Московский технический университет связи и информатики

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего образования

Московский технический университет связи и информатики

Кафедра направляющих телекоммуникационных сред

 

Задания и методические указания

 к выполнению курсового проекта проектирование междугородней магистрали с использованием коаксиального кабеля

 

по курсу

 

НАПРАВЛЯЮЩИЕ СРЕДЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

 

для студентов 3 курса

(направление 11.03.02)

 

Москва 2017

План УМД на 2016/2017  уч. г.

 

 

Задания и методические указания

к выполнению курсового проекта проектирование междугородней магистрали с использованием коаксиального кабеля

 

по курсу

НАПРАВЛЯЮЩИЕ СРЕДЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

 

Составители: В. А. Колесников, к.т.н., доцент

                   А.Л. Зубилевич, профессор, к.т.н.

                       

 

 

        Составлена 100-вариантная система заданий на разработку курсового проекта по курсу «Направляющие среды электросвязи» и дается методика их выполнения.

 

 

Издание утверждено на заседании совета факультета «Сети и системы связи». Протокол № 6 от 21 февраля 2017 г.

 

 

Рецензент:  Р.М. Шарафутдинов, к.т.н., доцент

ВВЕДЕНИЕ

Задания и методические указания на выполнение курсового проекта составлены в соответствии с требованиями Программы курса НСЭ. Курсовой проект является итоговой работой в изучении теоретического материала. Для выполнения курсового проекта требуется предварительно изучить все основные разделы курса. Полученные в процессе работы над КП знания способствуют усвоению и закреплению материала программы и позволяют в дальнейшем перейти к выполнению выпускной квалификационной работы бакалавра по линейным сооружениям сетей телекоммуникации.

 

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНEНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

 

Задания на курсовой проект составлены в 100 вариантах. Номер варианта задания определяется двумя последними цифрами номера студенческого билета. Например, если номер студенческого билета № 78I75, то вариант задания 75. Курсовой проект, выполненный не по своему варианту, студенту не возвращается и аннулируется. Желающие разрабатывать КП по углубленному индивидуальному заданию,  могут обратиться на кафедру «Направляющие телекоммуникационные среды» ауд. А-443 (телефоны: 8-495-957-77-33, 8-495 957-79-43).

 При выполнении курсового проекта используются расчетные формулы, приведенные в данных методических указаниях и в учебнике [1]. На все формулы, нормы, схемы и т.д., взятые из любого источника, следует давать ссылки с указанием этого источника, номера страницы или формулы, например [1 (6.54)].  

Расчеты рекомендуется выполнять с помощью средств вычислитель­ной техники.  Если требуется рассчитать заданный пара­метр в диапазоне частот, то его необходимо подробно рассчитать на одной частоте ( пример расчета)

с обязательной подстановкой численных значений входящих в формулу параметров, результаты расчетов для остальных частот сводятся в таблицу.  Дать пояснения к приводимым схе­мам и описать физику процессов. В конце каждой главы сделать краткие выводы. 

Курсовой проект выполнить на стандартных листах писчей бумаги формата А4 и сброшюровать их в папку. Страницы текста, таблицы и рисунки пронумеровать, озаглавить таблицы и дать подрисуночные подписи. Эскизы и схемы выполнять на стандартных листах формата А4 или на кальке с соблюдением требований ГОСТ, ЕСКД. Текст писать без излишних подробнос­тей, выводы дать лаконичными, а предлагаемые ре­шения - краткими, в форме рекомендаций. В начале КП поместить оглавление и введение, а в конце – заключение и список использованной литературы. Курсовой проект, выполненный без соблюдения перечисленных требований, не оценивается и возвращается для переработки.

В тех случаях, когда рассчитанные по исходным данным величины не удовлетворяют техническим требованиям (нормам), необходимо указать причину, почему в данном случае норма не удовлетворяется и какие меры следует принять, чтобы данная норма выполнялась.

Курсо­вой проект, допущенный к защите после внесения исправлений по имеющимся замечаниям рецензента, защищается в комиссии на кафедре НТС по расписанию защит курсовых проектов. 

 

Варианты трасс кабельных магистралей                             Таблица 1

Варианты индивидуального задания для курсового проекта

Номер трассы*

Трасса магистрали

Пункт А Население пункта А, тыс.чел. ** Пункт Б Население пункта Б, тыс. чел. **

00

Пенза

517,4

Самара

1164,9

01

Абакан

164

Ачинск

109,2

02

Абакан

164

Канск

94,05

03

 Архангельск

356

Елец

108,4

04

 Астрахань

520,7

Саратов

837,8

05

Абакан

164

Красноярск

980,6

06

Астрахань

520,7

Элиста

103,1

07

Златоуст

168,9

Набережные Челны

513,2

08

Кемерово

532,9

Новосибирск

1485,3

09

Брянск

415,6

Смоленск

326,9

10

Барнаул

612,7

Новосибирск

1485,3

11

Благовещенск

219,9

Хабаровск

577,7

12

Березники

156,6

Серов

98

13

Брянск

415,6

Москва

11551,9

14

Барнаул

612,7

Кемерово

532,9

15

Брянск

415,6

Курск

414,6

16

Барнаул

612,7

Томск

524,3

17

Черкесск

121,4

Пятигорск

142,5

18

Климовск

56,1

Тула

501,1

19

Владимир

345,6

Ногинск

102,1

20

Волгоград

1021,2

Саратов

837,8

21

Владимир

345,6

Иваново

403

22

Воронеж

975,7

Курск

414,6

23

Вологда

301,6

Ярославль

591,5

24

Владивосток

616,9

Хабаровск

577,7

25

Волгоград

1021,2

Ставрополь

400,5

26

Воронеж

975,7

Пенза

517,4

27

Воронеж

975,7

Орёл

317,9

28

Владимир

345,6

Ярославль

591,5

29

Великие Луки

98,6

Новгород

214,8

30

Грозный

271,6

Ставрополь

400,5

31

Астрахань

520,7

Волгоград

1021,2

32

Кызыл

110

Канск

94,05

33

Братск

246,4

Красноярск

980,6

34

Кемерово

532,9

Самара

1164,9

35

Курган

322,4

Омск

1154

36

Казань

1145,4

Самара

1164,9

37

Краснодар

744,9

Ставрополь

400,5

38

Кострома

269,7

Рыбинск

200,1

39

Липецк

508,1

Пенза

517,4

40

Липецк

508,1

Белгород

356,4

41

Липецк

508,1

Курск

414,6

42

Коломна

148,4

Серпухов

123,1

43

Котлас

58,9

Сыктывкар

235

44

Вятка

498,7

Ижевск

628,1

45

Казань

1145,4

Ижевск

628,1

46

Кострома

269,7

Нижний Новогород

1255,2

47

Курган

322,4

Омск

1154

48

Красноярск

980,6

Новокузнецк

563,9

49

Мурманск

307,7

Санкт-Петербург

4884,8

50

Магнитогорск

410,4

Челябинск

1130,3

51

Магнитогорск

410,4

Уфа

1062,3

52

Магнитогорск

410,4

Оренбург

547

53

Махачкала

577,9

Ставрополь

400,5

54

Махачкала

5779

Нальчик

240,1

55

Волгоград

1021,2

Ростов-на-Дону

1089,9

56

Москва

11551,9

Новгород

214,8

57

Москва

11551,9

Тула

501,1

58

Липецк

508,1

Тамбов

280,4

59

Армавир

187,8

Ставрополь

400,5

60

Новгород

214,8

Санкт-Петербург

4884,8

61

Калуга

325,2

Рязань

525,1

62

Нижний Новгород

1255,2

Самара

1164,9

63

Нижний Новгород

1255,2

Саранск

297,4

64

Нижний Новгород

1255,2

Иваново

403

65

Новгород

214,8

Псков

203,3

66

Томск

524,3

Новосибирск

1485,3

67

Набережные Челны

513,2

Сарапул

98,2

68

Нижний Тагил

361,9

Пермь

991,5

69

Калуга

325,2

Ижевск

628,1

70

Пермь

991,5

Ижевск

628,1

71

Омск

1154

Тюмень

581,8

72

Оренбург

547

Тюмень

581,8

73

Оренбург

547

Орск

239,8

74

Пенза

517,4

Саранск

297,4

75

Нижний Тагил

361,9

Екатеринбург

1353,1

76

Нижний Тагил

361,9

Красноуральск

27,1

77

Екатеринбург

1353,1

Челябинск

1130,3

78

Ижевск

628,1

Стерлитамак

273,4

79

Орёл

317,9

Мичуринск

98,8

80

Ростов-на-Дону

1089,9

Ставрополь

400,5

81

Рязань

525,1

Тула

501,1

82

Пенза

517,4

Тольятти

719,5

83

Тверь

404,1

Ярославль

591,5

84

Москва

11551,9

Смоленск

326,8

85

Тамбов

280,4

Саратов

837,8

86

Улан-Удэ

404,4

Чита

325,3

87

Хабаровск

577,7

Чита

325,3

88

Самара

1164,9

Ульяновск

613,8

89

Сызрань

179,4

Самара

1164,9

90

Ярославль

591,5

Череповец

312,9

91

Чебоксары

453,6

Самара

1164,9

92

Уфа

1062,3

Челябинск

1130,3

93

Барнаул

612,7

Самара

1164,9

94

Чита

325,3

Иркутск

587,2

95

Чита

325,3

Тайшет

35,4

96

Курск

414,6

Брянск

415,6

97

Курск

414,6

Орёл

317,9

98

Курск

414,6

Белгород

356,4

99

Курск

414,6

Воронеж

975,7

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

 

 1. Андреев В.А. , Портнов Э.Л., Кочановский Л.Н. Направляющие системы

электросвязи. Учебник для вузов. Том 1. Теория передачи и влияния. -М. Горячая линия – Телеком, 2009.-424с.

2. Андреев В.А., Бурдин В.А., Кочановский Л.Н.,Портнов Э.Л., Попов В.Б. Направляющие системы электросвязи. Том 2. Проектирование, строительство и техническая эксплуатация. – М. Горячая линия – Телеком, 2010.-424с.

Дополнительная

 

1. Портнов Э.Л. Электрические кабели связи на сети России. Учебное

          пособие. «Инсвязьиздат», М. 2003, -246с.

2. Ксенофонтов С.Н., Портнов Э.Л.  «Направляющие системы электросвя-

       зи».Сборник задач, 2-е издание; «Горячая линия-Телеком», 2009, -268с.

   3. Портнов Э.Л., Зубилевич А.Л., Электрические кабели связи и их    

       монтаж, 2-е изд., М., Горячая линия-Телеком, 2010. -264с.

 

          ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕЖДУГОРОДНЕЙ

          МАГИСТРАЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОАКСИАЛЬНОГО                                         

                                               КАБЕЛЯ

При проектировании междугородной кабельной магистрали необходимо:

1. Выбрать и обосновать трассу магистрали между заданными    городами;

2.  Определить число каналов на магистрали;

3.  Обосновать выбор системы передачи  и коак­сиального кабеля;

4. Выполнить конструктивный расчет кабеля, вычертить поперечный разрез кабеля с указанием его марки и размеров всех элементов по образцу ( Рис. 1) .

5. Рассчитать параметры передачи коаксиальной пары в диапазоне частот работы выбранной системы передачи;

6. Определить длину усилительного участка и дать схему размеще­ния НУП и ОУП на магистрали;

7.  Рассчитать параметры взаимного влияния между коаксиальными парами;

8. Рекомендовать мероприятия и схемы по защите кабелей от внешних влия­ний, от ударов молнии и от коррозии;

9. Составить смету на строительство линейных и станционных сооружений магистра­ли связи по укрупненным показателям и определить срок окупаемости проектируемой магистрали.

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРОЕКТА

 

1.  Выбор трассы магистральной линии

 

Целью данного раздела  является:

 -создание современной телекоммуникационной сети в интересах населения, народно-хозяйственного комплекса;

 - организация качественной связи для передачи информации различного вида между характеризуемыми населёнными пунктами.

Необходимо обосновать строительство линии связи между выбранными пунктами. Тяготение выбранных пунктов по услугам связи зависит, в первую очередь, от численности населения. Кроме того, степень заинтересованности во взаимосвязи зависит от экономических, культурных и социально-бытовых отношений между населением оконечных пунктов.

Привести краткую характеристику оконечных пунктов трассы (табл. 1).

При проектировании трассы необходимо обеспечить:

- наикратчайшую протяженность трассы;

- наименьшее число препятствий усложняющих и удорожающих стоимость строительства (реки, карьеры, дороги  ЛЭП и др.);

- максимальное применение механизации при строительстве;

- максимальные удобства при эксплуатационном обслуживании.

В соответствии с требованиями «Земельного кодекса РФ» размещение трасс для строительства следует осуществлять на землях наименее пригодных для ведения сельского хозяйства.

Все другие требования, учитываемые при выборе трассы можно свести к трём следующим:

- минимальные капитальные затраты на строительство,

- минимальные эксплуатационные расходы,

- удобство обслуживания.

Для соблюдения указанных требований трасса должна иметь наикратчайшее расстояние между указанными пунктами и наименьшее количество препятствий. За пределами населённых пунктов трассу выбирают в полосе отвода автомобильных или железных дорог. Допускается спрямление трассы кабеля, если прокладка вдоль дорог значительно удлиняет трассу. При выборе варианта трассы используется карта местности между заданными пунктами, обычно это атлас автомобильных дорог России или Интернет ресурсы.

На территории населённых пунктов кабель прокладывается в телефонную канализацию, причём стремятся к максимальному использованию существующей канализации и резервных каналов. Ориентировочный объём прокладки кабеля в канализации устанавливается в пределах 3-4 км на каждый город с населением до 500 тыс. жителей, расположенный на трассе. Из общей протяжённости канализации 40-50% предусматривается, как существующая. В условиях стеснённой местности, где использование мехколонны нецелесообразно, прокладка кабеля предусматривается в готовую траншею, разрабатываемую экскаватором или вручную (5-10% от протяжённости трассы), остальная часть прокладывается кабелеукладчиком.

Глубина прокладки подземных кабелей в грунт составляет 1,2 м.

Рассматривают три или два варианта трассы проектируемой магистрали.

Результаты сравнения различных вариантов трассы сводят в итоговую таблицу. Пример сравнения трех вариантов трассы между городами А и Б приведен в таблице 2.

 

Характеристика вариантов трассы                                               Таблица 2

 

 

Характеристика трассы

 

 

един.изм.

 

Кол-во единиц по вариантам

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

  1. Общая протяженность Вдоль шоссейных дорог Вдоль железных дорог Вдоль грунтовых дорог По бездорожью 2. Способ прокладки Кабелеукладчиком Вручную В канализации 3. Количество переходов Через железные дороги Через несудоходные реки Через шоссейные дороги   4.Число обслуживаемых усилительных пунктов 5.Число необслуживаемых усилительных пунктов

 

км

 

 

км

 

пер.

 

 

пункт.

 

пункт.

 

 

 

248,0

178,0

70,0

-

-

 

241,0

-

7,0

 

1

4

1

 

1

 

43

 

 

225,0

151,3

73,7

-

-

 

218,7

-

6,3

 

1

2

5

 

1

 

38

 

  212,8 204,6 - - -   204,6 - 8,2   1 2 4   1   36    
               

 

 

Вывод: Очевидно, что по технико-экономическим соображениям наиболее целесообразно, для строительства кабельной линии использовать третий вариант. Трасса имеет наикратчайшее расстояние между населенными пунктами и проходит вдоль автомобильной дороги, соответственно при эксплуатации и обслуживании данной трассы будут минимальные затраты.

2.  Определение числа каналов на магистрали

Число каналов, связывающих заданные оконечные пункты, в основном зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заин­тересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.

Численность населения в любом областном центре и в области в целом может быть определена на основании статистических данных последней переписи населения. Обычно перепись населения осуществляется один раз в десять лет, поэтому при перспективном проектирова­нии следует учесть прирост населения. Количество населения в задан­ном пункте и его подчиненных окрестностях с учетом среднего прирос­та населения составляет:

                                                (1)                              

где  - народонаселение в период переписи населения (см.табл.1), чел. ;

P- средний годовой прирост населения в данной местности, %

 (принимается по данным переписи 2-3%);

t- период, определяемый как разность между назначенным годом

перспективного проектирования и годом проведения переписи населения.

Год перспективного проектирования принимается на 5-10 лет вперед по сравнению с текущим временем. В курсовом проекте следует принять 5 летвперед. Следовательно, где tт- год сос­тавления проекта; to- год, к которому относятся данные .

Степень заинтересованности отдельных групп населения во взаимо­связи зависит от политических, экономических, культурных и социаль­но-бытовых отношений между группами населения, районами и областями. Взаимосвязь между заданными оконечными и промежуточными пунктами определяется на основании статистических данных, полученных предприя­тием связи за предшествующие проектированию годы. Практически эти взаимосвязи выражают через коэффициент тяготения , который, как показывают исследования, колеблется в широких пределах (от 0,1 до 12 %): В курсовом проекте следует принять .

Учитывая это, а также то обстоятельство, что телефонные каналы в междугородной связи имеют превалирующее значение, нео6ходимо оп­ределить сначала количество телефонных каналов между заданными оконечными пунктами. Для расчета телефонных каналов используют приближенную формулу:

                                             (2)

где  и - постоянные коэффициенты, соответствующие фиксиро­ванной

доступности и заданным потерям; обычно потери задаются 5 %, тогда, =1,3; =5,6;

- коэффициент тяготения, = 0,05 (5 %);

 - удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, =0,05 Эрл;

 и - количество абонентов, обслуживаемых оконечными станциями

АМТС соответственно в пунктах А и Б.

В перспективе количество а6онентов, обслуживаемых той или иной оконечной АМТС, определяется в зависимости от численности населе­ния, проживающего в зоне обслуживания. Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами 0.7, определим  количест­во абонентов в зоне АМТС:

                         

                                                 (3)

где  - из формулы (1).

Таким образом можно рассчитать число каналов для телефонной свя­зи между заданными оконечными пунктами, но по кабельной магистрали организуют каналы и других видов связи, а также должны проходить итранзитные каналы. Общее число каналов между двумя междугородными станциями заданных пунктов

                         

                          (4)

где  - -число двухсторонних каналов для телефонной связи;

 - то же для телеграфной связи;

 - то же для передачи телевидения;

 - то же для передачи проводного вещания;

 - то же для передачи данных;

 - то же для передачи газет;

 - транзитные каналы.

Поскольку число каналов для организации связи различного назна­чения может быть выражено через число телефонных каналов, т.е. ка­налов ТЧ, например:

 1 ТВ кан. = 1600 TФ кан.; 1 ТГ кан. = 1/24 ТФ кан.; 1 ПВ кан. = 3 ТФ кан. и т.д., целесообразно общее число кана­лов между заданными пунктами выразить через телефонные каналы. Для курсового проекта можно принять:

 

Тогда общее число каналов можно рассчитывать по упрощенной формуле

                                            (5)

где

- число двухсторонних телефонных каналов определяют по (2);

 - число двухсторонних телевизионных каналов.

В курсовом проекте следует предусмотреть один или два теле­визионных канала.  

 

3.  Выбор системы передачи и коак­сиального кабеля

Система передачи и тип кабеля выбираются в зависимости от ожидаемой перспективной потребности в каналах связи на проектируемой магистрали таким образом, чтобы при соблюдении необходимых качественных показателей проектируемая магистраль была экономичной как по капитальным затратам, так и по эксплуатационным расходам. При проектировании коаксиальных кабельных магистралей рекомендуется кабель типа КМ-4, в зависимости от условий прокладки используются кабели КМГ-4, КМБ-4, КМК-4. Применяется однополосная четырехпроводная однокабель­ная система связи. Система передачи в зависимости от варианта выбирается из табл. 5. Для организации требуемых каналов теле­фонной связи каналов телевидения можно предложить следующие четыре варианта решения.

1. Кабель имеет четыре стандартизованные коаксиальные пары, уп­лотненные двумя системами К-1920П. Каждая система позволя­ет организовать 300 каналов телефонной связи и один канал телевиде­ния. Следовательно, две системы - 600 телефонных и два телевизион­ных канала.

2. Кабель имеет четыре стандартизованные коаксиальные пары, уп­лотненные двумя системами К-1920П. Одна система позволяет ор­ганизовать 1920 каналов телефонной связи, а другая канал телевидения и 300 каналов телефонной связи.

3. Четыре пары могут быть уплотнены следующим образом: две пары системой К-3600, а две другие пары системой К-1920П. Сле­довательно, можно получить 2220 телефонных каналов и два канала телевидения.

4. Четыре коаксиальные пары можно уплотнить двумя системами К-3600 и получить 3900 телефонных каналов и два канала телевидения.

Конструкция кабеля типа КМ-4 приведена на Рис.1.


 

Рис. 1  Коаксиальный кабель КМ-4 (Г, Б, К)

                                               

 

4.  Конструктивный расчет кабеля  КМ-4

 

Требования к поперечному разрезу кабеля: все детали, видимые в разрезе, изображать в масштабе 2:1; сердечник кабеля должен быть круглым; разрезы деталей заштриховать в соответствии с ЕСКД однако при изображении мелких деталей (экранов, тонких оболочек) штриховку можно заменить легкой растушевкой карандашом по цвету материала детали (медь – красным, сталь – серым, поясную изоляцию - светло-зеленым); показать конструкцию изоляции. Все элементы конструкции должны иметь наименование.

При разработке чертежа необходимо выполнить расчеты размеров всех элементов, входящих в состав кабеля. Диаметр внутреннего (центрального) проводника dстандартизованной коаксиальной пары задан в табл. 3. Внутренний диаметр внешнего (трубчатого) проводни­ка задан в табл. 4. Наружный диаметр заданной стандартизованной коакси­альной пары определяется выражением:

 

мм,                                        (6)

где  - внутренний диаметр внешнего проводника, мм;

 - толщина внешнего проводника, мм. (табл.4);

 - толщина экрана из двух стальных лент, каждая по 0,15 - 0,2 мм;

 - толщина изоляционного слоя поверх коаксиальной пары  из 2-3 слоев кабельной бумаги K-17, каждый слой по 0,17 мм.

Диаметр сердечника определяется выражением:                     

мм.                                                                 (7)

        Полный диаметр коаксиального кабеля рассчитывается по формуле:                          

мм,              (8)

    

где

 - толщина поясной изоляции(три слоя бумаги К -17), 0.51мм;

 -толщина свинцовой оболочки, 2.0 мм;

-толщина внутреннего джутового покрытия, 1.5 мм;

-толщина брони из двух стальных бронелент, 0.3 мм;

- толщина внешнего джутового покрытия, 2.0 мм.

 

 

5.  Расчет параметров передачи

Рассчитать параметры передачи стандартизованной коаксиальной пары, исходные данные выбрать из табл. 3, 4, 5.

 

 

Исходные данные для расчета                                                      Таблица  3

Параметр

Предпоследняя цифра номера студенческого билета

    I 2 3 4 5 6 7 8 9 0
Диаметр внутрен­него пр. d, мм     2,6     2,5     2,45     2,5     2,6     2,55     2,45     2,6     2,5     2,55

 

Исходные данные для расчета                                                       Таблица  4

Параметр

Последняя цифра номера студенческого билета

    I 2 3 4 5 6 7 8 9 0
Внутренний диаметр внешнего про­водника. D,мм   Толщина внешнего проводника t,мм                       9.4     0.3   9.45     0.15   9.5     0.2   9.4     0.25   9.45     0.3   9.5     0.15   9.4     0.2   9.45     0.25   9.5     0.3   9.4     0.2

 

Исходные данные для расчета                                                      Таблица   5

Параметр

Последняя цифра номера студенческого билета

1 2 3 4 5   6   7 8 9 0
Система передачи К-1920 К-3600 К-1920 К-3600 К-1920 К-3600 К-1920 К-3600 К-1920 К-3600

 

Для аналоговой системы передачи типа К расчет выполнить для пяти зна­чений частот, распределенных примерно равномерно в диапазоне от ƒн - нижней до ƒв - верхней частоты линейного спектра [1, табл. 1.2]

Мате­риал внутреннего и внешнего проводников – медь.

По результатам расчетов построить графики частотной зависимости параметров передачи, дать их анализ и сравнить с типовыми [1, рис. 6.10 и 6.12].

Основные формулы

Расчет первичных параметров передачи коаксиальной пары:

Активное сопротивление коаксиальной пары с медными проводниками:

,  Ом/км.                             (9)

Индуктивность коаксиальной цепи:

, Гн/км,      (10)

где

Lа - внутренняя индуктивность внутреннего проводника, Гн/км;

Lб - внутренняя индуктивность внешнего проводника, Гн/км;

Lвн - внешняя индуктивность цепи (или межпроводниковая индуктивность), Гн/км.

Емкость коаксиальной цепи:

C=εr∙10-6/[18∙1n(D / d )], Ф/км.                                                (11)

где

 εr - диэлектрическая проницаемость изоляции коаксиальной пары [1,табл. 6.3].       

Проводимость изоляции коаксиальной цепи:

,Cм/км,                                                                 (12)

где

w - круговая частота (w=2pf);

C - ёмкость коаксиальной цепи;

tgd - тангенс угла диэлектрических потерь [1,табл. 6.3].

 

Расчет вторичных параметров передачи коаксиальной пары:                           

 Величина волнового сопротивления коаксиального кабеля на частотах >2 МГц практически не изменяется и может определяться непосредственно через габаритные размеры коаксиальной пары (d и D) и параметры изоляции (e):       

Ом.                                                       (13)

    Для определения волнового сопротивления на низких частотах можно воспользоваться выражениями используемыми для оценки Zв симметричных цепей.

В области высоких частот коэффициент затухания целесообразно выражать непосредственно через габаритные размеры (d и D) и параметры изоляции (e и tgd):

 

 дБ/км. (14)

        

Коэффициент фазы определяет угол сдвига между током (или напряжением) на протяжении одного километра. Для определения коэффициента фазы в областях высоких частот можно пользоваться выражением:               

        

b= , рад/км,                                                             (15)

        

В области высоких частот, когда скорость не зависит от частоты и определяется только параметрами кабеля, скорость распространения электромагнитной энергии по направляющей среде можно выразить через e:

, км/с,                                                        (16)

где

С - скорость света (300 000 км/с).

 

6.  Размещение усилительных пунктов на магистрали

 

Усилительные пункты (УП) размещают с учетом допустимых длин усилительных участков для выбранной системы передачи и параметров кабеля. Кроме того, в зависимости от принятой системы дистанционного питания учитывают допустимое количество питаемых необслуживаемых НУП между двумя ОУП. Количество НУП в секции ОУП-ОУП не должно превышать 30 для системы передачи К-1920П, 60 - дляК-3600. В проекте необходимо стремиться к достижению этих максимальных значений, что позволяет уменьшить общее количест­во ОУП  на магистрали. ОУП, как правило, располагают в городах или населенных пунктах, где они могут быть обеспечены электроэнергией, водой, топ­ливом, культурно-бытовыми условиями для обслуживающего персонала. НУП, как правило, оборудуют на возвышенных, незатопляемых местах с возможностью организации к ним подъезда и минимальным ущербом дляплодородных земель, лесных массивов и т.д. Длина усилительного участка определяется из следующего выражения:

                                      (17)

где - энергетический потенциал аппаратуры; у аппаратурыК-1920П и

К-З600 дБ,  - коэффициент затухания коаксиальной пары на верхней частоте , полученный из предыдущих расчетов (14). В конце этого раздела привести отдельную схему распределения УП  на магистрали. Ее не следует совмещать с копировкой из кар­ты. Для удобства строительства и эксплуатации междугородных магистралей устанавливают следующую систему нумерации ОУП и НУП: счет УП ведут от административного центра большего значения к меньшему; на линиях, соединяющих центры одинакового значения, с севера на юг и с запада на восток. Нумерацию НУП ведут внутри каждой секции ОУП-ОУП дробью: в числителе указывается номер НУП, а в знаменателе - номер предыдущего ОУП, (ОП). Приведем пример схемы размещения усилительных пунктов на магистрали, уплотненной аппаратурой К-1920П (рис. 2).

 

ОП-1
ОУП-2
ОУП-3
1/1
2/1
30/1
1/2
2/2
30/2
НУП
l уу

 


            Рис. 2. Схема размещения ОУП и НУП на магистрали

 

7.  Расчет параметров взаимного влияния коаксиального кабеля

Влияния рассчитываются между коаксиальными парами в кабеле КМ-4 на частотах 100кГц, 200кГц, 300кГц и 500кГц.

Коаксиальные пары экранированы спирально наложенными стальными лентами толщиной и шагом   с относительной магнит­ной проницаемостью .

 По результатам расчетов строят графики частотных зависимостей парамет­ров взаимного влияния. Рассчитанные величины  анализируют и  сопоставляют с нормами [1, с. 343].

 

Основные формулы

 

Сопротивление связи:

, Ом,               (18 )

где

· k - коэффициент вихревых токов;

· rb - внутренний радиус внешнего проводника, мм;

· rc - внешний радиус внешнего проводника, мм;

· t - толщина внешнего проводника, мм;(табл.1. 4)

· ,Ом/км

В формуле (1.18)  коэффициент  приводит в соответствие размерность мм и км, так как размерность N Ом/км.                                                 

Значения /N/, необходимые для расчета сопротивления связи Z12

в зависимости от толщины внешнего проводника выбираются из

 [1,табл. 9.1.]

Магнитная связь:

, Ом,                                                                      (19 )

где

· Z12 - сопротивление связи влияющей цепи;

· Z21 - сопротивление связи цепи подверженной влиянию;

· Z3 - полное продольное сопротивление третьей цепи.

Полное продольное сопротивление третьей цепи:

Z3=Z11+Z22+iwL3, Ом,                                                           (20)

где          

· Z11 - собственное продольное сопротивление внешнего проводника влияющей цепи;

· Z22 - собственное продольное сопротивление внешнего проводника цепи, подверженной влиянию;

· wL3 - сопротивление третьей цепи, обусловленной внешней индуктивностью L3, создаваемой магнитным полем между внешними проводниками коаксиальных пар.

    

                                (21)  

 

где а – расстояние между центрами коаксиальных пар; r3внешний радиус внешнего проводника; t – толщина изоляции. При отсутствии изоляционного покрытия коаксиальных пар значение L3 = 0. Обычно коаксиальные пары изолируются диэлектриком – бумажными или пластмассовыми лентами. В этом случае t ≠ 0; a > 2r3; L3 > 0, а ωL3 >> Z11 + Z22. В результате получаем:

 

Z3 ≈ ωL3, Ом                                                                         (22)

 

Переходное затухание на ближнем конце при соприкасающихся внешних оголенных проводниках по всей длине:

, дБ,                                                     (23 )

где

· Zв - волновое сопротивление коаксиальной цепи (Zв=75 Ом);

· g=a+ib - коэффициент распространения электромагнитной энергии по коаксиальной цепи;

· Z3 - полное продольное сопротивление третьей цепи;

·  - длина цепи влияния, км.

Переходное затухание на дальнем конце при соприкасающихся внешних оголенных проводниках по всей длине:

= + , дБ,                                 (24)

где

· a - коэффициент затухания цепи, дБ/км;

· - защищенность от помех, дБ.

Защищенность от помех при соприкасающихся внешних оголенных проводниках по всей длине:

, дБ.                                                (25)

 

 

8. Мероприятия и схемы по защите кабелей от внешних влия­ний,

                            от ударов молнии и от коррозии

 

На работу кабельных линий связи целый ряд посторонних источников оказывают не6лагоприятные воздействия: линии электропередачи (ЛЭП),контактные сети электрифицированных железных дорог, атмосферное электричество (удары молнии), передающие радиостанции. Указанные внешние источники создают в цепях кабельных линий связи опасные и мешающие влияния. В данном разделе необходимо дать основные рекомендации и краткое описание мероприятий по защите проектируемой трассы кабеля от опас­ных и мешающих влияний высоковольтных линий электропередачи, электри­фицированных железных дорог переменного и постоянного тока, ударов молнии и по за­щите металлических оболочек кабеля от коррозии. Должны быть приве­дены и описаны основные схемы защиты от указанных влияний и всех видов коррозии, имеющихся на проектируемой магистрали [1, глава10].

 

 

9.   Расчет срока окупаемости проектируемой магистрали

 

Важнейшим разделом любого проекта, является технико-экономическое обоснование, подтверждающее целесообразность и необходимость внедрения данного проекта.

Ниже приведен пример расчета срока окупаемости проектируемой магистрали для исходных данных, приведенных в таблице 6.

Рассчитаем капитальные затраты проектируемой магистрали. Исходные данные для расчетов представлены в таблице  6.

 

Исходные данные                                                                         Таблица  6

Тип кабеля КМБ-4
Строительная длина кабеля, м 500
Система передачи К-1920П
Число каналов 600
Длина трассы, км 212,8

 

Капитальные затраты складываются из затрат на станционные, линейные и гражданские сооружения, и рассчитываются, как правило, укрупненным методом.

Капитальные затраты на линейные сооружения включают в себя стоимость кабеля и его прокладки, монтажа и испытания муфт (табл. 7).

 

Капитальные затраты на линейные сооружения               Таблица 7

Наименование оборудования Кол-во единиц Стоимость единицы, тыс. руб. Общая стоимость, тыс. руб.
: Кабель КМБ-4   Транспортные расходы(14% от стоимости кабеля)   Строительные и монтажные работы по прокладке с учетом накладных расходов и плановых накоплений (80% от стоимости кабеля)   212.8     14   80     40.0     8512   8512   8512     1191.68   6809.6    

Всего:

16513.28


Таким образом капитальные затраты на линейные сооружения составляют 16513.28 тыс. рублей. Капитальные затраты на магистраль определяют по укрупненным показателям исходя из структуры капитальных затрат на магистраль согласно тарифам на строительно-монтажные работы ОАО "Связьстрой-7" (на 2016 г.). Согласно структуре капитальных затрат на магистраль затраты на линейные сооружения составляют 54.8% от итоговых капитальных затрат. Тогда капитальные затраты на магистраль могут быть сведены  в таблицу 8.   

Капитальные затраты на магистраль            Таблица  8

Наименование капитальных затрат Капитальные затраты, тыс. руб. Структура капитальных затрат в % к итоговым  
Технические здания ОУП, СУ. 3007.35 9.98
Каналообразующая аппаратура ОУП, НУП, СУ. 10456.4 34.7
Линейные сооружения 16513.28 54.8
Электропитающие установки (ЭПУ) 158.71 0.53
Всего 30136.74 100

 

Капитальные затраты на проектируемую магистраль составят:

30136.74 тыс. рублей.

 

Расчет годовых расходов на производство и реализацию услуг связи

 

В расходы на производство и реализацию услуг связи входят расходы на оплату труда, отчисления на социальные нужды, затраты на расходные материалы и запчасти, амортизационные отчисления, прочие расходы.

Расходы на оплату труда определяются фондом оплаты труда (ФОТ), который может быть рассчитан по формуле:

, руб.                                          (26)

где 12 – число месяцев в году;

ФЗП – заработная плата за один месяц;

ФПР – премиальный фонд;

ФДОП – надбавки к заработной плате.

Помесячная заработная плата определяется тарифными ставками или должностными окладами работников соответствующей квалификации:

, руб.                                                            (27)

где ФЗПмесi – заработная плата i – го работника за один месяц;

ni – число работников i – ой квалификации;

N – общее число работников.

Количество работников ЛАЦ одной станции, оснащенной аппаратурой К-1920П, составляет 5 человек: 1 инженер, 2 электромеханика, 2 электромонтера.

Численность работников ремонтно-восстановительной бригады, обслуживающих кабельную трассу, определим по формуле:

MРВБ = [( Н ∙ L ) / Т ] ∙ KОТП , чел.                                                    (28)

где: H – норматив на ремонтно-восстановительные работы на магистрали

(3,9 чел-час/км в месяц);

L – протяженность трассы;

T = 175 час. – рабочее время одного работника за один месяц;

KОТП = 1,08 – коэффициент, учитывающий необходимость подмены работников на время отпуска.

MРВБ = [( 3,9 ∙ 212,8 ) / 175] ∙ 1,08 = 6 человек.

Штат работников ремонтно-восстановительной бригады: 2 электромеханика , 4 кабельщика-спайщика.

Сверх штата устанавливается должность начальника и инженера с категорией.

Штат работников, обслуживающих кабельную магистраль, а также их примерную месячную заработную плату представим в таблице  9.

 

 

Штат работников и их месячная зарплата                    Таблица  9

Наименование должности работника Месячная заработная плата, руб. Количество штатных единиц
Начальник 25000 1
Инженер с категорией 21000 1
Инженер 18000 1
Электромеханик 17000 4
Электромонтер 15000 2
Кабельщик-спайщик 16000 4

 

Тогда: ФЗПмес. = 1∙ 25000 + 1∙ 21000 + 1∙ 18000 + 4 ∙ 17000 + 2∙ 15000 + 4 ∙ 16000 = 226000 руб.

Дополнительные выплаты ФДОП за работу в праздничные дни и в ночное время составляют 1,2% от основной заработной платы:

ФДОП = 0,012 ∙ 226 = 2,712 тыс.руб.

Премиальный фонд равен 25% от основной заработной платы:

ФПР = 0,25 ∙ 226 = 56,5 тыс.руб.

Окончательно определим ФОТ за один год:

ФОТ = (226 + 2,712 + 56,5)∙12 = 3422,5 тыс.руб.

Отчисления на социальные нужды (ОСН) равняется 34% от ФОТ:

ОСН = 0,34 ∙ 3422,5 = 1163,6 тыс.руб.

Затраты на расходные материалы и запасные части составляют 2% от капитальных затрат на оборудование:

ЭМ = 0,02 ∙ 10456.4 = 209.128 тыс.руб.

Амортизационные отчисления определяются исходя из величины капитальных затрат на оборудование и линейные сооружения (Ki) и норм амортизационных отчислений (Hi):

A = ( ∑ Hi · Ki ) / 100 , тыс. руб.                                                     (29)

Нормы амортизационных отчислений составляют:

- для станционного оборудования – 12%;

- для линейных сооружений – 10%;

A = ( 12∙10456.4 + 10∙16513.28 ) / 100 = 2906.1 тыс. руб.

Прочие расходы составляют 25% от ФОТ:

ПР = 0,25 ∙ 3422,5 = 855,6 тыс. руб.

Результаты расчетов расходовна производство и реализацию услуг связи (ЭЭКСПЛ) представлены в таблице  10. 

 Расходы на производство и реализацию услуг связи Таблица  10

  Сумма, тыс. руб.
Расходы на оплату труда 3422,5
Отчисления на социальные нужды 1163,6
Затраты на расход. материалы и запасные части 209.128
Амортизационные отчисления 2906.1
Прочие расходы 855,6
ИТОГО: 8556.928

 

 Общие расходы на производство и реализацию услуг связи проектируемой магистрали составят: 8556.928 тыс. руб.        

 Оценка экономической эффективности проектируемой магистрали

 

Посколькуглавная цель отрасли связи состоит в оказании потребителям телекоммуникационных услуг, основным показателем, характеризующим конечные результаты деятельности операторов, являются доходы от услуг связи, получаемые от их реализации потребителям по установленным тарифам. При определении доходов от услуг связи следует применять такой специфический показатель, как средняя  доходная  такса.

Средняя  доходная такса представляет собой среднюю цену услуги или средний доход, который получает оператор за предоставление одной укрупненной услуги.

При установлении междугородных телефонных соединений (разговоров) тарификация в общем случае осуществляется в зависимости от стоимости 1 минуты разговора, различающейся по тарифным зонам (расстоянию), и продолжительности соединения.

Фактическая оплата за разговор учитывает также вид трафика: срочный, обычный, льготный. Кроме того, при тарификации играет роль способ установления междугородного соединения – автоматический или ручной. Таким образом, даже разговоры между одними и теми же населенными пунктами одинаковой продолжительности, если они предоставлены в разные дни недели и время суток, осуществленные с помощью телефонистов или по автоматике, имеют разную стоимость и неодинаковый средний тариф, соответственно, и приносят оператору разные доходы. Естественно, что в перспективном периоде учесть все эти факторы невозможно даже в наиболее общем приближении. Поэтому в расчетах исходят из того, что средняя доходная такса соответствует дневному тарифному плану ОАО «Ростелеком».

По тарифным планам ОАО «Ростелеком» стоимость 1 минуты телефонного разговора по междугородной магистрали, протяженностью от 101 км до 600 км (II тарифная зона) составляет 3,78 руб., стоимость 1 минуты внутризонового соединения составляет 2,60 руб. В расчетах примем, что использование каналов при автоматической междугородной телефонной связи составляет 100%.(вариант аппаратура К-1920П 600 ТФ каналов и 2 ТВ канала).

При оценке эффективности проектируемых объектов электросвязи во многих случаях определяется величина годового объёма доходов от предоставления услуг связи. Расчёт доходов от предоставления услуг связи для коаксиальной линии связи осуществляется по формуле:

Д = N × Q  × q  × 0,6 +  × Q  × 0,1q  × 0,16 ,            (30)

               

где    N  - количество исходящих оконечных каналов, N = 932;

   Q  - исходящий зоновый обмен, равный 27235 разговорам (по статистическим данным);

    q  - стоимость зонового разговора, q = 2,60;

    - количество исходящих оконечных каналов, организованных на магистрали;

   Q  - исходящий магистральный обмен, равный 12363 разговорам (по статистическим данным);

    q  - стоимость магистрального разговора, q = 3,78.

Д = 600*27235*2,60*0,6 + 600/2 * 12363*0,1*3,78*0,16 = 25716.274тыс.руб.

Прибыль рассчитываем по формуле:

П = ДГОД – ЭЭКСПЛ., руб.                                                          (31)                                                  

П = 25716.274 – 8556.928 =  17159.346тыс. руб.

За вычетом налога на прибыль (20% с 01.01.2009):

П = 17159.346 – (0,2 ∙ 17159.346) = 13727.477тыс. руб.

Срок окупаемости проекта рассчитываем по формуле (32):

Т = К/П, лет                                                                             (32)

Т =30136.74 / 13727.477 = 2.2 года

 

Срок окупаемости проекта для сооружений связи не должен превышать 5 лет, следовательно полученный результат соответствует норме.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Образец титульного листа

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего образования

Московский технический университет связи и информатики

Кафедра направляющих телекоммуникационных сред

 

            Вариант №

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ  

«Проектирование междугородной линии связи между городами...  с использованием коаксиального кабеля типа  КМ…-4 »  

Выполнил студент:

Фамилия, и., о.

Студ. билет № …

 Группа № …                                                   

                                            Проверил: 

 

 

                                                                     

                                             Москва 201…

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………. 3

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА… 3

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………7

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕЖДУГОРОДНОЙ

МАГИСТРАЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОАКСИАЛЬНОГО

КАБЕЛЯ ……………………………………………………………..……….8

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРОЕКТА…….. 9

ПРИЛОЖЕНИЕ ……………………………………………………….. 34


Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 49; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ