Проектирование цифровой линии передачи

МИНИСТЕРСТВО  СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«ВЫСШИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ»

ФАКУЛЬТЕТ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

КАФЕДА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ

 

 

 

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ЦИФРОВОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ

 

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовому проекту

по дисциплине

«МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧ »

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент  гр. ТЭ912 В. В. Вагнер

 

Руководитель И. В. Куприянова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минск

2012

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение3

1 Описательный раздел5

1.1 Выбор и характеристика  системы передачи 5

1.2 Характеристика кабеля  10

1.3 Характеристика трассы  кабельной линии 13

2 Расчетный раздел 16

2.1 Расчет схемы организации  связи 16

2.2 Расчет затухания участков  регенерации 18

2.3 Расчет вероятности  ошибки 19

2.4 Расчет напряжения ДП  22

3 Конструктивный раздел 24

3.1 Комплектация оборудования  24

Заключение 25

Литература 26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В настоящее время  широкое распространение получили цифровые системы  передачи. Интенсивное  развитие цифровых систем передачи объясняется  их существенными преимуществами перед  аналоговыми системами передачи:

• Высокая помехоустойчивость. Представление информации в цифровой форме, т.е. в виде последовательности символов с малым числом разрешенных значений и детерминированной частотой следования, позволяет осуществлять регенерацию этих символов при передаче их по линии связи, что резко снижает влияние помех и искажений на качество передачи информации. В результате обеспечивается возможность пользования ЦСП на линиях связи, на которых аналоговые системы применяться не могут. Так, аппаратура ИКМ-30 позволяет организовать передачу информации по городским многопарным кабелям с бумажной изоляцией, тогда как с помощью аналоговых систем передача по таким кабелям практически невозможна из-за высокого уровня переходных помех.
• Цифровые методы передачи весьма эффективны при работе по световым линиям, отличающимся высоким уровнем дисперсионных искажений и нелинейностью электронно-оптических и оптоэлектронных преобразователей.
• Независимость качества передачи от длины линии связи. Благодаря регенерации передаваемых сигналов искажения в пределах регенерационного участка ничтожны. Поэтому качество передачи практически не зависит от длины линии связи. Длина регенерационного участка и оборудование регенератора при передаче информации на большие расстояния остаются фактически такими же, как и в случае передачи информации на малые расстояния. Так, при увеличении длины линии в 100 раз длина регенерационного участка уменьшается лишь на 2…3% (при сохранении неизменной верности передачи информации).
• Эффективность использования пропускной способности каналов для передачи дискретных сигналов. Эффективное использование каналов цифровых систем для передачи дискретных сигналов обеспечивается при вводе этих сигналов непосредственно в групповой тракт ЦСП. При этом скорость передачи дискретных сигналов может приближаться к скорости передачи группового сигнала. Так, дискретные сигналы, вводимые в групповой тракт на временные позиции, соответствующие одному каналу ТЧ обычно не превышает 9.6 кбит/с. Кроме того, ввод дискретных сигналов непосредственно в групповой тракт цифровых систем позволяет значительно снизить требования к частотной и фазовой характеристикам канала ТЧ, которые являются весьма жесткими при передаче этих сигналов методом вторичного уплотнения канала аналоговых систем передачи.
• Более простая математическая обработка передаваемых сигналов. Цифровая форма представления информации позволяет производить математическую обработку сигналов, направленную как на устранение избыточности в исходных сигналах, так и на перекодировании передаваемых сигналов. В результате исходная скорость, например, цифрового телевизионного сигнала, равная 114 Мбит/с, может быть умешена до 35 Мбит/с, а скорость цифрового телефонного сигнала (при некотором ухудшении качественных характеристик канала ТЧ) – до 32 кбит/с.
• Возможность построения цифровой сети связи. Цифровые системы передачи в сочетании с оборудованием коммутации цифровых сигналов являются основой цифровой сети связи, в которой передача, транзит и коммутация сигналов осуществляются в цифровой форме. Отношение сигнал-шум, обеспечиваемое в оборудовании транзита и коммутации, является достаточно высоким. Следовательно, параметры сигналов практически не зависят от структуры сети, что обеспечивает возможность построения гибкой разветвленной сети связи, обладающей высокой надежностью.
• Высокие технико-экономические показатели. Большой удельный вес цифрового оборудования в аппаратном комплексе цифровых систем передачи определяет особенности изготовления, настройки и эксплуатации таких систем. Высокая стабильность параметров каналов ЦСП устраняет необходимость регулировки узлов аппаратуры, в частности узлов линейного тракта в условиях эксплуатации, что существенно повышает технико-экономические показатели цифровых систем. Высокая степень унификации узлов так же упрощает эксплуатацию систем и повышает надежность оборудования. Основу компонентной базы ЦСП составляют цифровые интегральные схемы, массовый выпуск которых осуществляется промышленностью. Широкое применение интегральных схем резко уменьшает трудоемкость изготовления оборудования ЦСП и позволяет значительно снизить его стоимость и габаритные размеры.

Кроме того, передача и коммутация сигналов в цифровой форме позволяет реализовать  весь аппаратный комплекс цифровой сети на чисто электронной основе. Возможность  использования в такой сети единого  оборудования, осуществляющего операции каналообразования и коммутации, позволяет повысить экономическую эффективность систем связи.

Примерами цифровых систем передачи могут служить ИКМ-30, ИКМ-120, ИКМ-120У, ИКМ-480, ИКМ-1920 и т.д.

Целью данного  курсового проекта является создание цифровой линии передачи на направлении  Могилев – Быхов – Гомель

 

 

1 ОПИСАТЕЛЬНЫЙ  РАЗДЕЛ

 

1.1 Выбор и характеристика  системы передачи

 

Согласно заданию, тип кабеля, который необходимо использовать при построении цифровой линии передачи - МКСБ 4x4. Данный тип кабеля может быть использован в системе передачи ИКМ-120, поэтому из предложенных систем передачи (ИКМ-120 и ИКМ-480) выбираем ИКМ-120.

Система передачи должна обеспечивать требуемое число каналов и групповых цифровых потоков, а также иметь запас на развитие. В соответствии с заданием необходимо обеспечить 460 каналов на участке Могилев - Гомель, 110 на участке Могилев – Быхов и 270 на участке Гомель - Быхов.  Определяем требуемое число систем передачи для организации заданного числа каналов на каждом из участков сети по формуле:

 

  N_сп  =  N_кан/C_сп,     (1)

 

где N_сп - количество систем,

      С_сп – емкость системы передачи в каналах ТЧ (в нашем случае 120),

      N_кан - заданное количество каналов на участках ОП1-ОП2, ОП1-ПВ и ОП2-ПВ соответственно.

N_сп(оп1-оп2) = 460/120 = 3.83 ≈ 4

N_сп(оп1-пв) = 110/120 = 0.91 ≈ 1

N_сп(оп2-пв) =270/120 =2.25 ≈ 3

Дробные значения необходимо округлить до целого числа в большую  сторону, то есть в первом случае будет 4 системы передачи на ОП1-ОП2 участке сети, на ОП1-ПВ участке - 1 системы передачи, на ОП2-ПВ участке - 3 система передачи.

Запас каналов на развитие на каждом из участков определим по формуле:

 

N_рез = N_сп • С_сп – N_кан          (2)

Для каждого участка в отдельности:

N_рез(оп1-оп2) = 4*120 – 460 =480 – 460 = 20

N_рез(оп1-пв) = 1*120 – 110 =120 – 110 = 10

N_рез(оп2-пв) = 3*120 – 100 =360 – 270 = 90

На участках ОП1-ОП2 и  ОП1-ПВ количество каналов на развитие составляет менее 30% от общего числа каналов, поэтому необходимо дополнительно установить по одной резервной системе ИКМ-120 на каждом из этих участков.

 

 

2

1

ОП1

  ПВ

ОП2

 

 

 

 

 

3

4

5

6

Рез.ю.ю

7

8

 

 

 

 

Рисунок -1 Системы передачи

 

Охарактеризуем  выбранную систему передачи.

Система передачи ИКМ-120у предназначена для организации  каналов на местных и внутризоновых  сетях связи путем уплотнения высокочастотных симметричных кабелей  ЗКПАП-1×4, МКСА-1×4, МКСБ-4×4, МКСБ-7×4, МКСАП-4×4. 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. 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 двух кабельной четырехпроводной схеме связи. Применение двух кабельной схемы обеспечивает необходимую защищенность между прямым и обратным направлениями передачи. Однако известно, что двух кабельная схема организации связи уступает одно кабельной по технико-экономическим показателям. В настоящее время для организации одно кабельной схемы разрабатываются симметричные кабели, где экранируется каждая пара или группа пар.

В состав аппаратуры ИКМ-120у входят: аналого-цифровое оборудование формирования стандартных потоков  АЦО, оборудование вторичного временного группообразования ВВГ, оконечное оборудование линейного тракта ОЛТ, необслуживаемые регенерационные пункты НРП, комплекс измерительного оборудования. Групповой поток со скоростью 8448 кбит/с формируется из четырех первичных потоков, имеющих скорость 2048 кбит/с. На рисунке 2 приведена схема организации связи системы передачи ИКМ-120у.

 

 

Рисунок 2- Схема организации связи системы передачи ИКМ-120у.

 

Оборудование  ВВГ обеспечивает: объединение 4 потоков  со скоростью 2048 кбит/с  в цифровой поток со скоростью 8448 кбит/с и  наоборот, организацию четырех каналов  дискретной информации со скоростью  по 8 кбит/с, организацию одного канала служебной связи с использованием дельта-модуляции со скоростью передачи 32 кбит/с. Объединение первичных  цифровых потоков основано на принципе двустороннего согласования скоростей  и двухкомандном управлении. 

Оконечное оборудование линейного тракта обеспечивает согласование выхода оборудования ВВГ с линейным трактом, дистанционное питание  НРП, телеконтроль и сигнализацию о состоянии линейного тракта, служебную связь между оконечными и промежуточными пунктами.

Рассмотрим построение цикла и формирование вторичного цифрового потока в системе ИКМ-120у. Скорость передачи группового сигнала 8448 кбит/с. Он формируется из четырех  первичных цифровых потоков, имеющих  скорость 2048 кбит/с. Объединение потоков  посимвольное. В оборудовании временного группообразования предусмотрено два режима: асинхронный и синхронный. При асинхронном режиме используется двухстороннее согласование скоростей. Частота записи первичного цифрового потока в запоминающее устройство блока асинхронного сопряжения тракта передачи БАС_пер 2048 кГц, частота считывания кратна тактовой частоте группового потока 8448 кГц и равна 2112 кГц. Соотношение частот в этом случае f_з/f_сч=32/33. Следовательно, временной сдвиг будет происходить через 32 такта считывания, или на 32 информационных символа приходится один служебный. Некоторые виды служебной информации, например кодовую комбинацию синхросигнала, надо передавать сосредоточено, т.е. все восемь разрядов подряд.  Эти особенности учитываются при построении временного цикла группового сигнала. Временная диаграмма цикла ИКМ-120у показана на листе 1.

Цикл содержит 1056 импульсных позиций, из которых 1024 занимают информационные символы, а 32 - служебные. Служебные позиции в цикле  обеспечивают передачу синхрокомбинации, команд согласования скоростей, аварийных сигналов, сигналов служебной связи, дискретной информации. Сам цикл разбит на четыре группы по 264 импульсных позиции. В каждой группе позиции 1..8 занимают служебные символы, 9…264 - информационные символы. Такое разнесение служебных символов по группам позволяет уменьшить память ЗУ передачи и приема, тат как за время передачи одновременно 32 служебных символов в память ЗУ поступит восемь импульсных позиций первичного потока. В первой группе на позициях 1…8 передается синхрокомбинация 11100110. Во второй группе на позициях 1…4 передаются первые символы команд согласования скоростей КСС, а на позициях 5…8 символы служебной связи. В третьей группе на позициях 1…4 передаются вторые символы КСС, на позициях 5…8 символы дискретной информации. В четвертой группе на позициях 1…4 передаются третьи символы КСС, а на позициях 5…8 - информационные значения (0 или 1) изъятого временного интервала при отрицательном согласовании скоростей. При положительном согласовании скоростей позиции 9…12 четвертой группы занимают балластные символы соответственно первого, второго, третьего и четвертого объединяемых потоков, которые в ЗУ своих БАС_пр не поступают.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для удобства выбора данных для дальнейших расчетов, основные параметры системы представлены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Основные параметры системы передачи ИКМ-120у

 

Параметр	Значение параметра
Число организуемых каналов	120
Скорость передачи информации, кбит/с	8448
Тип линейного  кода	МЧПИ  или ЧПИ (HDB-3 или AMI)
Амплитуда импульсов  в линии, В	3
Расчетная частота, кГц	4224
Номинальное затухание  участка регенерации, дБ	55±10
Номинальное значение тока ДП, мА	65
Допустимое отклонение тока ДП, мА	3,5
Допустимые значения напряжения ДП, В	480
Максимальное  расстояние ОРП-ОРП	240
Максимальное  число НРП между ОРП	48
Максимальное  число НРП в полусекции ДП	24

 

 

 

 

1.2 Характеристика кабеля

 

Кабели типа МКС  – это симметричные вч кабели с кордельно-полистирольной изоляцией жил в свинцовой оболочке (ГОСТ 5.2221-74) с числом четверок четыре и семь. Кабели предназначены для магистральных,  внутризоновых и местных линий связи. Кабели могут изготавливаться с сигнальными медными жилами диаметром 0.9 мм. Изоляция сигнальных жил полистирольная. Количество сигнальных жил в четырехчетверочном составляет – 5 жил, в семчетверочном – 6 жил.

Предназначены кабели МКСБ для использования на магистральных  и внутризоновых первичных сетях (ГТС), в цифровых системах передачи со скоростью 8448 кбит/с(тактовой частотой), 34368 кбит/с и аналоговых системах передачи в диапазоне частот до 5000 кГц для работы при переменном напряжении дистанционного питания  до 690 В или постоянном напряжении до 1000 В.

Конструкция - кабель МКСБ:

1. Токопроводящие  жилы - из медной проволоки 

2. Изоляция –  жилы изолированы полистирольной  нитью (корделем), наложенной открытой спиралью, и полистирольной лентой, наложенной с перекрытием в сторону, противоположную направлению наложения нити.

3. Четыре жилы  с изоляцией различных цветов  скручены в звездную четверку  с центральным заполнителем из  круглой полистирольной нити.