Проект линии передачи Пинск–Житковичи через Микашевичи
Введение
Основной тенденцией развития телекоммуникаций во всем мире является
цифровизация сетей связи, предусматривающая построение сети на базе цифровых
методов передачи и коммутации. Это объясняется следующими существенными
преимуществами цифровых методов передачи перед аналоговыми:
1. Высокая помехоустойчивость. Представление информации в
цифровой форме позволяет осуществлять регенерацию (восстановление) этих
символов при передаче их по линии связи, что резко снижает влияние помех и
искажений на качество передачи информации.
2. Слабая зависимость качества передачи от длины линии связи.
В пределах каждого регенерационного участка искажения передаваемых сигналов
оказываются ничтожными. Длина регенерационного участка и оборудование
регенератора при передаче сигналов на большие расстояния остаются практически
такими же, как и в случае передачи на малые расстояния. Так, при увеличении
длины линии в 100 раз для сохранения неизменным качества передачи информации
достаточно уменьшить длину регенерационного участка лишь на несколько
процентов.
. Стабильность параметров каналов ЦСП. Стабильность и
идентичность параметров каналов (остаточного затухания, частотной и амплитудной
характеристик и др.) определяются в основном устройствами обработки сигналов в
аналоговой форме. Поскольку такие устройства составляют незначительную часть
оборудования ЦСП, стабильность параметров каналов в таких системах значительно
выше, чем в аналоговых. Этому также способствует отсутствие в ЦСП влияния
загрузки системы на параметры отдельных каналов.
. Эффективность использования пропускной способности каналов
для передачи дискретных сигналов. При вводе дискретных сигналов
непосредственно в групповой тракт ЦСП скорость их передачи может приближаться к
скорости передачи группового сигнала. Если, например, при этом будут
использоваться временные позиции, соответствующие только одному каналу ТЧ, то
скорость передачи будет близка к 64 кбит/с, в то время как в аналоговых
системах она обычно не превышает 33,6 кбит/с.
. Возможность построения цифровой сети связи. Цифровые
системы передачи в сочетании с цифровыми системами коммутации являются основой
цифровой сети связи, в которой передача, транзит и коммутация сигналов
осуществляются в цифровой форме. При этом параметры каналов практически не
зависят от структуры сети, что обеспечивает возможность построения гибкой
разветвленной сети, обладающей высокими надежностными и качественными
показателями.
. Высокие технико-экономические показатели. Передача и
коммутация сигналов в цифровой форме позволяют реализовывать оборудование на
единых аппаратных платформах. Это позволяет резко снижать трудоемкость
изготовления оборудования, значительно снижать его стоимость, потребляемую
энергию и габариты. Кроме того, существенно упрощается эксплуатация систем и
повышается их надежность.
Параметры ЦСП выбираются с учетом характеристик существующих и
перспективных линий связи, т.к. на данный момент в Республике Беларусь активно
вводятся цифровые системы передачи, как наиболее перспективные, однако наряду с
новыми системами работают и старые аналоговые системы, которые постепенно
заменяются на цифровые. Поэтому целью курсового проекта является создание
качественных каналов и связи на участке Пинск - Житковичи.
1. Описательный раздел
1.1 Выбор и характеристика системы передачи
Руководствуясь заданием, в котором дан кабель марки МКСАШП, необходимо
выбрать тип цифровой системы передачи ИКМ-120.
Определим число систем передачи на каждом из участков сети по формуле:
NСП=NКАН/CСП; (1)
где NСП - количество систем передачи,
CСП -
ёмкость системы передачи в каналах ТЧ, CИКМ=120,
NКАН -
заданное количество каналов на соответствующих участках ОП1-ОП2, ОП1-ПВ,
ПВ-ОП2.
NСП=2(ОП1-ОП2);
NСП=1(ОП1-ПВ); NСП=1(ПВ-ОП2);
Запас каналов на развитие на каждом из участков ОП1-ОП2, ОП1-ПВ, ПВ-ОП2
рассчитываем по формуле
Nрез = Nсп · Ссп - Nкан;
(2)
рез =40(ОП1-ОП2); Nрез =60(ОП1-ПВ); Nрез =60(ПВ-ОП2);
Дадим характеристику выбранной системе передачи ИКМ 120.
Система передачи ИКМ-120 предназначена для организации каналов на местных
и внутризоновых сетях связи путем уплотнения «высокочастотных симметричных
кабелей ЗКПАП-1Х4, МКСА-1Х4, МКСВ-4Х4, МКСБ-7Х4, МКСАП-4Х4. Система
обеспечивает организацию 120 каналов ТЧ или передачу стандартной 60-канальной
группы со спектром 312...552 кГц и одного первичного цифрового потока на 30
каналов (общее число каналов при этом - 90). Скорость передачи группового
потока 8448 кбит/с, общая длина переприемного участка до 600 км, расстояние
между обслуживаемыми пунктами до 200 км, длина регенерационного участка 5±0,5
км. Линейный тракт организуется по двухкабельной четырехпроводной схеме связи.
Применение двухкабельной схемы обеспечивает необходимую защищенность между
прямым и обратным направлениями передачи. Однако известно, что двухкабельная
схема организации связи уступает однокабельной по технико-экономическим
показателям. В настоящее время для организации однокабельной схемы
разрабатываются симметричные кабели, где экранируется каждая пара или группа
пар.
Благодаря существенному различию в рабочих диапазонах частот линейный
тракт аппаратуры ИКМ-120 может работать совместно с линейным трактом аппаратуры
К-60П по одним и тем же кабелям, но разным парам. Однако на возможность
совместной работы накладывают ограничения различные способы организации
дистанционного питания. Так, организация совместной работы систем передачи
К-60П и ИКМ-120 по одночетверочному кабелю затруднена.
В состав аппаратуры ИКМ-120 входят (рисунок 1): аналого-цифровое
оборудование формирования стандартных первичных цифровых потоков АЦО,
оборудование вторичного временного группообразования ВВГ, оконечное
оборудование линейного тракта ОЛТ, необслуживаемые регенерациоиные пункты НРП.
Групповой поток со скоростью 8448 кбит/с формируется из четырех первичных
потоков, имеющих скорость 2048 кбит/с.
Рисунок
1 Схема организации связи системы передачи ИКМ-120
Если использовать основной вариант работы на 120 каналов ТЧ, то эти
первичные потоки могут быть организованы на оборудовании АЦО, применяемом в
ИКМ-30. Разработана и специальная стойка для установки в ЛАЦ междугородных
телефонных станций стойка аналого-цифрового каналообразования САЦК-1. Она
предназначена для размещения четырех комплектов аппаратуры каналообразующей
унифицированной АКУ-30 с источниками вторичного электропитания и комплекта
сервисного оборудования. Размеры стойки 2600X120X225мм. Комплект АКУ-30
предназначен для организации 30 телефонных каналов, а также организации
абонентского доступа к двум цифровым каналам с пропускной способностью 64
кбит/с. Ввод цифровой информации синхронный. Эти цифровые каналы образуются на
месте канальных интервалов КИ6 и КИ22. Структура построения временного цикла
аналогична стандартному первичному цифровому потоку 2048 кбит/с.
Основные параметры системы передачи сведём в таблицу:
Таблица
1 Основные параметры системы передачи
Параметр
|
Значение параметра
|
Число организуемых каналов
|
120
|
Скорость передачи информации, кбит/с
|
8448
|
Тип линейного кода
|
КВП-3
|
Амплитуда импульсов в линии, В
|
±3
|
Расчетная частота, кГц
|
4224
|
Номинальное затухание участка регенерации, дБ
|
45-55
|
Номинальное значение тока ДП, мА
|
100
|
Допустимые значения напряжения ДП, В
|
240
|
Максимальное расстояние ОРП-ОРП
|
600 км
|
Максимальное число НРП между ОРП
|
48
|
Максимальное число НРП в полу секции ДП
|
24
|
1.2 Характеристика кабеля
По заданию нам дан кабель марки МКСАШП. Дадим характеристику данному
кабелю. Кабель МКСАШп 4х4х1,2 используется на магистральных и внутризоновых
первичных сетях и соединительных линиях ГТС, а также в цифровых системах
передачи со скоростью 8448 кБит/с (тактовой частотой 8448 кГц), 34368 кБит/с
(тактовой частотой 34368 кГц) или аналоговых системах передачи в диапазоне до 5
МГц, работающих при переменном напряжении дистанционного питания до 690 В или
постоянном напряжении до 1000 В. Кабели предназначены для прокладки
механизированным и ручным способами при температуре не ниже минус 15 °С.
Рисунок
3 Структура кабеля МКСАШП
Токопроводящая жила - медная мягкая проволока диаметром 1,2 мм. Изоляция
- кордельно-полистирольная. Звездная четверка и сердечник - скручены
соответственно из четырех изолированных жил вокруг корделя-заполнителя и из
четырех или семи четверок. Поясная изоляция - спирально наложенные ленты
кабельной бумаги. Оболочка - сварная алюминиевая трубка толщиной 1,0 - 1,2 мм.
Защитный покров (Шп) - слой битума и защитный полиэтиленовый шланг. Рекомендуемые
условия эксплуатации в грунтах I - III групп, в телефонной канализации, трубах,
блоках и по мостам.
Основные электрические параметры сведём в таблицу:
Таблица
2 Основные параметры кабеля
Параметр
|
Значение параметра
|
Сопротивление проводника, Ом/км
|
15,85
|
Сопротивление изоляции, Мом/км
|
12000
|
Коэффициент затухания на fт/2, дБ/км, при Т=20ºС
|
10,661
|
Температурный коэффициент изменения затухания, 1/град
|
Волновое сопротивление, Ом
|
163
|
Строительная длина, км
|
0,8
|
Для выбранного кабеля составим таблицу использования пар кабеля при
работе СП.
Таблица 3 Использование пар кабеля при работе СП
Тип пары кабеля
|
Номер кабеля
|
Номер пары
|
Назначение
|
Симметричные пары
|
1
|
1
|
1-е направление 1-й системы передачи
|
|
|
2
|
1-е направление 2-й системы передачи
|
|
|
3
|
1-е направление 3-й системы передачи
|
|
|
4
|
1-е направление 4-й системы передачи
|
|
2
|
1
|
2-е направление 1-й системы передачи
|
|
|
2
|
2-е направление 2-й системы передачи
|
|
|
3
|
2-е направление 3-й системы передачи
|
|
|
4
|
2-е направление 4-й системы передачи
|
1.3
.3 Характеристика трассы кабельной линии
В соответствии со статьёй 29 Кодекса Республики Беларусь “о земле” линии
связи проектируются вдоль дорог существующих трасс, с целью сохранения
сельскохозяйственных земель. Так же это обеспечивает съезд на транспортном
средстве к прокладываемой линии связи. При проектировании трассы учитывается
почва, наличие грызунов. Размеры кабельной площадки определяются исходя из
количества барабанов, а также возможности погрузки и выгрузки их на трассу без
перекатывания.
Таблица 3 Основной и альтернативный варианты трассы
Наименование характеристики
|
Основной
|
Альтернативный
|
Общая протяженность трассы, км
|
145
|
133
|
Протяженность участка ОП1-ПВ, км
|
110
|
98
|
Протяженность участка ОП2-ПВ, км
|
35
|
35
|
Количество водных преград
|
10
|
9
|
Количество пересечений с железными дорогами
|
2
|
4
|
Количество пересечений с автодорогами
|
86
|
74
|
Количество пересечений с ЛЭП
|
0
|
0
|
Количество населенных пунктов на пути трассы
|
7
|
17
|
Протяженность болотистых участков, км
|
0
|
0
|
Протяженность участков сближения с железными дорогами, км
|
0
|
12,2
|
Из таблицы видно, что основной вариант прохождения трассы использовать
выгоднее в связи с тем, что количество встречаемых на пути трассы населенных
пунктов меньше. Протяжённость участков сближения с железной дорогой меньше,
меньше и количество пересечений с ж\д. Конечно можно было бы использовать как
основной вариант альтернативный, т.к. у него меньше протяжённость и меньше
пересечение с автодорогами, но это единственные его плюсы.
2.
Расчётный раздел
.1 Расчёт схемы организации связи
Определим номинальную длину участка регенерации по формуле:
Lном =
Aном/αt◦max, км (3)
αt max - коэффициент затухания кабеля на расчетной частоте
при максимальной температуре грунта.
Lном =
55/10,64 = 5,169, км
Коэффициент затухания кабеля для температуры грунта, отличной от 20° С (справочное значение), определим
по формуле:
αt = α20 ∙(1-αα∙(20-t)), (4)
где α20 - коэффициент затухания кабеля при температуре 20˚С;
αα - температурный коэффициент
изменения затухания;
t -
расчетная температура.
α19 = 10,661 ∙(1-1,87∙10-3(20-19))=10,64
Число участков регенерации между обслуживаемыми станциями определим по
формуле:
Nуч.рег
.= lоп1-пв /lном ,
Nуч.рег.
= lоп2-пв /lном , (5)
где l оп1-пв - расстояние между обслуживаемыми пунктами ОП1-ПВ, км;пв-оп2
- расстояние между обслуживаемыми пунктами ОП2-ПВ, км.
Nуч.рег1
= 110/5,169 = 21,280
Nуч.рег2
= 35/5,169 = 6,77
Т.к. укороченный участок 1 регенерации меньше половины lном, то
необходимо спроектировать 2 укороченных участка, длина которых определяется по
формуле
lук.уч.=
( lном +К∙ lном )/2. (6)
где К - дробная часть при определении Nуч.рег..
lук.уч.=(5,169+0,28*5,169)/2
= 3,308
Длина укороченного участка регенерации 2 определим по формуле
lук.уч.=
К · lном, (7)
lук.уч.=
0.77 · 5,169 = 3,98
Необходимо включить искусственную линию чтобы дополнить до номинального
затухания укороченные участки. ИЛ имеет параметры, эквивалентные отрезкам кабеля
от 0,1 до 1,5 км ступенями через 0,1 км. Определим длину ИЛ.
Lил= lном - lук.уч. (7а)
Lил=
5,169 - 3,308 = 1,861 (1,5)
Lил=5,169-3,98=1,189
(1,2)
Укороченные участки прилегают к обслуживаемым станциям.
Число НРП между обслуживаемыми станциями определим по формуле
Nнрп =
Nуч.рег. - 1. (8)
нрп1 = 21,28- 1 = 20,28
Nнрп2
= 6,77 - 1 = 5,77
Распределение длин участков регенерации сведём в таблицу 3, где М, N - порядковый номер НРП на участках
ОП1-ПВ, ОП2-ПВ соответственно.
Таблица 3