Соединительные линии на сети ГТС с использованием многопарного кабеля типа МКТ-4

/>

Nрез
– количество резервных каналов ТЧ.

2.2 Размещение регенерационных пунктов

Существуют следующие типы станций для аппаратуры ЦСП: оконечные пункты (ОП), обслуживаемые регенерационные пункты (ОРП), необслуживаемые регенерационные пункты (НРП).

Расстояние между ОП-ОРП или ОРП-ОРП называется секцией дистанционного питания и задается в паспортных данных системы передачи. При размещении ОРП следует руководствоваться следующими соображениями:

- расстояние ОРП-ОРП (ОП-ОРП) не должно превышать максимальной длины секции дистанционного питания;

- ОРП может располагаться только в населенном пункте.

Для ИКМ-480 секция дистанционного питания составляет 200 км. Расстояние между ОП-НРП, НРП-НРП, НРП-ОРП называется участком регенерации.

При расчете длин и количества регенерационных участков учитывается конкретный тип кабеля и сезонный диапазон температуры грунта на глубине прокладки кабеля.

При размещении НРП длина регенерационного участка должна находится в пределах возможных отклонений от указанных в технических характеристиках системы передачи.

При расчете длины регенерационного участка необходимо учитывать особенности кабеля. Благодаря конструкции, коаксиальные кабели достаточно хорошо защищены от внешних помех, особенно в высокочастотной части спектра.

Уже на частотах порядка 1000 кГц переходное затухание превышает 100 дБ и увеличивается пропорционально корню квадратному из частоты, что позволяет применять однокабельную систему организации цифрового линейного тракта.

Основным фактором, ограничивающим длину участка регенерации, являются собственные помехи (тепловые шумы линии, узлов аппаратуры и собственные шумы корректирующего усилителя).

Номинальная длина регенерационного участка при t0
С=200
С для ИКМ-480 равна 3 км

Расчетная длина участка регенерации определяется по формуле:

(3);

где Ан.ру
– номинальное затухание участка регенерации Ан.ру
= 55 дБ.

αtmax
(0,5
tT
)
– коэффициент затухания кабеля на расчетной частоте ЦСП (полутактовой частоте) при максимальной температуре грунта на глубине прокладки кабеля.

(4);

где - коэффициент затухания кабеля при t0
=+200
С на расчетной частоте 0,5fт.

Для кабеля МКТ-4 на частоте 0,5fт = 17,184 МГц, α20
= 18,9 дБкм.

αα
– температурный коэффициент затухания кабеля на расчетной частоте 0,5fт.

- максимальная температура грунта на глубине прокладки кабеля.

Количество регенерационных участков определяется по формуле:

(5);

где Lоп-орп
– длина секции ОП1-ОРП2 (ОРП2-ОП3), км.

Для первой секции:

Для второй секции:

Количество НРП в секции определяется по формуле:

(6)

В первой секции:

Во второй секции:

Длина регенерационного участка, прилегающего к ОП (ОРП), при необходимости делается укороченной. Для дополнения затухания до номинальной величины в этом случае используется система АРУ в РС приема стойки СОЛД, которая позволяет поддерживать постоянный уровень сигнала на выходе усилителя при длинах регенерационного участка в пределах 2,3….3,15 км и изменении затухания кабеля, вызванного колебаниями температуры грунта.

Схема размещения НРП.

НРП НРП НРП 12 22 12

ОП2

На первой секции 47 участков имеют номинальную длину 2,92 км.

На второй секции 61 участок имеет номинальную длину2,91 км.

В соответствии с приложением 1 таблица 2 методического пособия в первой секции ОП1-ОРП2, НРГП-2 будут установлены в пунктах: 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29, 31, 32, 33, 34, 35, 37, 38, 39, 40, 41, 43, 44, 45, 47.

НРПГ-2С – 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42.

НРПГ-2Т – 23, 46.

На второй секции ОРП2-ОП3 будут установлены:

НРПГ-2: 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 25, 26, 27, 28, 29, 32, 33, 34, 35, 37, 38, 39, 40, 41, 43, 44, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 56, 57, 58, 59, 61.

НРПГ-2С: 6,12,18,24,30,36,42,48,54.

НРПГ-2Т: 23,46.

Таблица 4 Длины регенерационных участков.

Схема связи	-	Однокабельная
Тип кабеля	-	МКТП-4
Длина секции	км	140,2				181,0
Длина регенер. уч-ка	км	2,92	2,92	…..	2,92	2,92	2,92	…..	2,92

2.3
Расчет вероятности ошибки цифрового линейного тракта

2.3.1 Расчет допустимой вероятности ошибки

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 щелчок в телефоне абонента.

Заметные щелчки возникают при ошибках в двух старших разрядах кодовой группы ИКМ сигнала. Если частота дискретизации 8 кГц, то по линейному тракту за 1 минуту передается 8000*60=480000 кодовых групп и опасными в отношении щелчков являются 2*480000=960000 старших разрядов.

Если считать, что вероятность ошибки для любого символа одинакова, то вероятность ошибки для всего линейного тракта, при условии, что за минуту не более одного из 960000 символов будет зарегистрировано ошибочно, должна быть

(8)

При проектировании стремятся обеспечить . Учитывая, что в ЦСП ошибки накапливаются вдоль линейного тракта, поэтому значения допустимой вероятности ошибки в расчете на 1 км ЦЛТ составляет:

для магистральных сетей ;

для зоновых сетей ;

для местных сетей

При длине переприемного участка по ТЧ 2500 км допустимая вероятность ошибки на 1 км тракта

(9)

С целью обеспечения более высокого качества передачи рекомендуется принимать вероятность ошибки на 1 км цифрового линейного тракта 10-10
1км.

Допустимая вероятность ошибки для цифрового линейного тракта определяется по формуле:

(10)

где LЦЛТ
– длина цифрового линейного тракта;

Рош. 1 км ЦЛТ
– допустимая вероятность ошибки 1 км. ЦЛТ.

Допустимая вероятность ошибки в первой секции составит:

Допустимая вероятность ошибки во второй секции составит:

Общая допустимая вероятность ошибки ЦЛТ составит:

2.3.2 Расчет ожидаемой вероятности ошибки

Для систем работающих по коаксиальному кабелю, преобладающими являются тепловые шумы. Они учитываются при расчете защищенности сигнала на входе НРП. Защищенность зависит от скорости передачи и от дополнительных помех.

При известном значении коэффициента затухания для коаксиальной пары на полутактовой частоте системы защищенность на регенерационном участке определяется по формуле:

(11)

где АЗК
– защищенность от тепловых шумов, дБ

Арег.уч
– затухание регенерационного участка при максимальной температуре грунта на расчетной частоте, равной полутактовой 17,184 МГц. Определяется по формуле:

(12)

αtмах
– коэффициент затухания кабеля на расчетной частоте при максимальной температуре грунта, берется из формулы 4;

Lрег.уч.расч.
– расчетная длина регенерационного участка, км;

Ф – скорость передачи цифрового сигнала в линейном тракте, Мбитс;

q =3 дБ - допуск по защищенности на неточность работы регенератора;

σ = 7,8 дБ – допуск по защищенности на дополнительные помехи в линейном тракте, отличные от тепловых шумов.

Затухание регенерационного участка длиной 2,92 км составит:

Защищенность на регенерационном участке длиной 2,92 км составит:

Помехоустойчивость цифрового линейного тракта оценивается вероятностью возникновения ошибки при прохождении цифрового сигнала через все элементы ЦЛТ. Ошибки в различных регенераторах возникают практически независимо друг от друга, поэтому вероятность ошибки в ЦЛТ можно определить как сумму вероятностей ошибок по отдельным участкам.

Ожидаемая вероятность ошибки ЦЛТ определяется по формуле:

(13)

Между вероятностью ошибки регенератора и защищенностью существует следующая зависимость: увеличение защищенности приводит к снижению вероятности ошибки.

Расчет ожидаемой вероятности ошибки в линейном тракте осуществляется по формуле:

Для первой секции ОП1-ОРП2:

Для второй секции ОРП2-ОП3:

Общая вероятность ошибки ЦЛТ составит:

Сравним рассчитанную величину с величиной допустимой вероятности ошибки:

(15)

В первой секции:

Во второй секции:

Из расчетов видно, что данное условие выполняется, следовательно, размещение НРП в секциях выполнено верно и качество организуемых каналов будет удовлетворять требованиям МККТТ.

2.4
Организация дистанционного питания

2.4.1 Схема организации дистанционного питания

В ЦСП ИКМ-480 дистанционное питание регенераторов и сервисного оборудования ЦЛТ осуществляется раздельно.

Питание регенераторов НРП организуется по центральным жилам коаксиальных пар прямого и обратного направлений по схеме «провод-провод». Максимально возможная величина напряжения ДП, поступающая от УДП составляет 1300 В, номинальный ток ДП равен 200 мА.

Питание сервисного оборудования ЦЛТ осуществляется по фантомным цепям, организованных на симметричных парах кабеля МКТ-4 от УДП. Максимальное напряжение ДП для участковой телемеханики составляет 430 В, номинальный ток ДП – 40 мА, для системы служебной связи UДП
= 430В, IДП
= 20 мА.

ДП ТММ осуществляется по жилам третьей симметричной пары постоянным током 20 мА, напряжением до 360В.

Схема организации ДП РЛ приведена на рис.2.

12 22 611

ОРП

Таблица 5

Схема организации ДП

Тип кабеля	-	МКТП-4		МКТП-4
Диаметр жил коаксиального кабеля	мм	1,24,6		1,24,6
Длина секции ДП	км	67,16	70,08	87,6	90,52
Число НРП в секции РП	шт	23	24	30	31
R0	Омкм	15,85		15,85

2.4.2 Расчет напряжения ДП

Напряжение ДП РЛ в ЦСП ИКМ-480 определяется по формуле:

(16)

где UДП
= 10В – падение напряжения на одном регенераторе НРП в цепи ДП;

NНРП
– число НРП в полусекции ДП;

IДП
= 200 мА – номинальное значение постоянного тока ДП;

ΔIДП
=80 мА – максимальное значение тока ДП от номинального значения;

rt
max
– электрическое сопротивление центральной жилы коаксиальной пары кабеля МКТ-4 при максимальной температуре грунта Омкм.

(17)

rt
=20
– сопротивление жилы постоянному току при температуре +200
С, rt
=20
= 15,85 Омкм;

αα
– температурный коэффициент сопротивления жил кабеля, L2
= 4*10-3
1град

t0
max
– максимальная температура грунта на глубине прокладки кабеля;

Lрег.уч
– расчетная длина регенерационного участка.

Рассчитанное напряжение ДП не должно превышать максимально допустимого напряжения ДП 1300 В.

Для первой цепи ДП напряжение составит:

Для второй цепи ДП напряжение составит:

Для третьей цепи ДП напряжение составит:

Для четвертой цепи ДП напряжение составит:

Питание сервисного оборудования ЦСП ИКМ-480 осуществляется от соответствующих источников УДП стойки СОЛТ. Если длины регенерационных участков одинаковы, то расчет напряжения для каждого вида сервисного оборудования ЦЛТ определяется по формуле:

(18)

Ui
– падение напряжения ДП усилителя или регенератора;

Ni
– число регенераторов различного вида сервисного оборудования на полусекции;

rt
– сопротивление цепи ДП постоянному току при максимальной температуре грунта на глубине прокладки кабеля, Омкм

Lрег.уч
– длина регенерационного участка для определенного вида сервисного оборудования, км.

Для первой секции:

Для второй секции:

2.5
Расчет состава оборудования

2.5.1 Расчет состава оборудования ИКМ-30-4

Для формирования первичных цифровых потоков в составе оборудования ЦСП ИКМ-30-4 используются блоки ОСА-13, АЦО-11. Количество блоков АЦО определяется по формуле:

(19)

NΣприв.кан.ТЧ
- количество приведенных каналов ТЧ, организуемых с помощью оборудования АЦО-11.

Количество блоков ОСА-13 определяется по формуле:

(20)

где Nкомпл
– общее количество согласующих комплектов в блоке ОСА-13, определяется по формуле:

(21)

где NКСИ-13
– количество согласующих комплектов исходящей связи;

NКСВ-13
– количество согласующих комплектов входящей связи.

(22)

(23)

где Nисх.сл
, Nвх.сл
– количество исходящих и входящих соединительных линий, организуемых с помощью ЦСП ИКМ-30-4.

Количество стоек САЦК определяется по формуле:

(24)

2.5.2. Расчет количества мультиплексоров
PDH

Количество мультиплексоров ENE 6012 определяется по формуле:

(25)

Количество мультиплексоров ENE 6058 определяется по формуле:

(26)

2.5.3. Расчет количества линейного оборудования

Количество стоек СОЛТ-ОП, СОЛТ-ОРП ИКМ-480 определяется по формуле:

(27)

В соответствии с исходными данными количество приведенных каналов, организованных с помощью ЦСП ИКМ-30-4 составляет 20% от общего количества каналов, что соответствует Nприв.кан.ТЧ
= 210*0,2=42 приведенных каналов ТЧ, из них 50% каналов используется для исходящей связи и 50% - входящей, что составляет 42*0,5=21 приведенных каналов ТЧ. Количество согласующих комплектов исходящей связи составит:

Количество согласующих комплектов входящей связи составит:

Общее количество комплектов составит:

Количество блоков ОСА-13 составит:

Количество блоков АЦО-11 составит:

В соответствии с исходными данными количество приведенных каналов ТЧ, организованных с помощью стойки САЦК составляет 20% от общего количества приведенных каналов, что соответствует Nприв.кан.ТЧ
= 210*0,2=42 приведенных каналов ТЧ. Количество стоек САЦК составит:

В соответствии с исходными данными количество приведенных каналов ТЧ, организованных с помощью первичных мультиплексоров составляет 35% от общего количества приведенных каналов, что соответствует Nприв.кан.ТЧ
= 210*0,35=74 приведенных каналов ТЧ. Количество первичных мультиплексоров составит:

Количество третичных мультиплексоров составит:

Количество стоек СОЛТ-ОП составит:

Количество стоек СОЛТ-ОРП составит:

Данные расчетов заносятся в таблицу 6

Расчет оборудования Таблица 6

Наименование оборудования	Ед. изм	Число единиц в пунктах
		ОП1	ОРП2	ОП3	НРПГ2	НРПГ2С	НРПГ2Т	всего
КСИ-13	Компл	4	4	8
КСВ-13	Компл	4	4	8
ОСА-13	Блок	1	1	2
АЦО-11	Блок	1	1	2
САЦК	Стойка	1	1	2
ENE6012	Мульт	2	2	4
ENE6058	Мульт	1	1	2
СОЛТ-ОП	Стойка	1	1	2
СОЛТ-ОРП	Стойка	1	1
НРПГ-2	Конт	84	84
НРПГ-2С	Конт	16	16
НРПГ-2Т	конт	4	4

Список литературы

1. Бузов А.Л., Быховский М.А. и др. Управление радиочастотным спектром и электромагнитная совместимость радиосистем: Учебное пособие/ Под ред. проф. М.А. Быховского. –М.: Эко-Трендз, 2006.–376 с.

2. Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: Учебное пособие. – М.: Эко-Трендз, 2005. – 392 с.

3. Зубарев Ю.Б., Кривошеев М.И., Красносельский И.Н. Цифровое телевизионное вещание. Основы, методы, системы. – М.: НИИР, 2001. – 568 с.

4. Липкович Э.Б., Кисель Д.В. Проектирование и расчёт систем цифрового спутникового вещания: Учебно-методическое пособие. – Мн.: БГУИР, 2006. – 135 с.

5. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, –2-е издание, испр./ Пер. с англ. – М.: Изд. дом «Вильямс», 2003.– 305 с.

6. Тепляков И.М. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей: Учебное пособие.– М.: Радио и связь, 2004. – 361 с.