Проектирование ЛАЗа заданного узла связи
Содержание
Введение……………………………………………………………………………..3
1 Схема организации связи на заданном участке…………………………………4
1.1 Характеристика заданного участка магистрали и определение
расстояния между станциями………………………………………………...4
1.2 Определение количества каналов различных видов связи между
узлами магистрали…………………………………………………………….5
1.3 Составление таблицы (или схемы) распределения каналов
между пунктами……………………………………………………………….6
2 Разработка вариантов организации связи………………………………………..8
2.1 Требования к вариантам (их отличительные особенности)………………...8
2.2 Характеристика линий связи. Выбор перспективной……………………….9
2.3 Аппаратура уплотнения, используемая на участках.
Сравнительная оценка, выбор……………………………………………….11
2.4 Составление упрощенных схем организации связи………………………..15
3 Электрический расчёт магистрали………………………………………………17
3.1 Определение номинальной длины участка регенерации…………………..17
3.2 Построение диаграммы уровней.……………………………………………19
3.3 Размещение усилительных и регенерационных пунктов на
трассе (НУП, НРП)…………………………………………………………...19
4 Проектирование ЛАЗа заданного узла связи…………………………………...22
4.1 Определение количества и состава стоек в ЛАЗе………………………….22
4.2 Составление схем прохождения цепей в помещении ЛАЗ………………..23
|
|
|
4.3 Размещение оборудования в ЛАЗе………………………………………….23
5 Оценка надёжности магистрали…………………………………………………25
6 Правила строительства и монтажа устройств МКС……………………………26
6.1 Строительство ВОЛС………………………………………………………...26
6.2 Монтаж оптических кабелей………………………………………………...27
7 Охрана труда и техника безопасности при строительстве,
монтаже и эксплуатации устройств МКС………………………………………29
8 Сметно-финансовый расчёт строительства участка магистрали……………...31
Заключение………………………………………………………………………….34
Список используемых источников……………………..…………………………35
Введение
Основная задача проектирования линий связи – определений наиболее эффективной схемы организации связи, обеспечивающей передачу всего объема информации по управлению работой железнодорожного транспорта. Основным способом получения пучков каналов связи при организации магистральных, дорожных и отделенческих каналов связи является использовании многоканальных аналоговых систем передачи (с частотным разделением каналов).
В последние годы значительное развитие в нашей стране получила цифровая техника связи. Находятся в эксплуатации первичные и вторичные системы передачи (ЦСП), работающие по низкочастотным симметричным кабелям (ИКМ-30), высокочастотным симметричным кабелям (ИКМ-120), радиорелейным линиям ("Радас" с ИКМ-120).
|
|
|
На стадии испытания – третичная ЦСП ИКМ-400, разрабатывается четверичная система ИКМ-1920. Благодаря внедрению ЦСП повысились качество и эффективность использования существующих сетей связи.
Использование ЦСП на железнодорожном транспорте позволят организовать новые высококачественные каналы связи, высокоскоростные каналы передачи дискретной информации для межмашинного обмена информацией между вычислительными центрами дороги, создать мощные пучки соединительных линий между коммутируемыми узлами при автоматизации дорожной и отделенческой связи.
С учетом специфики построения сети связи железнодорожного транспорта возникает ряд задач, связанных с внедрением ЦСП:
1. Организация на первом этапе внедрения ЦСП совместной работы их с аналоговыми системами передачи в одном магистральном кабеле.
2. Организация ввода-вывода информации из цифрового линейного тракта на промежуточных станциях.
|
|
|
3. Организация оперативно-технологических видов связи отделения дороги.
Целью данного курсового проекта является организация связи между дорожным и отделенческими узлами магистрали, что включает в себя технико-экономическое обоснование выбираемых вариантов организации многоканальных систем по участкам, распределение по участкам аппаратуры оконечных и усилительных пунктов. Для этого необходимо рассчитать затухания участков и усиление усилителей в заданном температурном режиме. Построение диаграммы уровней подтвердит правильность размещения аппаратуры промежуточных усилительных пунктов. Необходимо определить состав аппаратуры и количество стоек ЛАЗ.
Схема организации связи на заданном участке
1.1 Характеристика заданного участка магистрали и определение расстояния между станциями
По заданию из общей сети железной дороги, приведенной на рисунке 1, задан участок магистрали А - 1, 8, 7, 5 с оборудованием в ОУ”1 линейного зала (ЛАЗа), приведенный на рисунке 2.
Рисунок 1 – Схема всего участка железной дороги
Рисунок 2 – Схема участка железной дороги А – 1, 8, 7, 5
По заданию расстояние между управлениями и отделениями дороги:
|
|
|
Участок 1: ДУ1 – ОУ’2 – 250 км,
Участок 8: ОУ’2 – ОУ”2 – 350 км,
Участок 7: ОУ”2 – OУ’1 – 340 км,
Участок 5: ОУ'1 – ДУ2 – 280 км.
На каждом выше приведенном участке, находятся станционные узлы (СУ).
На участке 1 находятся 2 СУ, расположенные друг от друга на следующих расстояниях:
ДУ1 – СУ1 – 80 км,
СУ1 – СУ2 – 80 км,
СУ2 – ОУ’2 – 90 км.
На участке 8 находятся 3 СУ:
ОУ’2 – СУ3 – 90 км,
СУ3 – СУ4 – 90 км,
СУ4 – СУ5 – 90 км,
СУ5 – ОУ”2 – 80 км.
На участке 7 находятся 3 СУ:
ОУ”2 – СУ6 – 90 км,
СУ6 – СУ7 – 90 км,
СУ7 – СУ8 – 80 км,
СУ8 – ОУ’1 – 80 км.
На участке 5 находятся 2 СУ:
ОУ’1 – СУ9 – 100 км,
СУ9 – СУ10 – 90 км,
СУ10 – ДУ2 – 90 км.
1.2 Определение количества каналов различных видов связи между узлами магистрали
Количество каналов, организуемых между различными узлами магистрали, определяется в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1 – Количество каналов, организуемых между различными
узлами магистрали
|
Участок магистрали | Число каналов | |||
| телефонных | телеграфных | передачи данных | факсими-льных | |
| Между МПС и ДУ | 30 – 50 | 15 – 25 | 7 – 13 | 3 – 5 |
| Смежными управлениями дорог (ДУ – ДУ) | 6 – 10 | 8 – 15 | 6 – 12 | 2 – 3 |
| Управлением и отделением дорог (ДУ – ОУ) | 10 – 16 | 6 – 8 | 4 – 6 | 2 – 4 |
| Смежными отделениями дорог (ОУ – ОУ) | 6 – 8 | 4 – 6 | 2 – 4 | 1 – 2 |
| Отделениями дорог и оконечными станциями (ОУ – ОС) | 4 – 8 | 2 – 3 | 1 – 2 | 1 |
| Смежными оконечными станциями (ОС – ОС) | 2 – 4 | 2 | 2 | 1 |
В соответствии с этой таблицей, для проектируемого участка железной дороги будет следующее распределение каналов:
ДУ – МПС = 40 ТЛФ + 3 ТЛГ (2 ТГ (6(200)) + 1 ТГ (12(100))) + 10 ПД +
+ 3 ФАКС = 53 канала;
ДУ – ДУ = 6 ТЛФ + 2 ТЛГ (2 ТГ (6(200))) + 7 ПД + 2 ФАКС = 17 каналов;
ДУ – ОУ = 15 ТЛФ + 1 ТЛГ (1 ТГ (6(200))) + 5 ПД + 2 ФАКС = 23 канала;
ОУ – ОУ = 6 ТЛФ + 1 ТЛГ (1 ТГ (6(200))) + 3 ПД + 2 ФАКС = 12 каналов;
ОУ – ОС = 5 ТЛФ + 1 ТЛГ (1/2 ТГ (6(200))) + 2 ПД + 1 ФАКС =
= 9 каналов;
ОС – ОС = 2 ТЛФ + 1 ТЛГ (1/3 ТГ (6(200))) + 2 ПД + 1 ФАКС =
= 6 каналов;
Телеграфные каналы принимаются в соответствии с тем, что один канал ТЧ – это 24 телеграфных канала, со скоростью передачи 50 Бод, 12 – со скоростью 100 Бот или 6 – со скоростью передачи 200 Бод.
1.3 Составление таблицы (или схемы) распределения каналов между
пунктами
При составлении таблицы мы учитывали принцип организации дальней связи железнодорожного транспорта – радиально-узловое построение сети с устройством узлов связи с линейно-аппаратными залами, которые являются пунктами сосредоточения оконечного и промежуточного оборудования каналов дальней и других видов связи.
На рисунке 3 изображена схема распределения каналов между пунктами.
2 Разработка вариантов организации связи
2.1 Требования к вариантам (их отличительные особенности)
В проекте должно быть разработано несколько вариантов организации проектируемой первичной сети. Все варианты должны обеспечивать, возможно, более близкое количество к заданному числу каналов связи и позволять увеличение числа каналов в дальнейшем.
Не следует разрабатывать варианты явно не целесообразные.
Варианты организации связи могут отличаться:
- типами линий связи;
- типом и емкостью используемых кабелей и цепей воздушных линий связи;
- типами систем передачи.
Выбор основного варианта организации связи производится на основе сравнения технико-экономических показателей применяемых устройств.
Для успешного выполнения данного раздела необходимо научиться быстро, ориентироваться в следующих основных технических данных систем передачи:
- для каких цепей предназначена данная система передачи (воздушные – стальные, цветные; кабельные – симметричные, коаксиальные, волоконо-оптические);
- количество каналов, обеспечиваемых системой передачи;
- принцип построения системы (однополосная, двухполосная);
- линейный спектр системы;
- дальность связи, обеспечиваемая применяемой системой передачи;
- возможность совместной работы с другими системами на тех же цепях;
- возможность совместной работы с системами на параллельных цепях;
- возможность и принцип выделения каналов.
Хотя система К-60П является основной системой при организации магистральной и дорожной сети связи на железнодорожном транспорте, она устарела и в перспективе использовать ее нецелесообразно. Более современной является аналоговая аппаратура К-300. Она имеет более высокие технические показатели, но предназначена для работы по коаксиальному кабелю. Учитывая, что на данном участке проложена симметричная двухкабельная линия передачи, применение данной системы нецелесообразно.
Наибольшее распространение в последнее время получили системы с ВРК. Данные системы имеют возможность работы по симметричным кабелям и обладают целым рядом преимуществ по сравнению с аналоговыми системами передачи в отношении качества организации каналов, экономичности, технологичности, изготовления и обслуживания. Высокая помехозащищенность каналов систем с ВРК делает целесообразным их применение на линиях связи железнодорожного транспорта, которые характеризуются повышенным уровнем шума, подвержены влиянием различных электромагнитных полей от тепловой сети, электроустановок, линий автоматики и телемеханики.
Для отделенческой связи применяется аппаратура ИКМ-30 с максимальной длиной тракта 60…108 км, работающей в первичным цифровым потоком 2048 кбит/с.
Для магистральной, дорожной и отделенческой связи следует применять аппаратуру ИКМ-120 со скоростью цифрового потока 8448 кбит/с, предназначенную для организации четырех цифровых каналов, каждый из которых рассчитан на передачу сигналов со средней скоростью 2048 кбит/с. Разработанной для сетей министерства связи система ИКМ-120 рассчитана для кабельных линий связи длиной до 600 км.
Для отделенческой связи находит применение система передачи ИКМ-120 с выделением каналов на промежуточных станциях с помощью стойки выделения цифрового потока, в которую входит стойки выделения потока.
В системе передачи К-60П из линейного тракта модно выделить лишь две первичные двенадцати канальные группы с помощью стойки СВПГ-2.
Основным элементом цифрового линейного тракта является участок регенерации, представляющий собой совокупность участка кабельной линии и подключенного к его выходу регенератора. Линейные регенераторы размещаются в необслуживаемых усилительных пунктах, которые устанавливаются в специальных колодцах. Длина регенерационного участка для аппаратуры ИКМ-120 составляет 5±0,5 км.
Для системы К-60П длина усилительного участка должно находится от 18 до 20 км. Если длина участка меньше 18 км, то необходимо в этот участок включать искусственную линию.
2.2 Характеристика линий связи. Выбор перспективной
При выборе типа линии, системы передач, а также пунктов выделения информации необходимо учитывать следующий фактор: оптоволокно должно тяготеть к магистральным направлениям, а пункты выделения информации из систем, работающих на волокне, располагать в крупных узлах (дорожных и отделенческих). Обеспечение же информацией других потребителей сети (станций, депо) производить традиционными способами, системы передачи, действующие на короткие расстояния типа ИКМ-30 или с использованием более современных технологий (HDLS, "оптолинка" или оптоэлектронных приборов связи).
Выбор систем передачи начинают с участков, имеющих наиболее ответственные виды связи (магистральные) и наибольшую их протяженность, а затем переходят к менее ответственным видам связи, на более коротких участках, этих же направлений (дорожных, отделенческих).
Для направления определяют общее количество каналов ТЧ. Затем, ориентируют на выбранный тип линий и необходимое количество каналов ТЧ, выбирают тип и количество систем передачи.
При выборе систем передачи следует учитывать, что на основных магистральных направлениях, для работы по двухкабельным линиям применяются стодвацатиканальные системы передачи.
После организации связи на участках наибольшей протяженности проектируют связь на более коротких участках этого же направления (дорожные и отделенческие виды связи). Для этого прежде всего стремятся использовать избыток каналов в уже выбранных системах передачи, выделяя их на промежуточных пунктах с помощью соответствующей аппаратуры выделения каналов.
Устанавливать разнотипные системы передачи на одних и тех же участках кабельных магистралей недопустимо, так как разные системы, имеют не одинаковые длины усилительных участков. Установка усилителей разных систем, в различных пунктах приведет к недопустимым переходным влияниям между каналами этих систем.
Количество однотипных систем, работающих по кабелю, не должно превышать количество пар в кабеле, предназначенных для уплотнения.
Проектировать воздушную линию связи на участке, где предполагается строительство кабельной магистрали, экономически нецелесообразно. В этом случае все виды связи должны быть организованы по кабелю.
Основой для выбора системы передачи, является количество каналов, которое способна организовать и выделить система, а также возможность работы ее по оптоволоконному кабелю.
Для организации всех видов магистральной, дорожной и отделенческой связи, а также цепей автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте широко распространены совмещенные магистральные линии.
Особенностью организации связи для обеспечения оперативной работы дороги по железнодорожным кабельным линиям является наличие большого числа низкочастотных (НЧ) технологических связей, цепей автоматики и телемеханики и необходимость их выделения в ряде пунктов как на станциях, так и на перегонах. При этом необходимо обеспечить электромагнитную совместимость линейных трактов систем передачи с линейными цепями автоблокировки и цепями связи, которые имеют источники сильных импульсных помех и физические цепи, ухудшающие условия работы регенераторов. В связи с этим необходимо выделить те виды отделенческой связи, которые требуют ответвлений на перегонах, а также цепи автоматики и телемеханики и организовать их в отдельном электрическом кабеле.
Магистральную, дорожную и некоторые технологические отделенческие связи организуют по волоконо-оптическому кабелю (ВОК).
Создание на основе ВОК цифровых волоконо-оптических систем передачи (ВОСП) обеспечивает высокое эксплуатационно-технические характеристики, значительно превосходящие характеристики всех существующих систем передачи информации.
ВОСП включают в свой состав типовое оборудование канало- и группообразование, единое для всех цифровых систем, а также оборудование цифрового волоконо-оптического линейного тракта (ЦВОЛС), обеспечивающее передачу цифровых сигналов от одной оконечной станции к другой.
Типовое оборудование канало- и групообразования обеспечивает формирование первичного группового сигнала, соответствующего
30 телефонным каналам (скорость передачи 2,048 Мбит/с), вторичного группового сигнала, соответствующего 120 телефонных каналам
(8,448 Мбит/с), третичного группового сигнала, соответствующего
480 телефонных каналом (34,468 Мбит/с), четверичного группового сигнала, соответствующего 1920 телефонным каналом (139,264 Мбит/с).
В качестве источников света в ВОСП используют светоизлучающие диоды (СД) и полупроводниковые лазеры (ПЛ). вырабатывают колебания с частотой 
Гц.
Современные СД позволяют передавать цифровой поток со скоростью передачи 100 Мбит/с на длине волны 0,82…0,85 мкм. ПЛ в отличие от СД является источником когерентного излучения, что позволяет более эффективно вводить энергию в световод, ПЛ работают на длинах волн 1,3…1,55 мкм и позволяют передавать цифровой поток со скоростью более 1000 Мбит/с.
2.3 Аппаратура уплотнения, используемая на участках. Сравнительная
оценка, выбор.
Аппаратура ИКМ-30-4.
1) Назначение:
Для уплотнения абонентских линий посредством организации цифровых линейных трактов по медным кабелям связи типов Т и ТПП.
2) Состав:
а) Оконечное оборудование:
Блоки – АЦО-11, ОСА-13, ОЛП-11, ОЛП-12, ОЛТ-12, УСО-01, ТСО-11, ОКО-14-00 
08, АМГ-121-02 04.
Комплекты – КЛТ-11, КСИ-13, КСВ-13, КСВ-14, ЗИП-12, КЭД-11, КЭД-122.
Каркасы (стойки) – СКУ-01, СКУ-02, СКУ-03, СКУ-04.
Платы – ДП-1, ДП-13.
Устанавливается в помещениях ЛАЦ и АТ.
б) Промежуточное оборудование:
Контейнеры – НРП-12-4;
Комплекты – КЛТ-111, ЗИП-13, КЭД-13.
Устанавливается в колодках телефонной сети, подвалах и подъездах зданий. Работает при температуре окружающей среды от –40 
и относительной влажности воздуха 95%.
3) Основные технические характеристики:
- число каналов ТЧ – 30;
- скорость передачи цифрового линейного сигнала, кбит/с – 2048;
- линейный код – AMI (HDB-3);
- расстояние между промежуточными необслуживаемыми регенерационными пунктами, км – 0,3-2,8;
- расстояние между обслуживаемыми пунктами, не менее – 70 км;
- ток дистанционного питания, 50 мА;
- питание,60±6 В.
4) Позволяет организовать:
- межстанционные соединительные линии АТС любого типа;
- до 4-х каналов передачи дискретной информации со скоростью 64 кбит/с вместо каналов ТЧ, каналы служебной связи;
- полуавтоматический контроль служебных трактов;
- централизованное обслуживание оборудования.
Вторичная цифровая система передачи ИКМ-120.
Предназначена для организации 120 телефонных каналов и передачи дискретной информации методом ИКМ с временным разделением каналов на местных и внутренних сетях. Вместо 30 телефонных каналов можно организовать каналы звукового вещания высшего класса. Выполнено на интегральных микросхемах.
Комплекс аппаратуры ИКМ-120 состоит из стойки оконечного оборудования линейного тракта СЛО, стойки вторичного временного группообразования СВВГ, стойки АЦ преобразования сигналов стандартной вторичной группы системы передачи с ЧРК – САЦО – ЧД, САЦО – 30; НРП для установки в грунт (НР П-Г8); для установки смотровых колодцев кабельной телефонной сети и цистернах (НРП-К4); для установки на опорах (НРП-02).
Используются следующие типы линий: симметричные кабели
ЗКАШп – 1х4, МКСА – 1х4, МКСАП – 4х4, МКССП – 4х4, МКСБ – 4х4,
МКСБ – 7х4.
Система сети двухкабельная однополосная.
Электрические характеристики:
- скорость передачи информации в линейном тракте – 8448 кбит/с;
- пропускная способность цифрового канала 64 кбит/с;
- максимальная длина транзитного участка по ТЧ, км:
на местной сети – 100;
на внутризоновой сети – 600;
- верность передачи линейного тракта не хуже 2,5· 
;
- максимальная длина связи определяется требованием к верности передачи;
- номинальное затухание участка регенерации – 55 дБ;
- номинальное усиление регенератора – 55 дБ;
- пределы регулирования АРУ – ±10 дБ;
- номинальная длина регенерационного участка при t ≤ 20 .
Для кабеля:
МКС – 4,8;
МКСА – 5,2;
МКСС – 5,1;
ЗКАШп – 5,0.
Укороченные длины допускаются для участков, прилегающих к оконечным ОРП.
Если t затухания превышает +20 , номинальная длина регенерационного участка следует вычислять исходя из номинального усиления регенерируемого корректируемого усилителя регенератора (55 дБ) и номинальный коэффициент затухания кабеля на этой частоте при расчетной температуре грунта.
Максимальная проектная длина регенерационного участка при этом не должна превышать номинальную больше чем на 0,3 км, а минимальная проектная длина должна быть не менее 4,2 км.
Номиналы искусственных линий: 1,5 и 3 км.
Длина секции ДП: 200 км.
Максимальное напряжение ДП: 980 В.
Максимальное число каналов ПДИ (8кбит/с) без занятия телефонного канала – 40.
Номинальный уровень передачи мощности 4-х проводной части телефонного канала:
- на входе тракта передачи – -3,5 или -13;
- на выходе тракта передачи - -3,5 или +4.
Номинальная длина остаточного затухания, дБ:
- 2-х проводное окончание 1,8; 3,5; 7,0;
- 4-х проводное окончание 0; 17.
Номинальный уровень передачи мощности канала:
- на входе – 37,5;
- на выходе – 21,7.
Спектр частот канала с ЧРК: 312-552 кГц.
Входное сопротивление канала с ЧРК, 75 Ом.
При проектировании трактов оптической связи необходимо выбрать ЦВОСП, тип ОК и решить вопросы энергоснабжения магистрали.
В настоящее время созданы следующие системы передачи для городской связи "Соната-2", "Соната-3", для зоновых сетей связи "Сопка-2", "Сопка-3"; для магистральной сети "Сопка-4", "Сопка-4М".
Кроме того, разработана для организации технологической связи на участке Октябрьской железной дороги опытная цифровая волоконно-оптическая линия связи.
Энергетической характеристикой аппаратуры ЦВОСП является энергетический потенциал, определяемый как разность между уровнями средней мощности оптического сигнала на выходе передающего и на входе приемного оптоэлектронных модулей при заданном значении коэффициента ошибок (обычно при Кош = 
) .
Системы "Соната-2" и "Соната-3" применяются на городских телефонных сетях. Они состоят из стоек оконечного и промежуточного линейных трактов. Промежуточное оборудование размещается на АТС. Электрическое питание осуществляется от станционных батарей.
Системы "Сопка-2" и "Сопка-3" применяются в зоновых сетях. Они состоят из оборудования оконечных станций, обслуживаемых и необслуживаемых регенерационных пунктов(ОРП и НРП). Электропитание НРП осуществляется дистанционно по кабелю.
Аппаратура "Сопка-4" и "Сопка-4М" разрабатывается для магистральной сети. НРП, как правило, имеет электропитание от автономных источников.
Одной из особенностей сети связи железнодорожного транспорта является необходимость выделения каналов на промежуточных станциях (ПС). Для этого из передаваемого по линейному тракту вторичного или более высокоскоростного потока на ПС должен выделяться первичный ЦП, который может быть с помощью АЦО преобразован до тонального спектра частот. Такое выделение из вторичного цифрового потока можно осуществить с помощью оборудования ВВГ. Схема выделения представлена на рисунке 4.
Рисунок 4 – Выделение цифровых потоков и каналов в системах передачи с ИКМ
В этом случае используется стойка вторичного временного группообразования СВВГ, на которой устанавливаются два комплекта ВВГ, а в случае необходимости преобразования первичного потока в каналы Т, САЦО с двумя комплектами АЦО.
Вторичный поток, поступающий из оборудования линейного тракта в КВВГ, разделяется на четыре первичных потока, для трех из них организуется цифровой транзит, а четвертый поступает на АЦО.
Если на данной промежуточной станции нужно выделить меньше 30 каналов, то для чисти каналов организуется переприем по тональной частоте.
При таком способе выделения оборудования ИКМ-120 используется неэффективно, так как его нужно вдвое больше, чем для оконечной станции. Транзитные первичные потоки в блоках асинхронного сопряжения дважды (при приеме и передаче) преобразуются по скорости. Это приводит к увеличению временных флуктуаций передаваемого сигнала, что снижает качество передачи информации за счет дополнительных ошибок приемников команд согласования скоростей и сбоев системы цикловой синхронизации.
Транзитные каналы выделяемого первичного потока, для которых организован переприем по ТЧ, претерпевают не только двойное преобразование по скорости, но и дважды проходят через АЦО. Преобразование цифрового сигнала в аналоговый и, после переприема по тональной частоте, обратное преобразование из аналогового в цифровой приводит к увеличению искажений квантования и шумов, изменению частотных характеристик каналов.
Необходимость выделения каналов из цифрового потока – характерная черта не только сети связи МПС. Выделение группы каналов требуется зачастую и в узлах связи общегосударственной сети. Для этого разработана специальная аппаратура выделения (АВ), включающая в себя комплекты выделения цифровых потоков (КВЦП). В КВЦП происходит выделение одного из четырех первичных потоков каждого направления передачи и ввода на освободившиеся позиции в групповом вторичном ЦП первичного потока, сформированного в аппаратуре промежуточной станции.
Поэтому для организации связи будем использовать мультиплексор ввода-вывода ТЛС-31 фирмы «Морион». Он позволяет формировать групповой третичный цифровой сигнал 34368 кбит/с путем мультиплексирования шестнадцати потоков Е1, ввод-вывод до четырех потоков Е1 на промежуточной станции. Имеет возможность организации резервного оптического интерфейса в конфигурации (1+1). А для преобразования потока Е1 в 30 каналов ТЧ воспользуемся специальными стойками АЦО, поставляемые совместно с мультиплексорами этой же фирмой.
2.4 Составление упрощенных схем организации связи
Упрощенная схема организации связи изображена на рисунке 5.
3 Электрический расчет магистрали
3.1 Определение номинальной длины участка регенерации
Отечественной промышленностью освоен серийный выпуск аппаратуры ЦСП оконечных пунктов (ОП), обслуживаемых регенерационных пунктов (ОРП) и необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП).
Аппаратура ОП предназначена для ввода и ответвления каналов и групп, обеспечения дистанционного питания НРП, служебной связи, теле контроля и телесигнализации на линии. На ОРП ЦСП, в отличие от аналоговых, не предусмотрено выделение каналов и групп каналов; они осуществляют регенерацию сигналов, дистанционное питание НРП и другие служебные функции.
Расстояние между ОП-ОРП или ОРП-ОРП называется секцией дистанционного питания и указывают в паспортных данных аппаратуры. Во всех случаях, ОРП следует располагать в населенных пунктах, и так, чтобы расстояние между ОРП не превышало максимальной длины секции дистанционного питания.
Номинальная длина и номинальное затухание регенерационного участка (между НРП) приводятся в технических данных ЦСП при температуре t = + 20. Паспортные данные параметров кабеля обычно известны при этой же температуре.
Разработчиками ЦСП предусмотрено возможное отклонение затухания участка кабеля от номинала в обе стороны. Для проектирования задается этот разброс затухание и длин относительно номинального, несколько меньший, чем это позволяет ЦСП. Это связано с возможным разбросом километрического затухания кабеля и неточности реализации длины участков при строительстве. В процессе проектирования трасса первоначально разбивается на участки номинальной длины, а затем по местным условиям производится привязка НРП с учетом допусков.
Укороченные относительно номинала регенерационные участки в пределах секции дистанционного питания при проектировании линейных трактов всех ЦСП, кроме ИКМ-30, следует располагать перед ОП, ОРП или пунктом переприема, так как НРП современных ЦСП не содержат искусственных линий ( ИЛ ). При этом длины укороченных участков за счет влияния ИЛ следует доводить до эквивалентных или по крайней мере вводить в допустимые пределы ( от минимального до максимального ). Расстояние между НРП, можно выбирать в пределах, минимально-номинального, стремясь не превышать последнего. Взаимное расположение участков разной длины на секции может быть произвольным.
Для ЦСП, включаемых в сеть магистральной связи, удлиненные участки недопустимы. Это связано с тем, что при случайном увеличении затухания на небольшую величину даже на одном участке резко увеличивается вероятность ошибки всего линейного тракта.
В течении некоторого времени на первичной сети связи МПС возможна совместная работа аналоговых (К-60П) и цифровых систем передачи
(ИКМ-120). Наряду с вышеизложенным, на таких трассах следует руководствоваться такими рекомендациями:
- длина регенерационного участка должна быть в пределах 4,2…5,5 км;
- прилегающий к ОП, ОРП участок может иметь длину 0,6…5,5 км;
- в НУП К-60П обязательно располагать НРП;
- без необходимости максимальную длину (5,5 км) не применять;
- если усилительный участок К-60П близок к максимальной длине
(20…22 км), регенерационный участок, прилегающий к НУП желательно делать короче 5 км;
- если усилительный участок, прилегающий к ОП, ОРП, не длинный
(до 16 км), желательно регенерационный участок, прилегающий к обслуживаемому пункту, не делать длинным (с точки зрения помехоустойчивости станционного регенератора приема).
Рассчитаем номинальную длину участка регенерации, для одномодового оптического кабеля, позволяющего реализовать полосу частот 100 ГГц, который в настоящее время практически освоен системой передачи ИКМ-120, по формуле 1:
, (1)
Будем использовать усилитель, со следующими параметрами: 
, 
, 
, 
.
Километрическое суммарное затухание определим по формуле 2:
, (2)
где 
– километрическое затухание кабеля, 
,
– затухание вносимое сваркой, 
,
,
.
Так как оптимальная длина регенерации для данного усилителя, составляет 100 км, то на трассе участка магистрали, на тех участках, где расстояние между ними меньше 100 км, необходимо будет устанавливать затухатели, вносящие дополнительное затухание, для полной работы усилителя.
На участках длиной 80 км затухатель должен быть равен:
, (3)
.
На участках длиной 90 км затухатель должен быть равен:
, (4)
.
3.2 Построение диаграммы уровней
Диаграмма уровней затухания на участках, приведена на рисунке 6.
3.3 Размещение усилительных и регенерационных пунктов на трассе
Соответственно выбранной ЦВОЛС, типу кабеля и аппаратуры кабельную магистраль связи разделяют на переприемные участки по тональной и высокой частоте и устанавливают пункты выделения каналов связи в соответствии с эксплуатационными требованиями.
Низкочастотные цепи ответвляемые на всех раздельных пунктах, цепи автоматики и телемеханики сосредотачиваются в одном низкочастотном электрическом кабеле. Усилительные пункты размещаются, как правило на железнодорожных станциях. Длина усилительных участков определяется возможностями выравнивания амплитудно-частотной характеристики линейного тракта, системы передачи, значением псофометрической мощности шума создаваемого оборудованием линейного и преобразовательных трактов точностью компенсации затухания цепей кабеля на усилительных участках.
При использовании ВОСП на железнодорожных линиях связи требование обеспечения предельных значений длин регенерационных участков целесообразно для магистральной и дорожной сети связи. Если в волоконно-оптической системе передачи одновременно организуются каналы магистральной, дорожной и отделенческой сетей, то требования к протяженности участков снижается, так как в сети связи отделения дороги необходимо выделение каналов на промежуточных станциях.
В соответствии с произведенными расчетами в пункте 3.1., можно сделать вывод, что на заданной трассе магистрали железной дороги, будут установлены обслуживаемые регенерационные пункты (ОРП). Они будут установлены на каждой оконечной станции, на станциях отделений и управлений дорог, если межстанционное расстояние не превышает длины участка регенерации 100 км, в случае же расстояние между станциями меньше 100 км, то необходимо устанавливать дополнительные вносители затухания, для максимальной работы усилителей.
Проектирование ЛАЗа заданного узла связи
4.1 Определение количества и состава стоек в ЛАЗе
По заданию необходимо спроектировать линейно-аппаратный зал (ЛАЗ) для одного из пунктов магистрали. В нем необходимо предусмотреть установку аппаратуры управления. Кроме этого, в ЛАЗе нужно разместить вводно-коммутационную и испытательную аппаратуру, стойки электропитания.
В зависимости от объема оборудования следует рассчитать площадь помещения ЛАЗа. После этого необходимо составить план помещений ЛАЗа с размещением в них оборудования. На плане указать размеры проходов между аппаратурой, показать окна и двери, а также составить схему прохождения цепей и каналов.
В заключение в ЛАЗе предусмотреть мероприятия по охране труда, технике безопасности и противопожарной технике.
Линейно-аппаратный зал (ЛАЗ) оборудуют в домах связи, узлах связи для размещения в нем аппаратуры многоканальной и оперативно-технологической связи. Объединение всей аппаратуры в одном помещении позволяет оперативно производить переключение и обслуживание каналов, производить профилактические работы и измерения.
Аппаратура в ЛАЗе устанавливается рядами, соединение стоек между собой осуществляется по кабельростам сверху и по желобам в полу внизу. В первом ряду размещают вводно-кабельные стойки ВКС-Н, ВКС-В, предназначенные для включения вводимых в ЛАЗ цепей кабелей, уплотненных аналоговыми системами передачи в диапазоне до 252 кГц. На стойке размещаются кабельные боксы и платы вводно-кабельного оборудования с линейными трансформаторами, разрядниками и коммутационные гнезда.
Ввод в ЛАЗ цепей воздушных линий связи, подверженных поражению грозовыми разрядами, осуществляется через вводную стойку ВС. На стойке устанавливаются разрядники, предохранители, коммутационные гнезда.
Рядом с ВКС или ВС устанавливается испытательная стойка ИС или упрощенная вводно-испытательная ВИС. Они предназначены для переключения, отключения каналов или физических цепей по двух- или четырехпроводным схемам для проведения испытаний и периодического контроля каналов.
Для подключения каналов или двухпроводных телефонных цепей от АТС используется испытательно-транзитная стойка ИСТ-М. Через нее осуществляется передача каналов в другие службы ЛАЗа или дома связи.
Для переключения каналов ТЧ между отдельными стойками в ЛАЗе используется промежуточная стойка переключателей ПСП.
В других рядах устанавливаются стойки дифсистем и тонального вызова. В отдельном ряду размещают аппаратуру вторичного уплотнения.
Аппаратуру цифровых систем передачи СЛО, СВВГ, АЦО размещают в отдельном ряду вблизи вводно-кабельных стоек. Для уменьшения влияния импульсных помех АТС на ЦСП одночетверочные кабели заводят непосредственно на стойку СЛО.
Взаимоотношение стоек внутри систем должно соответствовать типовым схемам прохождения цепей и выбирается с учетом минимальных длин межстоечного монтажа.
Аппаратура электропитания САРН устанавливается непосредственно в рядах с питаемой аппаратурой. Ширина проходов должна обеспечивать удобство эксплуатации аппаратуры, возможность последующего демонтажа оборудования.
4.2 Составление схем прохождения цепей в помещении ЛАЗ
На рисунке 7 изображена схема прохождения цепей, уплотненных системой передачи ИКМ-120.
Рисунок 7 – Схема прохождения цепей, уплотненных системой передачи ИКМ-120
Схемы прохождения цепей в ЛАЗе отображают взаимное соединение отдельных стоек, необходимых для создания различных каналов связи с транзитными соединениями, обеспечивая при этом нормальную эксплуатацию цепей и каналов.
Проводка электропитания выполняется шинами вдоль главного прохода, размещаемыми на кабельростах, а в рядах стативов – кабелем.
4.3 Размещение оборудования в ЛАЗе
На рисунке 8 изображено расположение оборудования в ЛАЗе.
Рисунок 8 – План размещения оборудования в ЛАЗе
5 Оценка надёжности магистрали
Интенсивность отказов системы определяется по формуле:
, (5)
где 
, 
, 
, 
– соответственно интенсивности отказов одного
километра кабеля, оборудования ОП, ОУП и НУП,
– длина кабеля на магистрали,
, 
, 
– соответственно количество ОП, ОУП, и НУП на
магистрали,
.
Время восстановления для системы определяется по формуле:
(6)
где 
, 
, 
, 
– среднее время восстановления одного
километра кабеля, оборудования ОП, ОУП и НУП,
Ориентировочные значения интенсивностей отказов и среднего времени восстановления ОП, ОУП, НУП и кабеля приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Ориентированные значения интенсивностей отказов и
среднего времени восстановления ОП, ОУП, НУП и
кабеля
| Объект | Интенсивность отказов | Среднее время восстановления, ч | |
| ИКМ-120 | К-60П | ||
| ОП | 
|
| 
|
| ОУП | 
| 
|
|
| НУП | 
| 
| 
|
| Кабель 1 км | 
| 
| 
|
в системе передачи
6 Правила строительства и монтажа устройств МКС
6.1 Строительство ВОЛС
Особенности прокладки ОКС заключаются в меньших допустимых значениях механических нагрузок на кабель. При нарушении допустимых значений тяговых усилий в процессе прокладки ОКС, увеличении затухания или дисперсии оптических волокон (0В) на строительных длинах, а также некачественном соединении 0В в муфтах значения параметров передачи регенерационных участков ВОЛС не будут соответствовать нормам. Поэтому при организации строительства ВОЛС необходимо четкое метрологическое обеспечение процесса прокладки и монтажа ОКС и контроль параметров передачи 0В.
ОКС прокладывается с помощью обычной кабелеукладочной техники с использованием технологий, предназначенных для прокладки электрических кабелей. При ручных работах кабель прокладывается способом "петли". При прокладке ОКС строительной длины с обоих его концов необходимо предусмотреть запас кабеля длиной 8...10 м. Его сворачивают в бухту и укладывают в приямок.
Прокладку и монтаж кабелей допускается проводить при температуре не ниже -10°С. Кабель должен выдержать усилие на растяжение не менее 2000 Н/см и на сжатие не менее 1000 Н/см.
При получении кабеля на заводе-изготовителе выполняют входной контроль каждого 0В с помощью рефлектометров.
После получения кабеля с завода представители строительной организации в присутствии представителя заказчика выявляют состояние кабеля с помощью сварочного агрегата (КСС-111) и оптического тестера (ОМКЗ-76); места конкретных повреждений кабеля определяются рефлектометром (ОГК-12). Проверка производится с двух концов строительной длины ОКС.
Контроль осуществляется на всех этапах строительства.
Оптический кабель может прокладываться с помощью кабелеукладчика (бестраншейная прокладка). В этом случае ножом кабелеукладчика в грунте прорезается узкая щель и кабель укладывается на ее дно. При этом механические нагрузки достаточно высоки, так как кабель на пути от барабана до выхода из кабеля направляющей кассеты подвергается воздействиям продольного растяжения, поперечного сжатия и изгиба, а также вибрационному воздействию в случае применения вибрационных кабелеукладчиков. Глубина прокладки 0,9...1,2 м.
Траншейный способ прокладки оптических кабелей в грунт аналогичен прокладке электрических кабелей. Ширина траншей наверху 0,3м, на дне 0,1...0,2 м. Глубина прокладки кабеля 1,2 м.
Кабель прокладывают с барабанов, установленных на кабельные транспортеры или автомашины, оборудованные козлами-домкратами. Но мере движения транспорта (автомашины) и вращения барабана кабель сматывают и укладывают непосредственно в траншею или вдоль нее по бровке, а затем в траншею.
Засыпка траншеи осуществляется специальными траншее засыпщиками, бульдозерами или вручную.
Чисто диэлектрические ОКС без металлических оболочек могут прокладываться в пластмассовой трубе. Достоинством таких кабелей является стойкость против электромагнитных воздействий (грозы, высоковольтных линий и т.д.). Но они уязвимы для грызунов и менее механически прочны. Размещение оптического кабеля в пластмассовом трубопроводе позволяет повысить механическую прочность и влагостойкость кабеля и защитить его от грызунов.
Существуют два способа прокладки кабеля в пластмассовой трубе:
- Прокладка ОК в предварительно проложенный в земле пластмассовый трубопровод диаметром 25...40 мм;
- Прокладка ОК, встроенного в пластмассовую трубу в заводских условиях и образующего единое целое "кабель-труба".
Полиэтиленовый трубопровод можно прокладывать имеющимися в настоящее время в строительно-монтажном поезде кабелеукладчиками. При этом прокладку трубопровода для ОКС можно совместить при необходимости с одновременной прокладкой кабелей автоматики, телемеханики и связи.
6.2 Монтаж оптических кабелей
Монтаж подразделяется на постоянный (стационарный) и временный (разъемный). Постоянный монтаж выполняется на стационарных кабельных линиях, прокладываемых на длительное время, а временный на линиях, где приходится неоднократно соединять и разъединять строительные длины кабелей.
Соединители оптических волокон представляют собой арматуру, предназначенную для юстировки и (фиксации соединяемых волокон, а также для механической защиты сростка.
Основными требованиями к ним являются: простота конструкций, малые переходные потери, устойчивость к внешним механическим и климатическим воздействиям, надежность. Дополнительно к разъемным соединителям предъявляется требование неизменности параметров при повторной стыковке.
Для неразъемного соединения оптических волокон применяются соединительные трубки, квадратные трубки, роликовые соединения, металлические наконечники, пластины с канавками, электродуговая сварка.
Разъемные соединения волокон осуществляются с помощью, штекерного разъемного соединителя.
Для монтажа муфт, разделки кабеля и сварки оптических волокон применяется сварочный агрегат типа КСС-111 с комплектом инструмента для разделки концов.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 1744; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!