Проектирование оперативно технологической связи на сети железнодорожного транспорта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование оперативно технологической связи на сети железнодорожного транспорта

Введение

На железнодорожном транспорте Российской Федерации в последнее десятилетие проводится совершенствование структуры управления эксплуатационной деятельностью, заключающееся, в том числе, в создании вертикали управления перевозками, включающей в себя: Центры управления на уровне ОАО «РЖД» (ЦУП), управлений дорог (ДЦУ) и линейных районов (центры управления местной работой - ЦУМР), широком внедрении информационных и информационно-управляющих технологий.

Создание Центров управления перевозочным процессом и реорганизация ОАО «РЖД» требуют радикального совершенствования средств технологической связи, охватывающей практически все звенья железнодорожного транспорта.

Совершенствование средств технологической связи должно быть направлено на полное обеспечение: телекоммуникационными ресурсами передовых IT-технологий, позволяющих кардинально изменить существующие формы и методы управления перевозочным и другими технологическими процессами, передачи данных, телефонной и другими видами связи всех технологических звеньев, повышение качества и надежности связи, а также на реализацию новых функций, обусловленных реорганизацией управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте и повышение достоверности передачи информации.

Основной целью развития телекоммуникаций на перспективу является опережающее удовлетворение потребностей ОАО «РЖД» в информационных и телекоммуникационных ресурсах, обеспечивающих работу железнодорожного транспорта, конкурентоспособность предоставляемых услуг, повышение уровня обслуживания клиентов.

Перед хозяйством СВТ стоят следующие стратегические задачи:

1) полное обеспечению потребности ОАО «РЖД» в телекоммуникационных и информационных ресурсах;

2) формирование Единой управляемой телекоммуникационной и информационной среды для системы управления перевозочным и другими технологическими процессами;

3) обеспечение должного качества предоставляемых услуг связи и информационных услуг на основе технической эксплуатация средств связи и вычислительной техники на уровне, обеспечивающем их бесперебойное функционирование;

4) обеспечение достаточного уровня надёжности и готовности сетей технологической связи на основе внедрения современных информационных и телекоммуникационных средств и технологий;

5) повышение уровня сервисного обслуживания клиентов железнодорожного транспорта и обеспечение конкурентоспособности предоставляемых услуг связи на рынке телекоммуникаций и транспортных услуг;

6) обеспечение финансовой прозрачности хозяйственной деятельности;

7) совершенствование системы управления хозяйством в целях:

· снижения эксплуатационных расходов на техническое обслуживание и эксплуатацию телекоммуникационной и информационной инфраструктуры;

· снижения темпов старения основных фондов;

· ликвидации малоиспользуемых технических средств;

· обеспечения устойчивости и постоянной готовности систем СВТ.

В период 2006-2010 гг. при развитии систем ОТС должны быть решены следующие основные задачи:

1) Перевод максимально возможного количества средств ОТС на работу по цифровым технологиям («цифровизация» сети ОТС), при этом необходимо:

- оснастить цифровой аппаратурой ОТС те направления связи, на которых до настоящего времени эксплуатируется аналоговая аппаратура ОТС (прежде всего - участки, входящие - в основные транспортные коридоры ОАО «РЖД»). При внедрении обязательным условием считать:

- применение стандартизированного, сертифицированного оборудования, совместимого с сетями связи общего пользования;

- возможность масштабирования в перспективе;

- унификацию по системам управления и мониторинга;

- максимально возможную совместимость оборудования с действующими техническими средствами ОАО «РЖД».

- рассмотреть возможность применения в качестве коммутационной станции ОТС типовой УПАТС, удовлетворяющей российским и международным нормативным документам в сочетании с универсальным устройством сопряжения с цифровыми и аналоговыми линиями;

- для малодеятельных участков и для малых железнодорожных станций разработать технические средства цифровой ОТС, характеризующиеся упрощенной структурой и экономичностью;

- системы парковой связи и громкоговорящего оповещения развивать на основе цифровых коммутационных станций, сопрягаемых с аппаратурой ОТС и использования аппаратуры и технологий беспроводного доступа;

2) Расширение функциональных возможностей ОТС для диспетчерского управления, при этом необходимо:

- при разработке аппаратуры учитывать тенденцию дальнейшей централизации управления перевозками в направлении создания регионов, охватывающих несколько железных дорог;

- расширение сети ОТС для центрального аппарата ОАО «РЖД»;

- предусмотреть регламентированное использование в ОТС абонентского радиодоступа.

3) Внедрение новых телекоммуникационных технологий, обеспечивающих наиболее эффективное использование ОТС при развитии (модернизации) информационной инфраструктуры железнодорожного транспорта, при этом необходимо:

- использование в коммутируемой сети ОТС технологий IP-телефонии;

- использование в ОТС приложений компьютерной телефонии, реализованных в виде отдельных устройств, или встроенных в специализированное оборудование.

4) Модернизация перегонной связи и связи с местом проведения аварийно-восстановительных работ, при этом необходимо обеспечить связь из любой точки перегона с диспетчером и дежурными по станциям, ограничивающим перегон (в т.ч. с помощью носимых устройств радиосвязи или радиопроводной связи);

5) Унификация аппаратуры ОТС, при этом необходимо осуществить:

- сокращение типов используемой специализированной аппаратуры;

- переход к применению коммутационного оборудования, реализующего унифицированные (соответствующие мировым стандартам) алгоритмы взаимодействия между отдельными техническими средствами (прежде всего - стандартные протоколы сигнализации).

1. Определение категорий железнодорожных станций проектируемого участка

1.1 Определение количества и административно-хозяйственного значения станций на участке железной дороги

Категории железнодорожных станций и их административно-хозяйственное место зависит от занимаемого уровня иерархии управления этих станций и от интенсивности технологического процесса. Основу сети оперативно-технологической связи (ОТС) технологического сегмента составляют групповые каналы, организованные в пределах дороги или дорог, а также отделений дорог. Именно в отделении дороги производятся интенсивные погрузо-разгрузочные и перевозочные работы.

Для проектирования необходимо определить границы участка железной дороги, количество станций, установить местонахождение управления дороги (УД), отделения дороги (ОД), узловых станций и участковых как больших, так и малых.

Для удобства проектирования оснащённость этих станций и узлов удобно представить в виде таблицы. Необходимо учитывать все технические подразделения, находящиеся на этих станциях и узлах, такие как ШЧ, ПЧ, ЭЧ, РЦС, вычислительные центры, депо, дома связи, пост ЭЦ, телефонные подстанции, контейнеры секционирования контактной сети, тепляки путейцев и другие технические помещения различных подразделений железнодорожного транспорта.

В зависимости от величины станции выбирается состав таких подразделений: остановочные платформы (малые станции) - билетные кассы и квартиры работников транспорта, на разъездах кроме перечисленных добавляется ДСП, пост ЭЦ, тяговые подстанции располагаются на расстоянии 30-60 км. Контейнеры секционирования контактной сети располагаются в горловинах станций кроме малой участковой, на перегоне через 3-5 км. В состав малых станций может входить товарная контора для оформления перевозок. Крупные и узловые станции совпадают с крупными населёнными пунктами, на них устанавливаются исполнительные станции ОТС, дистанции пути, СЦБ и связи, энергоснабжения, сортировочные горки, локомотивные и вагонные депо.

Узловые и крупные участковые станции совпадают с крупными населенными пунктами, УД и ОД - с центрами административных округов. На узловых и крупных участковых станциях устанавливаются исполнительные станции ОТС, дистанции пути СЦБ, связи энергоснабжения, сортировочных горок, локомотивные и вагонные депо. В управлении дороги организовывается ЕДЦУ, распорядительные и исполнительные станции всех проектируемых групповых каналов.

Рисунок 1 - Карта проектируемого участка железной дороги

Таблица 1 - Административно-хозяйственное положение станций

Наименование станции	Расстояние, км	Сведения об оснащённости станции (категория)
Новосибирск-главный(УД)	0	2 приемоотправочных парка, пост ЭЦ, ТП, ШЧ-1, ТЧ, ПЧ, ЭЧ, ЛВЧД, ЛОВД, вокзал
Новосибирск-южный	6	Пост ЭЦ, билетная касса, вокзал
Иня-южная	9	Пост ЭЦ, вокзал
Инская(Узловая)	28	Приемоотправочный парк, горка, товарная контора, пост ЭЦ, ТП, ТП, ШЧ-2, ПЧ, ВЧД, вокзал
Крахаль	35	Билетная касса, пост ЭЦ
Шелковичиха	41	Пост ЭЦ, билетная касса
Восточная	52	Пост ЭЦ, вокзал
Буготак	78	Пост ЭЦ, ТП, билетная касса
Изынская	86	Билетная касса
Тогучин(ОД)	126	Приемоотправочный парк, пост ЭЦ, ТП, ПЧ, ШЧ-3, ЭЧ, РЦС, вокзал
Курундус	161	Пост ЭЦ, билетная касса
Подунская	184	Пост ЭЦ, ТП, вокзал
Бормотово	212	Пост ЭЦ, билетная касса
Промышленная	220	Пост ЭЦ, вокзал, ПЧ, ТП
Егохос	274	Пост ЭЦ, билетная касса
Красноярка	289	Пост ЭЦ, билетная касса, ТП
Проэктная	298	Билетная касса
Мереть	306	Пост ЭЦ, билетная касса
Белово(Узловая)	315	Приемоотправочный парк, пост ЭЦ, ТП, ПЧ, ШЧ-3, ЭЧ, вокзал

1.2 Определение границ дорог, отделений, ШЧ, РЦС, ПЧ, ЭЧ

На проектируемом участке действует отделение Западно-сибирской железной дороги.

На всей длине участка отделения Западно-сибирской ж.д. будут действовать четыре ШЧ, расположенные на станциях Новосибирск-главный, Инская, Тогучин, Белово; ПЧ расположены на станциях Новосибирск-главный, Инская, Тогучин, Промышленная, Белово; ЭЧ расположены на станциях Новосибирск-главный, Инская, Тогучин, Белово; РЦС расположен на станции Тогучин.

2. Разработка структурной схемы аналогово-цифровой сети ОТС технологического сегмента

Оперативно-технологическая связь на железнодорожном транспорте предназначена для непосредственной организации перевозочного процесса, регулирования движения поездов, вагонопотоку, обеспечение работы всех технических устройств на станции и перегонах, а также их ремонт.

Каналы технологического сегмента организуются в пределах дороги и входящих в ее состав отделений дороги, включают в себя большинство видов связи оперативного назначения, т.к. именно в пределах дороги, на отделениях, осуществляется непосредственное регулирование движения поездов, погрузочно-разгрузочные работы и эксплуатация технических устройств. Для решения этих задач организуются групповые каналы следующего типа:

- ПДС (поездная диспетчерская связь), предназначенная для руководства движения поездов;

- ЭДС (энерго-диспетчерская связь), предназначенная для руководства техническим содержанием устройств электроснабжения;

- СДС (служебно - диспетчерская связь) - для служебных переговоров работников дистанции сигнализации и дирекции связи по техническому содержанию и ремонту устройств СЦБ и связи;

- ЛПС (линейно-путевая связь) - для переговоров работников пути по вопросам текущегосодержания путевого хозяйства;

- МЖС (межстанционная связь) - для служебных переговоров по движению поездов между дежурными смежных станций, входящих в один диспетчерский круг;

- ПГС (перегонная связь) - для ведения переговоров работников, находящихся на перегоне, дежурными по станциям, прилегающих к перегону, а также к поездным, энерго - диспетчерами пути, СЦБ и связи по вопросам технического содержания устройств перегонов;

- АВС (аварийно-восстановительная связь) - для ведения переговоров по вопросам устранения последствий крушений подвижного состава;

- ПС (постанционная связь) - для служебных переговоров работников промежуточных участковых станций между собой с работниками отделений дороги.

2.1 Расстановка распорядительных и исполнительных станций ОТС

ГК ДСС - реализуется студийная организация. Студии устанавливаются в управлении дороги(УД) (распорядительная станция (РС)), в отделениях(ОД) (ИС, если нет управления дороги - РС), в ЕДЦУ (ИС) и узловых станциях (ИС). Распорядительная станция находится в Тогучин (ОД), исполнительные - в ЕДЦУ, Новосибирск-главный (УД), Инская и Белово.

ГК ПДС - РС в ЕДЦУ, все ИС - на участке.

ГК ЭДС - РС в ЕДЦУ, все ИС - на станциях участка, в ТП: Новосибирск-главный, Инская, Буготак, Тогучин, Подунская, Промышленная, Красноярка, Белово.

ГК МЖС (ЭД, ПД, НИС-Д, ШД) (междиспетчерская связь) - РС в УД, все ИС - на участке.

ГК СДС-НИС, СДС-ШЧ - РС - на наиболее крупных станциях отдельных диспетчерских кругов НИС-Д (станция Тогучин) и ШД (станции Новосибирск-главный, Инская, Тогучин, Белово) для отдельных РЦС и ШЧ, ИС - на оставшихся станциях проектируемого участка.

ГК ЛПС - РС - на наиболее крупных станциях отдельных диспетчерских кругов ПД для отдельных ПЧ (станции Новосибирск-главный, Инская, Тогучин, Промышленная, Белово), ИС - на оставшихся станциях проектируемого участка и в типляках.

ГК ПС - РС в УД и ОД (Новосибирск-главный, Тогучин), ИС - на остальных станциях участка.

ГК МЖС (межстанционная связь) - РС и ИС устанавливаются на всех станциях проектируемого участка.

станция дорога связь канал

2.2 Организация диспетчерских кругов ОТС по групповым каналам

Рекомендации по построению структурной схемы аналогово-цифровой сети ОТС технологического сегмента.

Групповой канал ПДС (ГК ПДС) организовывается между поездным диспетчером ДНЦ ЕДЦУ и диспетчерами службы движения, ДСП, ДСП-Г, ДСП-У, ДСП-П, входящих в обслуживаемый им диспетчерский круг (длиной 150 ? 200 км). Количество исполнительных станций ИС включённых в один ГК не более 30. На данном участке был использован один круг поездного диспетчера, длина протяженности круга поездного диспетчера - 300 км. Количество исполнительных станций круга - 19.

ГК ДСС (дорожной связи, совещаний) организовывается между студиями управления дороги, отделения дороги, узловых станций для проведения оперативных совещаний. ГК ДСС предоставляется из числа резервных каналов на период проведения совещания, а не закрепляется на постоянной основе. Количество каналов ДСС на проектируемом участке - один, количество абонентов - не ограничено. На участке Новосибирск-главный-Белово расположены 5 студий ГК ДСС.

ГК ЭДС организуется между диспетчером в ЕДЦУ, диспетчерами службы Э, пунктами контактной сети, дежурными по тяговым подстанциям и постами секционирования контактной цепи (ПСКЦ). ГК ЭДС организовывается в пределах проектируемого участка. Количество ИС - не более пятидесяти (на проектируемом участке - 9).

ГК МЖС (типа ЭД, ПД, НИС-Д, ШД) (междиспетчерская связь) организовываются между диспетчерами служб, дирекцией НИС, диспетчерами соответствующих подразделений ЭЧ, ШЧ, ПЧ, РЦС, а так же отделений дороги. В пределах проектируемого участка организовывается по одному каналу, количество исполнительных станций ЭД - 4, НИС-Д - 3, ШД - 4, ПД - 5.

ГК СДС-НИС, СДС-ШЧ организуются между диспетчерами отделений дороги, ШЧ, РЦС - с одной стороны, с другой стороны - с подразделениями ШЧ и РЦС, находящимися на участковых промежуточных станциях. Количество ГК СДС зависит от количества ШЧ и РЦС, находящихся на проектируемом участке. Количество групповых каналов СДС-НИС на проектируемом участке равно 1, количество групповых каналов СДС-Ш - 4. Число абонентов включённых в один ГК - не более 210.

ГК ЛПС организуется между диспетчерами отделения дороги, ПЧ - с одной стороны, с другой стороны - подразделениями ПЧ, находящимися на участковых промежуточных станциях, в том числе типляками, находящимися на перегонах. Из-за большого объёма работ по обслуживанию путевого хозяйства, его трудоёмкости, количество ГК ЛПС увеличивается. Количество групповых каналов равно 5: ЛПС-1 - 9 км, ЛПС-2 - 58 км, ЛПС-3 - 86 км, ЛПС-4 -69 км., ЛПС-4 -69 км. Количество абонентов одного ГК ЛПС - не более 210.

ГК ПС организуется между абонентами всех подразделений ж.-д. транспорта (в том числе и квартиры работников малых участковых станций). В управлении и отделениях дороги в ГК ПС включаются междугородние коммутаторы, которыми управляют телефонистки. В пределах проектируемого участка ж.д. организуется один ГК ПС, если количество абонентов, включённых в него не более 210

2.3 Организация каналов МЖС

ГК МЖС организуется между ДСП смежных станций, входящих в один диспетчерский круг ПДС.

2.4 Организация групповых каналов ПГС, АВС-1, АВС-2

ГК ПГС, АВС-1, АВС-2 организуются между работниками, работающими на перегоне, в том числе, устраняющими последствия крушения подвижного состава, с ДСП, ДНЦ, ДГП, ЭДС, ШД, ЭД, ПД, ОАО «РЖД» (через телефонистку) и т.д. Длина ГК равна длине между смежными станциями на проектируемом участке.

2.5 Организация обходных каналов и каналов подтягивания

Обходной канал позволяет увеличить длину ГК и вводится в случае, если длина проектируемого участка превышает длину одного ГК определённого вида ОТС.

Канал подтягивания вводится при наличии на проектируемом участке бесперспективных участков и станций. Цель внедрения - экономное использование аппаратуры связи и кабельных линий (канал подтягивания в отличии от прочих организуется с применением симметричного кабеля и аппаратуры ОГМ-30Е).

В качестве абонентских переговорных устройств нужно использовать цифровые телефонные аппараты, либо аналоговые телефонные аппараты. Наличие только цифровых телефонных аппаратов, подключенных к общему групповому каналу ОТС по четырёхпроводной схеме не вызывает снижение устойчивости или появление амплитудно-частотных искажений в каналах при ведении даже коллективных переговоров.

При использовании аналоговых телефонных аппаратов, которые подключаются к групповому каналу ОТС по двухпроводной схеме с использованием дифференциальных систем, переходное затухание между трактами передачи и приема снижается - это может привести к генерации каналов и ухудшению слышимости, то есть появление амплитудно-частотных искажений.

Таблица 2 - Полупостоянные соединения каналов ОТС

№ п/п	канал ОТС	сетевые узлы	примечание
1	ОЦК-1	ЕДЦУ, Новосибирск-гл., Инская, Тогучин, Белово	ДСС
2	ОЦК-2	ЕДЦУ, Новосибирск-гл., Новосибирск-юж., Иня-юж., Инская, Крахаль, Шелковичиха, Восточная, Буготак, Изынская, Тогучин, Курундус, Подунская, Бормотово, Промышленная, Егохос, Красноярка, Мереть, Белово	ПДС
3	ОЦК-3	ЕДЦУ, Новосибирск-гл., Инская, Буготак, Тогучин, Подунская, Промышленная, Красноярка, Белово	ЭДС
4	ОЦК-4	Новосибирск-гл., Инская, Тогучин, Белово	ЭД
5	ОЦК-5	Новосибирск-гл., Инская, Тогучин, Белово	ШД
6	ОЦК-6	Новосибирск-гл., Инская, Тогучин, Белово	НИСД
7	ОЦК-7	Новосибирск-гл., Инская, Тогучин, Промышленная, Белово	ПД
8	ОЦК-8	Новосибирск-гл., Новосибирск-юж., Иня-юж., Инская, Крахаль, Шелковичиха, Восточная, Буготак, Изынская, Тогучин, Курундус, Подунская, Бормотово, Промышленная, Егохос, Красноярка, Мереть, Белово	СДС-НИС
9	ОЦК-9	Новосибирск-гл., Новосибирск-юж., Иня-юж.	СДС-Ш-1
10	ОЦК-10	Инская, Крахаль, Шелковичиха, Восточная, Буготак, Изынская	СДС-Ш-2
11	ОЦК-11	Тогучин, Курундус, Подунская, Бормотово	СДС-Ш-3
12	ОЦК-12	Промышленная, Егохос, Красноярка, Мереть, Белово	СДС-Ш-4
13	ОЦК-13	Новосибирск-гл., Новосибирск-юж., Иня-юж.	ЛПС-1
14	ОЦК-14	Инская, Крахаль, Шелковичиха, Восточная, Буготак, Изынская	ЛПС-2
15	ОЦК-15	Тогучин, Курундус, Подунская, Бормотово	ЛПС-3
16	ОЦК-16	Промышленная, Егохос, Красноярка	ЛПС-4
17	ОЦК-17	Мереть, Белово	ЛПС-5
18	ОЦК-18	Новосибирск-гл., Новосибирск-юж., Иня-юж., Инская, Крахаль, Шелковичиха, Восточная, Буготак, Изынская, Тогучин, Курундус, Подунская, Бормотово, Промышленная, Егохос, Красноярка, Мереть, Белово	ПС
19	ОЦК-19	Новосибирск-гл., Новосибирск-юж., Иня-юж., Инская, Крахаль, Шелковичиха, Восточная, Буготак, Изынская, Тогучин, Курундус, Подунская, Бормотово, Промышленная, Егохос, Красноярка, Мереть, Белово	МЖС

Для организации группового канала ОЦК необходимо выполнить следующие условия:

1) обеспечить режим коллективных переговоров абонентов диспетчерского круга и диспетчеров между собой;

2) обеспечить возможность прослушивания каждого абонентов переговоров, ведущих в диспетчерском канале;

3) обеспечить возможность избирательного вызова любого абонента диспетчером без разъединения ранее установленного соединения;

4) обеспечить возможность подключения и отключения по своей инициативе абонентов по каналу диспетчерской связи;

5) обеспечить возможность подключения к каналам диспетчерской связи не более 210 абонентов без ухудшения качества связи;

6) обеспечить возможность экстренного оповещения диспетчеров со стороны абонентов вне зависимости его занятости;

7) обеспечить необходимое сопряжение оборудования цифровой и аналоговой частей сети ОТС.

Для реализации требований наиболее рациональным являются использование для каждого диспетчера одного выделенного ОЦК (64 кбит/с), работающего в режиме конференцсвязи. Подключение абонентов к общему каналу ОЦК осуществляется с помощью цифровых сумматоров, которые обеспечивают переходное затухание между трактами передачи и приёма более 70 дБ.

Формирование и выделение групповых каналов ОЦК осуществляется на каждой станции с помощью цифровых мультиплексоров СТМ-1 или ОГМ -30Е.

3. Проектирование схемы сети ОТС технологического сегмента

Иерархическое построение системы ОТС, построенной на ВОЛС, предусматривает наличие трехуровневой структуры коммуникаций, и предполагает включение в ее состав части уже существующих и вновь строящихся систем передачи информации.

1 уровень. В качестве каналов магистральной коммутации предлагается использовать строящуюся сеть SDH. В опорных центрах устанавливаются коммутаторы SDH SMS-150C соединенные между собой магистральными волоконно-оптическими линиями связи с пропускной способностью 155 Мбит/с. Эти коммутаторы предоставляют следующим уровням системы доступ в высокоскоростную сеть по потокам 2048 кбит/с.

2 уровень. Главной задачей этого уровня является обеспечение создания группового канала и подключение к нему ряда абонентов различных типов. При этом обеспечивается совместимость интерфейсов с уже существующим аналоговым оборудованием. При построении используются конвертеры ССПС-128, имеющие максимальную емкость 128 портов и интерфейсы ИС-4, ИС-2, ПГС.

3 уровень. Цифровой коммутатор NEAX-7400, имеющий 3 основные задачи: подключение распорядительных и исполнительных терминалов (аналоговые, либо цифровые телефоны), организация МЖС, организация ПС.

Логическая структура сети образована двумя кольцами: конвертеров ССПС-128 соединенных каналами ISDN и станций NEАХ-7400 соединенных каналами ОК между собой. При этом конвертер и станции попарно соединены.

Предполагается, что конвертер ССПС-128 обеспечивает функционирование (контролирует) абонентов существующих аналоговых подсистем и абонентов, подсоединенных к станции NEAX 7400.

3.1 Выбор среды передачи (кабеля связи)

Общими требованиями, предъявляемыми к физико-механическим характеристикам волоконно-оптического кабеля (ВОК), являются высокая прочность на разрыв; влагонепроницаемость; достаточная буферная защита для уменьшения потерь, вызываемых механическими напряжениями; термостойкость в рабочем диапазоне температуры; гибкость и возможность подвески вдоль реальных трасс; простота монтажа и подвески; надежность работы.

Главными требованиями к оптическим характеристикам ВОК являются минимальное затухание и широкая полоса пропускания. Полоса пропускания ВОК зависит от типа волокна и примерно составляет: до 300 МГцкм для многомодового волокна, 800 МГцкм градиентного и 5 7 ГГцкм для одномодового волокна. На выбор ВОК влияют параметры волоконно-оптических систем передачи: широкополосность или скорость передачи, длина волны оптического излучения, энергетический потенциал, допустимое значение дисперсионных искажений, а также место ВОЛС в общей системе связи страны.

Этим требованиям соответствует волоконно-оптический кабель типа ОКМС-А-4/2 (2,4) Сп-12 (2)/4 (5). Его характеристики приведены ниже в таблице 3.1.

Таблица 3 - Характеристики ВОК типа ОКМС-А-4/2 (2,4) Сп-12 (2)/4

Параметр	Значение
Число оптических волокон в кабеле, шт. Количество модулей в кабеле, шт. Число оптических волокон в модуле, шт. Тип одномодовых ОВ по рекомендации ITU-T Коэффициент затухания, дБ/км, не более, при длине волны, нм: л1 = 1310 л2 = 1550 Диапазон значений длины волны отсечки, нм Хроматическая дисперсия, пс/нм·км, не более, в диапазоне длин волн, нм: 1285 ? 1330 1525 ? 1575 Номинальный наружный диаметр кабеля, мм Температура эксплуатации, °С Строительная длина, км, не менее	6 ? 96 6, 8 2-4-6-8-10-12 G.652 G.655 0,36 0,22 ? 1270 3,5 18 12,5 ? 17,0 от ?60 до +70 4,0

Кабель для организации канала подтягивания: МКСАШп 4?4?1,2.

Междугородные симметричные кабели с кордельно-полистирольной (стирофлексной) изоляцией типа МКС получили наибольшее распространение на сетях связи. Главные элементы конструкции сердечника кабеля МКС - изолированная жила и четвёрка звёздной скрутки. Кордельно-полистирольная изоляция обеспечивает низкое значение диэлектрических потерь в широком диапазоне частот, обладает достаточной жёсткостью и обеспечивает продольную однородность электрических свойств изолированных проводников. Так же имеется полимерный шланг в качестве полиэтиленовой изоляции.

3.2 Размещение на трассе кабельной линии аппаратуры связи

Мультиплексоры STM-4 устанавливают на кольца ВУ на УД, ОД, и ЕДЦУ. Между ними равномерно распределяют регенераторы RL-4 (при необходимости их установки).

На кольца НУ устанавливается аппаратно-программный комплекс сети ОТС «ОБЬ-128Ц». Устанавливается он на всех участковых станциях (включая УД, ОД) кроме ЕДЦУ и бесперспективных станций.

В комплекс «ОБЬ-128Ц» входят: мультиплексор STM-1, цифровой коммутатор NEAX - 7400 и конвертор ССПС - 128. Цифровой коммутатор NEAX - 7400 и конвертор ССПС - 128 так же отдельно от STM-1 устанавливаются в ЕДЦУ. К цифровому коммутатору NEAX - 7400 подключаются цифровое либо аналоговое оборудование связи, а к конвертору ССПС - 128 - РС и ИС студий ГК ДСС. Так же к конвертору ССПС - 128, при наличии на участке бесперспективных станций, подключается канал подтягивания через аналоговую аппаратуру ОГМ-30Е.

3.3 Расчёт количества регенераторов между сетевыми узлами. Расстановка регенераторов по проектируемому участку

Сигнал, проходя через кабель подвержен затуханию и воздействию помех. Для восстановления параметров сигнала используются регенераторы. Различают обслуживаемые (ОРП) и необслуживаемые (НРП) регенерационные пункты.

Рассчитаем длину регенерационного участка для выбранного симметричного кабеля:

(1)

где - переходное затухание на дальнем конце при полутактовой частоте, д - добавочное затухание, дБ;

- затухание в регенераторе, дБ;

- среднеквадратическое отклонение дБ;

- километрическое затухание на полутактовой частоте , дБ/км.

Известно:

кГц,

дБ,

дБ [1],

 (2)

где N - количество систем передачи, работающих в одном кабеле ().

дБ,

где - защищённость на дальнем конце при полутактовой частоте, дБ;

- коэффициент затухания при полутактовой частоте (согласно [1] дБ), дБ/км;

- длина кабельной линии, эквивалентная шести строительным длинам выбранного кабеля (согласно[1] l = 5 км).

В формуле (3) требуется рассчитать .

(4)

значение приведено в [1], дБ.

,

.

Согласно произведенным расчетам определим количество регенераторов на каналах подтягивания. Протяженность первого канала подтягивания от станции Проектная до станции Мереть составляет 8 км, следовательно нет необходимости в использовании регенераторов.

При проектировании цифровой сети связи с использованием ВОК нужно не только знать параметры оптического кабеля, но и необходимо определить длину участка регенерации. Рассчитав длину регенерационного участка, можно определить места установки оборудования линейного тракта (оконечное оборудование, регенераторы). Расчет длины регенерационного участка производится по формуле:

(5)

где - максимально допустимые потери на участок, дБ;

- затухание разъемного соединителя, дБ;

n - количество разъемных соединителей;

А_з - эксплуатационный запас на затухание кабеля с учетом будущих изменений его конфигурации, дБ;

- километрическое затухание одномодового ОВ на расчетной длине волны, дБ/км;

- увеличение затухания ОВ при температуре воздуха ниже -40С, дБ/км;

- затухание неразъемного (сварного) соединения, дБ;

- строительная длина кабеля, км.

(6)

где Р_ПЕР - максимум средней введённой мощности передатчика в опорной точке S при длине волны л = 1,31 мкм (табл. 4, 5), дБ;

Р_ПРМ - минимальная чувствительность приёмника в опорной точке R при длине волны л = 1,31 мкм (табл. 4, 5), дБ.

Приведём расчёт для колец ВУ и НУ при длине волны л = 1,31 мкм.

Затухание разъемного соединителя - не более 0,4 дБ. Количество разъемных соединителей - 2, эксплуатационный запас - 4 дБ. Увеличение затухания не превышает 0,01 дБ, затухание сварного соединения - 0,1 дБ. Строительная длина кабеля ОКМС составляет 4 км.

Для колец ВУ (применяемая аппаратура - STM-4):

дБ,

км,

Рассчитаем количество регенераторов RL-4 для участка Новосибирск-главный-Тогучин:

, (7)

.

С учётом установленной аппаратуры STM-4, количество регенераторов RL-4 принимаем равным двум.

Рассчитаем количество регенераторов RL-4 для участка Тогучин-Белово:

.

С учётом установленной аппаратуры STM-4, количество регенераторов RL-4 на участке Барнаул-Рубцовск принимаем равным трем.

Для колец НУ (применяемая аппаратура - STM-1):

дБ,

км.

Рассчитанное значение велико в сравнении с межстанционным, следовательно, в установке регенераторов RL-1 необходимости нет.

Расчет длины регенерационного участка по дисперсии производится по следующей формуле:

, (8)

где нормированная хроматическая дисперсия одномодового оптического волокна в диапазоне длин волн, нм: 1285 ? 1330 - 3,5 пс/нмкм; () ширина спектра источника излучения равна 1,5 нм;

В скорость передачи цифровых сигналов, передаваемых по оптическому тракту для STM-4 равна 622 Мбит/с, а для STM-1 - 155 Мбит/с.

- для STM-4;

- для STM-1.

Полученные значения l_р.у.д соответствуют соотношению: l_р.у.д > l_р.у.з.

3.4 Краткие технические данные аппаратуры связи и абонентских терминалов

Краткие технические данные используемой аппаратуры связи приведены в таблицах 4, 5 и 6.

Таблица 4 - Оптический интерфейс STM-4

Цифровой сигнал	STM-4 в соответствии с рекомендациями ITU-T G.707 и G.958
Номинальная скорость передачи битов	622,080 Кбит/с
Код приложения (Таблица 1/G.957 ITU-TS)	Внутреннее	Дальнее
	L-4	L-4.1	L-4.2
Диапазон рабочих длин волн	1,260 ? 1,360 нм	1,280 ? 1,335 нм	1,480 ? 1,580 нм
Передатчик в опорной точке S Тип источника Спектральные характеристики Максимальная среднеквадратичная ширина Максимальная ширина по уровню -20 дБ Минимальное подавление боковой моды Средняя введённая мощность Максимум Минимум Минимальный коэффициент затухания	MLM-LD 14,5 нм - - -8 дБ -15 дБ 8,2 дБ	SLM-LD - 1 нм 30 дБ +2 дБ -3 дБ 10 дБ	SLM-LD - 1 нм 30 дБ +2 дБ -3 дБ 10 дБ
Оптический путь между S и R Диапазон ослабления Максимальная дисперсия Минимальные обратные оптические потери в кабеле в точке S, включая любые разъёмы Максимальный дискретный коэффициент отражения между S и R	0 ? 7 дБ NA 20 дБ -25 дБ	10 ? 28,5 дБ NA 20 дБ -25 дБ	10 ? 28,5 дБ 1570 пс/нм 25 дБ -27 дБ
Приёмник в опорной точке R Минимальная чувствительность Минимальная перегрузка Максимальный дефект оптического пути Максимальная отражающая способность приёмников, измеренная в R	-23 дБ -8дБ 1 дБ -14 дБ	-32,5 дБ -8 дБ 1 дБ -14 дБ	-32,5 дБ -8 дБ 1 дБ -27 дБ
Допустимые потери в кабеле	4 дБ	25,5 дБ	25,5 дБ
Расстояние передачи (типичное)	6,6 км	42,5 км	85 км

Таблица 5 - Оптический интерфейс STM-1

Цифровой сигнал	STM-1 в соответствии с рекомендациями ITU-T G.707 и G.958
Номинальная скорость передачи битов	155,520 Кбит/с
Код приложения (Таблица 1/G.957 ITU-TS)	Внутреннее	Дальнее
	L-1	L-1.1	L-1.2
Диапазон рабочих длин волн	1,260 ? 1,360 нм	1,270 ? 1,345 нм	1,480 ? 1,580 нм
Передатчик в опорной точке S Тип источника Спектральные характеристики Максимальная среднеквадратичная ширина Максимальная ширина по уровню -20 дБ Минимальное подавление боковой моды Средняя введённая мощность Максимум Минимум Минимальный коэффициент затухания	MLM-LD 40 нм - - -8 дБ -15 дБ 8,2 дБ	SLM-LD 4 нм - - 0 дБ -5 дБ 10 дБ	SLM-LD - 1 нм -30 дБ 0 дБ -5 дБ 10 дБ
Оптический путь между S и R Диапазон ослабления Максимальная дисперсия Минимальные обратные оптические потери в кабеле в точке S, включая любые разъёмы Максимальный дискретный коэффициент отражения между S и R	0 ? 7 дБ NA NA NA	10 ? 28 дБ NA NA NA	10 ? 28 дБ 2500 пс/нм 20 дБ -25 дБ
Приёмник в опорной точке R Минимальная чувствительность Минимальная перегрузка Максимальный дефект оптического пути Максимальная отражающая способность приёмников, измеренная в R	-23 дБ -8дБ 1 дБ NA	-34 дБ 0 дБ 1 дБ NA	-34 дБ 0 дБ 1 дБ -25 дБ
Допустимые потери в кабеле	4 дБ	25 дБ	25 дБ
Расстояние передачи (типичное)	6,6 км	41,6 км	83,3 км

Таблица 6 - Первичный гибкий мультиплексор ОГМ-30Е

Интерфейс телефонного канала
Диапазон частот речевых сигналов	300 Гц ? 3400 Гц
Интерфейс	двухпроводный / четырёхпроводный
Уровень передачи	от +9 до ?15,4 дБ
Уровень приёма	от +8 до ?17,4 дБ
Регулирование уровня	автоматическое с шагом 0,1 дБ
Полное сопротивление	600 Ом
Число интерфейсов в плате	8
Интерфейс речевых сигналов 64 Кбит/с
Скорость передачи данных	64 Кбит/с
Интерфейс	сонаправленный согласно G.703 ITU-T
Число интерфейсов в плате	8
Интерфейс электрических линейных сигналов 2 Мбит/с
Скорость передачи данных	2048 ± 5 Кбит/с
Линейный код	HDB3 -
Уровень передающего сигнала относительно передаваемого при 1 МГц	от - 6 до - 34 дБ
Полное сопротивление	120 Ом
Число интерфейсов в плате	1 или 7
Уровень принимаемого сигнала при 1 МГц	от 0 до - 40 дБ
Интерфейс оптических линейных сигналов 2 Мбит/с
Скорость передачи данных	2048 ± 5 Кбит/с
Код линии с возможностью переключения	CMI
Передающий элемент	Лазерный диод
Длина волны	1270 ? 1340 нм
Мощность передатчика	?10 дБ ± 1 дБ
Приёмный элемент	Диод PIN
Диапазон приёма	от - 8 до - 52 дБ
Число интерфейсов в плате	1 или 3

Описание ОГМ-30Е

Аппаратура предназначена для построения сетей доступа, т.е. построения технологических сетей связи вдоль газопроводов, нефтепроводов, вдоль жд. Линейный тракт системы передачи организуется по двухкабельной системе с использованием симметричного кабеля. Многофункциональный мультиплексор ОГМ-30Е с возможностью гибкого конфигурирования предназначен для формирования первичных цифровых потоков со скоростью передачи 2048 кбит/с. Первичные цифровые потоки формируются из:

- аналоговых речевых сигналов и сигналов управления и взаимодействия с батарейной сигнализацией (3-проводная, 4-проводная, 7-проводная) от аналоговых АТС;

- аналоговых речевых сигналов и сигналов управления и взаимодействия с E&M сигнализацией от - аналоговых АТС;

- аналоговых речевых сигналов и сигналов управления и взаимодействия с шлейфной сигнализацией по двухпроводным соединительным линиям;

- аналоговых речевых сигналов с управляющей информацией для подключения абонента к АТС;

- аналоговых речевых сигналов и сигналов взаимодействия с одночастотной сигнализацией в частотном диапазоне телефонного канала от аналоговых АТС;

- аналоговых речевых сигналов и сигналов взаимодействия с двухчастотной сигнализацией в частотном диапазоне телефонного канала ведомственных сетей (энергетики, нефтяники);

- двух первичных цифровых потоков 2048 кбит/с, преобразуемых по методу адаптивной дифференциальной ИКМ (АДИКМ);

- цифровых сигналов сонаправленного стыка 64 кбит/с;

Аппаратура может применяться на сельских, городских, ведомственных, внутризоновых и магистральных сетях связи в качестве:

- оконечного мультиплексора;

- мультиплексора ввода / вывода;

- кроссировочного мультиплексора;

- мультиплексора-регенератора.

В режиме оконечного мультиплексора OГM-30Е обеспечивает мультиплексирование до 30 аналоговых каналов и каналов передачи данных или 31 канал передачи данных. Платы аналоговых канальных интерфейсов обеспечивают подключение абонентских телефонных аппаратов, телефонных каналов связи между АТС с различными типами линейной сигнализации. Скорость передачи данных от 0,6 кбит/с до nх64 кбит/с.

В режиме работы мультиплексора ввода / вывода OГM-30Е использует до 4 портов первичных цифровых потоков 2048 кбит/с. Мультиплексор имеет возможность ввести и вывести любые телефонные каналы в общем количестве до 30 с соответствующими сигнальными каналами или каналы передачи данных до 31 из любого первичного сигнала 2048 кбит/с. Присвоение номеров временным интервалам и назначение направления передачи осуществляется программным способом.

Аппаратура OГM-30Е осуществляет функции кроссировки каналов 64 кбит/с в пределах четырех первичных цифровых потоков 2048 кбит/с. Одновременно возможно кроссирование сигнальных каналов. Конфигурация кроссирования производится на программном уровне. Служит для организации групповых каналов для проведения конференций.

Мультиплексор-регенератор служит для восстановления параметров линейных сигналов.

Описание «ОБЬ-128Ц»

Структурная схема аппаратуры Обь-128Ц приведена на рисунке 3. В её основной состав входят специализированный первичный мультиплексор (контроллер) ССПС-128 и коммутационная станция NEAX 7400 M100. Первичный мультиплексор ССПС-128 обеспечивает формирование групповых каналов диспетчерских связей в линейном цифровом потоке Е₁, ответвляемых с помощью цифровых сумматоров к коммутационной станции, выделение прямых каналов ТЧ с аналоговыми ответвлениями, каналов передачи данных, а также аналоговых ответвлений от групповых каналов диспетчерских связей.

На мостовых станциях для выделения и коммутации потока Е₁ кольца верхнего уровня используется второй мультиплексор ССПС-128. Полупостоянные соединения канальных интервалов колец нижнего и верхнего уровней устанавливаются с помощью цифровых коммутаторов.

Типовые аналоговые линейные комплекты (телефонов с номеронабирателями и прямых телефонов) интерфейсы цифровых телефонов (пультов) предусмотрены в коммутационной станции.

В шкафу аппаратуры Обь-128Ц кроме перечисленных выше основных устройств устанавливаются:

мультиплексор системы передачи SDH типа SMS-150C, работающий по двум волокнам с цифровым потоком 155 Мбит/с, обеспечивающий выделение до 21 потока Е₁ на промежуточных станциях предусмотрено выделение до семи потоков Е₁ с каждого направления. потоки Е₁, выделяемые мультиплексором SMS-150C, используются для сети технологической связи (ОТС, ОБТС И ПД);

кросс входит в комплект аппаратуры для малых и средних железнодорожных станций;

источник бесперебойного электропитания.

Описание конвертора ССПС-128

Конвертор ССПС-128 представляет собой устройство для согласования существующей аналоговой сети связи и проектируемой цифровой. Конвертор ССПС-128 имеет емкость 128 портов и интерфейсы Е1, ИС-2, ИС-4, ПГС.

Интерфейс ИС-2 представляет собой комплект высокоомного подключения (промпункты, переговорные устройства, радиостанции РС-46 с кодовым управлением) с программируемой автоматической регулировкой усиления (АРУ), с шумоподавлением и устройством управления голосом (УУГ).

Номинальный входной уровень ИС равен 0 дБ, номинальный выходной уровень на кабеле - 4 дБ.

Интерфейс ПГС представляет собой комплект перегонной связи с возможность набора «импульс/DTMF». Плата обеспечивает подключение восьми каналов типа ПГС, каналы имеют один общий изолированный источник питания 48 В, ток короткого замыкания 20 мА, номинальный уровень передачи и приема по 0 дБ. На эту плату можно подключить связь с местами аварийно-восстановительных работ, трубку перегонной связи с наборником для выхода в любой круг диспетчерской связи, промпункты и переговорные устройства с замыканием шлейфа, магнитофон на запись, педали от цифровых пультов диспетчеров для управления передачей, коммутатор телефонистки.

Интерфейс ИС-4 представляет собой комплект для подключения четырехпроводных каналов ТЧ. Плата обеспечивает подключение до восьми каналов ТЧ и работает по трем планам затуханий (+4, -13; 13, +4; +4 и 4 дБ). Причем планы затуханий устанавливаются на плате перемычками. К этой плате подключаются источники тонового сигнала (ИТС) через системы уплотнения, которые применяются на участках связи, пульты диспетчера (РСДТ, СР243М), радиостанции РС-46 с кодовым управлением, магнитофон на запись, коммутатор телефонистки и канал передачи данных.

Кроме линейных плат в конверторе имеются платы управления DSP16, EXP300, PCM-7, расположенные на материнской плате М23.

Описание коммутационной станции NEAX 7400 M100MX

Мультимедийная телефонная станция NEAX 7400 M100MX фирмы NEC воплощает в себе все современные достижения в области телекоммуникаций и предназначена для построения небольших и средних по размеру систем связи (емкостью до 768 портов). Эта станция поддерживает широкий спектр функций, в том числе встроенную систему беспроводной связи, систему голосовой почты, центр обработки вызовов и функции компьютерной телефонии. Модульная конструкция как аппаратного, так и программного обеспечения позволяет при минимальных затратах наращивать емкость системы и добавлять те или иные функции оперативных абонентов. Каждый модуль содержит платы управления, процессорных и линейных комплектов.

Заключение

Данная курсовая работа предусматривала рассмотрение вопросов организации оперативно-технологической связи на участке железной дороге Новосибирск - Белово. При организации ОТС были использованы как кабельные, так и волоконно-оптические линии связи.

В первом варианте сеть организована с помощью кабельных линий связи и аппаратуры ОГМ-30Е. Во втором варианте сеть организована с помощью ВОЛС на новейшем оборудовании (мультиплексоры: SMS-150V (STM1), SMS-600V (STM-4), коммутационные станции NEАХ-7400, конвертеры ССПС-128). Был организован единый диспетчерский центр, закрыты бесперспективные станции.

Были организованы диспетчерские круги отделенческой связи, расставлены распорядительные и исполнительные станции. Были спроектированы структурные схемы, схемы связи для цифровой кабельной системы передачи.

Библиографический список

1. Аппаратура ИКМ-120 / А.Н. Голубев, Ю.П. Иванов, Л.С. Левин, А.М. Меккель и др. Москва: «Радио и связь», 1989. 256 с.

2. Расчёт надежности линейного тракта ВОЛС / Н.С. Горбачёв, С.А. Батраков. Омск. Омский государственный университет путей сообщения. 2008. 38 с.

3. Аппаратура оперативно-технологической связи. Система «ОБЬ-128Ц» / Н.С. Горбачёв, А.А. Бородин. Омск. Омский государственный университет путей сообщения. 2002. 25 с.

4. Построение цифровой сети оперативно-технологической связи железной дороги / В.С. Черноусова. Омск. Омский государственный университет путей сообщения. 2002. 23 с.

5. Концепция технического и организационного развития телекоммуникаций ОАО «РЖД». Часть 1. Книга 2. Основные технические решения по развитию связи ОАО «РЖД».

6. Концепция технического и организационного развития телекоммуникаций ОАО «РЖД». Часть 1. Книга 1. Основные технические решения по развитию связи ОАО «РЖД».

Размещено на Allbest.ru