Проектирование линейного тракта цифровых систем передачи

ВВЕДЕНИЕ 3
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 5
1. ВЫБОР ТРАССЫ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ 6
2. ВЫБОР ТОПОЛОГИИ СЕТИ 8
3. ВЫБОР СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ И ТИПА ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ И ОБОРУДОВАНИЕ СОГЛАСНО СХЕМЕ ИЕРАРХИИ 9
3.1 Расчет уровня цифровой иерархии и выбор системы передачи 9
3.2 Выбор оптического кабеля 11
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ РЕГЕНЕРАЦИОННОГО УЧАСТКА И РАЗМЕЩЕНИЕ СТАНЦИЙ ЦВОСП 13
5. РЕЗЕРВИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ СЕТЕЙ ОТС ПО МЕДНОМУ КАБЕЛЮ 16
6. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ 18
7. РАСЧЕТ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ ЦИФРОВОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ 19
7.1. Расчет допустимой вероятности ошибки в проектируемом линейном тракте. 19
7.2. Расчет ожидаемой помехоустойчивости проектируемой цифровой линии передачи. 20
8. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ОПТИЧЕСКОЙ МАГИСТРАЛИ 23
9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27
10. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 28
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 29

1. ВЫБОР ТРАССЫ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ

Хани - посёлок городского типа в Нерюнгринском районе Республики (Саха) Якутия, Тында – город в Амурской области России. Трасса проходит по территории Амурской области. Расстояние Хани - Тында по трассе составляет 499 км, а по прямой - 356 км. План трассы приведен на рис. 1.
На участке Хани-Тында проходит железная дорога протяженностью 553 км. В таблице 1 приведен перечень населенных пунктов (станций ж.д.), расположенных по трассе Хани-Тында, и расстояние между пунктами.

Рис. 1 – Трасса между Хани-Тында

Таблица 1
№
Участок
Расстояние между пунктами, км

Населенный пункт
Населенный пункт

1
Хани
Олекма
54
2
Олекма
Имангракан
48
3
Имангракан
Юктали
55
4
Юктали
Талума
22
5
Талума
Дюгабуль
23
6
Дюгабуль
Чильчи
63
7
Чильчи
Лопча
50
8
Лопча
Эльгакан
25
9
Эльгакан
Ларба
24
10
Ларба
Лумбир
29
11
Лумбир
Хорогочи
23
12
Хорогочи
Кувыкта
43
13
Кувыкта
Тында
40

Больше половины территории области относится к гористой местности.
...

3.1 Расчет уровня цифровой иерархии и выбор системы передачи
Согласно с исходными данными тип используемой иерархии – SDH. Аппаратура синхронной цифровой иерархии применяется для организации магистральных связей.
Общее число цифровых каналов складывается из числа каналов предназначенных для организации магистральной, дорожной, оперативно-технической и общетехнологической связей.Для организации дорожной связи необходимо предусмотреть 16 потоков Е1 и оперативно-технологической связи – один поток Е1. Учитывая возможное оказание коммерческих услуг в предоставлении связи посторонним организациям и населению, следует полученное число цифровых каналов увеличить на 50%. Таким образом, количество потоков Е1:
Таблица 2
№
Назначение канала
Количество потоков Е1
1
Магистральная связь
2
2
Общетехнологическая связь
15
3
Дорожная связь
16
4
Оперативно-технологическая связь
1

Всего
34

Итого с учетом возможности оказания коммерческих услуг
51

Определим уровень мультиплексирования.
...

3.2 Выбор оптического кабеля
Выбор марки оптического кабеля, типа и числа оптических волокон определяется назначением ОК, предполагаемом условии его эксплуатации и номенклатурой организуемых по нему связей. В нашем случае оптический кабель прокладывается методом подвески на опорах контактной сети. Длина трассы составляет 500 км. Таким образом, целесообразно использовать самонесущий оптический кабель с одномодовыми волокнами.
Для определения количества волокон необходимо руководствоваться известными положениями «Концепции создания сети связи МПС РФ с интеграцией услуг». Оптические кабели, используемые при строительстве ВОЛС на грузонапряженных участках железных дорог, должны иметь не менее 16 волокон; на малозагруженных участках или для подключения удаленных для магистрали объектов – не менее 8 волокон для обеспечения резервирования и защиты.
...

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ РЕГЕНЕРАЦИОННОГО УЧАСТКА И РАЗМЕЩЕНИЕ СТАНЦИЙ ЦВОСП

Длина регенерационного участка, определяемая затуханием линии, рассчитывается по формуле:
, км (1)
где П – энергетический потенциал аппаратуры, дБ (табл.1 Приложения);
- потери в разъемном соединении (0,3 дБ);
- потери в неразъемных соединениях, дБ (0,1-0,3 дБ);
- коэффициент ослабления оптического волокна, дБ/км (табл.3);
- строительная длина оптического кабеля, км (табл.2).
Из таблиц определяем параметры:
П=28 дБ;
=0,36дБ/км;
=4000 м=4 км.
Подставляем в формулу и получаем

Таким образом, длина регенерационного участка, определяемая затуханием линии:
Дисперсионные явления в волоконном световоде приводят к появлению межсимвольной интерференции, для уменьшения которой необходимо, чтобы выполнялось следующее условие:
,
гдеВ - скорость передачи информации;
- уширение импульса в кабеле длиной 1 км.
...

5. РЕЗЕРВИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ СЕТЕЙ ОТС ПО МЕДНОМУ КАБЕЛЮ

При повреждении оптической магистрали возникает опасность длительного прекращения действия всего комплекса железнодорожной связи и сигнализации участка, так как для обнаружения и устранения повреждения кабеля требуется значительное время. Поэтому должно быть предусмотрено резервирование в первую очередь цифровых сетей ОТС, обеспечивающих технологическую работу перевозочного процесса.
Для обеспечения надежности системы используем схему со 100% резервированием. В качестве основного канала прием/передача будет использоваться оптический агрегатный выход, а в качестве резервного –электрический с использованием аппаратуры HDSL.
Высокоскоростные цифровые абонентские линии HDSL (High-bit-rate Digital Subscriber Line) представляют собой устройства для передачи цифровой информации с большой скоростью по кабелям с медными парами.
...

7.1. Расчет допустимой вероятности ошибки в проектируемом линейном тракте.

Переходные помехи и собственные шумы корректирующих усилителей регенераторов приводят к появлению цифровых ошибок в сигнале на входе приемной станции.
Каждая ошибка после декодирования в тракте приема оконечной станции приводит к быстрому изменению величины аналогового сигнала, вызывая неприятный для абонента щелчок в телефоне.
Экспериментально установлено, что заметные щелчки возникают при ошибках в двух старших разрядах кодовой группы ИКМ сигнала (первый разряд определяет знак, второй участвует в выборе первого номера сегмента). Качество связи считается удовлетворительным, если в каждом из каналов ТЧ наблюдается не более одного щелчка в минуту. Если частота дискретизации 8000 Гц, то по линейному тракту передается за 1 минуту 8000*60=480000 кодовых групп и опасными в отношении щелчков являются 2*480000=960000 старших разрядов.
...

7.2. Расчет ожидаемой помехоустойчивости проектируемой цифровой линии передачи.

Помехоустойчивость цифровой линии передачи оценивается вероятностью возникновения ошибки при прохождении сигнала через все элементы цифрового линейного тракта.
Ошибки в регенераторах возникают практически независимо друг от друга, поэтому вероятность ошибки в цифровом линейном тракте можно определить как сумму вероятностей ошибок по отдельным участкам.
,
где рош.i – вероятность ошибки i – го регенератора;
i – номер регенератора.
Для определения вероятности ошибки регенератора необходимо произвести оценку его помехоустойчивости, которая зависит от уровня шумоподобного сигнала на входе аппаратуры.
...

8. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ОПТИЧЕСКОЙ МАГИСТРАЛИ

Для оценки надежности систем телекоммуникаций, работающих по волоконно-оптическому кабелю, используются следующие основные характеристики: интенсивность отказов, параметр потока отказов, вероятность безотказной работы, среднее время восстановления между отказами, коэффициент готовности.
Основными показателями качества работы волоконно-оптических линий связи являются плотность повреждений m с перерывом связи (поток отказов на 100 км трассы в год) и среднее время восстановления, которые являются исходными данными для расчета количественных характеристик надежности всей системы:
, (6)
где N – количество отказов (повреждений с перерывом связи) на все магистрали в течении заданного промежутка времени;
k – количество лет, за которые произошло N отказов;
L – длина трассы магистрали;
Средние значения интенсивностей отказов и времени восстановления отдельных элементов системы для варианта №8 приведены в Таблице 8.
...