Проектирование фрагмента сети административно – хозяйственной связи для Кольцевой линии Московского метрополитена

 

 

На рис. 1.1 представлена схема существующей телефонной сети административно – хозяйственной связи Московского метрополитена, с указанием количества соединительных линий (СЛ) между АТС. Все АТС, находящиеся в депо «Сокол» и «Измайлово», связаны по принципу «каждая с каждой» и имеют выход на Московскую городскую телефонную сеть (МГТС). Данные АТС связаны друг с другом и с другими АТС через АТС, расположенной в Инженерном корпусе и выполняющую роль электронной опорно - транзитной телефонной станции (ОпТСЭ). Каждая АТС имеет связь с ТфОП по трёхпроводным соединительным линиям.

Административно - хозяйственная  связь имеет радиально - узловой  принцип построения. И поэтому  есть фактор неудобства, а именно, подключение  абонентов станции абонентских  линий Московского метрополитена, а также малая абонентская  емкость на станциях. Разумное решение  данного неудобства – плезиохронная система передачи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

              А            

         _{80     60     10слм}

             ^{6слм   18   9}     

 

_{15     15                            20         20} 

  ^{10    10}

 ¹³

                                           ₅ 

                                              ⁷

⁶

 

_{15        15         37  1510  7             51      51                                    30   37  17слм}   

 

 

₄₅

⁴⁵

 

^{13      14     6слм                                           120  140   30слм}

 

 

 

 

Рис. 1.1. Структурная схема  существующей телефонной сети

административно-хозяйственной  связи Московского метрополитена

 

1.2. Плезиохронная цифровая иерархия

 
  Ни для кого не будет новостью, что 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: 
- высокая помехоустойчивость; 
- слабая зависимость качества передачи от длины линии связи; 
- стабильность параметров каналов ЦСП; 
- эффективность использования пропускной способности каналов для передачи дискретных сигналов; 
- возможность построения цифровой сети связи; 
- высокие технико-экономические показатели. 
 Требования к ЦСП определены в рекомендациях ITU-T серии G, так же в этой рекомендации представлено два типа иерархий ЦСП: плезиохронная цифровая иерархия (ПЦИ) и синхронная цифровая иерархия (СЦИ). Первичным сигналом для всех типов ЦСП является цифровой поток со скоростью передачи 64 Кбит/с, называемый основным цифровом каналом (ОЦК).Для объединения сигналов ОЦК в групповые высокоскоростные цифровые сигналы используется принцип временного разделения каналов (ВРК). 
 Появившаяся исторически первой, плезиохронная цифровая иерархия (ПЦИ)имеет европейскую, северо-американскую и японскую разновидности.  
Для цифровых потоков ПЦИ применяют соответствующие обозначения: для северо-американской — T, японской — J(DS), европейской — E. Цифровые потоки первого уровня обозначаются соответственно Т1, E1, J1 второго Т2, Е2, J2 и т.д. К использованию на сетях связи РФ принята европейская ПЦИ.На сети связи РФ эксплуатируются ЦСП ПЦИ отечественного и зарубежного производства. Отечественные системы носят название ЦСП с ИКМ (цифровые системы передачи с импульсно-кодовой модуляцией). Вместо уровня иерархии в обозначении системы указывается число информационных ОЦК данной системы. Так, ЦСП первого уровня иерархии обозначается ИКМ-30, второго — ИКМ-120 и т.д.

  В плезиохронных, «как бы синхронных», ЦСП используется принцип ВРК, поэтому правильное восстановление исходных сигналов на приеме возможно только при синхронной и синфазной работе генераторного оборудования на передающей и приемной станциях. Для нормальной работы плезиохронных ЦСП должны быть обеспечена тактовая синхронизация, которая обеспечивает равенство скоростей обработки цифровых сигналов в линейных и станционных регенераторах, кодеках и других устройствах ЦСП, осуществляющих обработку сигнала с тактовой частотой Fт. 
 Существует несколько вариантов тактовой синхронизации: 
- сонаправленный интерфейс: по отдельным линиям ведётся дополнительная передача тактовых сигналов; 
- противонаправленный интерфейс: один блок (контролирующий) задает другому (подчиненному) рабочую тактовую частоту; 
- интерфейс с централизованным задающим генератором; задающий генератор выполняет тактирование всех узлов оборудования.

  Цикловая синхронизация обеспечивает правильное разделение и декодирование кодовых групп цифрового сигнала и распределение декодированных отсчетов по соответствующим каналам в приемной части аппаратуры.

  Цикловая синхронизация осуществляется следующим образом. На передающей станции в состав группового цифрового сигнала в начале цикла вводится цифровой синхросигнал (СС). На приемной станции устанавливается приемник синхросигнала (ПСС), который выделяет цикловой синхросигнал из группового цифрового сигнала и тем самым определяет начало цикла передачи.

 

3. Мультиплексоры PDH

Мультиплексоры PDH, очевидно, являются в настоящее время одним  из наиболее простых, дешевых и эффективных  средств построения ОИЦКС.

Как уже упоминалось в  предыдущем разделе, данный вид мультиплексоров  наиболее часто использует стандартизированный  в рекомендациях ITU-T G.742 и G.751 метод  объединения потоков с односторонним  положительным выравниванием скоростей.

Мультиплексоры PDH не требуют  специфических условий синхронизации  тактовых частот объединяемых потоков, характерных для синхронных мультиплексоров. 
 Понятие «плезиохронный режим» работы мультиплексоров или цифровой сети в целом предполагает кратковременное или длительное отсутствие принудительной синхронизации тактовых частот передаваемых потоков. Их тактовые частоты могут расходиться на незначительную величину, ограниченную допусками соответствующих стандартов и рекомендаций. В соответствии с подп. 9.1 рекомендации ITU-T G.703 тактовые частоты каждого из объединяемых потоков Е1 (2048 кбит/с) могут отличаться от номинального значения на величину ±50 миллионных долей, а частоты потоков Е2 (8448 кбит/с) в соответствии с п. 2 рекомендации ITU-T G.742 не должны выходить за пределы ±30 миллионных долей. При этом мультиплексор PDH-иерархии должен обеспечивать объединение таких потоков без ошибок, с сохранением на выходах демультиплексора средних значений тактовых частот потоков, подаваемых на входы мультиплексора.

Это достигается за счет функционирования системы выравнивания (или согласования) скоростей или  процедур стаффинга. В литературе встречаются все три термина, хотя последний в отечественной литературе считается устаревшим, несмотря на широкое применение и в настоящее время.

Принцип одностороннего положительного выравнивания основан на вставках (стаффинге) дополнительных битов в потоки, тактовая частота которых ниже заданного порога. Информация о стаффинге передается посредством специальных битов, размещенных на соответствующих временных позициях группового потока, стандартизированных в рекомендациях ITU-T G.742 и G.751. Скорость передачи в групповом потоке PDH-систем выше, чем у синхронных мультиплексоров.

Для нормального функционирования процессов стаффинга необходимо выполнение следующих условий: 
- скорость считывания из приемного эластичного буфера должна быть выше скорости записи; 
- вставка битов должна производиться в заранее установленные интервалы времени для последующего эффективного удаления стаффинговых битов в демультиплексоре.

В результате, битовый стаффинг приводит к тому, что даже в случае, если входящий в мультиплексор поток был идеально дискретизирован, на выходе демультиплексора сигнал будет содержать джиттер, обусловленный функционированием процедуры выравнивания скоростей. Этот джиттер компенсируется на приемной стороне эластичным буфером приемника, принцип работы которого основан на применении узкополосной петли ФАПЧ. Это устройство иногда называют аттенюатором джиттера. После удаления стаффинговых битов ФАПЧ подстраивается под среднюю скорость принимаемой информации и производит считывание данных из буфера с этой скоростью.

Несмотря на узкую полосу применяемой петли ФАПЧ, не удается  полностью компенсировать возникающий  джиттер, и его присутствие в сигналах на выходах PDH-демультиплексоров является неизбежным.

Обеспечение передачи средних  значений тактовых частот потоков через PDH-мультиплексоры позволяет использовать эти тактовые частоты для синхронизации  станционных генераторов (синхронизация  от потока).

Вместе с тем синхронизации  гораздо более высокого качества в системах PDH удается достичь  путем передачи ТС по каналу внешней  синхронизации (интерфейс стандартизирован в рекомендации G.703, п. 13). Этот канал  использует принцип синхронизации  сигнала тактовой частоты группового потока частотой высококачественного  внешнего ТС, подаваемого от станционного генератора или от генераторов соответствующей  иерархии сети тактовой синхронизации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Организация сети телефонной АХС на  Кольцевой  линии

 

На рис.1.2 представлена схема Кольцевой  линии Московского метрополитена с заложением станций и расстоянием между ними.

 

Рис. 1.2.  Схема Кольцевой линии Московского метрополитена

 

Схема организации существующей телефонной сети АХС на Кольцевой линии Московского метрополитена представлена на рис.1.3.

 

 

 

 

РИС. 1.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АТС узловая, обслуживающая Кольцевую линию, взаимодействует с действующими модулями АТС, расположенными на станциях: Проспект Мира, Курская, Таганская, Парк Культуры, Киевская и Белорусская.

Кабели, проложенные в  метрополитене подразделяются на:

- магистральные;

- распределительные тоннельные;

- распределительные станционные.

К магистральным относятся  кабели, проложенные от АТС до станций  метрополитена или депо. К распределительным тоннельным относятся кабели, проложенные между соседними станциями и кабели, имеющие ответвления к объектам на перегоне. Например, при необходимости аварийной связи на метрополитене имеется возможность подключения телефонного аппарата через розетки аварийной связи, установленные рядом с каждым телефонным аппаратом тоннельной связи на перегонах Кольцевой линии. К распределительным станционным относятся кабели, проложенные от кросса связи до абонентской телефонной розетки. Марки кабелей, используемые для организации АХС на Кольцевой линии представлены в табл. 1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.2

Марки кабелей, используемые для организации АХС на Кольцевой линии

№ п/п	Марка кабеля	Название кабеля	Количество пар в  кабеле	Диаметр     жилы, мм
1	2	3	4	5
1.	ТБ	Магистральный,низкочастотный, телефонный кабель с кордельно- бумажной изоляцией в свинцовой оболочке, с  плоской стальной бронёй и защитным наружным слоем для прокладке  в земле.	100×2,        60×2,     50×2,     40×2,     30×2,     20×2.	0,5
2.	ТБГ	Магистральный,низкочастотный, телефонный кабель с кордельно- бумажной изоляцией в свинцовой оболочке, с плоской стальной бронёй, с противокоррозийной защитой для  прокладки внутри помещений, в коллекторах  и тоннелях, голый.	100×2,     60×2,     50×2,     20×2	0,5
3.	ТЗБ	Магистральный,низкочастотный, телефонный кабель с кордельно-бумажной изоляцией в свинцовой оболочке, с плоской стальной броней и защитным наружным слоем, звез. скруткой.	14×4	0,9

Продолжение табл. 1.2

 

1	2	3	4	5
4.	ТЗБГ	Магистральный,низкочастотный, телефонный кабель с кордельно- бумажной изоляцией, в свинцовой оболочке, с плоской стальной бронёй, с противокоррозийной защитой для  прокладки внутри помещений, в коллекторах  и тоннелях, звёздной скруткой, голый.	30×4,      14×4	0,9
5.	ТПВ	Магистральный,телефонный кабель с полиэтиленовой изоляцией,в поливинилхлоридной оболочке для прокладки по наружным и внутренним стенам здания и внутри помещения [1].	150×2,           100×2	0,5

 

Все станции Московского  метрополитена делятся на 2 категории. К первой категории относятся  станции с путевым развитием, ко второй категории относятся проходные  станции. В табл.1.3 представлены станции  Кольцевой линии с указанием их категории. 

 

 

 

 

 

Таблица 1.3

Абонентская ёмкость на станциях

Кольцевой линии Московского метрополитена

№ п/п	Наименование      станции	Категория   станции	Абонентская ёмкость	Количество     номеров    без права   выхода на     ТфОП	Существу-   ющая потреб- ность в номерной ёмкости
1	2	3	4	5	6
1.	Киевская	1	27	-	47
2.	Краснопресненская	1	14	-	20
3.	Белорусская	2	18	-	38
4.	Новослободская	1	15	-	20
5.	Проспект Мира	2	17	-	30
6.	Комсомольская	1	26	-	46
7.	Курская	2	20	-	40
8.	Таганская	2	14	-	28