Расчет и проектирование электрических и оптических трактов передачи

Если рассчитываемое число ЦСП по кабелю ТПП больше максимального числа для кабеля данной емкости, то по намеченному расположению пар встречных направлений определяются минимальные значения параметров А0 и , которые и подставляются в формулу (2.29).

При использовании двухкабельной системы отпадает необходимость в отборе пар кабеля при установке до 100 систем, если эти пары удовлетворяют нормам для низкочастотных линий. При установке свыше 100 систем отбор пар должен производиться по значениям переходного затухания на дальнем конце Аl, которое должно удовлетворять условию

где - номинальное значение затухания участка, указываемое в технических данных ЦСП, дБ.

Методика расчета для кабелей ГТС, указывается в исходных данных.

3.5 Определение длины участка регенерации при работе ЦСП по коаксиальным кабелям

Расчет длины участка регенерации в данном случае будет производится с учетом формы одиночного отклика в ТР (см. рисунок 5), т.е. отклика тракта "кабель - корректирующий усилитель". При этом будем полагать, что на вход регенерационного участка, поступает прямоугольный импульс со спектральной плотностью S (f).

Модуль спектральной плотности сигнала и ТР So(f) (на выходе КУ) может быть, найден как

,

где Кц(f) - коэффициент передачи кабельной цепи;

Кку(f) -коэффициент передачи КУ.

При этом требования к частотно-временным характеристикам импульса в ТР носят противоречивый характер. С одной стороны, импульс должен быть достаточно узким, что необходимо для обеспечения малой МСИ, а, с другой стороны, его частотный спектр должен быть по возможности более узким и сосредоточенным в более низкочастотной части диапазона частот, что необходимо для поддержания требуемого отношения сигнал/помеха в ТР.

где - амплитуда импульса (при t = 0), - тактовый интервал.

Модуль спектральной плотности функции описывается выражением

где - тактовая частота сигнала.

Из (2.33) следует, что частотный спектр импульса ограничен тактовой частотой .

Из выражения следует, что

Модуль спектральной плотности прямоугольного импульса с амплитудой Uпер и длительностью Тт/2 при f fт, равен

,

где - зависимость затухания цепи от частоты.

Таким образом, для частотной характеристики КУ в данном случае справедливо выражение (при fт f 0 )

Кроме сигнала КУ усиливает и тепловой шум, спектральная плотность которого в полосе пропускания КУ постоянна, а шумовые свойства самого КУ учитываются с помощью коэффициента шума F.

Квадрат действующего напряжения собственной помехи в ТР равен

где k = 1,38 х 10-23 - постоянная Больцмана, Дж/град; Т - абсолютная температура, К; Zв- волновое сопротивление кабельной цепи, Ом.

Интеграл, с учетом и замены переменной f можно записать в виде

,

где .

В этом случае ожидаемая защищенность oт собственных помех в ТР будет равна

где - , для МКТ-4 1,2/4,6 дБ, для КМ-4 дБ, абсолютный уровень пиковой мощности прямоугольного импульса на входе участка, дБ.

Вычисление осуществляется методами численного интегрирования. В диапазоне изменения аргумента (что соответствует реальным ситуациям) с достаточной точностью вычисление может быть осуществлено по приближенной формуле

112.3?36,9

Для КМ-4 2,6/9,5 (ИКМ-1920)

1,175?29,7

В результате решения неравенства производится выбор длины участка регенерации.

3.6 Определение длины участка регенерации при работе ЦСП по оптическим кабелям

Длина регенерационного участка волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) в основном определяется тремя параметрами: затуханием оптическою кабеля, дисперсией ОВ и энергетическим потенциалом ВОСП.

Если учитывать только затухание, т.е. потери на участке регенерации, то длина участка регенерации может быть определена из соотношения:

(2.40)

где - энергетический потенциал системы, дБ;

- потери в разъемном соединении, т.е. на каждом стыке аппаратуры с кабелем, дБ;

- потери в неразъемном соединении, т.е. в месте соединения волокон при сращивании строительных длин кабеля, дБ;

- эксплуатационный запас, дБ;

- коэффициент затухания оптического кабеля, дБ/км; - строительная длина кабеля, км.

С учетом дисперсионных свойств оптического волокна длина участка регенерации не должна превышать значения, определенного из соотношения:

где В- скорость передачи информации, бит/с;

- среднеквадратическое значение дисперсии оптического волокна, с/км.

Величина для многомодовых волокон может быть определена как:

,

где, - коэффициент широкополосности волокна, указываемый в паспортных данных кабеля, Гцкм.

Величина для одномодовых волокон определяется как

,

где - нормированная среднеквадратическая дисперсия, указываемая в паспортных данных кабеля, нс/(нмкм),

- ширина спектра оптического излучения, нм. В зависимости от типа источника излучения .

В качестве окончательного значения длины участка регенерации выбирается наименьшее значение из полученных.

4. Нормирование качества передачи информации по оцк в соответствии с рекомендацией мсэ (мкктт) g.821

В соответствии с рекомендацией МСЭ (MKKТT) G.821 для ОЦК на международном соединении вводятся следующие требования к параметрам качества:

А - при оценке в одноминутных интервалах не менее, чем в 90% измерений должно быть не более 4-х ошибок,

Б - при оценке в односекундных интервалах не менее, чем в 99,8% измерений должно быть не более 64-х ошибок,

В - при оценке в односекундных интервалах не менее, чем в 92% измерений ошибки должны отсутствовать.

Рекомендуемое общее время оценки состояния канала - один месяц.

Исходя из этих норм, можно рассчитать требования к параметрам качества (А, Б и В) на отдельных участках номинальной цени ОЦК ВСС, воспользовавшись выражением [3].

Для местного участка:

Для внутризонового участка:

Для магистрального участка:

где - допустимое значение соответствующего параметра качества, указанное в рекомендации G.821, %;

- часть общих норм на параметры качества, отведенная на данный участок номинальной цепи ОЦК ВСС, % (для магистрального участка =20%, для внутризонового участка =15%, для местного =7,5%).

Результаты соответствующих расчетов приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Параметры качества для отдельных участков номинальной цепи

Расчет значений параметров качества для конкретной линии протяженностью l км можно произвести по формуле

Для местного участка:

Для внутризонового участка:

Для магистрального участка:

где - номинальная протяженность соответствующего участка сети.

В международном соединении могут участвовать только те каналы, в которых выполняются требования к параметрам качества.

5. Расчет цепи дистанционного питания

Дистанционное питание линейных регенераторов в основном осуществляется стабилизированным постоянным током по схеме "провод-провод" с использованием фантомных цепей симметричного кабеля или центральных жил коаксиальных пар. При этом НРП включаются в цепь ДП последовательно.

Дистанционное питание подается в линию от блоков ДП, устанавливаемых либо на стойках ДП, либо на стойках оборудования линейного тракта, которые размещаются на оконечных (ОП) и промежуточных обслуживаемых регенерационных пунктах (ОРП). При этом на секции ОРП - ОРП (или ОП - ОРП), называемой секцией дистанционного питания, организуется два участка дистанционного питания: половина НРП обеспечивается питанием от одного ОРП, а вторая половина - от другого ОРП (с организацией шлейфа по ДП на смежном для двух участков НРП).

При расчете напряжения на выходе блока ДП следует учитывать падение напряжения на участках кабеля и на НРП, т.е.

(2.44)

В

В

В

где - ток дистанционного питания , ;

- километрическое сопротивление цепи кабеля, используемой для передачи ДП, постоянному току Ом/км;

- длина участка ДП, км;

- число НРП, питаемые от одного ОП (или ОРП);

- падение напряжения на одном НРП, В.

Следует иметь в виду, что в соотношении (35) фактически представляет собой либо километрическое сопротивление жилы симметричного кабеля (при использовании фантомных цепей), либо удвоенное значение километрического сопротивления внутренней жилы коаксиальной пары. Численные значения приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Километрические значения сопротивления жил кабелей

6. Разработка схемы организации связи

На основе технических данных ЦСП, полученных значений и расчета цепи ДП, осуществляется размещение НРП и ОРП в каждом из рассчитываемых и проектируемых участков сети. В результате составляется схема организации связи с указанием числа ОРП и НРП, длин регенерационных участков в секции дистанционного питания.

На основе этой схемы рассчитывается (для каждого участка) максимальное число организуемых каналов (при полной нагрузке кабеля) и составляется комплектация необходимого оборудования.

Количество НРП и ОРП определяется следующим соотношением:

кабель регенератор аппаратура дистанционный

Заключение

Аналоговые сигналы преобразуются в цифровую форму по этапам. Сначала сигнал, ограниченный по спектру, дискретизируется по времени, в результате чего формируется АИМ-сигнал, а затем осуществляются операции квантования по уровню и кодирования. В процессе, отмеченных преобразований возникают так называемые шумы оконечного оборудования, которые определяют минимальный уровень шумов в каналах ЦСП. К ним, в частности, относятся шумы квантования, дискретизации и ограничения, а также шумы незанятого канала и инструментальные шумы. Кроме того, в каналах ЦСП возникают шумы за счет ошибок, возникающих в линейных трактах при регенерации цифрового сигнала. Для обеспечения требований к вероятности ошибок необходимо рациональным образом разместить регенераторы в линейном тракте.

В процессе курсовой работы выполнил следующие задания, которые объединены в одну курсовую работу: осуществил расчет шумов оконечного оборудования, произвел расчет длины участка регенерации для каждого из участков (местного, внутризонового и магистрального) фрагмента сети связи; осуществил расчет требований к параметрам качества передачи информации по ОЦК в соответствии с рекомендацией МСЭ (МККТТ) G.821 для каждого из участков фрагмента сети связи; выполнил расчет цепи дистанционного питания для каждого из участков фрагмента сети связи; составил схемы связи для каждого из участков фрагмента сети, распределяя оконечные (ОП), обслуживаемые (ОРП) и необслуживаемые (НРП) регенерационные пункты.

Получил навыки расчета и проектирования электрических и оптических трактов передачи.

Список использованной литературы

1. Тюрин В.Л. Многоканальная связь на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 1992.

2. Иванов В.И., Гордиенко В.Н., Попов Г.Н. и др. Цифровые и аналоговые системы передачи. - М.: Горячая линия - Телеком, 2003.

3. Кириллов В.И. Многоканальные системы передачи. - М.: Новое знание, 2002.

4. Скляров О.К. Современные волоконно-оптические системы передачи. - М.: СОЛОН-Р, 2001.

5. Портнов Э.Л. Оптические кабели связи. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002

6. Парфенов Ю.А. Кабели электросвязи. - М.: Эко-Трендз, 2003.

7. Битнер В.И., Попов Г.Н. Нормирование качества телекоммуникационных услуг. - М.: Горячая линия - Телеком, 2004

8. Аппаратура ИКМ-30 / Голубев А.Н., Иванов Ю.П., Левин Л.С. и др. - М: Радио и связь, 1983.

9. Аппаратура ИКМ-120 / Голубев А.Н., Иванов Ю.П., Левин Л.С. и др.- М: Радио и связь, 1989.

10. Берганов И.Р., Гордиенко В.Н., Крухмалев В.В. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи. - М., Радио и связь, 1989.

11. Баева Н.Н., Гордиенко В.Н., Тверецкий М.С. Проектирование цифровых каналов передачи. Учебное пособие. - М.: МТУСИ, 1996г.

Размещено на Allbest.ru