Проектирование цифровой линии передачи

Рисунок 2- Конструкция кабеля МКСБ 4х4.

 

Таблица2-Основные параметры  кабеля.

 

Параметр	Значение параметра
Сопротивление проводника (Ом/км)	31,85
Сопротивление изоляции (Мом/км)	10 000
Коэффициент затухания  на fт/2 (дБ/км) при Т=20°	11,427
Температурный коэффициент  изменения затухания (1/град)	1,9 . 10-3
Волновое сопротивление (Ом)	163
Строительная длина (км)	0,825

 

 

Таблица 3 – Использование пар кабеля при работе СП.

 

Тип пары кабеля	Номер кабеля	Назначение
Симметричные пары
1 кабель	1 2 3 4	Для передачи сигнала  по СП1 Для передачи сигнала  по СП2 Для передачи сигнала  по СП3 Для передачи сигнала по СП4
2 кабель	1 2 3 4	Для приёма сигнала СП1 Для приёма сигнала СП2 Для приема сигнала СП3 Для приема сигнала СП4

 

 

1.3 Характеристика  трассы кабельной линии

Выбор трассы линии  передачи определяется географическим положением пунктов, между которыми должна быть организована связь. Также должны быть выполнены основные требования, предъявляемые к строительству кабельной линии связи для снижения затрат по прокладке кабеля в грунт, измерение характеристик кабельной линии и оборудования линейного тракта проектируемой линии передач в процессе настройки, проведение монтажных и наладочных работ.

При этом проектируемая трасса кабельной линии должна отвечать следующим требованиям:

- иметь минимальную длину  и проходить вдоль автомобильных  дорог (для обеспечения транспортировки материалов при строительстве и передвижения обслуживающего персонала при эксплуатации линии передачи);

- иметь минимальное количество  естественных и искусственных  преград на своем пути (рек,  болот, карьеров, населенных пунктов,  пересечений с автомобильными и железными дорогами, подземными коммуникациями и т.д.);

- по возможности должна  быть удалена от высоковольтных  линий передачи (ЛЭП), электрофоцированных  железных дорог и не иметь  сними пересечения. В противном  случае должны быть предусмотрены специальные меры по снижению опасных и мешающих влияний и защиты кабельной линии связи от блуждающих токов в соответствии с установленными требованиями и нормами.

При невозможности  прокладки трассы линии передачи вдоль автомобильных дорог на отдельных участках допускается ее отклонение для сокращения длины и обхода искусственных и естественных преград. При выборе основного и альтернативного вариантов трассы мы установили, что протяженность основного варианта трассы составляет 76,58 км, а альтернативного – 79,18. Альтернативный вариант имеет большее количество пересечений с автодорогами, чем основной вариант, а также большее количество водных преград. На пути следования трассы основного варианта встречаются 6 населенных пунктов, таких как: Королев Стан, Городище, Домашаны, Барсуки, Пересады, Струпень. На пути следования трассы альтернативного варианта – 9 населенных пунктов. Из сравнения можно сделать вывод, что основной вариант имеет лучшие характеристики, чем альтернативный. На карте выделен толстой линией.

 

Таблица 4 – Варианты прохождения трассы.

 

Наименование  характеристики	Основной	Альтернативный
Общая протяженность  трассы, км	76,58	79,43
Протяженность участка ОП1 - ПВ, км	57,33	58,67
Протяженность участка ОП2 - ПВ, км	19,25	20,51
Количество  водных преград	1	1
Количество  пересечений с железными дорогами	9	2
Количество  пересечений с автомобильными дорогами	10	12
Количество  пересечений с ЛЭП	1	1
Количество  населенных пунктов на пути трассы	6	9
Протяженность участков сближения с железными дорогами, км	-	-
Протяженность болотистых участков, км	-	-

 

 

2 Расчетный раздел

2.1 Расчет  схемы организации связи

Схема организации  связи разрабатывается на основе заданного числа каналов и  схемы их распределения по магистрали. На схеме указывается расстояние между станциями, организация служебной связи, телеконтроля и дистанционного питания. ОРП устанавливаются при расстояниях превышающих возможности дистанционного питания или при необходимости выделения в промежуточном пункте части каналов или групповых цифровых потоков. Для размещения НРП необходимо определить номинальную длину участка регенерации (l_ном).

                                          l_ном = А_ном/α_{t max}      (3)

 

где А_ном – номинальное значение затухания участка регенерации (из технических данных на систему передачи);

       α_{t max} – коэффициент затухания кабеля на расчетной частоте при максимальной температуре грунта.

Коэффициент затухания  кабеля для температуры грунта, отличной от 20° С (справочное значение), определяется по формуле

                                          α_t = α₂₀ •(1-α_α•(20-t))    (4)

 

где α₂₀ – коэффициент затухания кабеля при температуре 20˚С;

α_α – температурный коэффициент изменения затухания;

t – расчетная  температура.

Исходя из технических характеристик кабеля α₂₀=11.4дБ/км

          α_t = 11.4*(1-1.9*10^-3*(20-17))=11.34

Номинальная длина  участка регенерации:

l_ном=55/11.34=4.85

Число участков регенерации между обслуживаемыми станциями определяется по формуле:

 

Nуч.рег= lоп1-пв /lном   (ОП1-ПВ), Nуч.рег= lоп2-пв /lном   (ОП2-ПВ),

(5)

 

где l _{(оп1-пв,пв-оп2)} – расстояние между соседними обслуживаемыми пунктами, км. (т.е. ОП1-ПВ и ОП2-ПВ).

N_уч.рег =57,33 /4.85 =11,82 (ОП1-ПВ),

N_уч.рег=19,25/4.85 =3,97 (ОП2-ПВ).

Укороченные участки  размещаются прилегающими к обслуживаемым  станциям и дополняются до номинального затухания путем включения искусственных линий (ИЛ). Если укороченный участок больше 0,5 l_ном, длина участка определяется по формуле

 

l_ук.уч.=К• l_ном,        (6)

 

где К – дробная  часть при определении Nуч.рег.

 

l_ук.уч.=0,82·4,85=3,977(ОП1-ПВ),

l_ук.уч.=0.97·4.85=4.7(ОП2-ПВ).

ИЛ имеет  параметры, эквивалентные отрезкам кабеля от 0,1 до 1,5 км ступенями через 0,1 км. Определить длину ИЛ.

 

                                    l_ил= l_ном –l_ук.уч.       (6а)

 

  l_ил=4.85 –3,977=0.87(ОП1-ПВ),

  l_ил=4.85 –4.7=0.15(ОП2-ПВ).

Укороченные участки  прилегают к обслуживаемым станциям. Число НРП между обслуживаемыми станциями определяется по формуле

 

     Nнрп  = Nуч.рег. – 1      (7)

  Nнрп=12–  1=11 (ОП1-ПВ),

Nнрп=4– 1=3(ОП2-ПВ).

Распределение длин участков регенерации сведем в таблицу 5.

Таблица 5 –  Размещение регенераторов

Наименование  участка регенерации	lуч.рег., км
ОП-1 – НРП1/1	3,98+ИЛ (0.9)
НРП1/1 – НРП2/1	4.85
…	…
НРП 11/1 - ПВ	4.85
ПВ - НРП1/2	4.85
НРП1/2 – НРП2/2	4.85
…	…
НРП 3/2 – ОП-2	4,7+ИЛ (0.2)

 

Таблица 6 –  Распределение НРП по проектируемой  линии

Тип НРП	с УСС	без УСС
Порядковый  номер НРП ОП1-ПВ	4,8 ∑=2	1,2,3,5,6,7,9,10,11 ∑=9
Порядковый  номер НРП ПВ-ОП2	∑=0	1,2,3 ∑=3

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Расчет  затухания участков регенерации

Для проверки правильности предварительного размещения НРП, необходимо определить вероятность ошибки, которая зависит от величины защищенности. Защищенность определяется разностью уровней полезного сигнала и помех. Уровень полезного сигнала зависит от затухания участка регенерации, которое определяется по формуле:

                        А_уч.рег.=А_каб.+А_ил.= α_t• l_каб.+ α₂₀• l_ил,   (8)

где l_каб. – длина кабеля на расчетном участке регенерации (l_каб.= l_ном.);

l_ил. – эквивалентная длина искусственной линии;

α_t – коэффициент затухания кабеля на расчетной температуре;

α₂₀ – коэффициент затухания кабеля при температуре 20˚С.

А_уч.рег.=11.36·3,98+11.4·0.9=45.21+10.26=55.47

А_уч.рег.=11.36·4.85=55.1

А_уч.рег.=11.36·4.7+11.4·0.2=53.39+2.28=55.67

 

Таблица 7– Затухание  участков регенерации

 

Наименование  уч.рег.	lуч.рег., км	Ауч.рег., дБ
ОП-1 – НРП1/1	3,98+ИЛ (0.9)	55,47
НРП1/1 – НРП2/1	4.85	55,1
…	…	…
НРП 11/1 - ПВ	4.85	55,1
ПВ - НРП1/2	4.85	55,1
…	…	…
НРП 3/2 – ОП-2	4,7+ИЛ (0.2)	55,67

 

 

2.3 Расчет вероятности  ошибки

2.3.1 Расчет допустимой вероятности ошибки

Переходные  помехи и собственные шумы корректирующих усилителей приводят к появлению  ошибок в цифровом сигнале, которые  вызывают искажение передаваемой информации. Для обеспечения заданного качества вероятность ошибки нормируется. Общая вероятность ошибки в пределах глобальной сети не должна превышать 1·10^-6, для национальной сети вероятность ошибки не должна превышать значений, заданных в таблице 8.

 

Таблица 8 –  Допустимая вероятность ошибки

Участок сети	Максимальная длина (lмах), км	Допустимая  вероятность ошибки (Рош.доп.)
Магистральный	10000	1•10-7
Внутризоновый	600	1•10-7

 

При равномерном  размещении регенераторов вероятность  ошибки пропорциональна длине связи  и определяется по формуле

              Р_{ош.доп.лт.}= Р_{ош.доп.1км}•l_оп-оп=( Р_ош.доп / l_мах)• l_оп-оп (9)

где Р_{ош.доп.1км} – допустимая вероятность ошибки на 1 км линейного тракта;

l_оп-оп – расстояние между оконечными станциями на проектируемой линии.

(l_оп-оп= l_оп1-пв+ l_оп2-пв).

Р_{ош.доп.лт.}=(1·10^-7/600) ·76,58=127,63·10^-10

Рассчитаем  Р_{ош.доп.лт} для ОП1-ПВ и ОП2-ПВ.

Р_{ош.доп.лт.}=(1·10^-7/600)·57,33=95,6·10^-10

Р_{ош.доп.лт.}=(1·10^-7/600)· 19,25=32,03·10^-10

 

2.3.2 Расчет  ожидаемой вероятности ошибки

Ожидаемая вероятность  ошибки зависит от величины защищенности на входе регенератора.

Для цифровых систем, предназначенных для работы по симметричному  кабелю, преобладающими шумами являются шумы от линейных переходов, причем в однокабельных системах – переходные шумы на ближний конец, а в двухкабельных – переходные шумы на дальний конец.

Расчет величины защищенности определяется по формулам в зависимости от схемы организации  связи:

- для двухкабельной системы

 

                                   А_зд = Аl_ср-А_уч.рег.-10 lg(n-1)–σ_l-q, (10)   

где  n – количество линейных трактов в кабеле;

Аl_ср – среднее переходное затухание на дальнем конце (ЗКА 1х4х1.2 Аср=85дБ; МКСБ 4х4х1.2 Аср=87дБ).