Проектирование магистральной многоканальной системы передачи

Минобрнауки России

 

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Юго-Западный государственный  университет»

Кафедра

Телекоммуникаций

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине «

Многоканальные телекоммуникационные системы »

(наименование учебной  дисциплины)

на тему «

Проектирование магистральной многоканальной системы

передачи»

Автор работы

Д.С. Семенихин

(инициалы, фамилия)

(подпись, дата)

Специальность (направление  подготовки)

210402.65

(код, наименование)

Средства связи с подвижными объектами

Группа

ТК-71з

Руководитель работы

В.Ю.  Демьяненко

(инициалы, фамилия)

(подпись, дата)

Работа защищена

(дата)

Оценка

Председатель комиссии

В.Ю. Демьяненко

(подпись, дата)

(инициалы, фамилия)

Члены комиссии

А.А. Гуламов

(подпись, дата)

(инициалы, фамилия)

С.Г. Лукьянюк

(подпись, дата)

(инициалы, фамилия)

(подпись, дата)

(инициалы, фамилия)

 

 

 

Курск, 2012 г. 
Минобрнауки России

 

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

 «Юго-Западный государственный  университет»

Кафедра

Телекоммуникаций

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

Студент		Д.С. Семенихин	шифр	342072			группа		ТК-71з
		(фамилия, инициалы)
1. Тема		Проектирование магистральной многоканальной системы
2. Срок представления  работы (проекта) к защите «						»				2012г.
3. Исходные данные (для  проектирования, для научного исследования):
	Участок сети – магистральный, длина участка – 560 км,
	количество каналов  1820 ТЧ, тип кабеля КМ-4.
	коэффициент шума корректирующего усилителя – 6,
	запас помехоустойчивости регенератора – 8 дБ,
	падение напряжения ДП на одном  НРП – 15 В,
	пикфактор сигнала – 15 дБ, среднеквадратическое отклонение сигнала – 7,
	соотношение между шумами квантования и инструментальными  шумами
	– 4 ∙ 10-4, минимальная защищенность от шумов квантования – 32 дБ,
	защищенность сигнала  от дискретизации –57 дБ.
4. Содержание пояснительной  записки курсовой работы (проекта):
	4.1. Содержание
	4.2. Введение
	4.3. Основная часть
	4.4. Заключение
	4.5. Список использованных  источников (литературы)
Руководитель работы								В.Ю. Демьяненко
			(подпись, дата)					(инициалы, фамилия)
Задание принял к исполнению
			(подпись, дата)

 

 

 

Курск, 2012 г.

 

Содержание

 

Введение   4

1. Исходные характеристики  рассчитываемой сети   5

2. Выбор системы передачи  6

3. Расчет параметров системы  передачи   7

3.1 Расчет шумов для равномерного и нелинейного 
 кодирования   7

3.2 Определение шумов незанятого канала при равномерном и  
 неравномерном квантовании кодирования   9

3.3 Определение величины инструментальной погрешности 
 при равномерном и неравномерном квантовании  11

4. Расчет длины участка регенерации   13

4.1 Расчет допустимого значения вероятности ошибки для одного 
 регенератора   13

4.2 Расчет длины участка  регенерации   14

4.3 Расчет цепи дистанционного  питания   15

4.4 Схема организации магистральной сети   17

Заключение   18

Список использованных источников (литературы)   19

 

 

Введение

 

В современных условиях, с каждым днем, число абонентов  систем связи растем с огромной скоростью. Следовательно одной из важнейших  задач решаемых при проектировании и развертывании является задача организации наибольшего количества каналов связи абонентов при минимальных затратах материальных средств и людских ресурсов, сокращении времени развертывания линий и т. д. Решением данной дилеммы является применение многоканальных систем передачи.

Многоканальной системой передачи называется совокупность технических  средств, обеспечивающих одновременную  и независимую передачу сообщений  от N источников к N получателям по одной проводной или радиолинии.

В данном проекте рассматривается создание магистральной многоканальной системы передачи с заданным числом каналов, длинной участка и параметрами кабельной линии. В ходе проектирования необходимо будет рассчитать шумы для равномерного и нелинейного кодирования, длину участка регенерации и количество регенерационных пунктов, цепь дистанционного питания. По результатам расчетов составить схему организации связи.

 

1 Исходные характеристики  рассчитываемой сети

 

Для выполнения расчетов нам  необходимы исходные параметры которые определят принцип построения системы и применяемое оборудование.

Базовые параметры, доступные  нам приведены в таблице 1:

 

Таблица 1 – Исходные параметры  для проектирования системы

Тип участка сети	Магистральный
Длинна участка (км)	560
Количество каналов ТЧ	1820
Тип кабеля	КМ-4
Коэффициент шума корректирующего усилителя	6
Запас помехоустойчивости регенератора (дБ)	8
Падение напряжения ДП на одном НРП, (В)	15
Пикфактор сигнала (дБ)	15
Среднеквадратическое отклонение сигнала (дБ)	7
Соотношение между шумами квантования и инструментальными шумами	4∙10-4
Минимальная защищенность от шумов квантования (дБ)	32
Защищенность сигнала от дискретизации (дБ)	57

 

 

2 Выбор системы передачи

 

Определяющими данными для  выбора системы передачи, из доступных нам, являются:

- тип участка сети   – магистральный;

- длина участка    – 560;

- количество каналов ТЧ  – 1820;

- тип кабеля    – КМ-4;

 

Системой передачи подходящей для данного типа участка, длины линии передачи, числу каналов ТЧ и типу используемого кабеля является типовая система многоканальной связи ИКМ-1920, ее характеристики приведены ниже.

Аппаратура ИКМ-1920 предназначена  для организации каналов на внутризоновых  и магистральных сетях при  использовании коаксиальных кабелей  КМ-4 с парами 2,6/9,5 мм. Линейный тракт  организуется по однокабельной схеме.

Скорость передачи цифрового  сигнала – 139264 кбит/с.

Максимальная дальность  связи – 12500 км.

Максимальная длина переприемного участка – 2500 км.

Цепи усиления регенератора обеспечивают компенсацию затухания  участка в пределах от 45 до 63 дБ (на частоте 69632 кГц).

Тип кода в линии –  КВП-3 со скремблированием.

Длительность цикла равна 15.625 мкс, он содержит 2176 импульсных позиций и условно разбит на 4 группы по 544 позиций в каждой.

Дистанционное питание НРП  осуществляется по центральным жилам  коаксиальных пар постоянным током 400 мА. Максимальное напряжение ДП равно 1700 В. Длина секции ДП составляет примерно 240 км.

Служебная связь между  оборудованием четверичного временного группообразования осуществляется по цифровому каналу, между промежуточными станциями – по ВЧ и НЧ каналам служебной связи. Телеконтроль осуществляется без перерыва связи. 

3 Расчет параметров системы  передачи

 

3.1 Расчет шумов для равномерного и нелинейного кодирования

 

В случае равномерного квантования, когда каждый шаг квантования  имеет величину ΔU_p, мощность шума квантования в полосе частот канала ∆F равна

(3.1)

 

 

где f_д – частота дискретизации сигнала.

Следовательно, чем меньше шаг квантования, тем меньше и  мощность шума квантования, но при этом число шагов квантования должно быть пропорционально больше, чтобы  охватить весь динамический диапазон сигнала.

Найдем динамический диапазон сигнала:

(3.2)

 

 

 

 

Величина шага квантования:

(3.3)

 

 

где N_кв – число шагов квантования.

Мы знаем, что N_кв = 2^m , m – число разрядов двоичного кода при равномерном квантовании.

Теперь можно найти  необходимое число разрядов кодирования  при равномерном квантовании  для заданной минимальной защищенности от шумов квантования:

(3.4)

 

(3.5)

 

(3.6)

 

 

 

 

 

При нелинейном квантовании  общее число уровней квантования  уменьшается по сравнению с линейным в том же динамическом диапазоне сигнала. В результате удается снизить разрядность кодовой канальной комбинации до m = 8 (N_кв = 2⁸ = 256). Во всех современных ЦСП с ИКМ (в том числе в ИКМ–1920) канальные кодовые комбинации при передачи речи формируются при помощи нелинейного восьмиразрядного кодирования.

 

3.2 Определение шумов незанятого канала при равномерном и неравномерном квантовании

 

При отсутствии входных телефонных сигналов на входе кодера действуют  слабые помехи, к которым относятся, например, собственные шумы и переходные помехи, остатки плохо подавленных  импульсов, управляющих приемопередатчиками  и т.п. Если к тому же характеристика кодера в силу нестабильности параметров его узлов и питающих напряжений окажется смещенной так, что уровень  нулевого входного сигнала будет  совпадать с уровнем решения кодера, то помеха с любой, сколь угодно малой амплитудой будет приводить к появлению кодовой комбинации, отличной от нулевой.

Псофометрическая мощность этих шумов на нагрузке 600 Ом:

(3.7)

 

 

Рассчитаем шумы незанятого канала при неравномерном квантовании, зная что:

∆U_но – минимальный шаг при неравномерном квантовании  
 (∆U_но = 2^-11 ∙ U_огр, U_огр = 1,112В);

k_п – псофометрический коэффициент (k_п = 0,75);

ΔF – полоса частот канала ТЧ (ΔF = 3,1 кГц);

f_д – частота дискретизации (f_д = 8кГц) .

 

 

 

 

При равномерном квантовании  величину ∆U_но заменим на ∆U_p - величину шага.

 

 

 

 

 

3.3 Определение величины приведенной инструментальной погрешности при равномерном и неравномерном квантовании

 

В процессе аналого-цифрового  преобразования в оконечном оборудовании возникают шумы, определяемые отклонением  от идеальных характеристик преобразователя. Указанные отклонения вызываются переходными процессами при формировании АИМ-группового сигнала и конечной точностью работы отдельных узлов кодера. Уровень инструментальных шумов возрастает при увеличении скорости передачи и разрядности кода.