Цифровые системы передачи

Краткая характеристика HDSL - технологии и области ее применения

Общие положения

Напомним, что HDSL переводится как Высокоскоростная Цифровая Абонентская Линия (High-bit-rate Digital Subscriber Loop). Главной идеей технологии HDSL является использование существующего электрического (чаще всего с медными жилами) кабеля связи для симметричной дуплексной безрегенерационной передачи цифровых потоков со скоростью 2 Мбит/с на большие расстояния. Оборудование HDSL применимо для работы по кабелю любого типа - симметричному городскому (ТПП и аналогичный), магистральному (МКС, КСПП, ЗКП) и даже (после некоторой переработки линейных согласующих блоков) коаксиальному.

Главными факторами, влияющими на качество работы оборудование HDSL, являются параметры линии связи. Напомним ключевые из них для технологии HDSL.

Ослабление сигнала. Затухание сигнала в кабельной линии зависит от типа кабеля, его длины и частоты сигнала. Чем длиннее линия и выше частота сигнала - тем выше затухания.

Нелинейность АЧХ. Как правило, кабельная линия связи представляет собой фильтр низких частот.

Перекрестные наводки на ближнем и дальнем окончаниях

Радиочастотная интерференция

Групповое время задержки. Скорость распространения сигнала в кабеле зависит от его частоты, таким образом, даже при равномерной АЧХ форма импульса при передаче искажается.

Основу оборудования HDSL составляет линейный тракт, то есть способ кодирования (или модуляция) цифрового потока для его передачи по медной линии. Технология HDSL предусматривает использование двух технологий линейного кодирования - 2B1Q и CAP. Обе они основаны на цифровой обработке передаваемого и принимаемого сигналов так называемым сигнальным процессором и обладает рядом общих принципов. Так, для снижения частоты линейного сигнала, а следовательно, повышения дальности работы, в технологии HDSL применена адаптивная эхокомпенсация. Суть ее в том, что прием и передача ведутся в одном спектральном диапазоне, разделение сигналов осуществляется микропроцессор. Приемник модема HDSL как бы вычитает из линейного сигнала сигнал собственного передатчика и его эхо (сигнал, отраженный от дальнего конца кабеля или от места сочленения составного кабеля). Настройка системы HDSL под параметры каждой линии происходит автоматически, оборудование динамически адаптируется к параметрам каждого кабеля, поэтому при установке аппаратуры или ее переносе с одного участка на другой не требуется каких-либо ручных настроек или регулировок.

Применение эхокомпенсации и снижение частоты линейного сигнала позволило вести передачу в обоих направлениях не только по одной паре, но и в одном кабеле, что также является ключевым преимуществом технологии HDSL перед применяемыми ранее методами линейного кодирования HDB3 или AMI. Напомним, что построенные до появления технологий DSL тракты Т1 или Е1, помимо установки множества линейных регенераторов (через каждые 1000... 1500 м), требовали прокладки двух кабелей, в одном из которых все пары задействовались под передачу, а в другом - под прием.

Технология 2B1Q

Рассмотрим более подробно каждый из методов кодирования HDSL. Разработанная первой технология 2В1Q остается широко распространенной в Западно-европейских странах и США. Она изначально использовалась в сетях ISDN для передачи потока 144кбит/с (BR ISDN), а затем была модернизирована для передачи более высокоскоростных потоков. Код 2В1Q представляет собой модулированный сигнал, имеющий 4 уровня, то есть в каждый момент времени передается 2 бита информации (4 кодовых состояния). Спектр линейного сигнала симметричный и достаточно высокочастотный (рисунок 2.1). Присутствуют также низкочастотные и постоянная составляющие. Рассмотрим, как влияют на передачу кода 2В1Q различные факторы.

Рисунок 2.1 - Спектр и форма линейного сигнала кода 2B1Q

В городских условиях создается большое количество низкочастотных наводок, например, при пуске мощных электрических машин (метро, трамваи и т.д.), электросварке, а также импульсных помех в кабелях связи (при наборе номера, передаче сигналов сигнализации и т.д.). Комплексы БИС (интегральные схемы с большой степенью интеграции), реализующие технологию 2B1Q, все же остаются чувствительными к искажениям, так как сигнал имеет постоянную составляющую.

Наличие большого разброса частот в спектре сигнала 2В1Q вызывает необходимость решения проблем, связанных с групповым временем задержки. Микропроцессорная обработка помогает решить эту проблему, хотя алгоритм обработки сигнала существенно усложняется.

Спектр кода 2В1Q содержит высокочастотные составляющие, максимум энергии передается в первом «лепестке», ширина его пропорциональна скорости на линии. Затухание сигнала в кабеле растет с увеличением его частоты, поэтому в зависимости от требуемой дальности применяется одна из трех скоростей линейного сигнала (748 кбит/с, 1168 кбит/с, 2320 кбит/с). Технология 2В1Q предусматривает использование для передачи потока 2 Мбит/с одной, двух или трех пар медного кабеля. По каждой их пар передается часть потока (рисунок 2.1) с вышеупомянутыми скоростями. Наибольшая дальность работы достигается при использовании трех пар (около 4км по жиле 0,4 мм), наименьшая - при работе по одной паре (менее 2 км). В виду того, что дистанция работы систем HDSL (кодирование 2В1Q), использующих одну пару, не удовлетворяет базовым требованиям по дальности, такие системы не нашли широкого распространения. Системы, работающие по трем парам, до сих пор достаточно широко используются, однако постепенно вытесняются системами, применяющими технологию CAP и обеспечивающими ту же дальность по двум проводам.

По мнению большинства экспертов, с технической точки зрения технология 2В1Q несколько уступает более поздней технологии линейного кодирования - CAP. Однако в мире до сих пор производится большое количество оборудования, использующего 2В1Q. Одним из важных достоинств технологии 2В1Q является ее дешевизна. Около десяти крупных производителей БИС поставляют комплексные решения для создания оборудования HDSL по технологии 2В1Q. Наличие конкуренции, естественно, положительно сказывается на цене микросхем и готовых модулей приемопередатчиков. По мнению зарубежных экспертов, технологии 2В1Q становится все более и более “доступной”, то есть большое число компаний, даже специализирующихся на производстве оборудования xDSL, имеет возможность быстро и дешево разработать собственное устройство или блок HDSL с использованием готовых решений от поставщиков БИС.

В странах Восточной Европы ввиду большей длины абонентских и соединительных линий и, как правило, более низкого качества уложенных кабелей, чем в США и Западной Европе, большим спросом пользуются системы HDSL, базирующие по технологии CAP - амплитудно-фазовой модуляции без передачи несущей. Разработчик технологии - компания GlodeSpan (часть бывшей АТ&Т) - поставила себе целью создать узкополосную технологию линейного кодирования, не чувствительную к большинству внешних помех, что, как показывает опыт внедрения систем HDSL на основе технологии CAP в мире и России, вполне удалось.

Технология CAP

Модуляция CAP сочетает в себе последние достижения модуляционной технологии и микроэлектроники. Модуляционная диаграмма сигнала CAP напоминает диаграмму сигнала модемов для телефонных сигналов, работающих по протоколам V.32 или V.34. Несущая частота модулируется по амплитуде и фазе, создавая кодовое пространство с 64 по 128 состояниями. При этом перед передачей в линию сама несущая, не передающая информацию, но содержащая наибольшую энергию, “вырезается” из сигнала, а затем восстанавливается микропроцессором приемника.

Таким образом, в линии нет несущей. На приемном конце в модуляторе происходит обратный процесс преобразования.

Соответственно 64-позиционной диаграмме сигнал CAP-64 передает 6 бит информации в каждый момент времени, то есть в 16 раз больше по сравнению с 2B1Q. Итогом повышения информативности линейного сигнала является существенное снижение частоты сигнала и ширины спектра, что в свою очередь, позволяет избежать диапазона спектра, наиболее подверженных различного рода помехам и искажениям (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 - Спектр и модуляционная диаграмма сигнала CAP

Из сравнительного анализа спектров видны положительные особенности систем HDSL, основанных на CAP модуляции:

Максимальная дальность работы аппаратуры. Затухание в кабеле пропорционально частоте сигнала, поэтому сигнал CAP, спектр которого не имеет составляющих выше 260 кГц, распространяется на большую дистанцию, чем сигнал с кодом 2B1Q или HDB3. При условиях, что выходная мощность в системах HDSL ограничена стандартами (+13,5 дБ), а повышение чувствительности приемника выше минус 43 дБ не предоставляется возможным из-за шумов, снижение частоты линейного сигнала ведет к выигрышу по дальности работы систем HDSL на основе технологии CAP по сравнению с 2B1Q. Для систем, работающих по двум парам (таблица 2.8), этот выигрыш составляет 15-20% (для жилы 0,4…0,5 мм). Если сравнивать дальность передачи (без регенераторов), достигаемую в системах HDSL на основе технологии CAP, с дальностью работы линейного тракта ИКМ-30 (HDB3), выигрыш составит 350-400%.

В таблице 2.8 приведена дальность связи систем HDSL при использовании двух технологий линейного кодирования - 2B1Q и CAP.

Таблица 2.8- Характерная дальность работы систем HDSL

Диаметр жилы, мм	Допустимая длина линии без регенераторов при работе по двум парам, ориентировочно:
	2B1Q	CAP64
0,4	До 4 км	4…5 км
0,64	До 6 км	6…7 км
0,9	До 9 км	10…12 км
1,2	До 18 км	14…18 км

Высокая помехоустойчивость и не чувствительность к групповому времени задержки. Ввиду отсутствия в спектре высокочастотных (свыше 260 кГц) и низкочастотных составляющих (ниже 40 кГц) технология CAP не чувствительна к высокочастотным наводкам (перекрестные помехи, радиоинтерференция) и импульсным шумам, также как и к низкочастотным наводкам и искажениям. Поскольку ширина спектра составляет лишь 200 кГц, не проявляются эффекты, вызываемые групповым времени задержки.

Минимальный уровень создаваемых помех и наводок на соседние пары в спектр канала ТЧ. Сигнал CAP не вызывает интерференции (взаимовлияния) и помех в спектре обычного (аналогового) телефонного сигнала благодаря отсутствию в спектре составляющих в спектре ниже 4 кГц. Это снимает ограничения по использованию соседних пар для обычных абонентских или межстанционных соединений.

Совместимость с аппаратурой уплотнения, работающей по соседним парам. Большинство аналоговых систем уплотнения абонентских и соединительных линий используют спектр до 1 МГц. Системы с модуляцией CAP могут вызывать наводки на частотные каналы в диапазоне 40…260 кГц, однако остальные каналы не подвергаются какому-либо влиянию, соответственно есть возможность ограниченного использования аппаратуры HDSL CAP в одном кабеле с аналоговой аппаратурой уплотнения. Системы же HDSL с модуляцией 2B1Q вызывают наводки фактически на все частотные каналы аналоговых систем уплотнения, нагружающих соседние пары, поэтому, как правило, не могут быть использованы в одном кабеле с аналоговой аппаратурой уплотнения.

Типовые параметры оборудования HDSL

Типовые значения дальности работы систем HDSL, использующих различные технологии линейного кодирования, представлены в таблице 2.8. Приведенные в таблице данные являются лишь типовыми значениями, измеренными на определенных кабелях при заданных уровнях шумов (в соответствии со стандартами ETSI). В случае, когда приведенная в таблице дальность является недостаточной, то есть длина линии, на которой необходимо организовать цифровой тракт, превышает типовые значения, применяется регенератор.

Регенератор может быть организован из двух блоков HDSL, соединенных «спина к спине», или же быть выполненным в специальном корпусе в качестве особого устройства. Регенератор удваивает рабочую дистанцию, теоретически возможно использование до 7-8 регенераторов на одной линии.

При проектировании сети очень важно определение пригодности тех или иных кабельных пар к работе оборудования HDSL. Для грубой оценки возможности применения системы HDSL следует пользоваться таблицей 2.8.

Характеристика СП Flex Gain Megatrans

Не смотря на все преимущества использования цифровых трактов вместо аналоговых, на сегодняшний день цифровизация медных линий связи на магистральных и зоновых сетях практически не осуществляется. И на то есть свои причины.

В случае применения систем типа ИКМ-30, ИКМ-120 и т.п. на модернизацию существующей кабельной инфраструктуры необходимы большие материальные и временные затраты, из-за того что данные системы имеют длину регенерационного участка ?_рег меньшую, чем существующие аналоговые системы. При этом работы, связанные с модернизацией, могут приводить к повреждениям самого кабеля. Еще одна проблема, возникающая в случае применения подобных систем - невозможность их одновременной работы по одному кабелю с аналоговыми системами.

Существует другой путь цифровизации сети медного кабеля, который заключается в применении в ЦСП нового поколения перспективных технологий цифровой передачи (в частности, xDSL). Примером таких систем может служить система и технология MEGATRANS (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 - Схема организации связи с использованием технологии MEGATRANS. LTU - блок линейного окончания; HVI - плата высоковольтного интерфейса; RPSU - устройство дистанционного питания; ДП - дистанционное питание

Аппаратура MEGATRANS, пришедшая на замену аналоговых систем передачи типа К-60, стала важным этапом в развитии DSL-технологий. Она отвечает самым строгим требованиям по надежности, электромагнитной совместимости, климатике. На сегодняшний день у нее нет аналогов ни среди отечественных, ни среди зарубежных решений.[ ]

MEGATRANS стал в течение 2001 г. одним из главных продуктов НТЦ НАТЕКС. В общей сложности в сетях предприятий железнодорожного транспорта, нефтяной и газовой промышленности количество эксплуатирующихся систем MEGATRANS исчисляется тысячами. То есть данное решение стало общепризнанным «переемником» аналоговых систем К-60 на зоновых, магистральных и местных линиях связи.[ ]

Следует отметить, что при использовании xDSL-систем для организации магистральных цифровых трактов не удавалось полностью решить следующие проблемы, связанные с:

достижением длины регенерационного участка (такой же, как у существующих аналоговых систем);

совместимостью с существующими аналоговыми системами передачи;

организацией ДП большого числа регенераторов;

подавлением искажений цифрового сигнала при большом числе регенерационных участков;

реализацией дополнительных функций, которые имеет любая существующая система передачи для магистральной линии.

Рассмотрим возможности решения каждой из перечисленных проблем.

Достижение заданной длины регенерационного участка

Как известно, подавляющее большинство каналов внутризоновой связи в нашей стране реализовано на аналоговой системе К-60, типичные значения регенерационного участка для которой находятся в пределах от 15 до 24 км. Поэтому в качестве заданной ?_рег было выбрано значение 24 км для передачи потока 2048 кбит/с (30 цифровых каналов по 64 к бит/с).

Решение задачи достижения заданой ?_рег сводится к выбору числа пар передачи, типа линейного кода, а также к согласованию выходных каскадов с линией связи.

Изначально (на момент разработки системы) был сделан выбор в пользу стандарта HDSL, который обеспечивает симметричную передачу 2048 кбит/с по двум парам с использованием линейного кода CAP64, как имеющего наиболее близкое значение ?_рег (18 км) к заданному (таблица 2.9). Для достижения еще большей длины была разработана специальная схема согласования с линией, которая позволила увеличить ?_рег до 21 км.

Дальнейшие исследования показали, что для обеспечения требуемого ?_рег, нужно как минимум снизить линейную скорость передачи (то есть увеличить число пар) или улучшить соотношение сигнал/шум.

Таблица 2.9- Оценочная дальность работы различных модемов DSL на кабеле типа МКС с диаметром жилы 1,2 мм

Технология	HDSL	HDSL	SDSL(CAP)	MSDSL
Скорость передачи по одной паре, кбит/с	1168	1168	2320	144…2064
Линейный код	2B1Q	CAP64	CAP128	CAP8…CAP128
Линейный импеданс, Ohm	135	135	135	135
Излучаемая мощность, dBm	+13,5	+13,5	+15,5	+7,4…14,4
Дальность передачи, км	12…14	18…20	10…12	11…13 (2064 кбит/с)

Достижение совместимости с существующими аналоговыми системами передачи

Для достижения совместимости различных систем, работающих по одному кабелю, используются два принципа: разнесение спектров передачи (применяется в двухполосных системах) и уменьшение уровня сигнала влияющей системы в полосе частот, подтвержденной ее влиянию, до величины, при которой на приемном конце (стороне низкого уровня) подверженной влиянию системы сигнал влияющей системы (с учетом переходного затухания) не будет вызывать превышения допустимого уровня шумов в каналах подверженной влиянию системы.

Так как реализация первого пути потребовала бы переноса спектра передачи HDSL в область высоких частот, что привело бы к уменьшению ?_рег, при разработке MEGATRANS был выбран второй путь. Однако при этом необходимо либо понизить уровень передачи на 30 дБ, что приведет к уменьшению ?_рег, либо использовать «несимметричную передачу».

Чтобы пояснить принцип «несимметричной передачи» напомним, что аналоговые системы типа К-60 или КАМА могут использоваться либо в однокабельной, либо в двухкабельной схеме включения. В первом варианте используется разнесение спектров, во втором - направлений передачи. Применение технологии MEGATRANS для обеих схем включения пояснено на рисунке 2.4.

Выбор в пользу несимметричной CAP-модуляции с регулируемым уровнем и адаптивной системы согласования с линией

Как уже отмечалось выше, в системе MEGATRANS применена технология, отличающаяся несимметричностью, CAP-модуляцией, регулируемым уровнем и адаптивной системой согласования с линией.

Упрощенный смысл технологии заключается в том, что для передачи используются две пары кабеля, причем передача по каждой из них осуществляется в несимметричном дуплексном режиме. Например, на одной стороне по паре А передается 528 кбит/с, а по паре В - 1552 кбит/с. Суммарный поток в каждом из направлений достаточен для передачи полезного сигнала со скоростью 2048 кбит/с.

За основу взята СAP-модуляция, которая обеспечивает более узкий спектр и лучшие показатели дальности. В зависимости от конкретных условий и соотношение асимметрии передачи, и уровни передачи для каждой пары могут регулироваться отдельно: адаптивная система согласования с линией настраивается под параметры пары и обеспечивает корректировку АЧХ-передачи.

Теперь рассмотрим влияние каждой составляющей на решение обеих проблем:

1. Несимметричность передачи, с одной стороны, позволяет облегчить задачу эхокомпенсации, а так как обычно «ближнее» эхо всегда намного превышает принимаемый сигнал, претерпевший большее затухание. С другой стороны, увеличение асимметрии приводит к расширению спектра передачи для одной из пар, что ведет к уменьшению длины регенерационного участка. Существует область значений коэффициентов асимметрии, при которой достигается максимальное значение ?_рег.

Применение несимметричной передачи позволяет также решить и проблему совместимости. Дело в том, что сигнал, который имеет меньшую скорость (и более узкую полосу частот), может быть передан с более низким уровнем. Таким образом, на каждой стороне системы MEGATRANS имеется пара высокого и пара низкого уровня, что позволяет обеспечить, при соответствующем включении, совместимость с двухкабельными системами. Обратное влияние сигнала аналоговой системы на сигнал низкого уровня MEGATRANS (спектр которого лежит в области относительно низких частот) не приводит к появлению ошибок.

2. CAP-модуляция. Как уже отмечалось, CAP-модуляция имеет более узкую полосу передачи по сравнению с другими типами кодирования, что позволяет добиться, наряду с увеличением дальности, совместимости с аналоговыми системами. Анализ параметров дальности показал, что новый комплект микросхем MSDSL фирмы GLOBELSPAN позволяет достичь ?_рег=22 км на кабеле МКС 7Ч4Ч1,2 при дуплексной передачи потока 1Мбит/с. В области оптимальных значений коэффициента асимметрии возможно достичь ?_рег более 24 км, однако для обеспечения совместимости с аналоговыми системами потребовалось уменьшение уровня передачи и коррекции АЧХ.

3. Регулируемый уровень. Уровень передачи выбирается таким образом, чтобы минимизировать вероятность ошибки в канале ЦСП и одновременно снизить влияние на каналы аналоговой системы до установленных норм.

4. Адаптивная система согласования с линией. В технологии MEGATRANS применена специально разработанная система, которая облегчает эхокомпенсацию и обеспечивает необходимую коррекцию АЧХ для достижения совместимости с аналоговыми системами. Кроме того, в некоторых случаях, возможно перенастроить новую систему для улучшения устойчивости оборудования при работе на предельных или сильно зашумленных участках регенерации.

Дистанционное питание регенераторов

Система xDSL может использовать существующую кабельную инфраструктуру только в случае, если число питаемых дистанционно регенераторов позволяет перекрывать стандартные расстояния между обслуживаемыми пунктами. Анализ показывает, что необходимо обеспечить питание до пяти регенераторов с каждой стороны при ?_рег=18 км. Для MEGATRANS реализована линейная схема типа «провод-провод». При напряжении на выходе источника ДП до 550 В и токе ДП 160 мА максимальная потребляемая мощность регенератора не должна превышать 10 Вт. Энергопотребление же регенератора MEGATRANS - не больше 6,2 Вт.

Реализация дополнительных функций

Любая магистральная система должна иметь возможность передавать сигналы телемеханики и служебной связи. Для этого в регенераторе MEGATRANS предусматривается субмодуль, к которому подключаются различные датчики (например, затопления, вскрытия и т.п.), исполнительные устройства, а также переговорное устройство служебной связи. Служебная информация может передаваться по двум дополнительным каналам:

аналоговому каналу ТЧ, который передается «под спектром» цифрового сигнала и используется для служебной голосовой связи;

цифровому каналу с интерфейсом RS232, для организации которого использован так называемый «канал встроенных операций» xDSL. Этот канал в MEGATRANS служит для передачи сигналов от датчиков команд для исполнительных устройств, а также для управления.

Аспекты практического применения

Следует отметить, что хотя система MEGATRANS и является системой xDSL, подход, используемый при практическом применении других систем xDSL, например для решения «проблемы последней мили», ни в коей мере не может быть примен6им для MEGATRANS. Эта система предназначена для цифровизации магистральных линий и ее установка требует не только предпроектных исследований, но и проведения «шеф»-монтажа и обучение обслуживающего персонала. Как показала практика использования оборудования, на определенных, особенно длинных или сложных в шумовом отношении сегментах требуется настройка параметров системы «по месту». Естественно, это усложняет ее применение, хотя число таких сегментов по статистике не превышает 10%.

В 2001 г. НТЦ НАТЕКС разработал оборудование MEGATRANS-2, которое имеет больший запас по отношению сигнал/шум, а дальность работы системы была увеличена до 26 км по кабелям типа МКС с жилой 1,2 мм. [ ] Однако главный выигрыш оператор получит в упрощении установки оборудования. Большой «запас прочности» позволит устанавливать оборудование без дополнительной посегментной настройки. Уже во второй половине 2002 г. НТЦ НАТЕКС начнет поставки аппаратуры MEGATRANS-3. Новое оборудование - не просто модификация производящегося сейчас MEGATRANS-2. Ряд совершенно новых технических решений, прорабатываемых в научном плане уже несколько лет, нашли воплощение в новой системе передачи.

Во-первых, новый тип линейного кода - TC-PAM, позволяющий еще увеличить надежность работы системы на сегментах усиления К-60, добиться устойчивой работы не только на кабелях типа МКС, но и КСПП, «пробить» усилительные или регенерационные участки оборудования типа К-24, К-12, сельских ИКМ и т.д.

Во-вторых, новый регенератор, позволяющий делать ответвления от основной магистрали для выделения/добавления каналов «голоса» и «данных» вдоль трассы.

Одна из модификаций новой системы передачи специально предназначена для решения проблемы организации недорогой, но надежной связи для небольших поселков, деревень и т.д. MEGATRANS будет работать в однокабельной схеме включения по кабелям типа КСПП, монтаж системы будет под силу даже тем специалистам, которые никогда не работали с DSL.

Подведем итоги по проблеме замены К-60 с использованием кодирования HDB3 (аппаратура типа ИКМ-30) или системы MEGATRANS.

Код HDB3, применяемый в системах ИКМ-30, широко использовался в мировой индустрии средств связи около 20 лет назад. Затем был разработан код 2B1Q, легший в основу систем ISDN и HDSL. Он полностью вытеснил HDB3. Более того, в западных странах, несмотря на финансовые затраты, операторы пошли на полную замену систем HDB3 на системы, использующие код 2B1Q.

Если 2B1Q можно назвать вторым поколением систем передачи для медных линий, то код CAP, лежащий в основе ЦСП MEGATRANS-2 - третье поколение. MEGATRANS-3, основанный на TC-PAM, является уже четвертым поколением ЦСП, опережающим системы типа ИКМ-30 на 15-20 лет. [ ]

Поэтому новые ЦСП для медных линий должны быть построены на современных типах линейного кодирования, таких как CAP, TC-PAM, DMT и другие.

3. Разработка схемы организации связи

3.1 Расчет емкости линейных трактов

Расчет емкости линейных трактов необходим для выбора требуемого числа систем передачи и их типа. Емкость всех реконструируемых линейных трактов определяется исходя из:

заданного числа каналов (ТЧ или ОЦК) и цифровых потоков, которые требуется организовать;

количества уже существующих каналов АСП.

Возможности любой цифровой системы передачи PDH оцениваются числом организованных с ее помощью стандартных каналов ТЧ. Поэтому необходимо рассчитать эквивалентное число каналов ТЧ в заданных направлениях.

Эквивалентное число каналов ТЧ определяется из соотношений:

цифровой поток со скоростью 64 кбит/с (ОЦК) эквивалентен одному каналу ТЧ;

цифровой поток со скоростью 2048 кбит/с (Е1) эквивалентен 30 каналам ТЧ;

цифровой поток со скоростью 34368 кбит/с (Е3) эквивалентен 480 каналам ТЧ.

Емкость на каждом участке первичной сети определяется путем суммирования нагрузки всех направлений, проходящей через данный участок.

3.2 Выбор оборудования на всех участках сети

В основу выбора системы передачи рекомендуется положить следующие соображения:

емкость линейного тракта;

тип существующего кабеля.

Система передачи ИКМ-60 позволяет по одной паре организовать 60 каналов ТЧ, служит для замены аналоговых систем передач К-60 при работе по симметричным высокочастотным кабелям типа МКС или ЗК со скоростью передачи 4224 кбит/с.

Вторичная ЦСП ИКМ-120 предназначена для организации каналов на местных и зоновых участках первичной сети по кабелям типов ЗК, МКС и МКТ. Основным узлом системы ИКМ-120 является устройство образования типового вторичного цифрового потока со скоростью передачи 8448кбит/с из четырех первичных со скоростями передачи 2048 кбит/с. Может применяться для модернизации внутризоновых сетей общего назначения, в качестве технологической линии связи вдоль нефте-газопроводов и железных дорог.

Система передачи ИКМ-240 позволяет организовать по одной коаксиальной паре 240 каналов ТЧ, применяется при реконструкции кабельных линий, уплотненных аппаратурой К-300.

480-канальные системы (ИКМ-480) предназначаются для использования на внутризоновых участках первичной сети. С помощью комплекса аппаратуры ИКМ-480 организуются пучки каналов по кабелям типа МКТ-4 и КМ-8/6, а также МКС (ИКМ-480С). В системе ИКМ-480 объединяются четыре вторичных потока со скоростями передачи 8448 кбит/с в третичный - 34368 кбит/с.

Система ИКМ-480 может устанавливаться не только вдоль прокладываемых магистралей, но и заменять аналоговую аппаратуру К-300 на существующих.

Цифровая система передачи для кабельных внутризоновых и местных линий MEGATRANS позволяет осуществить полную замену аналоговых систем типа К-60 без проведения каких-либо кабельных работ (используются только существующие сооружения НУП и ОУП). MEGATRANS может работать по свободным парам в одном кабеле с аналоговой аппаратурой, что позволяет проводить поэтапную модернизацию линии связи. Опыт практической работы показал, что MEGATRANS - это надежная и экономически эффективная альтернатива строительству РРЛ и прокладке ВОЛС для решения задач межстанционных соединений, технологической связи, организации резервных каналов, подключения базовых станций и многих других приложений.

3.3 Составление схемы организации связи

Схема организации связи разрабатывается для того, чтобы создать наглядное представление о том, с помощью каких типов кабелей и типов ЦСП организуется заданное число аналоговых и цифровых каналов, цифровых потоков между пунктами данного участка первичной сети.

Аппаратура ЦСП плезиохронной цифровой иерархии (PDH) может включать в себя:

каналообразующее оборудование;

оборудование временного группообразования;

оборудование линейного тракта.

В качестве оборудования синхронной цифровой иерархии (SDH) могут выступать терминальные мультиплесоры и мультиплексоры ввода/вывода.

Каналообразующее оборудование ЦСП обеспечивает образование каналов ТЧ или цифровых каналов. В первом случае это оборудование обеспечивает аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов, а во втором - объединение сигналов дискретной информации от разных источников в общий цифровой поток.

При выборе каналообразующего оборудования следует исходить из общего числа требуемых цифровых каналов и скорости передачи дискретной информации.

Аппаратура временного группообразования обеспечивает формирование цифровых потоков более высоких ступеней иерархии - вторичного со скоростью 8448 кбит/с и третичного со скоростью 34368 кбит/с.

При временном группообразовании в передающей части оконечной станции ЦСП осуществляется объединение цифровых потоков, а в приемной части - разделение группового цифрового потока на компонентные потоки. Объединяемые потоки формируются в ЦСП, задающие генераторы которых могут быть синхронизированны или не несинхронизированы с задающим генератором аппаратуры временного группообразования. В соответствии с этим производится синхронное или асинхронное объединение цифровых потоков.

В системах плезиохронной цифровой иерархии используется асинхронное объединение потоков.

В процессе эксплуатации плезиохронных систем передачи информации выявлены следующие недостатки:

имеют малую избыточность (то есть не предусматривают создания дополнительных каналов, необходимого для глубокого контроля качества передачи и управления сетью);

системы передачи PDH разных фирм изготовителей между собой не стыкуются;

получение высокоскоростных сигналов с помощью необходимой в PDH процедуры выравнивания скоростей, объединяемых цифровых потоков, приводит к громоздким и малонадежным техническим решениям;

в трактах PDH затруднен доступ к субпотокам для вывода и ввода в промежуточных пунктах, для этого требуется многоступенчатое переформирование группового сигнала;

при нарушении синхронизации на повторное вхождение в синхронизм затрачивается значительное время.

С целью устранения указанных недостатков было принято решение разработать стандарт на новую цифровую иерархию SDH.

Отличительными особенностями SDH по отношению к PDH являются следующие:

синхронная работа (вся сеть тактируется от одного эталонного генератора);

облегчен доступ к исходным сигналам на физическом и логическом уровнях;

имеются дополнительные служебные каналы;

системы передачи SDH разных стран изготовителей стыкуются между собой благодаря унифицированным интерфейсам.

В синхронной цифровой иерархии объединяются и разъединяются потоки со скоростью 155,520 Мбит/с и выше. Для транспортирования цифрового потока со скоростью 155 Мбит/с создается синхронный транспортный модуль STM-1. В STM-1 можно загрузить 63 потока со скоростью 2048 кбит/с или до 3-х третичных цифровых потоков 34 Мбит/с или один плезиохронный поток со скоростью 140 Мбит/с.

Условное обозначение аппаратуры систем передачи PDH и SDH приведено на рисунке 3.1 и 3.2.

Рисунок 3.1 - Аппаратура оконечного пункта для синхронных систем передачи уровня STM-1

Рисунок 3.2 - Оборудование временного группообразования

На рисунке 3.3 приведен принцип формирования линейного сигнала со скоростью 34 Мбит/с для аппаратуры ИКМ-480.

Рисунок 3.3 - Пример формирования линейного сигнала аппаратуры ИКМ-480

Технические характеристики каналообразующего оборудования и оборудования временного группообразования производства «Новел-ИЛ» были представлены во второй главе. Помимо указанного там оборудования может использоваться и другое. В таблице 3.1 приведены основные технические данные отечественно оборудования для формирования первичного цифрового потока (ПЦП).

Таблица 3.1- Основные технические данные отечественных мультиплексоров ПЦП

Тип	Фирма изготовитель	Назначение
ВТК-12	МОРИОН г. Пермь	Формирует ПЦП из каналов ТЧ и ОЦК
АЦО-11	МОРИОН г. Пермь	Преобразует 30 каналов ТЧ в ПЦП, возможна организация до 4-х ОЦК
ОГМ-30	МОРИОН г. Пермь	Формирует ПЦП: из аналоговых и речевых сигналов (все типы АТС) и цифровых сигналов со скоростью 0,6…19,2 кбит/с (асинхронный режим) и nЧ64 кбит/с (синхронный режим); из двух цифровых потоков 1024 кбит/с; из двух ПЦП формирует поток 2048 кбит/с (по методу АДИКМ).
ОГМ-30Е	МОРИОН г. Пермь	Помимо ОГМ-30 имеет дополнительные возможности: линейный интерфейс по технологии HDSL; интерфейс U для сетей ISDN; интерфейс Ethernet.
ММX NATEKS	НТЦ НАТЕКС г. Москва	формирует ПЦП с широким набором аналоговых и цифровых пользовательских интерфейсрв; межпоточную коммутацию 26 потоков Е1 на уровне nЧ64 кбит/с; межпоточный IP-шлюз; предоставление услуг ADSL и SDSL4; компрессия с помощью АДИКМ двух потоков Е1 в один Е1 или 4-х потоков Е1 в один Е1.
ENE-6012	NEC/EZAN г. Москва	Преобразует 30 каналов ТЧ или ОЦКи соответствующие им сигналы СУВ в ПЦП. Имеет широкую номенклатуру как канальных узлов, так и узлов стыка с различными типами оборудования, в том числе цифровыми терминалами, декадно-шаговыми, координатными и электронными АТС, а также телефонными аппаратами прямых абонентов: цифровой интерфейс 0,6…19,2 кбит/с; цифровой интерфейс 48; 56; 64 кбит/с; цифровой интерфейс nЧ64 кбит/с; интерфейс U для сетей ISDN.
Т-130	НПП «РОТЕК» г. Москва	Преобразует 30 каналов ТЧ и соответствующие им сигналов СУВ, предусматривает стык с АТС ДШ, АТС К и АТС Э с широким выбором канальных интерфейсов. Имеет три варианта линейных окончаний: электрический с перекрываемым затуханием А=20дБ; электрический с А=40дБ; оптический (одномодовый и многомодовый) с Рвых=1 мВТ, энергетический потенциал 45 дБ.
ТС-30	АОА «БПСЗ» г. Борисоглебск	- формирует ПЦП из 30 каналов ТЧ или цифровых каналов (интерфейсы V.24 и V.35); - кроссировка каналов 64 кбит/с между четырьмя ПЦП.

В таблице 3.2 приведены основные технические характеристики мультиплексоров для формирования вторичного, третичного и четвертичного потоков.

Таблица 3.2- Мультиплексорное оборудование для формирования вторичного, третичного и четвертичного потоков.

Тип	Фирма	Назначение
ОЧГ-2000	НОВЕЛ-ИЛ г. Санкт-Петербург	Объединение и разделение 4-х ТЦП, 16-ти ВЦП или 64-х ПЦП в четверичный цифровой поток
ОВГ-25	МОРИОН г. Пермь	Объединение и разделение 4-х ПЦП во ВЦП с В=8448 кбит/с
ОТГ-35	МОРИОН г. Пермь	Объединение 4-х ВЦП или 16-ти ПЦП в ТЦП
ENE-6020	NEC/EZAN	Объединение и разделение 4-х ПЦП во ВЦП
ENE-6058	NEC/EZAN	Объединение и разделение 16-ти ПЦП в ТЦП с В=34368 кбит/с
ENE-6041	NEC/EZAN	Объединение и разделение 4-х ТЦП в четвертичный ЦП с В=139264 кбит/с
ENE-6055	NEC/EZAN	Объединение и разделение 4-х ВЦП в групповой ТЦП
Т-34	НПП РОТЕК	Объединение и разделение 4-х ПЦП во ВЦП
Т-316	НПП РОТЕК	Объединение и разделение 16-ти ПЦП в ТЦП
ТС 4Е1Э	Борисоглебовские Системы связи	Объединение и разделение 4-х ПЦП во ВЦП
ТС 16Е1Э	Борисоглебовские Системы связи	Объединение и разделение 16-ти ПЦП в ТЦП

Для увеличения пропускной способности ИКМ трактов можно использовать транскодер АДИКМ производства Борисоглебовские Системы связи.

Транскодер АДИКМ 30Ч2 представляет собой устройство для объединения двух 30-ти канальных цифровых потоков со скоростью 2048 кбит/с в один цифровой поток со скоростью 2048 кбит/с для передачи по кабельным, волоконно-оптическим или радиорелейным линиям.

Транскодер АДИКМ 30Ч2 обеспечивает организацию:

двух цифровых потоков со скоростью 2048 кбит/с с сигнализацией 1 ВСК или 2 ВСК;

60 телефонных каналов тональной частоты, кодированных методом АДИКМ;

двух вынесенных сигнальных каналов для каждого телефонного канала, для передачи сигналов управления и взаимодействия (СУВ) для АТС;

канала передачи дискретной информации со скоростью 8 кбит/с, без занятия телефонных каналов;

до 8-ми основных цифровых каналов с пропускной способностью 64 кбит/с каждый, вместо двух телефонных каналов АДИКМ с обходом преобразования АДИКМ в каждом 30-ти канальном потоке;

комбинированного количества каналов 64 кбит/с и 32 кбит/с в групповом анальном цифровом потоке.

В таблице 3.3 приведены основные характеристики транскодера.

Таблица 3.3- Основные технические характеристики транскодера АДИКМ 30Ч2

Параметры цифровых потоков:	30 канальные потоки	60 канальный поток
скорость передачи, кбит/с тип линейного кода, на выбор вх/вых сопротивление, Ом допустимое затухание в линии, дБ кодирование речи отношение сигнал/шум квантования в ТЧ каналах, дБ	2048 HDB-3, AMI 120 0ч6 64 кбит/с (G.711) не менее 33	2048 HDB-3, AMI 120 0ч6 32 кбит/с (G.721) не менее 31
Электропитание, В	от минус 36 до минус 72
Потребляемая мощность, Вт	не более 5
Диапазон рабочих температур	от +50С до +400С
Режим работы	непрерывный, круглосуточный
Габариты, мм	190Ч200Ч30
Вес, кг	1

Гибкий мультиплексор ММX производства НТЦ НАТЕКС имеет широкие функциональные возможности, в том числе в его комплектацию входит плата АДИКМ-транскодера, имеющего два режима компрессии 64>32 кбит/с и 64>16 кбит/с. Рассмотрим данный мультиплексор более подробно.

Nateks MMX разработан с учетом повышения требований, предъявляемых оператором связи к оборудованию, и может применяться на всех участках ВСС без ограничений. Это достигается за счет:

резервирования блоков питания, плат кросс-коммутации и синхронизации;

возможности резервирования потоков Е1 в мультиплексорной секции;

синхронизация мультиплексора от основного и двух резервных источников синхросигнала;

встроенной функции самотестирования и контроля за качеством передачи.

Одним из важных приложений в применении оборудования Nateks MMX является построение сетей выделения цифровых каналов nЧ64 кбит/с.

Nateks MMX позволяет ведомственным или базовым операторам связи решить следующие актуальные задачи конвергенции сетей передачи данных и телефонной сети общего пользования:

кросс-коммутация выделенных каналов (nЧ64 кбит/с) внутри наложенной сети;

предоставление услуг выделенных междугородных каналов передачи данных с интерфейсами V.35 (G.703, X.21, V.24/V.28) nЧ64 кбит/с ведомственным операторам связи, интернет-провайдерам и альтернативным операторам;

предоставление услуг ADSL и SDSL (функции DSLAM) с подключением к интернет-серверу по STM-1 АТМ или по потокам Е1;

вынос услуг ISDN от центральных ЦАТС c предоставлением прямых ISDN- номеров (цифровая телефония и передача данных по коммутируемым каналам);

уплотнение абонентских линий и /или вынос телефонных номеров от центральных АТС на удаленные точки присутствия и филиалы предприятий;

организация выделенных 2/4-проводных каналов тональной частоты;

объединение локальных вычислительных сетей всех подразделений в единую корпоративную сеть передачи данных (подключение через интерфейсы V.11/V.35 к маршрутизаторам);

организация технологической связи с повышенными требованиями по надежности и функциональности;

повышение эффективности использования каналов связи за счет применения компрессии голосового трафика (2ЧЕ1>1ЧЕ1 или 4ЧЕ1>1ЧЕ1).

Существует две базовых версии мультиплексора:

Nateks MMX 12 - мультиплексор большой емкости. Предназначен для установки на крупных узлах предприятий связи. Кассета Nateks MMX 12 рассчитана на установку до 12-ти интерфейсных плат, в том числе плат ADSL модемов и платы STM-1 (АТМ).

Nateks MMX 4 - мультиплексор компактного исполнения. Имеет возможность установки до 4-х интерфейсных плат и предназначен для установки на корпоративных сетях связи небольших предприятий.

В мультиплексор Nateks MMX могут устанавливаться платы двух типов:

Основные платы:

плата управления мультиплексором;

плата кросс-коммутации и синхронизации;

плата источника электропитания.

Платы пользовательских интерфейсов:

4-х портовая плата потоков 2048 кбит/с, интерфейс G.703/G.704;

6-ти портовая плата каналов ТЧ, 2/4 проводные окончания с программируемой сигнализацией E&M;

6-ти портовые платы телефонных каналов, 2-х проводные интерфейсы FXO (для подключения к АТС) и FXS (для подключения телефонных аппаратов);

12-ти портовая плата телефонных каналов, 2-х проводные интерфейсы FXO (для подключения к АТС);

3-х портовая плата интерфейсов передачи данных V.24/V.11 (V.35);

4-х портовая плата интерфейсов передачи данных V.24/V.28;

2-х портовая плата ISDN, U- интерфейс;

8-ми портовая плата ADSL модемов (линейное кодирование G-DMT);

плата STM-1, long haul.

Кроме цифровых систем передачи производства ЗАО «Новел-ИЛ», описанных выше, применяются системы передачи LS34 S/CX/OF, ИКМ-480 по коаксиальным кабелям МКТ-4 и ИКМ-480С для работы по симметричным кабелям типа МКС-4Ч4Ч1,2.

Составными частями линии передачи LS34 S/CX/OF являются аппаратура линейного тракта и мультиплексорное оборудование. Аппаратура линейного тракта и мультиплексоры имеют стандартные стыки и могут использоваться самостоятельно.

Аппаратура обеспечивает:

передачу 480 каналов ТЧ по одной паре симметричного кабеля или трубке коаксиального кабеля или волокну оптического кабеля в каждом направлении передачи;

передачу до 3840 каналов ТЧ при полном заполнении 4-х четверочного симметричного кабеля восьмью системами LS34 S/CX/OF по двух кабельной схеме связи;

максимальную длину участка между ОРП 200 км с возможностью увеличения этого расстояния до 220 км при организации оптической «вставки» в симметричном линейном тракте;

максимальную длину однородного линейного тракта ОП-ОП 2500 км;

параллельную работу с аналоговыми системами К-60П в одном симметричном кабеле;

независимый ввод в эксплуатацию каждой отдельной системы

объединение/разделение в мультиплексорном оборудовании первичных и вторичных плезиохронных цифровых потоков в третичный цифровой поток по рекомендациям G.742 и G.751 ССЭ-МСЭ.

В таблице 3.4 представлены основные технические характеристики ЦСП внутризоновых сетей необходимые для расчета количества регенерационных пунктов и помехозащищенности цифровой линии передачи.

Таблица 3.4- Основные технические характеристики ЦСП

	ИКМ- 120Н-К ИКМ- 120Н	ИКМ-240/480Н	ИКМ-480	ИКМ-480С	LS-34-S/CX/OF
Скорость передачи, кбит/с	8448	17184	34368	34368	34368
Тип кабеля	МКТ-4 МКС-4Ч4	МКТ-4	МКТ-4	МКС-4Ч4	МКТ-4 МКС-4Ч4
Код группового линейного сигнала	HDB-3	2B1Q	HDB-3	5B6B	5B6B
Амплитуда линейного сигнала (Uмс), В	2,0	2,0	3,0	4,0	4,0
Номинальная длина регенерационного участка, км	5	6	3	3	3,5 3
Затухание регенерационного участка, дБ	20ч70	45ч85	43ч73	40ч85	40ч85
Тактовая частота линейного сигнала, кГц	8448	8592	34368	41242	41242

4. Пример выполнения курсового проекта

4.1 Исходные данные:

Структура реконструируемого участка сети приведена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Реконструируемый участок сети

Расстояние между пунктами составляет км, км и

км;

В, Г - сетевые узлы; А, Б, Д - сетевые станции;

t_max=+15⁰С, t_min= минус 3⁰С - максимальная и минимальная температуры грунта.

На участке В-Г работает ЦСП SDH по оптическому кабелю. На участке А-В работают три АСП К-60П по кабелю МКСА-4Ч4Ч1,2, на участке Б-В одна система К-300 по кабелю МКТ-4 и на участке Г-Д работают две АСП К-60П по кабелю МКСА-4Ч4Ч1,2.

Задача проекта состоит в реконструкции участков сети А-В, Б-В и Г-Д путем замены аналоговых систем передачи на цифровые при использовании существующего кабеля. При этом обеспечить организацию следующих типов каналов и общего их числа (таблица 4.1).

Таблица 4.1

	КТЧ	ОЦК	ПЦП	ТЦП
А-В	50	15	4	-
А-Б	20	5	2	1
А-Д	20	10	3	-

Примечание: КТЧ-канал тональной частоты; ОЦК-основной цифровой канал; ПЦП- первичный цифровой канал со скоростью 2048 кбит/с; ТЦП- третичный цифровой канал со скоростью 34368 кбит/с.

Содержание проекта состоит из:

выбора типа цифровых систем передачи для реконструируемых участков сети;

размещения НРП и ОРП на этих участках;

расчета допустимой и ожидаемой значений защищенности от помех;

разработки схемы организации связи на заданном участке сети.

4.2 Выполнение курсового проекта

Для выбора цифровых систем передачи сначала рассчитаем эквивалентное число каналов ТЧ в заданных направлениях:

N_А-В =50+15+4•30=185;

N_А-Б =20+5+2•30+1•480=565;

N_А-Д =20+10+3•30=120

Теперь найдем емкость на каждом участке первичной сети путем суммирования нагрузки всех направлений, проходящей через данный участок.

N₁ = N_А-В + N_А-Б + N_А-Д =185+565+120=870;

N₂ = N_А-Б =565;

N₃ = N_А-Д = 120

С учетом емкости аналоговых систем передачи общее число каналов на данных участках составит:

N?₁ = 870+3•60=1050;

N?₂ = 565+300=865;

N?₃ = 120+2•60=240

Исходя из этих расчетов, можно сделать выбор типа и необходимого числа цифровых систем передачи.

Результаты выбора цифровых систем передачи сведем в таблицу 4.2.

Таблица 4.2- Выбор цифровых систем передачи

Номер линейного тракта	1 тракт А-В	2 тракт Б-В	3 тракт Г-Д
Тип линии связи	МКСА-4Ч4Ч1,2	МКТ-4	МКСА-4Ч4Ч1,2
1 вариант	3ИКМ-480С	2ИКМ-480	4 ЦСП MEGATRANS
2 вариант	3 LS-34-S/CX/OF	2ИКМ-240/480Н	1ИКМ-240/480Н

На тракте А-В по кабелю типа МКСА-4Ч4Ч1,2 возможна работа трех систем ИКМ-480С или LS-34-S/CX/OF. Данные варианты равнозначны, так как эти системы имеют одинаковые технические характеристики. Но одним из преимуществ ЦСП LS-34-S/CX/OF является возможность работы по оптическому кабелю. При реконструкции данного участка сети используется существующий электрический кабель, поэтому выберем ЦСП отечественного производства ИКМ-480С.

На втором тракте Б-В по кабелю МКТ-4 необходимо организовать 865 каналов, при этом можно использовать две системы ИКМ-480 или две ЦСП производства «Новел-ИЛ» ИКМ-240/480Н, применяя адаптивную дифференциальную импульсно-кодовую модуляцию. Как уже отмечалось выше, повышение эффективности ЦСП можно достичь, если при передаче сигналов использовать не ИКМ, а АДИКМ. Однако, при скоростях передачи 32 кбит/с и ниже, канал ТЧ, формируемый в ЦСП, несколько уступает по качеству и возможностям передачи различных видов информации каналу ТЧ АСП и ОЦК. Поэтому на данном участке сети выбираем систему передачи ИКМ-480.

На третьем тракте Г-Д для работы по кабелю МКСА-4Ч4Ч1,2 выбираем систему MEGATRANS. При использовании ЦСП ИКМ-240/480Н на модернизацию существующей АСП необходимы большие материальные затраты, из-за того что данная система имеет длину регенерационного участка меньшую, чем существующие аналоговые системы К-60 (типичные значения регенерационного участка для АСП К-60 находятся в пределах от 15 до 24 км).

При этом работы, связанные с модернизацией, могут приводить к повреждениям самого кабеля.

Применение системы MEGATRANS позволяет осуществить полную замену АСП К-60 без проведения каких-либо кабельных работ (используются только существующие сооружения НУП и ОУП) за счет достижения необходимой длины регенерационного участка.

Тракт А-В, ?₁=95 км, работает три ЦСП ИКМ-480С

Длина регенерационного участка при температуре грунта отличной от t=20⁰С может быть определена

; ,

где А_{max РУ,} А_{min РУ} - максимальное и минимальное затухание регенерационного участка по кабелю,

- километрическое затухание кабеля ЦСП при максимальной и минимальной температуре грунта по трассе линии.

Согласно техническим данным системы передачи (таблица 3.4)

А_{max РУ}=85дБ, А_{min РУ}=40дБ.

Километрическое затухание кабеля определяется

,

где - километрическое затухание кабеля при температуре (t₀=20⁰C),

- температурный коэффициент затухания, 1/град.

Для кабеля марки МКСА-4Ч4Ч1,2,

где f- расчетная частота.

Для системы ИКМ-480С f_р=17МГц, тогда

Дб/км

Дб/км

Дб/км

км; км

Расчет количества регенерационных участков на заданном линейном тракте можно осуществить по формуле

,

где ?- расстояние между заданными пунктами,

Е(x)- функция целой части.

Расстояние между пунктами А-В равно ?₁=95 км, ?_{ном ру} =3 км, тогда

При этом будет 31 участок с ?_номру=3 км, а один - укороченный с ?_ру=2 км.

Тракт Б-В, ?₂=108 км, работает две ЦСП ИКМ-480

Для кабеля МКТ-4 километрическое затухание кабеля при температуре t₀=20⁰C определяется по формуле

,

где - километрическое затухание кабеля,

f - расчетная частота, равная f_т /2.

Согласно таблице 1.2 для марки кабеля МКТ-4 =5,34 Дб, f_р=17 МГц.

Дб

Тогда километрическое затухание при максимальной температуре

Дб,

километрическое затухание при минимальной температуре

Дб

Для системы ИКМ-480 максимальное и минимальное затухание регенерационного участка равно 73 Дб и 43 Дб соответственно (таблица 3.3). Определим длину регенерационного участка для данных значений затухания.

км; км

Рассчитаем число регенерационных участков между заданными пунктами по формуле

,

?- расстояние между пунктами Б-В равное 108 км, ?_{ном ру}=3 км.

Таким образом, получилось 36 регенерационных участков с номинальной длиной.

Определим ожидаемую защищенность от помех от линейных переходов для регенераторов ЦСП по кабелю типа МКСА-4Ч4Ч1,2.

При двухкабельном режиме работы ЦСП определяющими являются переходные влияния на дальнем конце. Ожидаемая защищенность от помех от линейных переходов на дальнем конце А_{З?плп ож} может быть определена