Розроблення ситуативної схеми лінії передачі

Міністерство освіти і науки України

Хмельницький національний університет

Кафедра радіотехніки та зв’язку

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни “ Системи рухомого радіозв’язку ”

“Проектування волоконно-оптичних систем передачі

плезіохронної цифрової ієрархії (PDH)”

Пояснювальна записка

Виконав Назарук О.В.

студент групи

(підпис, дата) (ініціали, прізвище)

Перевірив Лужанський В.І.

керівник

(підпис, дата) (ініціали, прізвище)

Хмельницький 2014

Хмельницький національний університет

Кафедра Радіотехніки та звя’зку

Дисципліна Системи рухомого радіозв’язку

Напрям підготовки 050901 Радіотехніка

Курс 4 Група РТ-10-1 Семестр VIІІ

Завдання на курсовий проект

студента Назарука Олександра Вікторовича

1. Тема проекту: Проектування волоконно-оптичних систем передачі плезіохронної цифрової ієрархії(PDH).

2. Термін здачі студентом закінченого проекту 29.05.2014 р.

3. Завдання: впровадження обладнання сучасної волоконно-оптичної системи передачі плезіохронної цифрової ієрархії PDH з використанням оптичного кабелю виробництва ВАТ «Одесакабель» на ділянці первинної мережі між пунктами: м. Бориспіль - м. Охтирка (N_ктч = 333, N_E1 =27).

4. Дата видачі завдання: 14. 04.2014 р.

Виконав

студент групи Назарук О.В.

РТ-10-1

Перевірив

керівник Лужанський В.І.

ЗМІСТ

Вступ……………………………………………………………………………4

1. Ситуативна схема лінії передачі…………………………………………...10

2. Вибір цифрової системи передачі

та типу волоконно-оптичного кабелю………………………………………..11

2.1. Вибір цифрової системи передачі…………………………………….......11

2.2. Вибір типу волоконно-оптичного кабелю………………………………12

3. Характеристика сигналу цифрового лінійного тракту

волоконно-оптичної системи передачі……………………………………….16

4. Розрахунок довжини регенераційної ділянки……………………………..18

4.1. Розрахунок довжини з урахуванням дисперсії…………………………..20

5. Діаграма енергетичного потенціалу на ділянці

цифрового лінійного тракту…………………………………………………..21

6. Розробка схеми організації зв’язку волоконно-оптичних

систем передачі………………………………………………………………..27

7. Розрахунок обладнання кінцевих та проміжних пунктів………………....29

8. Заходи з охорони праці……………………………………………………..30

Висновки……………………………………………………………………….32

Список використаної літератури……………..……………………………….33

Додатки………………………………………………………………………...35

ВСТУП

Основною тенденцією розвитку телекомунікацій у всьому світі є побудова мережі на базі цифрових методів передачі і комутації. Це пояснюється наступними істотними перевагами цифрових методів передачі перед аналоговими:

– висока завадостійкість. Представлення інформації в цифровій формі дозволяє здійснювати регенерацію (відновлення) цифрових символів при передачі їх по лінії зв'язку, що різко знижує вплив перешкод і спотворень на якість передачі інформації;

– слабка залежність якості передачі від довжини лінії зв'язку. В межах кожної ділянки регенерації спотворення переданих сигналів виявляються мінімальними. Довжина ділянки регенерації і обладнання регенератора при передачі сигналів на великі відстані залишаються практично такими ж, як і у разі передачі на малі відстані. Так, при збільшенні довжини лінії в 100 разів для збереження незмінним якості передачі інформації досить зменшити довжину ділянки, регенерації, лише на декілька відсотків;

– стабільність параметрів каналів цифрових систем передачі(ЦСП). Стабільність і ідентичність параметрів каналів (залишкового загасання, частотної і амплітудної характеристик і ін.) визначаються, в основному, пристроями обробки сигналів в аналоговій формі. Оскільки такі пристрої складають незначну частину обладнання ЦСП, стабільність параметрів каналів в таких системах значно вища, ніж в аналогових. Цьому також сприяє відсутність в ЦСП впливу завантаження системи на параметри окремих каналів;

– ефективність використання пропускної спроможності каналів для передачі дискретних сигналів. При введенні дискретних сигналів безпосередньо в груповий тракт ЦСП швидкість їх передачі може наближатися до швидкості передачі групового сигналу;

– можливість побудови цифрової мережі зв'язку. Цифрові системи передачі в поєднанні з цифровими системами комутації є основою цифрової мережі зв'язку, в якому передача, транзит і комутація сигналів здійснюються в цифровій формі. При цьому параметри каналів практично не залежать від структури мережі, що забезпечує можливість побудови гнучкої розгалуженої мережі, яка володіє високими показниками надійності і якості;

- високі технікоекономічні показники. Передача і комутація сигналів в цифровій формі дозволяють реалізовувати обладнання на єдиних апаратних платформах. Це дозволяє різко знижувати трудомісткість виготовлення устаткування, значно знижувати його вартість, споживану енергію і габарити. Крім того, істотно спрощується експлуатація систем і підвищується їх надійність.

Структура первинної мережі зумовлює об'єднання і розділення потоків передаваємої інформації, тому реалізовані на ній системи передачі будуються за ієрархічним принципом. Стосовно цифрових систем цей принцип полягає в тому, що число каналів ЦСП, відповідне даному ступеню ієрархії, більше числа каналів ЦСП попереднього ступеня в ціле число раз.

Аналогові системи передачі з частотним розподілом каналів також будуються за ієрархічним принципом, але на відміну від ЦСП для них ступенями ієрархії є не самі системи передачі, а типові групи каналів.

Цифрова система передачі, відповідна першому ступеню ієрархії, називається первинною; у цій ЦСП здійснюється пряме перетворення щодо невеликого числа первинних сигналів в первинний цифровий потік. Системи передачі другого ступеня ієрархії об'єднують певне число первинних потоків у вторинний цифровий потік і т.д.

У рекомендаціях МСЕ-Т представлено два типа ієрархій ЦСП: плезіохрона цифрова ієрархія (ПЦІ, PDH) і синхронна цифрова ієрархія (СЦІ, SDH). Первинним сигналом для всіх типів ЦСП є цифровий канал із швидкістю передачі 64 кбіт/с, званий основним цифровим каналом (ОЦК). Для об'єднання сигналів ОЦК в групові високошвидкісні цифрові сигнали використовується принцип тимчасового розділення каналів.

Що з'явилася історично першої плезіохроная цифрова ієрархія має європейську, північноамериканську і японську різновиду, приведені в таблиці 1.

Таблиця 1 – Ієрархія плезіохронних цифрових систем передачі(PDH)

Для цифрових потоків плезіохронної цифрової ієрархії(PDH) застосовують відповідні позначення. Для північноамериканської і японської ПЦІ застосовується позначення Т (іноді DS), для європейської ПЦІ – Е. Цифрові потоки першого рівня позначаються відповідно Т-1 і Е-1, другого Т-2 і Е-2 і т.д. До використання на мережах зв'язку України прийнята європейська плезіохронна цифроаї ієрархія(PDH). Попит населення у всьому світі на телекомунікаційні послуги постійно зростає. Сьогодні телекомунікаційна сфера є однією з динамічних та найвисокотехнологічних галузей світу, яка розвивається швидкими темпами. Побудова в Україні оптичних магістральних, міських та приміських оптичних мереж дозволяє впровадження останніх розробок волоконно-оптичних систем передачі(ВОСП) та робить можливим надання користувачам практично всіх видів сучасних телекомунікаційних послуг:

- міжнародний, міжміський та місцевий телефонний зв’язок;

- телеграфний та телексний зв’язок;

- відео конференц–зв’язок;

- супутниковий зв’язок;

- надання в оренду цифрових каналів;

- цифрова мережа з інтеграцією служб(ISDN);

- передача даних, у тому числі на основі асинхронного режиму перенесення інформації(ATM) і транслювання кадрів(Frame Relay);

- доступ до мережі Інтернет;

- технічне обслуговування мереж радіомовлення та телебачення;

- радіотелефонний зв’язок;

- проводове мовлення.

Цифровізація первинної мережі – сьогодні одна з найважливих завдань зв’язківців щодо виконання низки державних програм, зокрема комп’ютеризації сільських шкіл та під’єднання їх до Інтернету тощо. Рівень технологічного розвитку систем і мереж електрозв’язку поступово змінює відношення сільського жителя до послуг телекомунікацій. Жителі сільських районів споживають послуги міжміського та міжнародного телефонного зв’язку таким самим чином, як і жителі міст.

Єдина національна система зв’язку (ЄНСЗ) України являє собою сукупність систем первинної мережі електрозв’язку загального користування та відомчих систем електрозв’язку, які забезпечують задоволення потреб споживачів (підприємств, установ, організацій, населення та ін.) у послугах зв’язку. Первинні мережі електрозв’язку загального користування являють собою сукупність лінійних та станційних споруд для утворення мереж типових каналів передавання, типових трактів та цифрових потоків, які в свою чергу використовуються, в основному, для утворення мереж з комутацією каналів, а в перспективі з комутацією пакетів.

Період подальшого розвитку первинної мережі передбачає закінчення процесу цифровізації первинної мережі.

Принципами цифровізації первинної мереж ЄНСЗ України є:

а) реалізація цифровізації первинних мереж електрозв’язку загального користування на основі програмних та технічних засобів визначеного варіанту плезіохронної цифрової ієрархії(ПЦІ), (PDH) та синхронної цифрової ієрархії(СЦІ), (SDH) та побудова транспортної системи:

– первинна – 2048 кбіт/с; (PDH)

– вторинна – 8448 кбіт/с; (PDH)

– третинна – 34368 кбіт/с; (PDH)

– четверинна – 139264 кбіт/с; (PDH)

– первинна –155, 520 Мбіт/с; (SDH)

– четверинна – 622, 080 Мбіт/с; (SDH)

– шістьнадцятинна – 2488, 320 Мбіт/.(SDH)

б) формування (розширення) магістральної первинної мережі відбувається на основі СЦІ, а внутрішньозонових та місцевих первинних мереж – на основі СЦІ і ПЦІ з урахуванням введення на цих мережах цифрових комутаційних станцій, обладнання кросового з’єднання цифрових трактів та пріоритетного використання засобів зв’язку вітчизняного виробництва;

в) реконструкція коаксіальних кабельних ліній зв’язку обмежується варіантами переведення їх на апаратуру з імпульсно-кодовою модуляцією (ІКМ) або організацією цифрових потоків в аналогових лінійних трактах за допомогою модемів;

г) реконструкція окремих діючих радіорелейних ліній (РРЛ);

д) поступове формування цифрових потоків в міру введення в дію збудованих цифрових ліній зв’язку для забезпечення роботи цифрових автоматичних міжміських телефонних станцій (АМТС) та інших споживачів;

е) поступове виведення з експлуатації аналогових систем передачі та заміною їх цифровими.

Розвинення телефонного зв’язку України здійснюється у відповідності до стратегічних цілей, які поставлені та визначені у комплексній програмі створення ЄНСЗ України. Основні зусилля останніх років були направлені на цифровізацію сільської мережі та автоматизацію процесів обслуговування користувачів. У теперішній час в Україні встановлені та функціонують чотири типи телефонних станцій: декадно-крокові (ДКС), координатні (КС), квазіелектронні (КЕ), цифрові (ЦС). Головною стратегічною метою розвитку місцевих телефонних мереж є заміна застарілого типу станцій на цифрові та розширення послуг електрозв’язку на місцевих мережах шляхом збільшення ємності з використанням цифрових станцій.

На початку 2010 року 85% райцентрів цифровізовано комбінованим шляхом, тобто за рахунок ущільнення мідних ліній зв’язку модемами та прокладанням волоконно-оптичних ліній зв’язку (ВОЛЗ). Загальна протяжність кабельних ліній зв’язку – 79 333 км, 16 200 км з яких – волоконно-оптичні. Понад 57% районних центрів цифровізовано на основі оптоволокна та SDH, PDH – обладнання. При подальшому будівництві ВОЛЗ модемні пристрої, за рахунок яких ущільнювалися мідні лінії, переносяться на інші напрямки, при умові технічної можливості для цього.

В подальшому планується довести рівень цифровізації райцентрів до 100%, з них понад 80% – на основі оптоволокна. Так, плановий показник будівництва зонових ВОЛЗ на перспективу становить понад 5 тисяч кілометрів. Стосовно зонової мережі, то на сьогодні вже створено десять внутрішньо-обласних захисних кілець у восьми областях України. Це АР Крим, Дніпропетровська, Київська, Луганська, Львівська, Полтавська, Харківська області та південь Одещини. У подальшому заплановано будівництво ще 20 таких зонових кілець, що дасть змогу вивільнити до 12 тисяч кілометрів аналогових ліній зв’язку та обладнання.

Таким чином, темпи використання оптичних технологій на всіх ступенях мереж звʼ язку України будуть весь час зростати і вимагати наявності великої кількості висококваліфікованих фахівців. У звʼ язку з цим зросли і вимоги до спеціалістів, що займаються проектуванням та розробленням волоконно-оптичних систем передачі.

РОЗРОБЛЕННЯ СИТУАТИВНОЇ СХЕМИ ЛІНІЇ ПЕРЕДАЧІ

Вибір проходження траси визначається поперед усім розташовуванням кінцевих пунктів, які повинні були забезпечені високоякісним цифровим зв’язком.

При виборі траси необхідно забезпечити:

– найкоротшу протяжність траси;

– найменшу кількість перетинів, які утворюють складні умови прокладання кабелю та підвищують вартість будівництва;

– максимальне застосування механізмів при будівництві та використання сучасних методів прокладки кабелю;

– утворення найкращих умов експлуатації і обслуговування обладнання.

За межами розташування населених пунктів кабель, як правило, про­кладається вздовж автомобільного шляху.

В кінцевому підсумку, залежно від умов фактичного розташування населених пунктів приймається лише один варіант прокладання траси ка­белю, який забезпечує найбільш зручні умови виконання та експлуатації во­локонно-оптичної лінії передачі.

Перетину волоконно-оптичної лінії з ріками, шосейними та залізнич­ними дорогами по можливості необхідно уникати.

Розрахунок необхідної довжини оптичного кабелю (ОК) для будів­ництва лінії зв’язку виконуємо з урахуванням встановлених норм запасу на підземний оптичний кабель, що прокладається в ґрунті – 2 % [8].

Тоді, довжина кабелю:

L каб = 1, 02х Lтр = 1, 02х305 = 311.1км

де L_тр – протяжність траси.

Варіант ситуативної схеми лінії передачі Бориспіль-Охтирка представлений в додатку А