Проектирование цифровой линии передачи

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Учреждение образования «ВЫСШИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ» ФАКУЛЬТЕТ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ КАФЕДА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ

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 (ЦИФРОВЫЕ)»

Выполнил студент гр. ТЭ712 П.М. Соловьев

Руководитель И.В. Куприянова

Минск

2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………… 3

1 Описательный раздел………………………………………………………… 4

1.1 Выбор и характеристика системы передачи……………………………… 4

1.2 Характеристика кабеля……………………………………………………...7

1.3 Характеристика трассы кабельной линии………………………………… 9

2 Расчетный раздел…………………………………………………………… 11

2.1 Расчет схемы организации связи………………………………………… 11

2.2 Расчет затухания участков регенерации………………………………….13

2.3 Расчет вероятности ошибки……………………………………………… 14

2.4 Расчет напряжения ДП…………………………………………………… 16

3 Конструктивный раздел…………………………………………………… 19

3.1 Комплектация оборудования…………………………………………… 19

4 Графический раздел………………………………………………………….20

4.1 Схема временного цикла ЦСП…………………………………………….20

4.2 Схема организации связи……………………………………………… ..21

4.3 Ситуационный план трассы……………………………………………….22

Заключение……………………………………………………………………..23

Литература…………………………………………………………………… 24

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, то есть 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);

- независимость качества передачи от длины линии связи (благодаря регенерации передаваемых сигналов искажения в пределах регенерационного участка ничтожны);

- стабильность параметров ЦСП;

- 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 перекодирование передаваемых сигналов);

- 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);

- высокие технико-экономические показатели.

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 Бобруйск – Речица – Мозырь.


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 450, 220 и 100 каналов на трех участках: Бобруйск – Мозырь, Бобруйск – Речица, Мозырь - Речица. Определяем требуемое число систем передачи для организации заданного числа каналов на каждом из участков сети по формуле:

Nсп = Nкан/Cсп, (1)

где Nсп - количество систем,

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

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

Nсп(оп1-оп2) = 450/120 = 3.75 ≈4

Nсп(оп1-пв) = 220/120 = 1.83 ≈2

Nсп(оп2-пв) =100/120 =0.83 ≈1

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 - 2 системы передачи, на ОП2-ПВ участке - 1 система передачи.

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

Nрез = Nсп • Ссп – Nкан (по зад.) (2)

Для каждого участка в отдельности:

Nрез(оп1-оп2) = 4*120 – 450 =480 – 450 = 30

Nрез(оп1-пв) = 2*120 – 220 =240 – 220 = 20

Nрез(оп2-пв) = 1*120 – 100 =120 – 100 = 20

Т.к. на каждом из участков количество каналов на развитие составляет менее 30% от общего числа каналов, то необходимо дополнительно установить по одной резервной системе ИКМ-120 на каждом из участков.


Основные характеристики аппаратуры ИКМ-120 приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Основные параметры системы передачи

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 480
Расчетная частота, кГц 8
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. Марки кабелей и их применение:

МКСГ – симметричный вч кабель в свинцовой оболочке без защитного покрова, применяется для прокладки в телефонной согнализации, коллекторах и тоннелях, на вводе в помещение усилительных станций.

МКСБ – то же, бронированный стальными лентами, с наружним покровом, применяется для прокладки в грунтах всех категорий и при пересечении несудоходных, несплавных рек с незаболоченными и устойчивыми пологими берегами и спокойным течением воды.

МКСБГ – то же, бронированный стальными лентами, без наружнего покрова, применяется для прокладки в коллекторах, тоннелях, шахтах и телефонной канализации.

МКСК – то же, бронированный круглыми стальными оцинкованными проволоками, с наружным покровом, прокладывается при пересечении горных, сплавных и судоходных рек, рек с заболоченными неустойчивыми берегами или деформированным руслом, при пересечении болот и водоемов глубиной более 2м.

Наиболее подходящим типом кабеля для системы передачи ИКМ-120 и для предпологаемых условий прокладки кабеля по трассе является кабель МКСБ 4x4.

Рис 1. Кабели МКС четырехчетверочные

1-Наружный покров (джут)

2-Бронепроволока

3-Две ленты крепированной бумаги

4-Свинцовая оболочка

5-Подушка

6-Две бронеленты

7-Медная проволока диаметром 0.9мм

8-Полистирольная лента

9-Кордель диаметром 0.4 мм

10-Цветная хб пряжа

11-Кордель диаметром 0.8 мм

12-Токопровоящая жила диаметром 1.2мм

13-Центрирующий кордель диаметром 1.1мм

14-Полистирольная лента

15-Поясная изоляция

Две жилы в четверке, расположенные по диагонали, образуют рабочую пару. Изоляция жил первой пары четверки имеет красный и желтые цвета, второй пары – синий и зеленый. Внешне четверки отличаются расцветкой хб пряжи или ленты из синтетического материала, наложенной поверх четверки открытой спиралью. Цвет соответственно порядковым номерам следующий: первая (счетная) - красный; вторая (направления счета) – зеленый, третья – синий; четвертая – желтый.

Токопроводящие жилы высокочастотных четвёрок изолируется разноцветным кордельном диаметром 0,8 мм и стерофлексной лентой 0,05 мм с перекрытием 20-30% , шаг наложения корделя 5,5 мм. В центре корделей имеется заполнитель из полистирольного корделя диаметром 1,1 мм. Значения шагов всех скруток согласованы. Шаги скрутки изолированных жил в четвёрку различные и не превышают 275 мм. В четырёхчетвёрочном кабеле приняты следующие шаги скрутки: первая четвёрка - шаг скрутки 160 мм; вторая четвёрка –шаг скрутки 175 мм; третья четвёрка – синяя, шаг скрутки 205 мм; четвёртая четвёрка – желтая, шаг скрутки 125 мм. Кабельный сердечник охвачен поясной изоляцией, состоящтй из четырёх слоёв кабельной бумаги К-12 ( для свинцовой оболочки). Под или между лентами поясной изоляции или под оболочкой ( экраном ) проложена мерная лента , на которой не более ,чем через каждые 200 мм нанесены деления с цифрами , позволяющими определить длину кабеля с погрешностью ±0.5% , а также товарный знак предприятия – изготовителя и год изготовления. Под свинцовой оболочкой находится находится экран из стальных лент. Поверх оболочки располагается подушка , пропитанная битумом. Кабель бронирован стальными лентами. Поверх него располагается верхний защитный покров из джута, пропитанного битумом. Таким образом наружный диаметр составит 34 мм, расчетная масса – 1835 кг/км.

Электрические параметры приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Основные параметры кабеля

Параметр Значение параметра
Сопротивление проводника (Ом/км) 31,7
Сопротивление изоляции (МОм км) 10000
Коэффициент затухания на fт/2 (дБ/км) при Т=20ºС 11,4
Температурный коэффициент изменения затухания (1/град) 1,9х10-3
Волновое сопротивление (Ом) 163
Строительная длина (км) 825-836

1.3 ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАССЫ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ

Выбор трассы линии передачи определяется, прежде всего, географическим расположением пунктов, между которыми должна быть организована связь. При этом должны быть соблюдены основные требования, предъявляемые при строительстве кабельной линии связи, которые должны обеспечивать минимальные затраты и наибольшие удобства при эксплуатации. Проектируемая трасса кабельной линии связи должна отвечать следующим требованиям:

1) иметь минимальную длину и проходить вдоль автодорог, что необходимо для обеспечения транспортировки при строительстве и передвижении обслуживающего персонала при эксплуатации трассы или ЛП;

2) иметь минимальное количество естественных и искусственных преград;

3) трасса должна быть, по возможности, удалена от высоковольтных ЛЭП, электрифицированных железных дорог и не иметь с ними пересечений.

Если это не возможно, то следует принимать специальные меры по уменьшению опасных и мешающих влияний в кабеле, которые создаются переменным электрическим током высокого напряжения.

Согласно заданию, необходимо проложить кабельную линию между оконечными пунктами ОП1 – Бобруйск и ОП2 – Мозырь через пункт выделения ПВ – Речица. Были выбраны 2 варианта прокладки трассы кабельной линии по маршруту Бобруйск – Паричи – Боровики – Речица – Жмуровка – Калинковичи – Мозырь: основной (по восточной стороне автодороги от Бобруйска к Речице, а затем по южной стороне автодороги от Речицы к Мозырю) и альтернативный (по западной стороне автодороги от Бобруйска к Речице, а затем по северной стороне автодороги от Речицы к Мозырю).

Прокладка кабеля осуществляется под землей на глубине порядка 0,7-1,3 метра специальными кабелеукладочными механизмами либо вручную в предварительно подготовленные траншеи. Глубина прокладки кабеля зависит от типа грунта, вида кабеля, проекта и иных особенностей.

На пути кабельной линии нередко возникают естественные и искусственные преграды: реки, железные и автомобильные дороги и др. Например, в процессе прокладки данной кабельной линии необходимо преодолеть несколько рек – притоков Березины, а также реку Припять. Это можно осуществить двумя способами: проложить кабель по мосту либо под водой.

В зависимости от конструкции моста кабель может быть проложен разными способами. Чаще он может быть проложен в асбоцементных трубах или желобах под пешеходной частью моста, но возможно также подвешивать трубы к балкам моста.

Способы прокладки речных подводных кабелей зависят от характера реки, ее ширины, глубины, судоходства и других факторов. Эти способы требуют работы под водой, более трудны и предназначены, вероятнее всего, для преодоления рек в тех местах, где нет близлежащих мостов, либо для пересечения мелких рек. В нашем случае для пересечения реки Припять проложим кабель под мостом, а для преодоления притоков Березины используем способ прокладки кабеля под водой.

Наиболее частые препятствия на пути трассы кабельной линии – шоссейные дороги. При пересечении шоссейных и железных дорог кобель прокладывается в трубах, которые предварительно прокладываются в горизонтальные скважины без вскрытия покрова земли, чтобы не прекращать движение транспорта на время работ. Скважины могут устанавливаться тремя способами: продавливанием, прокалыванием и бурением. На практике чаще используют два последних способа, которые применим и мы.

Некоторая часть трассы кабельной линии пролегает через город Речица. Чтобы не разрывать землю, для прокладки кабеля удобно использовать кабельную канализацию. В этом случае кабель закладывается в трубы из асбоцемента или пластмассы. Известны конструкции труб из бетона, керамики и др. Глубина залегания трубопровода кабельной канализации – 0,4-0,7 м, а под трамвайными путями – 1,1 м, считая от верхней поверхности трубы. Общая протяженность кабельной канализации в городе Речица составит около 10 км.

Сравнительный анализ вариантов прохождения трассы сведен в таблицу 5.

Таблица 5 – Варианты прохождения трассы

Наименьшие характеристики Основной Альтернативный
Общая протяженность трассы, км 205 202
Протяженность участка ОП1-ПВ, км 112 111
Протяженность участка ОП2-ПВ, км 93 91
Количество водных преград 4 4
Количество пересечений с железными дорогами 1 1
Количество пересечений с автодорогами 23 27
Количество пересечений с ЛЭП - -
Количество населенных пунктов на пути трассы 4 5
Протяженность болотистых участков, км - -
Протяженность участков сближения с железными дорогами, км - -

Протяженность альтернативного варианта прохождения трассы немного меньше, но с учетом количества естественных и искусственных преград остановимся на основном варианте прохождения трассы.