Й РОЗРАХУНОК РАДІОРЕЛЕЙНОЇ ТРАСИ
3.1. Вибір обладнання для проектованої радіорелейної траси 14
3.2. Визначення висот підвісу антен
3.2.1. Профіль траси Джанкой – Севастополь – Сімферополь – Керч 16
3.2.2. Мінімальна зона Френеля 17
3.2.3. Вертикальний проліт діелектричної проникності 18
3.3. Розрахунок рівнів сигналів на ділянках траси 19
3.4. Розрахунок показників якості для помилок
3.4.1. Основні положення 22
3.4.2. Розрахунок Т0(Vmin) 23
3.4.3. Розрахунок Тд(Vmin) 25
3.4.4. Розрахунок Тінт(Vmin) 26
3.5. Розрахунок стійкості зв’язку на радіолінії 27
Висновки 29
Додаток 30
Список використовуваної літератури 31
КУРСОВА РОБОТА
КОБ 9904011
Пояснювальна записка
Розрахунок траси для зонової ВОСПІ
Літера
Маса
Масштаб
Зм.
Арк..
№ документ
Підпис
Дата
У
Розробив
Керівник
Климаш М.
Консульт.
Арк. 2
Аркушів 31
Консульт.
Національний університет
“Львівська політехніка”
ІТРЕТ ТК – 42
Рецензент
Зав. Каф.
ВСТУП
У наш час, особливо в останні десять років, характеризуються бурхливим розвитком телекомунікаційних технологій. Поряд із появою нових форм передавання інформації, удосконалюються традиційні види й методи інформаційного обміну.
Сучасні методи зв'язку дозволяють передавати різні види інформації: телефонного, телеграфного та телевізійного мовлення; передавання газет фототелеграфним методом, а також передавання даних ЕОМ і АСУ. Сучасні мережі електричного зв'язку й мережі передавання даних у нашій країні розвиваються на базі єдиної автоматизованої мережі зв'язку.
Магістральна мережа зв'язку країни на сучасному етапі розвитку базується на використанні кабельних, радіорелейних і супутникових ліній зв'язку. Ці лінії доповнюють один одного, забезпечуючи передавання великих обсягів інформації будь-якого призначення на базі використання цифрових і аналогових систем передавання. Кабельні лінії зв'язку, що володіють високою захищеністю каналів зв'язку від атмосферних впливів і різних перешкод, експлуатаційною надійністю й довговічністю, є основною мережею зв'язку країни. За допомогою кабельних мереж передається до 75% всієї інформації.
На теперішній час найбільш ефективними є коаксіальні кабелі, що дозволяють передавати могутні пучки зв'язку різного призначення. Швидкими темпами впроваджуються на лініях ще й оптичні кабелі.
Вирішальними факторами для впровадження нових систем зв'язку на сьогодні є швидкість передачі інформації й забезпечення високої якості передачі. Упровадження інтелектуальних ліній ISDN, ліній рухливого зв'язку вимагає створення цілих систем передавання інформації, що задовольняють найсучаснішим вимогам.
Дана курсова робота, являє собою розробку й проектування кабельної магістралі для організації багатоканальної лінії зв'язку різноманітного призначення між містами Миколаїв (обласний) – Херсон – Одеса – Сімферополь – Севастополь – Керч, на базі обладнання “СОПКА-3М”.
Розрахункова частина курсової роботи містить наступні етапи проектування кабельної магістралі:
вибір траси;
розрахунок параметрів передачі;
розрахунок РРЛ траси.
Арк.
3
Вим.
Арк..
№ документ
Підпис
Дата
1. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ ЗОНОВИХ ВОСП ТА ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЛАДНАННЯ “СОПКА-3”, “СОПКА-3М”
1.1. Загальна характеристика зонових ВОСП
Оптичний кабель, призначений для передавання інформації, яка міститься в модульованих електромагнітних коливаннях оптичного діапазону. У теперішній час використовується діапазон хвиль від 0,8 до 1,6 мкм, який відповідає ближнім інфрачервоним хвилям. У зонових ВОСП, як правило, використовується довжина хвилі 1,3 мкм.
Оптичний кабель складається з одного або декількох світловодів. Світловод – це спрямована структура для електромагнітних хвиль оптичного діапазону. Практичне призначення мають тільки волоконні світловоди, що виготовлені з високо прозорого діелектрика: полімеру або скла. Концентрація поля хвилі поблизу вісі світловоду досягається за рахунок таких відомих явищ, як заломлення та повне відбиття у волокні зі змінним показником заломлення, який зменшується від вісі до периферії поступово або стрибками. Структура світловоду зображена на рис. 1.1.1.
А
b
Рис. 1.1.1. Структура оптичного світловоду
Оптичне волокно складається з осереддя, що має показник заломлення n1, і оболонки, що має показник заломлення n2, причому n1 > n2. Головним недоліком оптичних волокон є їхня надмірна чутливість до зовнішніх механічних дій. Зокрема, кварцове скло, яке характеризується малим температурним коефіцієнтом розширення, високим модулем пружності й низькою межею пружного розтягу, вже при відносному видовженні 0,5…1,5% ломиться.
Передавання світла у будь-якому світловоді може здійснюватись у двох режимах: одномодовому й багатомодовому. Одномодовим називається такий режим, що сприяє розповсюдженню тільки однієї основної моди. Аналітичний вираз для визначення одномодового режиму має наступний вигляд [2]:
< 0,3, (1.1.1)
де ( - довжина хвилі переданого повідомлення;
n1 і n2 – показники заломлення матеріалів світловоду.
Очевидно, якщо нерівність (1.1.1) не виконується, то у світловоді встановлюється багатомодовий режим. Окрім цього нерівність (1.1.1) дозволяє визначити залежність модового режиму від геометричних розмірів оптичного волокна, його оптичних характеристик та довжини хвилі переданого повідомлення.
Вернемось до профілю поперечного перетину світловодів (рис. 1.1.2).
Фазова та групова швидкості кожної моди у світловоді залежать від частоти, тобто світловод являє собою дисперсійну систему. Викликана цим дисперсія у хвилеводі є однією з причин, що пояснюють спотворення переданого сигналу. різниця групових швидкостей різних мод у багатомодовому світловоді носить назву модової дисперсії, яку можна прирівняти до основного джерела спотворень сигналу, оскільки він переноситься частинами декількома модами. В одномодовому режимі відсутні спотворення такого типу, а, відтак, спотворення переданого сигналу значно менші, що й дає пояснення основної переваги одномодового режиму роботи. Проте перевага багатомодового режиму визначається потужністю, яка може бути підведена до світловоду.
Арк.
4
Вим.
Арк....
№ документ
Підпис
Дата
n2 n1
n2 n1
Рис. 1.1.2. Показники заломлення ступінчатого та градієнтного оптичних волокон
Оптичні волокна мають дуже мале загасання світлового сигналу у волокні, у порівняння з іншими середовищами. Наприклад, оптичні волокна російського виробництва характеризуються загасання 0,22 дБ/км для довжини робочої хвилі 1,55 мкм, а оптичне волокно марки Sumitomo, виробництво США – 0,154 дБ/км для довжини робочої хвилі 1,55 мкм [2].
На теперішній день для міських телефонних мереж у Росії виготовляються волоконно-оптичні кабелі марки ОК – 8 (конструкція кабелю ОК – 8 зображена на рис. 1.1.3), які мають чотири та вісім волокон, та кабель – ОК – 4, який відрізняється від попереднього, заміною чотирьох оптичних волокон на пластмасові стрижні.
Оптичні волокна 1 (багатомодові, сходинкою) вільно розташовані в полімерних трубках 2. У центрі – силовий елемент 3, який виготовлений з полімерних ниток, які характеризуються своєю високою міцністю, розташований у пластмасовій трубці 4. Зверху поліетиленова стрічка 5 та оболонка 6
Рис. 1.1.3. Конструкція оптичного кабелю ОК – 8
До основних недоліків волоконно-оптичної технології відносяться:
- обов’язкова наявність оптичних коннекторів (з’єднувачів) із малими оптичними втратами та великим ресурсом на вмикання-вимикання. Точність виготовлення цих елементів лінії зв’язку повинна відповідати довжині хвилі випромінювання, тобто технологічні похибки становлять доля мікрона, що й визначає їхню вартість;
- для проведення монтажних робіт використовується прецизійне устаткування, що суттєво впливає на вартість такого устаткування;
- ремонтні роботи, що викликані аварійними ситуаціями, потребують значних витрат, які набагато більші від аналогічних робіт, що проводяться з мідними кабелями.
Тим не менше, додатні сторони, які притаманні волоконно-оптичним лініям зв’язку, настільки переважають їхні недоліки, що вони все ширше знаходять своє використання.
Арк.
5
Вим.
Арк..
№ документ
Підпис
Дата
1.2. Технічні характеристики обладнання “СОПКА-3”
Для організації зв'язку в середині зони використовується довжина хвилі 1,3 мкм, на якій коефіцієнт загасання наближено дорівнює 1 дБ/км. Волоконно-оптична система передавання (ВОСП) типу “СОПКА-3” здатна організувати 480 каналів на одній парі багатомодових ОК. для довжини ділянки регенерації ( 20 км, і максимальній далекості зв'язку - 600 км, цей тип ВОСП, забезпечує наступні технічні характеристики [3]:
кількість каналів ТЧ, які організуються однією парою ОК, шт. 480
довжина хвилі оптичної несучої, (0, мкм 1,3
швидкість передавання, Мбіт/с 34,368
швидкість передавання символів у лінії, Мбіт/с 41,242
світловий код 5В6В
енергетичний потенціал, дБ 36
максимальна довжина тракту (одна лінійна ділянка), км 600
коефіцієнт похибок 2(10-8
довжина ділянки регенерації, км 10…22
тип лінійного ОК 03КГ-1
1.3. Технічні характеристики обладнання “СОПКА-3М”
Апаратура зонових ліній “СОПКА-3М”, використовує одномодові ОК, які працюють на довжині хвилі 1,3 мкм або 1,55 мкм. Одномодові структури ОК суттєво збільшують смуги середовища передавання на ділянці регенерації (порівняно з багатомодовими ОК) і дозволяють використовувати для формування сигналів двійкові коди з більшою надлишковістю, над у 5В6В, у ВОСП для багатомодових кабелів. Збільшення смуги й зменшення втрат кабелю (0,3 дБ – довжина хвилі 1,55 мкм, замість 0,7 дБ/км – довжина хвилі 1,3 мкм), для енергетичного потенціалу 35..36 дБ забезпечує довжину регенераційної ділянки до 70 км, забезпечуючи наступні технічні характеристики [3]:
кількість каналів ТЧ, які організуються однією парою ОК, шт. 480
довжина хвилі оптичної несучої, (0, мкм 1,3 (1,55)
швидкість передавання, Мбіт/с 34,368
швидкість передавання символів у лінії, Мбіт/с 68,736
світловий код 2В4В
енергетичний потенціал, дБ 36
максимальна довжина тракту (одна лінійна ділянка), км 600
коефіцієнт похибок 2(10-8
довжина ділянки регенерації, км
для довжини хвилі (0 = 1,3 мкм 30
для довжини хвилі (0 = 1,3 мкм 70
тип лінійного ОК ((0 = 1,3 мкм) 0КК-10
1.4. Структурна схема кінцевого обладнання апаратури “СОПКА-3М”
Роботу апаратури “СОПКА-3М” розглянемо за її структурною схемою кінцевого обладнання, яка зображена на рис. 1.3.1. У напрямку передавання (рис. 1.4.1, а) третинний цифровий потік із швидкістю 34,368 Мбіт/с у стиковому коді НDВ3 через вхідний підсилювач (Вх. П), який відновлює сигнал, що пройшов ділянку коаксіального кабелю із власним загасанням 0…12 дБ на півтактовій частоті подається на ПКПР, на виході якого утворюється вихідна двійкова послідовність. Перетворювач лінійного коду (ПЛК) передавання здійснює формування лінійного сигналу в коді ПЗІ.
Подані на вхід обладнання передавання сервісні та додаткові сигнали в мультиплексора сервісних сигналів (МСС) об'єднуються в груповий потік із швидкістю 256 кбіт/с. об'єднання інформаційного та допоміжного сигналів здійснюється у пристрою вводу сервісної інформації
Арк.
6
Вим.
Арк...
№ документ
Підпис
Дата
Вх. Вих. ОК
34,368 Мбіт/с
УСС, 32 кбіт/с
ПСС, 32 кбіт/с
ТК, 1,2 кбіт/с
ОЦК, 64 кбіт/с
Лін. ОК
34,368 Мбіт/с
УСС
ПСС
ТК
ОЦК
Рис. 1.4.1. Структурні схеми кінцевого обладнання апаратури “СОПКА-3М”: а – обладнання передавання, б – обладнання приймання
(ПВСІ), сигнал із виходу якого подається в ПОМ, де відбувається електронно-оптичне перетворення об'єднаного сигналу. Генераторне обладнання (ГО) передавання, синхронізується пристроєм виділення тактової частоти (ВТЧ), керує роботою перелічених пристроїв. Передбачений увід каліброваної помилки для контролю пристрою виділення та лічби помилок від формувача помилок (ФП) та ввід СІАС, який запускається під час відсутності на вході сигналу СОЛТ.
У напрямку приймання (рис. 1.4.1, б) вхідний оптичний сигнал подається на ПРОМ, який здійснює оптоелектронне перетворення та регенерацію. Відновлена за амплітудою, тривалості та часовому положенню послідовність відео імпульсів подається на пристрій виділення сервісних сигналів (ПВСС), на виході якого утворюється послідовність імпульсів інформаційного та групового сервісного сигналів.
Інформаційний сигнал після перетворення лінійного коду ПЗІІ у вихідний двійковий, а потім у стиковий код НDВ3, подається на вихідний підсилювач (Вих. П), де формуються необхідні параметри стикового сигналу. Груповий сервісний сигнал 256 кбіт/с у демультиплексорі сервісних
Арк.
7
Вим.
Арк.
№ документ
Підпис
Дата
сигналів (ДМСС) розділяється на вихідні сигнали УСС - 32 кбіт/с, ПСС – 32 кбіт/с, ТК – 1,2 кбіт/с та ОЦК – 64 кбіт/с.
Генераторне обладнання (ГО) приймання, яке синхронізується ВТЧ, керує роботою перелічених пристроїв. Визначник помилок (ВП) виділяє цифрові помилки під час регенерації за порушенням цифрової суми лінійного коду. Вимірювач коефіцієнта помилок (ВКП) підраховує кількість помилок у випадку перевищення коефіцієнтом помилок аварійного значення запускає формувач СІАС.
Елементною базою ПОМ та ПРОМ “СОПКА-3М”. в якості джерела випромінювання використовують лазерні діоди з довжиною хвилі 1,3 або 1,55 мкм та потужністю випромінюваного оптичного імпульсу 1 мВт. Для середньо щільності лінійного сигналу, яка дорівнює чотирьом, й утратах в оптичному з'єднувачі рівень середньої потужності оптичного сигналу на виході апаратури складає – 7 дБм. У ПРОМ використовується фото діод з інтегральним підсилювачем на польовому транзисторі, що дозволяє отримати чутливість – 43 дБм.
1.5. Особливості формування цифрового лінійного сигналу апаратури “СОПКА-3М”
Перехід до ОК із низькою дисперсією дозволяє в середньо канальних ВОСП використовувати коди типу 1В2В або 2В4В, які характеризуються простотою пристроїв кодування, виявлення похибок і таке інше. у класі кодів 2В4В вибраний позиційний двійковий код із захисним інтервалом (ПЗІ). Алгоритм його створення приведений нижче:
Код ПЗІ володіє кращим енергетичним спектром за змістом компонентів низької частоти навіть у порівняння з кодом СМІ. Його використання за простотою алгоритму кодового перетворення дозволило не тільки значно спростити пристрої кодового перетворення та виділення помилок у порівнянні з апаратурою типів “СОПКА-2, -3” першого покоління, але розширити можливості передавання допоміжних сигналів, одночасно підвищуючи завадостійкість.
Апаратура, здатна передавати по одному ОК сумісно з інформаційним сигналом також сигнали службового використання ССВ із швидкістю 32 кбіт/с, станційного службового зв'язку ССЗ – 32 кбіт/с, сигнали ТК – 1,2 кбіт/с – та сигнали основного цифрового потоку ОЦП – 64 кбіт/с. усі ці сигнали доволі простими засобами можуть бути виділені на будь-якому кінцевому проміжному пункті. На кожному з них розміщується обладнання об'єднання-розділення та пристрої уводу-виводу сервісних сигналів. Усі чотири допоміжних сигнали об'єднуються у загальний цифровий потік 256 кбіт/с із таким циклом передавання:
Передавання групового потоку сервісних сигналів здійснюється на цифрових позиціях, які діють за символом “1” інформаційного сигналу. Кожний значущий символ сервісного сигналу з метою захисту від помилок передається наступними поряд одиницями. З урахуванням того, що тактові частоти інформаційного та допоміжного сигналу відрізняються в 250 разів і що кількість пропусків між двома одиницями інформаційного сигналу не перевищує шести, крайові спотворення групового сервісного сигналу під час його вводу-виводу не перевищує 8%.
Таким чином, вибраний метод передавання допоміжних сигналів здійснюється простими засобами й гарантує високу ймовірність їхнього передавання навіть у випадку, якщо інформаційний сигнал буде містити помилки.
Арк.
8
Вим.
Арк.
№ документ
Підпис
Дата
2. РОЗРОБКА ВОСП ТРАСИ НА БАЗІ ОБЛАДНАННЯ “СОПКА-3М”
2.1. Вибір і обґрунтування траси магістралі
Відповідно до завдання кінцевими пунктами траси магістралі є Одеса, а також міста Керч або Севастополь.
Траса прокладки магістралі визначається розташуванням кінцевих пунктів. Усі вимоги, що враховуються при виборі траси можна звести до трьох основних: мінімальні капітальні витрати на будівництво; мінімальні експлуатаційні витрати; зручність обслуговування.
Для забезпечення перелічених вимог, траса повинна мати найкоротшу відстань між заданими пунктами, і мінімальну кількість перешкод, що ускладнюють і роблять вартість будівництво дорожчою. За межами населених пунктів трасу, як правило, вибирають у смузі відводу шосейних або уздовж профільованих селищних доріг. Допускається будівництво траси магістралі уздовж залізниць, але в такому випадку необхідно передбачити виконання заходів щодо захисту траси від зовнішнього впливу контактних мереж залізниць.
Для розгляду пропонуються два варіанти трас прокладки кабелю.
1. Уздовж шосейної дороги Одеса – Миколаїв – Херсон – Керч – Сімферополь – Севастополь. Довжина траси - 706 км.
2. Уздовж шосейної дороги Одеса – Миколаїв – Херсон – Сімферополь – Севастополь – Керч. Довжина траси 685 км.
Перший варіант траси магістралі на своєму шляху перетинається 16 разів із шосейними дорогами та залізницями, у той час як другий варіант траси має 22 перетинання подібного типу. Перевагами першого варіанта можна вважати те, що траса проходить через районні міста Нижньогорськ, Феодосія, Білогірськ, у яких можна організувати виділення каналів із загального потоку. Основним недоліком такої траси є її довжина.
Другий варіант траси на ділянці Сімферополь – Севастополь – Керч значну частину свого шляху проходить у безпосередній близькості від електрифікованої залізничної лінії, що викликає необхідність застосування додаткового захисту від зовнішніх впливів.
Обидва варіанти траси мають по три переходи через судноплавні ріки республіканського призначення Великий Куяльник, Південний Буг, Дніпро, а також два переходи через судноплавні річки місцевого призначення Інгул, Салгір.
З погляду житлово-побутових умов і можливості розміщення обслуговуючого персоналу перший варіант має переваги за рахунок районних міст.
Підсумовуючи сказане, зупиняємось на трасі магістралі, здовж автомобільної дороги Одеса – Миколаїв (обласний) – Херсон – Керч – Сімферополь – Севастополь.
У додатках приводяться копії карт з указівкою обох варіантів траси магістралі.
2.2. Визначення числа каналів на магістралі
Число каналів, що зв'язують задані кінцеві пункти, залежить від чисельності населення в цих пунктах і від ступеня зацікавленості окремих груп населення у послугах зв'язку.
Чисельність населення в заданому пункті і його прилеглих околицях з урахуванням середнього приросту населення визначається як:
, (2.2.1)
де Ho – численність населення у 1989 р., осіб;
P - середній приріст населення в даній місцевості, % (приймається 2-3%)
t - період, який визначається як різниця між призначеним роком перспективного проектування й роком, у якому проводився перепис населення.
Рік перспективного проектування приймається на термін від 5 до 10 (15) років уперед у порівнянні з поточним роком. У курсовій роботі приймаємо рік перспективного проектування терміном на 5 років уперед.
Арк.
9
Вим.
Арк.
№ документ
Підпис
Дата
Отже:
= 5 + 2003 – 1989 = 19 років. (2.2.2)
де tm - рік складання проекту.
Чисельність населення в обласних центрах, згідно даних [1]:
Одеса – понад 1000 тис. осіб; Миколаїв – до 1000 тис. осіб; Херсон – до 500 тис. чол.; Сімферополь – до 50 000 тис. осіб; Севастополь – до 500 тис. осіб; Керч – до 500 тис. осіб.
Кількість абонентів у зоні міських автоматичних телефонних мереж (МАТМ) залежить від чисельності населення в цій зоні і від рівня телефонізації у даній місцевості. Приймаючи, що середній коефіцієнт оснащеності населення телефонними апаратами дорівнює 0,3 (30 телефонів на 100 чоловік) обчислимо кількість абонентів, що обслуговуються в зоні дії МАТМ:
M = 0,3Нt = 0,3(Н0(1 + Р/100). (2.2.3)
Кількість абонентів у зоні дії МАТА: Одеса – 500000; Миколаїв – 500000;Херсон – 240000; Сімферополь – 24000; Севастополь – 240000; Керч – 240000.
Ступінь зацікавленості окремих груп населення у міжміському зв'язку залежить від політичних, економічних, культурних і соціально-побутових відносин між групами населення, районами й областями. Взаємозв'язок між заданими кінцевими й проміжними пунктами визначається на підставі статистичних даних, отриманих підприємством зв'язку за попередні проектуванні роки. Практично, ці взаємозв'язки виражають через поправний коефіцієнт f1, який, згідно даних досліджень, коливається в широких межах (від 0,1 до 12 %). У курсовій роботі приймемо f1 = 5 %.
З огляду на це, а також і на ті обставини, що телефонні канали міжміського зв'язку мають переважне значення, необхідно визначити спочатку кількість телефонних каналів між заданими пунктами. Для розрахунку телефонних каналів можна скористатися наближеною формулою:
, (2.2.4)
де a1 і b1 - сталі коефіцієнти, що відповідають фіксованому доступові і заданим утратам (зазвичай утрати задаються в розмірі 5%, тоді приймаємо: a1 = 1,3 і b1 = 3,7);
f1 – поправний коефіцієнт;
y – питоме навантаження (середнє навантаження, яке створюється одним абонентом і у першому наближені дорівнює y = 0,05 Ерл).
Таким чином, число каналів для телефонного зв'язку дорівнює:
Одеса – Миколаїв: Nтф = 3000 каналів;
Миколаїв – Херсон: Nтф = 1950 каналів;
Херсон – Керч: Nтф = 1500 каналів;
Керч – Севастополь: Nтф = 1500 каналів;
Севастополь – Сімферополь: Nтф = 260 каналів.
Але по кабельній магістралі організуються канали й інших видів зв'язку, до яких відносяться:
1) канали для телеграфного зв'язку;
2) канали для передавання провідного мовлення;
3) канали для передавання даних;
4) канали для факсимільного зв'язку (для передавання газет);
5) канали транзитного зв'язку.
Канали для організації зв'язку різного призначення еквівалентні визначеному числу телефонних каналів. У курсовій роботі приймаємо, що еквівалентне число телефонних каналів для організації зв'язку різного призначення дорівнює розрахованому вище числу каналів телефонного зв'язку.
Тоді загальне число каналів на проектованій магістралі дорівнює: Nзаг = 2Nтф:
Арк.
10
Вим.
Арк.
№ документ
Підпис
Дата
Одеса – Миколаїв: Nтф = 6000 каналів;
Миколаїв – Херсон: Nтф = 3900 каналів;
Херсон – Керч: Nтф = 3000 каналів;
Керч – Севастополь: Nтф = 3000 каналів;
Севастополь – Сімферополь: Nтф = 520 каналів.
2.3. Вибір системи передавання й типу кабелю
Вибір системи передавання й типу кабелю здійснюється відповідно до розрахованого загального числа каналів і, виходячи з техніко-економічного обґрунтування.
На магістральній і внутрішній, для відповідної зони, кабельних лініях зв'язку використовується, як правило, чотирьох провідна схема організації зв'язку, в якій різні напрямки передавання здійснюються за різними двох провідними мережами у тому самому спектрі частот. При цьому засіб організації зв'язку за допомогою коаксіального кабелю - одно кабельний, тобто мережі приймання й передавання розташовані в одному кабелі, а за допомогою симетричного кабелю – двокабельний, в якому мережа для кожного напрямку передавання розташована в окремому кабелю.
Для відносно великої кількості розрахованих каналів виберемо цифрові системи передавання (ЦСП) із часовим розподілом каналів. За своїм призначенням, ВОСП такого типу розділені на магістральні, зонові та міські. Зокрема, магістральні ВОСП призначені створювати великі об'єми інформації і передавати їх на великі відстані (сотні або тисячі кілометрів) на магістральних первинних мережах зв'язку з використанням магістральних ОК. Такі ВОСП будуються на базі каналостворювальних цифрових систем передавання типу ІКМ-480, -1920, 7680 відповідно “СОПКА-3, -4, -5”. Аналіз даних табл. 26.1 [2] дозволяє визначити тип апаратури та кабелю для проектованої траси. Зокрема, якщо в проектованій системі магістрального первинного зв'язку (СМПЗ) доцільно використовувати обладнання типу “СОПКА-3М”. Цей тип апаратури здатний забезпечити передавання однією парою ОК 1920 каналів (для порівняння апаратура типу “СОПКА-4,-5” забезпечує 7680 каналів для однієї пари ОВ). Бачимо, що використання іншої апаратури приводить до значної надлишковості каналів, особливо це проявляється на ділянці траси Севастополь – Сімферополь, де кількість каналів мінімальна. Тепер розрахуємо кількість пар ОК для кожної ділянки траси, враховуючи, що використовується апаратура “СОПКА-3М”:
на ділянці Одеса – Миколаїв: чотири пари;
на ділянці Миколаїв – Херсон: три пари;
на ділянці Херсон – Керч: дві пари;
на ділянці Керч – Севастополь: дві пари;
на ділянці Севастополь – Сімферополь: одна пара.
На кожній ділянці залишається невикористана кількість каналів, яку розглядаємо як деякий надлишок каналів, що можна визначити як додатну сторону проектованої магістралі, тому що цей надлишок рахується як запасний (або резервний).
Вибір кабелю для проектованої траси проводимо відповідно до умов експлуатації, його сумісності з вибраним типом апаратури (довжина хвилі тощо).
Виходячи з умов експлуатації проектованої траси, зупинимось на марці кабелю ОМЗВ-10. Як правило, кабель цієї марки використовується для прокладання через великі судноплавні річки, болота глибиною більше 2 м. Кабель має центральний профільований елемент, у пази якого вкладається ОВ, і розташований у середині (мідної або алюмінієвої) трубки, товщиною 0,6 мм. Зверху металевої трубки накладається поліетиленовий шар товщиною 1,5 мм і броня з металевих дротів, а також зовнішня поліетиленова оболонка товщиною не менше 2,5 мм. Термін напрацювання 25 років для будівельної довжини 215 тис. км. Кабель, здатний витримувати розтяжне зусилля до 1000 Н/см2.
Основні параметри вибраної марки кабелю приведені в табл. 26.2 [2] і характеризуються такими величинами:
кількість ОВ 4, 8, 16
тип ОВ одномодове
довжина робочої хвилі, мкм 1,55
дисперсія, пс/(нм(км), не більше 1,0
Арк.
11
Вим.
Арк.
№ документ
Підпис
Дата
власне загасання кабелю, дБ/км 0,3
довжина регенераційної ділянки, км 70
номінальна будівельна довжина, км 2
наявність мідних жил відсутні
наявність сталевої оболонки відсутня
2.4. Визначення довжини регенераційної (підсилювальної) ділянки
Лінійний тракт ЦСП має передавальне та приймальне обладнання лінійного тракту, регенераційні ділянки лінії і регенераційних пунктів, які призначені для відновлення початкової форми, амплітуди і тимчасового положення імпульсів.
Більшість проміжних регенераційних пунктів не обслуговуються (НРП) і тільки частина цих пунктів обслуговуються (ОРП). Пункти, що не обслуговуються, живляться за допомогою мереж, що призначені передавати лінійні сигнали.
Розміщення ОРП здійснюється по можливості у великих населених пунктах, де вони можуть бути забезпечені електроенергією, водою, паливом, умовами побуту для обслуговуючого персоналу.
НРП розміщаються на трасі через ділянки з приблизно рівним загасанням із таким розрахунком, щоб у будь-якій точці тракту передавання різниця між рівнем сигналу й завад не перевищувала допустимого значення.
Приведений вище коефіцієнт загасання кабелю відповідає температурі 20° С (a20). Значення коефіцієнта загасання при температурі t° C (at) на глибині прокладки кабелю визначається за формулою, у дБ/км
, (2.4.1)
де (( - коефіцієнт температурного загасання, значення якого для розрахунків у курсовій роботі можна прийняти рівним (( = 2(10-3
t - середньорічна температура на глибині прокладки кабелю (t = 7,5° C).
Під час роботі ЦСП максимум енергії у лінії сконцентрований в області частот, що дорівнюють напівтактовій частоті цифрового сигналу, тому розрахунок довжини регенераційної ділянки ЦСП обчислюється за наступною формулою:
, (2.4.2)
де S – підсилювальна здатність проміжного коригувального підсилювача регенератора, чисельно дорівнює загасанню регенераційної ділянки (для ЦСП типу ІКМ-1920 загасання регенераційної ділянки дорівнює 55 дБ);
(tn - коефіцієнт загасання для напівтактової частоти (f = 0,5ft) і середньорічній температурі на глибині прокладки кабелю (коефіцієнт загасання для напівтактової частоти й температурі 20°С (20 = 20,54 дБ/км);
Згасання станційних пристроїв 13 дБ.
Коефіцієнт загасання для напівтактової частоти і середньорічній температурі на глибині прокладки кабелю дорівнює
дБ/км.
Довжина регенераційної ділянки ЦСП
км.
Арк.
12
Вим.
Арк.
№ документ
Підпис
Дата
Робимо перевірку l = 27 км < lдоп = 70 км.
Побудуємо схему розміщення РП на магістралі. Розміщення регенераційних пунктів на магістралі представлене на рис. 2.4.1.
ОП1 ОП2 ОП3 ОП4
ОП7 ОП6 ОП5
Рис. 2.4.1. Схема розміщення РП на магістралі.
2.5. Розрахунок дисперсії сигналів
Мірою дисперсії на сигнал, що розповсюджується в ОВ є її середньо квадратичне значення. Використання стандартного кабелю для траси, що проектується, дозволяє перейти до спрощеного розрахунку дисперсії сигналу. Зокрема, приведений у п. 2.3 параметр вибраного кабелю (( = 1,0 пс/(нм(км)) містить у собі основні види дисперсії (хвилевідна, модова, поляризаційна та матеріальна дисперсія), що враховуються під час розрахунку кабелю з невідомим, вище згаданим параметром.
Окрім указаних видів дисперсії на ділянках траси також потрібно враховувати дисперсію сигналів, яка з’являється на вводі випромінювання, на стиках ОВ між собою й на виході оптичного сигналу з ОВ на світлочутливу площадку фотодіодові, на не узгоджених місцях іншого виду в оптичному тракті й таке інше. ці види дисперсій визначаються шляхом безпосереднього вимірювання.
Враховуючи сказане, приходимо до висновку, що на кожній регенераційній ділянці проектованої траси, дисперсія, яка викликана розповсюдженням хвилі в оптичному кабелі, не буде перевищувати значення:
(д = (l = 1(27 = 27 пс/нм, (2.5.1)
де 1 – довжина регенераційної ділянки.
Арк.
13
Вим.
Арк.
№ документ
Підпис
Дата
3. ВИБІР ОБЛАДНАННЯ Й РОЗРАХУНОК РАДІОРЕЛЕЙНОЇ ТРАСИ
3.1. Вибір обладнання для проектованої радіорелейної траси
Радіорелейні лінії зв'язку ґрунтуються на принципах багаторазової ретрансляції сигналу, що ілюструється спрощеною схемою, показаної на рис. 3.1.1.
Довжина лінії зв’язку
Довжина секції
Рис. 3.1.1. Структурна схема одного напрямку РРЛ лінії зв'язку
Кінцеві станції встановлюються в крайніх пунктах лінії зв'язку й мстять модулятори й передавачі в напрямку передавання сигналів і приймальні пристрої з демодуляторами в напрямку приймання сигналів. Для приймання й передавання застосовується одна антена, яка з'єднана з трактами приймання й передавання за допомогою антенного розгалужувача (дуплексера). Модуляція й демодуляція сигналів проводиться на одній зі стандартних проміжних частот (70 – 100 МГц). При цьому модеми можуть працювати з приймальними та передавальними пристроями, що працюють на різних частотних діапазонах. Передавачі призначення для перетворення сигналів проміжної частоти в робочій діапазон НВЧ, а приймачі – для зворотного перетворення й посилення сигналів проміжної частоти. спрощена структурна схема кінцевої станції показана на рис. 3.1.2.
Рис. 3.1.2. Структурна схема кінцевої станції
Проміжні станції розташовуються на відстані прямої видимості й призначені приймати сигнали, посилювати й забезпечити подальше передавання по лінії зв'язку.
Приймання й передавання сигналів на проміжних станціях повинно проводитися на різних частотах для усунення паразитних зв'язків у приймальних та передавальних устаткуваннях за рахунок впливу зворотного випромінювання близько розташованих антен. Різниця між частотами приймання й передавання називається частотою зсуву.
Арк.
14
Вим.
Арк.
№ документ
Підпис
Дата
На рис. 3.1.3 показана структурна схема проміжної станції.
f1 f2
f4 f3
Рис. 3.1.3. Структурна схема проміжної станції
Вузлові станції (рис. 3.1.4) виконують як функції проміжних станцій, так і функції введення висновку інформації. Тому вони встановлюються у великих населених пунктах або в точках перетину (відгалуження) ліній зв'язку.
Рис. 3.1.4. Структурна схема вузлової станції
Проміжок між найближчими станціями називається прольотом або інтервалом РРЛ. Довжина прольоту залежить від багатьох причин і у середньому, досягає 50…60 км у діапазоні частот до 6…8 ГГц і декількох кілометрів у діапазонах 30…50 ГГц.
Проміжок між кінцевою станцією й найближчою вузловою, чи між вузловими станціями називається секцією РРЛ, а сукупність приймально-передавального устаткування створює стовбур РРЛ. Розрізняються однонапрямлені стовбури й двох напрямлені (для дуплексного зв'язку).
Для передавання у прямому та зворотному напрямках застосовуються 2-частотні й 4-частотні системи.
Двочастотна система економічна з погляду на смуги частот, виділеної для організації радіорелейного зв'язку, але вимагає застосування антен із високими захисними властивостями від приймання й передавання сигналів із бічних і зворотних напрямів. У діапазонах вище 10 ГГц широко застосовуються параболічні антени кращого виконання з додатковими екранами (комірами), що дозволяють досягти необхідних показників.
Чотирьох частотна система допускає застосування більш простих і дешевих антен поліпшити захищеність лінії зв'язку від взаємних завад, але використовується достатньо рідко. Як правило, чотрьохчастотну систему можна рекомендувати для організації лінії зв'язку для надто складаних електромагнітних обставин.
Для покращення економічної ефективності й пропускної здатності радіорелейної системи часто роблять багатостовбурними, у яких на кожній станції працюють із різними частотами небагато прийомопередавачів через антено-фідерні пристрої.
З метою збільшення надійності роботи лінії Зузку застосовуються різні засоби резервування. Для діапазону 10 ГГц у ЦРРЛ найбільше поширення отримали системи резервування 1 + 1, коли на один робочій стовбур припадає один резервний. У складних умовах радіохвиль обидва стовбури можуть бути використані як пристрої резервного приймання, що істотно покращує стійкість роботи
Арк.
15
Вим.
Арк.
№ документ
Підпис
Дата
системи зв'язку. Найчастіше будуються прості одностовбурні системи зв'язку без резервування з огляду на надійність сучасної апаратури. Наприклад, час напрацювання на відмову апаратури типу LІNК французької фірми Sаgen дорівнює 25 років. Саме тому зупинимось на РРЛ цієї фірми.
3.2. Визначення висот підвісу антен
3.2.1. Профіль траси Джанкой – Севастополь – Сімферополь - Керч
Визначення підвісу починається з побудови профілю траси.
Профіль траси – це вертикальний перетин місцевості з усіма позначками висот, будівлями, лісами , тощо. Креслення профілю траси спочатку виконується за допомогою топографічних карт масштабу 1:50000 або 1:1000000. У подальшому окремі ділянки уточнюються на картах масштабу 1:25000 або безпосередньо на місцевості. На рис. 3.2.1 позначено профіль траси Джанкой – Севастополь, а на рис. 3.2.2 – профіль траси ділянки Севастополь – Сімферополь – Керч.
h2
h1
l км
0 21 56 91 103 119
Рис. 3.2.1. Профіль траси Джанкой – Севастополь
l км
0 11 26 191 203 262,5
Рис. 3.2.2. Профіль траси Севастополь – Сімферополь - Керч
Для зручності при побудові профілів використовується гіперболічний масштаб, в якому всі висоти не по радіусах, як потрібно робити в дійсності, а по вісі ординат, при цьому відстані – не по дузі кола, а на вісі абсцис. Тоді лінія, яка зображує на профілі рівень моря або умовний нульовий рівень, від якого відраховуються всі висоти, матиме вигляд параболи (рис. 3.2.1, 3.2.2):
Арк.
16
Вим.
Арк.
№ документ
Підпис
Дата
(3.2.1)
де а – геометричний радіус Землі;
k – відносна координата заданої точки.
(3.2.2)
де Rі – відстань до точки;
R0 – довжина прольоту.
Відносні координати критичних точок за (3.2.2) та координата у за (3.2.1):
на ділянці Джанкой – Севастополь
k = 56/119 = 0,471; м;
на ділянці Севастополь – Сімферополь – Керч
k = 26/262,5 = 0,099; м
3.2.2. Мінімальна зона Френеля
Першу зону Френеля можна представити у вигляді еліпса, в якому знаходиться й передається основна доля енергії сигналу. Залежність напруженості поля в точці приймання від просвіту Н (відстань між лінією, що з’єднує центри антен, і найвищою точкою рельєфу місцевості), має характер коливань. При великому просвіті коливання практично загасають і напруженість поля в точці приймання відповідає напруженості поля вільного простору Е. У середині першої зони можна виділити мінімальну зону Френеля, на границі якої напруженість поля в точці приймання також дорівнює Е. Будь-яке екранування цієї зони приводить до погіршення якості зв’язку. Напруженість поля в точці приймання, яка створена усіма вторинними випромінюваннями, котрі знаходяться в середині мінімальної зони Френеля, чисельно дорівнює напруженості поля вільного простору.
Радіус мінімальної зони Френеля в будь-якій точці прольоту
(3.2.3)
де ( - довжина хвилі.
Радіус мінімальної зони Френеля на ділянках:
Джанкой – Севастополь
м;
Сімферополь - Керч
м.
Арк..
17
Вим.
Арк.
№ документ
Підпис
Дата
3.2.3. Вертикальний проліт діелектричної проникності
Рефракцією називається викривлення траєкторії хвиль, обумовлене неоднорідною будовою тропосфери (нижні шари атмосфери). Неоднорідність тропосфери приводить до того, що її діелектрична проникність змінюється з висотою. Ця зміна характеризується вертикальним градієнтом діелектричної проникності g. Рефракція буває:
додатна , при g < 0;
від’ємна, при g > 0;
якщо g = 0 дифракція відсутня.
У залежності від зони мікроклімату змінюється й градієнт діелектричної проникності g за випадковим законом, що у свою чергу приводить до сталої випадкової зміни степені дифракції траєкторії радіохвиль. Для Автономної Республіки Крим середнє значення градієнту діелектричної тривалості g = -9(10-8 м-1 і стандартне відхилення ( = 7,5(10-8 м-1.
На прольоті просвіт, що існує на протязі 80% часу (Н(80) = Н((g + ()), повинен дорівнювати радіусові мінімальної зони Френеля. Тоді просвіт без урахування дифракції (а саме для цього будується профіль прольотів)
Н(0) = Н0 - (Н((g + (), (3.2.4)
де , тут (Н((g + () – приріст просвіту за рахунок дифракції.
На підставі (3.2.5) і (3.2.4) отримаємо:
для ділянки Джанкой - Севастополь
м;
(Н0) = 9,7 – 0,9 = 8,8 м;
для ділянки Севастополь – Сімферополь - Керч
м.
(Н0) = 8,6 – 0,8 = 7,8 м.
Висо...
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора