- длина сближения линии связи с влияющей линией в пределах расчетного усилительного участка;

- коэффициент экранирующего действия,

; (8.5)

- коэффициент экранирующего действия рельсов, ;

- коэффициент экранирующего действия оболочек кабелей, .

мкГн/км;

;

А;

;

В.

Для двухпроводных цепей тональной частоты определяют псофометрическое значение мешающего напряжения при нормальном режиме работы тяговой сети. Вычисление мешающих влияний произведем по формуле (8.6):

; (8.6)

где

- модуль взаимной индуктивности между двумя однопроводными цепями (влияющей и подверженной влиянию) на k-ой гармонике, мкГн/км;

- ток k-ой гармонической составляющей в тяговой цепи, А, А;

- коэффициент акустического воздействия для k-ой гармонической составляющей тягового тока, ;

- коэффициент чувствительности двухпроводной телефонной цепи к помехам для k-ой гармонической составляющей тягового тока, ;

- результирующий коэффициент экранирующего действия для k-ой гармоники, .

В.

8.2 Расчет влияний ЛЭП с заземлённой нейтралью на кабельную линию связи

Рассчитаем влияние ЛЭП с заземлённой нейтралью на кабельную линию связи на участке о.п. Быстрый - Морозовская. Продольная. ЭДС в проводе связи зависит от длины влияющего участка ЛЭП. План сближения линии связи с ЛЭП приведен на рисунке 8.1.



Рисунок 8.1 - План сближения линии связи с ЛЭП.

ЭДС при коротком замыкании фазового провода в конце каждого участка сближения определяется по формуле:

Е = ; В, (8.7)

l_Э - длина определённого участка сближения, км; l_Э = 10;

- модуль взаимной индуктивности между однопроводными цепями на

i-ом участке сложного сближения Гн/км, определяется по выражению (8.2);

S_i - коэффициент экранирующего действия для кабельной линии связи,

S_i = 0.0385;

I_КЗ - ток короткого замыкания, I_КЗ = 2,3 кА;

n - количество участков сближения, n = 6;

- циклическая частота, = 314 с^-1.

Формула (8.7) преобразуется в вследующее выражение:

U_m = E = ; В, (8.8)

Разобьём данный участок на 6 частей.

1. а₁ = 87 м, а₂ = 79 м.

По этим данным определим - эквивалентная ширина сближения:

= , (8.9)

= = 82,9, м;

Используя известные значения, определим - модуль взаимной индуктивности:

= = 3,01*10^-4, .

Аналогично расчитаем значения для остальных частей данного участка.

2. а₁ = 79 м, а₂ = 75 м.

= =76,97 м;

= = 3,16*10^-4, .

3. а₁ = 75 м, а₂ = 71 м.

= = 72,97 м;

= = 3,26*10^-4, .

4. а₁ = 71 м, а₂ = 66 м.

= = 68,45 м;

= = 3,39*10^-4, .

5. а₁ =66 м, а₂ = 59 м.

= = 62,4 м;

= = 3,58*10^-4, .

Подставим полученные значения в выражение (8.8):

U_m = 314 * 2,3*10³ * 0,0385 * 10 * (3,01+3,16+3,26+3,39+3,58+3,76)*10^-4;

U_m = 460 В.

9. Выбор волоконно-оптической системы передачи информации

9.1 Выбор системы передачи и оптического кабеля, их характеристики

При проектировании трактов оптической связи необходимо в первую очередь принять оптимальное решение по выбору волоконно-оптической системы передачи. В настоящее время в волоконно - оптических системах передачи общего пользования используется унифицированная какналообразуящая аппаратура цифровых систем передачи (ЦСП) различных ступеней иерархии. Системы передачи с частотным разделением по оптическим кабелям еще не нашли практического применения.

В настоящее время созданы следующие системы передачи: «Соната -2» с аппаратурой ИКМ - 120; «Соната - 3» с ИКМ - 480; «Соната - 4» и «Соната - 4 м» с ИКМ - 1920.

На магистральной сети, предназначенной для передачи информации между крупными городами на расстояние 1000 км и более, используется четверичная цифровая система «Соната - 4 м», расчитанная на 1920 каналов.

На зоновых сетях целесообразно применение систем передачи «Соната -2» и «Соната - 3». В первой используется аппаратура вторичной цифровой системы ИКМ - 120, а во второй - третичной - ИКМ - 480. Эти системы можно применять и для магистральной связи на расстоянии 600 км.

Для проектирования можно выбрать вторичную систему передачи

«Соната -2».

Оптический кабель (ОП) содержит 4, 8, и 16 волокн. Волокна классифицируются на ступенчатые, градиентные и одномодовые и используются на длиннах волн 0.85, 1.3, 1.55 мкм. Кабели могут изготавливаться с металлическими элементами.

Таблица 9.1-Характеристики оптических кабелей

Характеристика	Оптический кабель
	Станционнный	городской	междугородний
			Зоновый	Магистральный
Тип световода	Соответствует линеиному кабелю	Градиентный	Градиентный	Одномодовый
Рабочая длинна волны, мкм	>>	0. 85,1.3	1. 3,1.55	1. 3,1.55
Коэффициент затухания, дб/км	>>	3 -5	0.7 - 1	0.2 - 1
Дисперсия, пс/нм км	>>	____	30	1 - 0.6
Числовая апертура	>>	0.18 - 0.22	0.1 - 0.18	< 0.2
Диаметр сердечника, мкм	>>	50	50	5 - 10
Диаметр оболочки, мкм	>>	125	125	125

Таблица 9.2-Характеристика систем передачи

Характеристика	Зоновая связь	Магистральная связь
	«Соната -2»	«Соната-3»	«Соната-4»	«Соната-2»
Система передачи	ИКМ - 120	ИКМ - 480	ИКМ -1920	ИКМ -1920
Скорость передачи, Мбит/с	8.5	34	140	140
Длинна волны, мкм	0.85	1.3	1.3	1.55
Коэффициент затухания, дб/км	3	1	0.7	0.4
Энергетический потенциал, ДБ	43	41	38	38
Длинна регенерационного участка, км	12	30	30	70
Полоса пропускания, МГц, км	250 - 500	800	5000	5000
Тип линейного кода	5 6	5 6	10 1	10 1
Дальность связи	До 600	До 600	1000	10000

9.2 Расчет длинны регенерационного участка

Для восстановления формы, амплитуды и временных положений импульсов линейного сигнала используется регенератор. Регенераторы устанавливаются через определенные расстояния на ВОЛС, и в зависимости от пункта расположения подразделяются на необслуживаемые регенерационные пункты (НРП), обслуживаемые регенерационные пункты (ОРП) и станционные регенераторы, размещаемые на оконечных станциях.

Расстояние между НРП зависит от типа и конструкции кабеля, а также от типа передающей системы. Так как предполагается использование оптических кабелей, то необходимо рассчитать расстояние между НРП

Для системы ИКМ -120 и кабеля ОМЗКГ - 10:

F_доп = 140 Мбит/с - требуемая пропускная способность;

= 0,4 дБ/км - коэффициент затухания;

= 0,6 нс/км - дисперсия;

А = 38 дБ - энергетический потенциал;

_ст = 0,1 дБ/км - коэффициент затухания на стыке;

m = 9 - число некачественных стыков.

Исходя из энергетического потенциала аппаратуры и коэффициента затухания кабеля, определяем допустимую длину регенерационного участка:

(9.1)

Подставим известные значения в выражение (9.1):

= 29,23, км.

Исходя из пропускной способности и дисперсии, определяем величину регенерационного участка по следующей формуле:

; (9.2)

отсюда

; (9.3)

где .

Используя известные значения пропускной способности и дисперсии, определим величину регенерационного участка:

= 11,9, км.

Чтобы удовлетворить обоим требованиям, принимаем по наименьшему значению и генераторы располагаем через 11,9 км.

9.3 Расчёт основных параметров одномодового оптического волокна

Важной характеристикой световода является числовая апертура NA, представляющая собой синус максимального угла падения лучей на торец световода:

;

или (9.4)

,

где n₁ и n₂ - показатели преломления сердцевины и оболочки соответственно;

n₁ = 1,590, n₂ = 1,550.

Используя известные значения показателей приломления и выражение (9.4), определим величину числовой апертуры:

NA = = 0.354

Число мод определяет способность световода «принимать» свет. Для расчета числа мод необходимо рассчитать нормированную частоту.

(9.5)

где r - радиус сердечника одномодового световода, мкм; r = 10;

л - длина волны, мкм; л = 1,550;

NA - числовая апертура.

V = = 14,342

Общее число передаваемых мод в световоде может быть определено по формуле:

(9.6)

С помощью выражения (9.6) определим значение общего числа мод:

N = = 14.342

Затухания поглощения (б_П) связанное с потерями на диэлектрическую поляризацию, линейно растет с частотой и существенно зависит от свойства материала световода (tgд).

Расчет затухания поглощения производится по формуле:

; , (9.7)

где - показатель преломления сердечника, равный для одномодового световода - 1,46;

л - длина волны, мкм;

tgд - тангенс угла диэлектрических потерь в световоде, равный 10^-10.

= 2,958*10^-4.

Потери на рассеяние, возникающие в результате флуктуаций показателя преломления, называются рэлеевскими и определяется по формуле, дБ/км:

, (9.8)

где К_Р - коэфициент рассеяния, равный 1 - 1,5 (дБ/км) мкм⁴ для кварца;

л - длина волны, мкм.

= 2,6*10¹⁸

Затухания в инфракрасной области, расположенной в диапазоне длин волн свыше 1,6 мкм, определяется по формуле, дБ/км:

, (9.9)

где р и k - коэфициенты, равные соответственно 1,2: (0,5 - 0,8) 10^-6;

л - длина волны, мкм.

= 1,657.

Заключение

В результате проделанной работы была спроектирована двух кабельная линия связи на участке железной дороги Тихвин - Череповец, на которой обеспечено 350 каналов магистральной связи, 180 каналов дорожной связи и различные виды отделенческой связи. При проектировании учитывались физико-географические данные участка, его административно-хозяйственная структура; выбран кабель типа МКПАБ 741.05+520.7+10.7, описан монтаж кабельной магистрали, произведена разработка схемы связи с размещением оконечных и промежуточных усилительных пунктов. Также были произведены расчеты взаимных влияний между цепями связи, мешающих и опасных влияний от контактных сетей железных дорог, приведены описания методов защиты от влияний, приведены схемы защиты линии связи и аппаратуры связи. Приведена методика симметрирования, целью которой является уменьшение взаимных влияний.

При оформлении пояснительной записки был использован текстовый процессор Microsoft Word 2000.

Список использованной литературы

Требина Е.Г., Костиков В.У. Электромагнитные влияния высоковольтных линий на цепи связи: Методические указания к дипломному и курсовому проектированию. / Омский ин-т инж. ж.-д. транспорта. - Омск, 1980. - 34 с.

Гроднев И.И., Верник С.М. Линии связи: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1988. - 544 с.

Козлов Л.Н., Кузьмин В.И. Линии автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов ж.-д. трансп. - М.: Транспорт, 1981. - 232 с.

Бунин Д.А., Яцкевич А.И. Магистральные кабельные линии связи на железных дорогах. - М.: Транспорт, 1978. - 288 с.

Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрических железных дорог переменного тока. - М.: Транспорт, 1973. - 95 с.

Размещено на Allbest.ru