Проектирование технологической – телефонной связи участка железной дороги

       Двухкабельная система по требуемому количеству каналов и двухпроводных цепей в большинстве случаев удовлетворяет требованиям, предъявляемым к магистральным линиям связи и является в настоящее время основной системой кабельной магистрали. Однако объединение в одних кабелях всех видов связи, а также цепей СЦБ, требующих частых отпаев от магистрального кабеля к перегонным и станционным объектам, вызывает определенные трудности при монтаже и эксплуатации магистрали, снижает устойчивость и качество дальней связи, что является недостатком двухкабельной магистрали. 

       При трехкабельной системе прокладывается три кабеля, из которых первый используется для отделенческих связей и цепей СЦБ, а второй и третий – для цепей дальней связи. Все ответвления на перегонах и станциях производятся только от первого кабеля. Система по количеству каналов дальней связи, количеству пар для отделенческих связей и числу цепей для СЦБ соответствует требованиям для всех участков железных дорог,  включая участки со скоростным движением, обеспечивает высокое качество и надежность работы каналов дальней связи, однако требует больших капитальных затрат и эксплуатационных расходов. Поэтому эта система находит применение на участках железных дорог, где требуется организация мощных пучков каналов связи.

       Для данного участка связи одним из наиболее оптимальных решений является использование двухкабельной системы. Двухкабельная магистраль является более дешевой, чем трехкабельная и в данном случае позволяет получить требуемое количество магистральных, дорожных и оперативно-технологических каналов связи. В данном случае можно использовать двухкабельную магистраль с кабелями разной емкости в сочетании с системами уплотнения ИКМ-120Т и ИКМ-5Т.

       При организации ОТС необходимо учесть, что некоторые виды связи, такие как перегонная и межстанционная не подлежат частотному или временному уплотнению и могут быть реализованы только по физическим цепям (обусловлено устройством оконечных абонентских аппаратов, назначением, соображениями безопасности и надёжности).

        Интенсивное развитие цифровых систем передачи (ЦСП) объясняется их существенными преимуществами перед аналоговыми системами передачи:

- высокая помехоустойчивость;

- независимость качества  передачи от длины линии связи;

- стабильность параметров  каналов ЦСП;

- эффективность использования  пропускной способности каналов  для передачи дискретных сигналов;

- более простая математическая обработка передаваемых сигналов;

- возможность построения  цифровой сети связи;

- высокие технико-экономические  показатели.

       Передача и коммутация сигналов в цифровой форме позволяют реализовать весь аппаратурный комплекс цифровой сети на электронной основе. Возможность использования в такой сети единого оборудования, осуществляющего операции каналообразования и коммутации, позволяет повысить экономическую эффективность систем связи.

       Выбор системы передачи является главным этапом в проектировании ОТС. От этого зависит выбор оборудования сети связи, определения его надежности, финансовые затраты и тому подобное.

       ИКМ-120Т  - технологическая система передачи, служащая для организации 120 каналов на железнодорожном транспорте.

       ИКМ-5Т − технологическая система передачи, служащая для организации пяти каналов вдоль газо-, трубопроводов, а также на железнодорожном транспорте.

       «Обь-128Ц» − комплекс, предназначен для организации ОТС и ОбТС на сети железных дорог  России в цифровых и аналогово-цифровых сетях.

        Под кругом избирательной связи понимают совокупность промежуточных пунктов (ПП) и распорядительную станцию (РС), включенных в групповой канал, обеспечивающих работу одного руководителя (диспетчера).

       Для каждого вида связи в пределах отделения дороги организуются круги (один или несколько). Длина круга и его конфигурация зависят от конкретного участка железной дороги, интенсивности движения поездов, объёма грузовой работы, технической оснащенности и определяются соответствующими подразделениями.

       На данном участке организация диспетчерских кругов будет рассматривается в пределах  отделения.

       Исходя из того, что при прокладке двух симметричных кабелей капитальные вложения ниже по сравнению с прокладкой трех кабелей, а удельные технико-экономические показатели лучше, выберем двухкабельную систему связи. Она предполагает наличие двух кабелей: К1 (связь в прямом направлении ) и К2 (связь в обратном направлении).

 

2.2 Характеристика систем передачи

2.2.1 Описание систем передачи ИКМ-5Т и ИКМ-120Т

       Цифровая система передачи (ЦСП) построена на двух линейных трактах и работает по двухкабельной системе. Схема включения четырёхпроводная.

       Первый линейный тракт предназначен для организации МСС, ДСС и длина этого тракта составляет до 1500 км. Второй линейный тракт предназначен для построения ОСС, в том числе ОТС и ОбТС,  протяженность этого тракта  до 500 км.

       Наличие двух трактов ЦСП обеспечивает общую надёжность, а резервирование каналов ОТС позволяет повысить надёжность технологической сети.

       В состав оконечного оборудования ИКМ-120Т входят комплекты аналого-цифрового оборудования (АЦО), вторичного временного группообразования (ВВГ) и линейного оборудования.

       Основной режим работы аппаратуры ИКМ-120Т – асинхронный.

       В  состав комплекса ИКМ-120Т входят:

       ОС - оконечные станции. На них формируются  вторичные тракты 8448 Кбит/с и разделяются  первичные 2048 Кбит/с, организуется  дистанционное питание устройств  линейного тракта, а также телеконтроль оборудования ЦСП.

       ОПВ  – обслуживаемые пункты выделения  каналов. На них выделяются  каналы из обоих вторичных  трактов, а также в случае  необходимости обеспечивается дистанционное  питание и телеконтроль оборудования ЦСП на прилегающих участках. В среднем расстояние между ОПВ, обусловленное необходимостью питания необслуживаемых пунктов выделения (НПВ) и необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП),  достигает 125 км.

       НПВ  - необслуживаемые пункты выделения  каналов, предназначенные для выделения одной 30-канальной группы (поток 2048 Кбит/с).  Расстояние между     НПВ определяется схемой связи конкретного участка железной дороги. Для наиболее эффективного использования аппаратуру НПВ  размещают на станциях, где потребность в каналах близка к ее канальной емкости. В среднем это расстояние составляет 10-30 км.

       НРП  - необслуживаемые регенерационные  пункты, предназначенные для восстановления  цифровых сигналов в процессе  передачи  их по  линейному  тракту. Размещаются примерно через 4-5 км.

        На оконечных, крупных отделенческих узлах связи устанавливается оборудование формирования вторичного потока. Оно состоит из аппаратуры каналообразования СК-30, размещенной на стойках САЦК-2, и оборудования вторичного временного группообразования (стойка СВВГ). К каналообразующему оборудованию через соответствующие согласующие устройства могут подключаться автоматические телефонные станции, распорядительные станции ОТС, аппаратура ПДИ и другая техника, использующаяся  в сетях магистральной, дорожной и отделенческой связи. Сигналы, поступающие от всех источников информации данной станции, после аналого-цифрового преобразования в стойке САЦК, поступают в стойку СВВГ, и далее через стойку линейного оборудования СЛО-Т-О в линию.

       На всем протяжении тракта ИКМ-120Т организуются пункты выделения каналов.

        Функции выделения, ввода цифровых потоков и каналов на пунктах выделения ОПВ и НПВ, а также транзит цифровых сигналов, не требующих выделения, выполняет аппаратура выделения АВ-8/2. Она устанавливается на стойке САВ-8/2. САВ-8/2 обеспечивает двухстороннее выделение-ввод первичных цифровых каналов (ПЦК) со скоростью передачи 2048 Кбит/с, двустороннее выделение и ввод каналов ТЧ и основных цифровых каналов (ОЦК) со скоростью передачи 64 Кбит/с, транзит не ответвляемых каналов в цифровой форме, а также выделение каналов ТЧ в режиме конференц-связи (групповые каналы).

        При разработке оборудования линейного тракта ИКМ-120Т учитывалась специфика организации кабельных магистралей железнодорожного транспорта, их эксплуатацию в условиях сильных помех. В линейном тракте разработана новая система телемеханики, повышена ее надежность. Предусмотрена также защита от импульсных помех и наведенных токов тяговых сетей на электрифицированных участках железных дорог. Функции оборудования линейного тракта существенно расширены по сравнению с системой передачи ИКМ-120У, на базе которой разрабатывалась система ИКМ-120Т.

        Кроме этого в линейный тракт устанавливаются защитные устройства (фильтры Ф-50), настроенные на частоту 50Гц, через которые токи от тяговых сетей должны замыкаться на землю. Устанавливаются также защитные фильтры ЗФ в третьи цепи и в цепи, в которых могут появиться помехи импульсного характера. Реализуется двухчастотная система телемеханики, обеспечивающая раздельный телеконтроль магистрального и отделенческого трактов. При этом телемеханика отделенческого тракта дублируется.

        Аппаратура линейного тракта включает стойки линейного оборудования оконечных станций (СЛО-Т-О), пунктов выделения (СЛО-Т-В), аппаратуру НРП, а также вводно-линейные стойки (СВП) и стойки защитных фильтров (СЗФ).

        На СЛО-Т-О установлено оборудование для двух линейных трактов. Это – станционные регенераторы, оборудование дистанционного питания, магистральной и участковой телемеханики.

        Параллельная работа двух вторичных линейных трактов повышает надежность каналов технологической связи благодаря возможности резервирования. В нормальном режиме эксплуатации по резервному цифровому потоку могут быть организованы каналы отделенческих видов связи неоперативного назначения.

        Аппаратура ИКМ-120Т разработана на современной элементной базе с использованием больших интегральных схем на базоматричных кристаллах. Это дало возможность реализовать весь комплекс оборудования в единых функционально законченных конструктивах, уменьшить габариты, существенно снизить мощность, потребляемую источниками питания, и значительно увеличить надежность.

        В состав аппаратуры ИКМ-5Т входят:

        Фильтр Д-3,4, необходимый для ограничения разговорного спектра. Усилитель низкой частоты (УНЧ) – усиливает сигнал с диапазоне 0,3-3,4 кГц. Амплитудно-импульсный модулятор (АИМ) − служит для дискретизации аналогового сигнала по времени. Кодер (К) – служит для квантования сигнала, а также кодирования выборок Формирователь линейного сигнала (ФЛС), на который подается сигнал управления взаимодействием (СУВ). Преобразователь кода передачи (ПКпер) определяет момент начала работы оборудования генераторного приема. Декодер (ДК) осуществляет обратное преобразование сигнала. Временной селектор (ВС) служит для предоставления времени прохождения сигнала отдельных каналов. Генератор оборудования передачи (ГОпер) служит для формирования импульсных последовательностей, с помощью которого определяется время и очередность всего оборудования. Выделитель тактовой частоты (ВТЧ) служит для выделения тактовой частоты 384 кГц из структуры приемного сигнала. Генератор оборудования приема (ГОпр). Код линейного сигнала – ЧПИ. Номинальное усиление корректирующего усилителя на полутактовой частоте 36 (дБ). Амплитуда импульсов – 3 0,3(В). Длительность импульса – 1,3 0,1(мкс).

        Комплекс оборудования ИКМ-5Т состоит из оконечных (О-ИКМ-5Т) и промежуточных (П-ИКМ-5Т) станций. Канал подтягивания начинается О-ИКМ, а П-ИКМ располагаются на промежуточных станциях. Максимальная длина канала подтягивания 40 км.

        Аппаратура ИКМ-5Т позволяет реализовать 5 каналов, а по заданию нам нужно организовать 6 видов связи, поэтому мы будем использовать два комплекта ИКМ-5Т, оставляя 4 канала в резерв.

        Передачу сигналов для ИКМ-5Т целесообразно также организовать по двухкабельной схеме. Это позволяет увеличить длину регенерационного участка.

        Другим вариантом может быть выбор волоконно-оптической линии связи.

2.2.2 Описание системы передачи «Обь-128Ц»

 

       Система «Обь-128Ц» предназначена для организации ОТС для российских железных дорог в цифровых и цифро – аналоговых сетях. Комплекс «Обь-128Ц» применяется также для обеспечения каналов связи и формирования сигналов управления в цифровой сети, для поездной радиосвязи, передачи данных от линейных предприятий, систем ТУ-ТС и других служб в цифровой сети.

       Иерархическое построение системы ОТС предусматривает наличие трехуровневой структуры коммуникаций, и предполагает включение в ее состав части уже существующих и вновь строящихся систем передачи информации. 

 Уровень 1: в качестве каналов магистральной коммутации предлагается использовать строящуюся сеть SDH. В опорных центрах устанавливаются коммутаторы SDH SMS-150C соединенные между собой магистральными волоконно-оптическими линиями связи с пропускной способностью 155 Мбит/с. Эти коммутаторы    предоставляют    доступ   в   высокоскоростную    сеть   по    потокам 2048 кбит/с следующим   уровням системы.

Уровень 2: главной задачей этого уровня является обеспечение создания группового канала и подключение к нему ряда абонентов различных типов. При этом обеспечивается совместимость интерфейсов  с уже существующим аналоговым оборудованием. Используемые Конвертеры ССПС-128 имеют максимальную емкость 128 портов,  и  интерфейсы  Е1,  ТЧ,  ИС-2,  ДСУ,  ПГС.

Уровень 3: цифровой коммутатор NEAX – 7400, в задачи которого входят:

       1) подключение распорядительных и исполнительных терминалов, в качестве которых могут выступать аналоговые, либо цифровые телефоны.

        2) для организации МЖС.

        3) для организации общеслужебной ПС.

        Логическая структура сети образована двумя кольцами: Конвертеров ССПС-128 соединенных каналами ISDN и станций NEAX 7400 ICS M100MX соединенных каналами ОКС №7 между собой. При этом Конвертер и станции попарно соединены. Общая структура системы представлена на рисунке 2.5.