Проект реконструкции участка первичной сети ЕВСС

Проект реконструкции участка первичной сети ЕВСС

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Проект реконструкции участка первичной сети ЕВСС»

Введение

В настоящее время на всех участках первичной сети ВСС (местном, внутризоновом и магистральном) еще достаточно широко используются аналоговые системы передачи (АСП), работающие по металлическим кабелям связи (К-60П по кабелю типа МКС 4х4х1,2, К-300 по кабелю МКТ-4, К-1920П и К-3600 по кабелю МК-4 и т.д.). В связи с поставленной задачей полной цифронизации первичной сети России, возникает необходимость реконструкции существующих участков сети с АСП. Основными типами отечественных цифровых систем передачи (ЦСП), применяемыми при реконструкции, являются ЦСП типа ИКМ-120, ИКМ-480С (симметричный кабель) и ИКМ-480 (коаксиальный кабель). Магистрали с АСП типа К-1920 и К-3600 реконструкции не подлежат и в перспективе будут заменены волоконно-оптическими системами передачи (ВОСП).

1. Расчет диаграммы уровней на участке M-N

Обслуживаемые усилительные станции (в дальнейшем будем их называть усилительными пунктами - ОУП) размещаются на концах секции дистанционного питания ДП.

ОУПы располагаются обычно в населенных пунктах, обеспеченных энерго- и водоснабжением, а также обязательно в пунктах, где осуществляется выделение и ввод групп каналов ТЧ.

Необслуживаемые усилительные станции (в дальнейшем их будем именовать необслуживаемые усилительные пункты - НУП) рекомендуется размещать внутри секция ОУП - ОУП равномерно и так, чтобы длина усилительного участка между НУП была бы равной некоторой номинальной длине, при которой обеспечивается требуемая величина защищенности при всех допустимых значений температуры грунта и неточности коррекции.

Однако, чаще всего между соседними ОУП не укладывается целое число участков номинальной длины. Тогда большинство участков выбирают с номинальной длиной, а один-два участка (иногда более) имеют длины меньше (укороченные участки) или больше (удлиненные участки) номинальной. Применение удлиненных участков следует избегать, т.к. это приводит к увеличению мощности шумов на выходе секции ОУП - ОУП. Длины усилительных участков и типы станций приведены в таблице.1

Таблица 1 - Длины усилительных участков и типы станций

Для определения уровня на входе НУП, ОУП, ОП необходимо найти километрическое затухание кабеля:

где  - километрическое затухание кабеля при температуре to=20oС;

 - температурный коэффициент затухания.

В линейных трактах систем передачи К-3600, К-1920П, К-1020, в качестве основных используется НУП без АРУ. Кроме того, линейные тракты этих СП содержат регулирующие НУП (НУП-Р), в которых имеется АРУ по КЧ (послерегулировка) и устройства АРУ по температуре грунта. С помощью последней производится предрегулировка. В линейный тракт систем К-3600 и К-1020Р, кроме названных НУП-Р входят НУП с коррекцией (НУП-К). Эти НУП отличаются от НУП-Р наличием корректора, предназначенного для устранения накапливающихся амплитудно-частотных искажений.

Для построения диаграммы уровней необходимо определить уровни передачи на входе и выходе каждого линейного усилителя при заданной температуре грунта. В проекте расчет осуществляется при максимальной температуре грунта.

На входе i-го НУПа уровень приема равен:

Где - уровень передачи на выходе предшествующего (i-1)-го усилителя, а

где: - затухание УУ при максимальной температуре грунта;

 - километрическое затухание при to=toмакс;

-длина i-го усилительного участка.

Определим затухание станционных устройств:

где: - затухание искусственной линии;

- затухание линейного трансформатора;

для УУ без ИЛ:

для УУ с использованием ИЛ:

;

Уровень передачи на выходе i -го НУП определяется по формуле:

Здесь Sуст - установочное усиление этого НУП, а Sх определяется видом АРУ, применяемым в данном НУП. Установочное усиление НУП определяется выражением:

для коаксиальных систем передачи:

По справочнику «Аппаратура сетей связи» определим номера регулирующих НУП (стр.152)

Участок ОП-ОУП: 1;5;9;13;17.

Номиналы Sуст: 39,8; 40,5; 41,2; 41,9; 42,6 …дБ

Выберем ближайший номинал установочного усиления:

В НУП, содержащих одновременно АРУ по КЧ и по температуре грунта (НУП-Р и НУП-К систем передачи К-1920П. К-3600, К-1020Р), АРУ по КЧ осуществляет послерегулировку и обеспечивает уровень передачи, равный номинальному значению, а грунтовая АРУ осуществляет под регулировку и изменяет уровень передачи относительно номинального значения.

В результате:

Если НУП-Р расположен непосредственно перед ОУП (ОП), то в этом НУП грунтовая АРУ выключается.

Величина Sгр для соответствующей СП рассчитывается по формуле:

-максимальная температура грунта для расчетного участка магистрали;

- средняя расчетная температура для данной СП.

Сведем выше приведенные расчеты в таблицу:

Таблица 2 - Данные расчета диаграммы уровней

2. Расчет допустимой и ожидаемой мощности собственных и линейных помех в канале АСП

Распределение общей нормы допустимой мощности помех между различными видами помех определяется технико-экономическими показателями многоканальной СП и типом линии связи.

В системах передачи коаксиального кабеля отсутствуют помехи от линейных переходов. Для применяемых в настоящее время коаксиальных СП К-1920П и К-3600:

Соотношение (2.1) позволяет определить допустимую мощность любого вида помех, следовательно  и

Псофометрическая мощность собственных шумов в ТНОУ в спектре канала ТЧ, от одного участка определяется из выражения:

где =0,56 - псофометрический коэффициент;

=-132дб для НУП;

=-131дб для ОУП и ОП - уровень собственных помех приведенных ко входу усилителя (i-го) НУП или ОУП для данной СП.

Мощности собственных шумов в канале от всех n участков магистрали суммируются:

Расчет мощности собственных помех по формулам (2.2) и (2.3) не учитывает влияния погрешности работы АРУ, установленных на усилителях, в частности АРУ по КЧ и грунтовой АРУ. В самом неблагоприятном случае эта погрешности приводят к снижению уровней передачи на выходе усилителей мощности собственных помех от каждого участка.

В системах передачи К-1920П, К-1020Р, К-3600 АРУ по КЧ также устанавливается, кроме OУП и ОП, на некоторых НУП (НУП-Р). На этих же НУП осуществляется, помимо послерегулировки по КЧ, предрегулировка по температуре грунта. Основные НУП, входящие в состав секции регулирования этих систем, вообще не имеют АРУ. Поэтому возможно понижение диаграммы уровней на секции регулирования за счет погрешности работы АРУ на НУП-Р. Общая мощность помех от секции регулирования, которая начинается с НУП-Р, равна в этих системах:

Общая мощность собственных помех от всей магистрали при использовании указавших систем передачи рассчитывается по формуле(2.4).

Для магистрали, содержащей N секций регулирования, общая мощность собственных шумов в канале от всех участков магистрали равна:

В нашем случае:

Для 1-й секции НУП 1Р - НУП 5Р:

Для 2,3,4-й секции НУП 5Р-НУП 9Р,НУП 9Р-НУП 13Р,НУП 13Р-НУП 17Р:

Для 5-й секции НУП 17Р - ОУП 18(для НУП 17Р ΔSгр=0):

Для 6-й секции ОУП 18 - НУП 20Р:

Для 7-й секции НУП 20Р - НУП 24Р:

Для 8-й секции НУП 24Р - НУП 28 Р

Для 9-й секции НУП 28Р - ОП-N:

Для ОП-N:

Общая мощность собственных шумов:

При расчете нелинейных помех следует учитывать помехи 2-го и 3-го порядков, а последние в свою очередь, разделяются на помехи 1-го и 2-го рода.

Псофометрическая мощность нелинейных помех 2-го порядка в ТНОУ с одного усилительного участка определяется выражением:

а 3-го порядка:

где мощность сигнала определяется в ТНОУ, определяемой при расчёте загрузки линейного тракта:

- затухание нелинейности в ТНОУ, соответственно 2-го и 3-го порядков, приведенные для различных систем передачи в таблице 6.3(1,стр45).

Где  - величена перекоса уровней,

Для НУП:  

Для НУП-Р:  

Для ОУП и ОП:  

Суммарные мощности нелинейных помех от всех участков магистрали определяются по формулам:

для помех 2-го порядка

для помех 3-го порядка

В последнем выражении "К" определяет нумерацию секций регулирования, Nк - общее количество таких секций, а nк - число усилителей в к-ой секции (включая последний усилитель этой секции с АРУ по КЧ). Под секцией регулирования понимается часть линейного тракта, расположенная между усилителями с АРУ по КЧ.

Общая мощность нелинейных помех в ТНОУ определяется в виде:

Полученное по формуле (2.5) и (2.11) значение сравнивается с допустимым.

Рассчитанная мощность помех составила:

собственных 126,03 пВт пс, что не превышает предельно допустимую величину мощности 175,9 пВт пс.

нелинейных 19,34 пВт пс, что не превышает предельно допустимую величину мощности 87,95 пВт пс.

3. Выбор цифровых систем передачи для реконструируемых участков сети

Таблица 3 - Типы организуемых каналов

Выберем тип системы передачи по заданному количеству каналов и заданному типу кабелю. Произведем выбор для следующих участков:

А-М и В-N (работают 2 АСП К-60П по МКCA-4х4х1,2)

Определим необходимое число каналов:=123+90=213 каналов ТЧ

С учетом действующих АСП N1=213+120=333

Для организации необходимого числа каналов по заданному кабелю МКС А, заменим АСП К-60П и используем три ИКМ-120У=148+75=223

С учетом действующих АСП N4=223+120=343

Для организации необходимого числа каналов по заданному кабелю МКС А, заменим АСП К-60П и используем три ИКМ-120У

Б-М и N-Г (работает АСП К-300 по кабелю МКТ-4)

Определим необходимое число каналов:=90+148=238 каналов ТЧ

С учетом действующих АСП N2=238+300=538

Для организации необходимого числа каналов по заданному кабелю МКТ-4, заменим АСП К-300, используем две ИКМ-480=90+112=202

С учетом действующих АСП N5=202+300=502

Для организации необходимого числа каналов по заданному кабелю МКТ-4, заменим АСП К-300, используем две ИКМ-480;Д (работает АСП К-60П по ЗКП-1х4х1,2)

Определим необходимое число каналов:=75+112=187 каналов ТЧ

С учетом действующих АСП N1=187+60=247

Для организации необходимого числа каналов по заданному кабелю ЗКП, заменим старую АСП К-60П и используем три ИКМ-120У

4. Схема организации связи на заданном участке сети

Построим схему организации связи на заданном участке основываясь на данные, рассчитанные в пункте 3 (тип выбранных систем передачи и необходимое число каналов). Схема на рис. 4.1.

Таблица 4 - Распределение СП по направлениям

5.