Проектирование многоканальной системы передачи ИКМ-120 на участке Чита-Борзя

 

5 Построение временных диаграмм цифровых сигналов

В системе ИКМ-120-4 применяются  коды ЧПИ и МЧПИ. Алгоритм перехода от двоичного сигнала к коду ЧПИ  состоит в том, что символу  «0» всегда соответствует пауза, а символу «1» соответствуют  импульсы положительной или отрицательной полярности. Полярность импульсов строго чередуется.

Если в двоичном сигнале  появляется подряд множество символов «0», то на входе УВТЧ будет действовать  длительная пауза, что может привести к срыву его работы. Суть МЧПИ состоит в том, что в паузу, длина которой превышает n нулей, помещают балластные сигналы.

Система ИКМ-120-4 поддерживает код КВП -3, у которого n = 3. В качестве балластных используются два типа сигналов, имеющих условное обозначение 000V и B00V.  

                             

                           

Рис.8 Временные диаграммы сигналов 000V и B00V

При выборе конкретного  вида балластного сигнала исходят  из следующих условий:

• полярность импульса В всегда противоположна полярности предшествующего импульса;
• полярность импульса V всегда совпадает с полярностью предшествующего импульса;
• если между двумя соседними паузами в двоичном сигнале с числом нулей и чётное число единиц, то заполнение второй паузы начинается с балластного сигнала B00V;
• если число единиц между двумя вышеупомянутыми паузами нечётное, то заполнение второй паузы начинается с балластного сигнала 000V.

С увеличением длины  линии уменьшается высота импульса и возрастает его длительность. Такие  искажения формы импульса называются линейными искажениями первого рода. Так линейные искажения первого рода связаны с подавлением высокочастотных компонент импульсных сигналов.

Характерная особенность  искажения формы импульса состоит  в том, что возникает длительное последействие, причем длительность входного сигнала много меньше постоянной времени. Такие искажения носят название линейных искажений второго рода. Они связаны с подавлением низкочастотных компонент импульсного сигнала.

На временных диаграммах (рис.9 а и б) показаны идеальный и скажённый двоичные сигналы, причём последний действует на входе регенератора. С помощью корректирующего усилителя происходит усиление и частичное восстановление формы импульсного сигнала. УВТЧ вырабатывает последовательность стробирующих импульсов с частотой f_T = 1/T (рис. 9 в).

Рис.9 Анализ работы регенератора

В моменты действия этих импульсов замыкается ключ и отсчеты  сигнала U1, U2,U3,… проходят в решающее устройство. Здесь происходит сравнение напряжений U_i с пороговым напряжением U_п. Если U_i>>U_п, то на выходе РУ появляется стандартный импульс, в противном случае на выходе РУ формируется пауза. Таким образом, регенератор восстанавливает форму исходного цифрового импульсного сигнала (отличие заключается в небольшом временном запаздывании, что несущественно).

Рис.10 Анализ влияния линейных искажения на код ЧПИ

На (рис.10) изображен код ЧПИ, искаженный за счет линейных искажений второго рода. Видно, что длительные переходные процессы, связанные с искажениями этого типа, взаимно компенсируются и расположение импульсов относительно оси абсцисс не изменяется. На (рис.10 в) изображен код ЧПИ, подверженный влиянию линейных искажений первого рода. Около паузы, действующей на любых тактовых интервалах, всегда располагаются импульсы разной полярности (например, на рис.10 пауза имеет место на третьем тактовом интервале). В результате происходит взаимная компенсация фронта и спада этих импульсов. Работа РУ регенератора кода ЧПИ состоит в сравнении напряжений U1, U2,U3,… с двумя пороговыми напряжениями ±U_n, после чего вырабатываются импульсы соответствующей полярности или паузы в зависимости от результата сравнения величин U_i с пороговыми значениями.

На рис.11 изображены временные диаграммы сигнала 11110000100000110000 в различных точках линейного тракта:

а) сигнал в коде МЧПИ на входе участка регенерации;

б) на выходе корректирующего  усилителя регенератора (длительность отклика – 2 тактовых интервала);

в) на выходе корректирующего  усилителя регенератора (длительность отклика – 3 тактовых интервала);

г) тактовый синхросигнал;

д) на выходе регенератора при длительности отклика – 2 такта;

е) на выходе регенератора при длительности отклика – 3 такта.

Рис.11 Временные диаграммы сигнала в различных точках линейного тракта

Как видно из диаграмм, регенератор может работать без  ошибок при длительности отклика = 2 тактовых интервала. При длительности отклика = 3 тактовых интервала регенератор  восстанавливает сигнал с большим количеством ошибок.

 

6 Расчёт цепей дистанционного питания

Дистанционное питание (ДП) НРП осуществляется стабилизированным  током по искусственным цепям, организованным при помощи линейных трансформаторов  на парах прямого и обратного  направлений передачи по принципу «провод – провод». Цепи питания отдельных НРП включаются в цепь ДП последовательно. Питание может быть организованно как с одной из оконечных станций, так и с обеих одновременно (по полусекциям).

Расчёт напряжения ДП для секции или полусекции выполняется по формуле

,

где I_ДПНОМ – номинальный ток ДП; ΔI_ДП – максимально допустимое отклонение тока ДП от номинала; r_макс – километрическое сопротивление жил кабеля постоянному току при максимальной температуре; l_ДП – протяжённость секции (полусекции) ДП; n_НРП – количество НРП в секции (полусекции) ДП; U_НРП – падение напряжения на одном НРП.

Всю систему передачи разделим на 2 половины. Первые 11 НРП  будут запитаны из ОП1, другие 11 –  из ОП2.

На первой полусекции

В

На второй полусекции

 В

Как видно из результатов  вычислений, полученные значения укладываются в допустимые значения максимального  напряжения дистанционного питания  для ИКМ-120-4 (240 В).

На рисунке 12 приведена схема организации дистанционного питания для шлейфового НРП.

 

Рис.12 Схема организации дистанционного питания (Шлейфовый НРП)

 

На рис.13 приведена схема организации дистанционного питания на проектируемом участке.

 

 

 

 

 

Рис.13 Схема организации дистанционного питания

 

Заключение

В данном курсовом проекте рассмотрен вопрос замены аналоговой системы передачи К-60П на цифровую систему передачи ИКМ-120-4. Невозможность единовременной замены всего аналогового оборудования цифровым, в виду больших затрат материальных средств и времени, предполагает временную совместную работу АСП и ЦСП.

В процессе проектирования были рассчитаны следующие параметры:

• количество абонентов в пунктах: в пункте А составит 97180 абонентов, в пункте Б 10100 абонентов;
• необходимое количество каналов телефонной связи – 114, оставшиеся 6 каналов в резерве;
• значение коэффициента затухания участка кабельной линии составит 31,22 дБ.;
• длина регенерационных участков составит 3,054 км.;
• защищённость цифрового сигнала от собственной помехи составит 114,11 дБ. ;
• расчёт влияний ЦСП на АСП:

для участка ОП1 – НУП1 составит 126,743 дБ.

для участка НУП1 –  НУП2 составит 125,692 дБ.

для участка НУП2 –  НУП3 составит 132,985 дБ.

для участка НУП3 –  ОП2 составит 127,41 дБ.

Как видно из расчётов, ожидаемая защищённость АСП от помех со стороны ЦСП значительно выше допустимой. Следовательно, переходные помехи находятся в пределах нормы.

• расчёт переходных влияний ЦСП на ЦСП через третьи цепи;

Допустимые величины защищённости от переходных помех при  влияниях внутри четвёрки и при межчетвёрочных влияниях соответственно равны 14 дБ и 25,5 дБ. Как показали расчёты, в данной системе передачи имеется запас защищённости от переходных влияний между ЦСП.

На основе теоретических  расчетов построены временные диаграммы, отражающие качество передачи сигнала по ЦСП, а также диаграмма уровней сигнала в линейном тракте.

Произведён расчёт цепей  дистанционного питания, показывающий отсутствие необходимости размещения дополнительного ОРП. Из результатов вычислений, полученные значения укладываются в допустимые значения максимального напряжения дистанционного питания для ИКМ-120-4 (240 В).

 

 

Список используемых сокращений

 

АРУ - автоматическая регулировка усиления

АСП - аналоговая система передачи

АТС - автоматическая телефонная станция

АЦП - аналого-цифровой преобразователь

ВЗПС  -  внутризоновой первичная сеть

ВТЧ  - выделитель тактовой частоты

ГПС - городская первичная  сеть

ГТС - городская телефонная сеть

ДП - дистанционное питание

МПС - магистральная первичная сеть

МЧПИ - модифицированный код с чередующейся последовательностью

НРП - необслуживаемый регенерационный пункт

НУП - необслуживаемый усилительный пункт

ОП - оконечный пункт

ОРП - обслуживаемый регенерационный пункт

ПУ - предварительный усилитель

СПС - сельская первичная сеть

СР  - схема сравнения

ЦАТС - цифровая автоматическая телефонная станция

ЦСП - цифровая система передачи

ЦЛТ - цифровой линейный тракт

 

Список литературы

1. Иванов В.И.. Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для вузов – М.: Горячая линия – Телеком, 2003;
2. Кириллов В.И.. Многоканальные системы передачи: Учебник – М.: Новое издание, 2002;
3. Крухмалёв В.В., Гордиенко В.Н., Основы построения телекоммуникационных систем и сетей: Учебник для вузов – М.: Горячая линия – Телеком, 2004.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1

 

 

 

 

 

Рис.14 Диаграмма уровня сигнала на различных участках линии