МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ I НАУКИ УКРАЇНИ
Національний Університет “Львівська політехніка“
Кафедра Телекомунікації
РОЗРАХУНКОВА-ГРАФІЧНА РОБОТА
з курсу “Канали та системи передавання інформації”
ВСТУП
Розрахунково-графічна робота (РГР) присвячена проектуванню і розробці схеми організації зв’язку з допомогою цифрових систем передачі плезіохронної ієрархії, які працюють по металічних кабелях зв’язку на внутрішньозонових і магістральних мережах.
Для кожного студента передбачено індивідуальне завдання на проектування заданої кількості первинних та вторинних цифрових потоків, каналів тональної частоти.
Запропонована РГР дозволяє студентам отримати навички в виборі необхідної системи передачі, розробці схеми організації зв'язку, станцій, розрахунків довжин регенераційних ділянок.
ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ З ВИКОНАННЯ КП
Кожен студент виконує РГР в відповідності з індивідуальним завданням, варіант якого визначається двома останніми цифрами номера залікової книжки.
РГР виконані повністю або частково, але не за своїм варіантом - не розглядаються. Загальний об'єм 20-25 аркушів. Нумерація сторінок в правому верхньому куту. Номера формул та рисунків за розділами. Кожен розділ починати з нової сторінки.
Можливе виконання на комп'ютері. Текстова частина: редактор WORD, шрифт Times New Roman Cyr, розмір І4пт, інтервал одинарний.
Поля: ліве - 25,мм, верхнє та нижнє - 20 мм, праве 10 мм.
Зміст
І. Вступ (1 аркуш, обґрунтувати необхідність впровадження ЦСП та що
передбачається зробити в роботі)………………………………………………………………….
ІІ. Основна частина ……………………………………………………………………………………….
1. Розробка варіантів схем організації зв’язку…………………………………
1.1 Вибір можливих варіантів типів кабелю та ЦСП …………….
1.2 Розробка схеми організації зв'язку …………………………………..
2. Технічний розрахунок регенераційної діляфнки
2.1 Визначення номінальної довжини регенераційної ділянки
однокабельної системи …………………………………………………………….
2.2 Визначення номінальної довжини регенераційної ділянки двокабельної системи ………………………………………………..
2.3 Визначення кількості регенераційних ділянок номінальної довжини та розташування НРП ………………………………………………
2.4 Розрахунок капітальних витрат та вибір оптимального варіанту схеми організації зв’язку …………………………………………………………
ІІІ. Висновки…………………………………………………………………………………………………
ІV. Перелік посилань…………………………………………………………………………………..
1 РОЗРОБКА ВАРІАНТІВ СХЕМ ОРГАНІЗАЦІЇ ЗВ'ЯЗКУ
Вибір можливих варіантів типу кабелю та ЦСП .
Вхідні дані:
Спочатку необхідно визначити до якої мережі внутрішньо-зонової (ВЗМ) або магістральної (MM) відноситься ЦСП що проектується. На Україні довжина номінального кола дорівнює 2500 км, яка поділяється на окремі ділянці.
Структура номінального кола представлена на рисунку
/
Рисунок 1.1 - Структура номінального кола
МІД - місцева ділянка
ВЗД - внугрішньзонова ділянка
МД - магістральна ділянка
Визначаємо довжину магістралі що проектується:
LАВ = LАБ + LБВ= км
За допомогою співвідношення (1.2) визначаємо, до якої мережі належить
магістраль, що проектується:
100 км <LАВ< 250 км до ВЗМ
250 км < LAB < 1800 км до MM
Отже, дана ділянка належить до ММ.
В РГР необхідно розглянути усі можливі варіанти побудови схеми організації зв'язку і залишити для подальшої роботи два варіанта - перший для двокабельного режиму роботи та другий для однокабельного режиму.
Оптимальний варіант визначається шляхом порівняння кількості ЦСП, ємності кабелів, та мінімальної кількості резервних пар кабелю.
Приведемо варіанти розгляду схем організації зв'язку
для ВЗМ:
1. ЦСП ІКМ-120 кабель МКСА 1x4
2. ЦСП ІКМ-120 кабель МКСА 4x4 двокабельний режим
3. ЦСП ІКМ-480С кабель МКСА 1x4
4. ЦСП ІКМ-480С кабель МКСА 4x4
1. ЦСП ІКМ-480 кабель МКТ-4 однокабельний режим
для MM:
1. ЦСП ІКМ-480С кабель МКСА 1x4 двокабельний режим
2. ЦСП ІКМ-480С кабель МКСА 4x4
1. ЦСП ІКМ-480 кабель МКТ-4 однокабельний режим
Для визначення кількості та типу ЦСП необхідно визначити загальну кількість каналів ТЧ, з перерахунком ВЦП, ПЦП на цифрові канали ТЧ.
Зробимо такі позначки на схемі для каналів і цифрових трактів.
/
Рисунок 1.2 - Схема магістралі, яка проектується Окремо для пункту А
та пункту В
необхідно розрахувати кількість каналів ТЧ.
N∑A=( n∙ПЦП + n’∙ПЦП)∙30 + (m∙ВЦП + m’∙ВЦП)∙120 + (Nk + Nk’) =
N∑В=( n∙ПЦП + n’’∙ПЦП)∙30 + (m∙ВЦП + m’’∙ВЦП)∙120 + (Nk + Nk’’)=
Перед тим як перейти до розгляду варіантів схем організації зв'язку, нагадаємо схему включення ЦСП в двокабельному режимі.
/
Рисунок 1.3 - Включення ЦСП в двокабельному чотирьохпроводному режимі
Розгляд можливих варіантів схем організації зв'язку приведемо для конкретного прикладу.
Необхідно розглянути усі можливі варіанти схеми організації зв'язку для двокабельиого режиму та вибрати один оптимальний, а для однокабельного режиму в загалі існує тільки один варіант.
А) Двокабельний режим для N∑A:
Система ІКМ-120 по кабелю МКСА 1x4
1. Система ІКМ – 480С по кабелю МКСА 4х4
Потрібно:
1 системи ІКМ – 480С
2 кабелю МКСА 1х4
резервних каналів -
резервних пар - 1 в одному кабелі
Система ІКМ – 480С по кабелю МКСА 4х4
Потрібно:
1 системи ІКМ – 480С
2 кабелю МКСА 1х4
резервних каналів -
резервних пар - 1 в одному кабелі
Б) Двокабельний режим для N∑Б:
Система ІКМ-120 по кабелю МКСА 1x4
1. Система ІКМ – 480С по кабелю МКСА 4х4
Потрібно:
2 системи ІКМ – 480С
4 кабелю МКСА 1х4
резервних каналів -
резервних пар - 1 в одному кабелі
2. Система ІКМ – 480С по кабелю МКСА 4х4
Потрібно:
2 системи ІКМ – 480С
4 кабелю МКСА 1х4
резервних каналів -
резервних пар - 1 в одному кабелі
Порівнявши перший та другий варіанти, можна сказати, що т перший варіант кращій, так як в ньому менша кількість вільних пар кабелю.
Таким чином оптимальним варіантом для двокабельного режиму роботи є третій варіант - це ЦСП ІКМ-480С по кабелю МКСА 1x4.
Для однокабельного режиму існує лише один варіант:
5. Система ІКМ-480С по кабелю МКТ-4
Потрібно для N∑А:
1 системи ІКМ-480
1 кабель МКТ-4
резервних каналів –
резервних пар – 1 водному кабелі
Потрібно для N∑Б:
2 системи ІКМ-480
2 кабель МКТ-4
резервних каналів –
резервних пар – 1 водному кабелі
Таким чином, на далі будуть розглядатимуться два варіанта:
- двокабельний режим ІКМ-480С по кабелю МКСА 1x4
- однокабельний режим ІКМ-480 по МКТ-4
Розробка схеми організації зв'язку
В РГР необхідно розробити детальну схему організації зв'язку з розкриттям обладнання, яке буде встановлено в КПЛ, ОРП-Б та КП. Крім того, необхідно передбачити ОРПдж, якщо ділянці А-Б і Б-В більше довжини секції дистанційного живлення, яка визначається відповідним обладнанням:
LАБ <lдж LБВ > lдж,
де lдж=200км для ІКМ-120, ІКМ-480, ІКМ-480С.
Наведемо структурну схему лінійного тракту ЦСП.
/
Рис. 1.9 –структурна схема лінійного тракту ЦСП
Для розробки схеми організації зв'язку необхідно розрахувати кількість
комплектів обладнання (АЦО, ВЧГ. ТЧІ , ОЛТ) для КПА, ОРП-Б та КПВ.
Розрахуємо обладнання для КПА.
Кількість комплектів аналого-цифрового обладнання:
/
Кількість компонентів вторинного часового групування:
/
Кількість компонентів третинного групоутворення:
/
Обладнання лінійного тракту визначається кількістю комплектів ТЧТ для ІКМ-480 або комплектів ВЧГ для ІКМ-120.
Розрахунок комплектів обладнання для обслуговуючого регенераційного пункту розташованого в пункті Б проводять окремо для напрямку Б-А та Б-В.
Розраховуємо комплектацію обладнання кінцевих пунктів та проміжної
станції ОРП-Б.
На рисунку 1.4 приведена схема організації зв'язку
/
ТЕХНІК0-ЕК0Н0МІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ СХЕМ ОРГАНІЗАЦІЇ ЗВ'ЯЗКУ
2.1 Визначення номінальної довжини регенераційної ділянки одно кабельної ЦСП
Номінальна довжина регенераційної ділянки визначається за
формулою:
/
Тактова частота fT дорівнює (ІКМ-120 fT = 8,448 мГ); ІКМ-480 fT=34,368мГц).
/
Коефіцієнт'загасання кабелю α(f) у широкому діапазоні частот добре
апрокснмується:
/
для tз=20°С пораховані коефіцієнти апроксимації (МКТ-4 α0=0,065, α1/2=5.265; α1=0,0186)
де fp - підставляти в мГц
Загасання при заданій температурі фунта визначається як:
α1гр(fp)=α20(fp)[1-αа(20-tз)]
tгр – задана температура грунту.
αа – температурний коефіцієнт перерахунку. (Коаксіал αа=2∙103)
Визначимо lм за формулою з урахуванням αм(fp)= α1гр(fp):
/
де Амп - максимально перекриваєме загасання цифрової системи передачі (ІКМ-120-65 дБ; ІКМ-480-73 дБ)
де Рпер – рівень передачі лінійного цифрового сигналу (ЛЦС) на вході регенератора
де Uвих - амплітуда вихідного сигналу для усіх ЦСП 3 Вольта
Zx0 -характеристичний опір різних типів кабелю, для коаксіала Zx0 = 75 Ом
Рш вх - рівень власних шумів на вході регенератора.
/
Адоп пік - допустима захищеність ідеального регенератора стосовно пікового значення завади;
ΔРпікш - характеризує відношення пікового значення завадило
середньоквадратичного з імовірністю цієї величини рівної помилки регенератора;
ΔАдоп рег - погіршення допустимої захищеності реального регенератора в
порівнянні з ідеальним за рахунок дії шумів регенератора (старіння елементів регенератора, температурної нестабільності).
При проектуванні будемо вважати:
/
ΔРпікш - піковий фактор шумів це функція від імовірності помилки:
Рпом доп = Рпом доп 1∙lм
Тобто можна визначити по формулі імовірність помилки допустимої
для lм і врахувати, що при Рпом =10-9 ΔРпік =15,7 дБ
а при Рпом =10-11 ΔРпік =16,7 дБ.
Визначимо допустиму захищеність від власних завад при їх піковому значенні:
Адоп пік=20lg(N-1)=
Допустима захищеність сигналу визначається як:
Аз с оч = Адоп пік+ΔРпік ш+ΔАдоп рег =
Адоп пік - допустима захищеність ідеального регенератора стосовно пікового
значення завади.
/
Номінальна довжина регенераційної ділянки визначається за формулою:
lH=
Визначення номінальної довжини регенераційної ділянки двокабельної ЦСП
Визначити коефіцієнт α20(fp) для симетричних кабелів за формулою:
α20(fp) = Ка∙αном(fp)=
де Ка - множник для симетричних кабелів різних тинів. (Ка =1.056 для МКСЛ 1x4, Ка=0,988 для МКСЛ 4x4).
Розрахуємо:
αном(f)=α0+α1/2√fр+α1∙ fр =
α0, α1/2, α1 - коефіцієнти апроксимації для симетричного кабелю α0 = 0,003, α1/2= 0,278, α1=4,625)
Тепер можна розрахувати αм(fp), а також можемо визначити lм.
αм(fp )=α1гр(fp)=α20(fp)[1-αа(20-tгр)]=
АМП - загасання ділянки ЦСП, що максимально перекривається. (Для ІКМ-
120-65 дБ, 1КМ-480 73 дБ).
αм(fp) - коефіцієнт загасання кабелю на розрахунковій частоті при максимальній
температурі грунту що задасться.
tгр – задана температура грунту
(для МКСЛ 1x4 α2= 1,9-І0 -3, для МКСЛ 4x4 α2 =2∙ 10-3)
Максимально допустима довжина регенераційної ділянки (lм) визначається як:
/
Рпер - рівень передачі сигналу на виході регенератора.
Рш. вх. - рівень власних шумів па вході регенератора.
Аз с доп - допустима захищеність регенератора
/
Рш вх= -[ 109 – 10lg(fp)]=
Адоп пік=20lg(N-1) =
N - кількість рівнів які приймає ЛЦС.
ΔАдопр=10дБ ТЦСП
Аз с оч = Адоп пік+ΔРпік ш+ΔАдопр =
ΔА - мало залежить від l і тому значення ΔА можна визначити приблизно:
ΔА≈A01-10lgfp-10lglм- ΔАдоп р – 5=
Визначаємо розрахункову довжину lp регенераційної ділянки.
/
/ lH=
2.3 Визначення числа регенераційних ділянок номінальної довжини та розташування НРП
Кількість ділянок на магістралі визначається як відношення:
/
де L=LАБ+LБВ і це є довжина траси
lн - номінальна довжина регенераційної ділянці.
Е- ціле число, якщо це відношення г дробове число, то крім ділянок номінальної довжини з'являються скорочені ділянці.
Кожен регенератор, мас автоматичне регулювання рівня (АРР).
можливості якої визначені умовами
0,5Ад м < ΔААРР < Ад м
де Ад м - максимальне загасання ділянці регенерації.
Це означає, що lcк≥0.5lн
Тому беруть одну скорочену ділянку, а дві за рахунок зменшення на одну
кількості номінальних ділянок.
/
Ебл м ц – ближнє менше число
Скорочені ділянці необхідно розташовувати прилеглими до кінцевих або обслуговуючих пунктів оскільки захищеність від завад на скорочених ділянках вища ніж на ділянках номінальної довжини, то в цілому збільшує завадостійкість лінійного тракту.
Розрахувати довжину секцій дистанційного живлення після визначення
скорочених ділянок окремо для ділянці LАБ і LБВ, тому що місцезнаходження пунктуОРП-В задано вихідними даними.
lсдж1≈0.5LАБ = lсдж1≈lcк+Е(lн∙nхдн)
Розташування НРП залежить від lн та lск. Спочатку визначається загальна кількість НРП для усієї траси:
nНРПгр=nдн+1-(nорп в +nопр дж)=
Приводимо схеми розташування НРП для одно кабельної та двокабельної системи, а також уточнюємо електричну довжину кабелю по секціям дистанційного живлення.
/
2.4 Розрахунок капітальних витрат та вибір оптимального варіанту схеми організації зв'язку
Кожен варіант схеми організації зв'язку оцінюється капітальними таексплуатаційними витратами. Вибір оптимального варіанту схеми організації зв'язку здійснюється по капітальним витратам, оскільки експлуатаційні витрати,які визначається заданою кількістю каналів ТЧ і групових трактів для порівняльних варіантів однакові.
Розрахуємо капітальні витрати проміжної станції:
КОРП-Б =К СТЧГ n СТЧГ+Ктчг n тчг+Ксолт nсолт + Колт nолт =
Розрахуємо капітальні витрати ОРПдЖ.
ОРПдж = Ксолт nсолт + Колт nолт =
КТР - капітальні витрати на трасу
КТР =К НРИ n НРИ +КОРП n ОРП+КОРП ДЖ n ОРП ДЖ =
КПС - капітальні витрати на проміжні станції Капітальні
витрати траси:
КТР = КТР1км ∙L =
Розрахуємо капітальні витрати
К=ККП+КЦЛТ =
Висновки
У розрахунково-графічній роботі ми розробили детальну схему організації зв'язку з розкриттям обладнання, яке буде встановлено в КПЛ, ОРП-Б та КП. Крім того, якщо необхідно, передбачили ОРПдж, якщо ділянці А-Б і Б-В більше довжини секції дистанційного живлення, яка визначається відповідним обладнанням. Спроектували і розробили схему організації зв’язку з допомогою цифрових систем передачі плезіохронної ієрархії, які працюють по металічних кабелях зв’язку на внутрішньозонових і магістральних мережах. Вибрали серед можливих варіантів типів кабелю та ЦСП потрібні та побудували схему організації зв'язку.
Для технічного розрахунку регенераційної ділянки визначили номінальні довжини регенераційної ділянки однокабельної системи, визначили номінальні довжини регенераційної ділянки двокабельної системи, визначили кількость регенераційних ділянок номінальної довжини та розташування НРП. А також розрахували капітальні витрати та вибіроли оптимальний варіант схеми організації зв’язку.
Перелік посилань
1. Баєва Н. Н., Городиенков В. Н. и др., Многоканальные системи передачи, - М.:
Радио и связь, 1997- 560 с.
2. Зингиренко А. . М, Баєва Н. М., Тверцкий М. С. Системы многоканальной
связи. - М.: Связь, 1980. - 440 с.
3. Скалин Ю. В., Бернштейн А. П, Финкевич А. Д., Цифровые системи передачи. -
М.: Радио и связь, 1988. - 272с.
4. Брескин В. О., Проектирование цифровых систем передачи. Одесса, 1988.-75 с.
5. Стеклов В. К., Беркман Л. Н. Телекомунікаційні мережі: Підручник. - К.:
Техніка, 2001. - 392 с.
6. Стеклов В. К., Кільчицький С. В. Основи управління мережами та послугами
телекомунікація: Підручник /За ред. проф. Стеклова В. К. - К.: Техніка. 2002. -
438 с.