Введение
В настоящие время на всех участках первичной сети взаимоувязанной сетисвязи (местной, внутризоновой и магистральной) еще используются аналоговыесистемы передачи (АСП), работающие по металлическим кабелям связи (К-60П покабелю типа МКС- 4×4×1,2; К-300 по кабелю МКТ-4; К-1920П и К-3600по кабелю МК-4 и т.д.). Информационно — телекоммуникационный комплекс Россииформируется с учетом его интеграции в глобальную и европейскую информационныеинфраструктуры. Мировой практикой установлено, что непременным условием для этогоявляется наличие в стране развитой и взаимоувязанной цифровой сети.
Навзаимоувязанной сети связи (ВСС) России, как и в большинстве развитых стран,принят и реализуется курс на цифровизацию сети связи. Поэтому возникаетнеобходимость реконструкции существующих участков сети с АСП. Однако предстоитдлительный период сосуществования на сети аналоговой и цифровой техники связи.Значительное число соединений будет устанавливаться с использование обоих видовтехники связи. Для того чтобы в этих условиях обеспечить заданныехарактеристики каналов и трактов, принципы проектирования цифровых системпередачи (ЦСП) и АСП должны быть совместимы. Это в первую очередь касаетсяструктуры номинальных эталонных цепей, норм на суммарную мощность помех,возможности совместной работы на сети и т.п.
Основными типами отечественных ЦСП, применяемыми приреконструкции, являются ЦСП типа ИКМ-120, ИКМ-480С (симметричный кабель) иИКМ-480 (коаксиальный кабель). Магистрали с АСП типа К-1920 и К-3600реконструкции не подлежат и в перспективе будут заменены волоконно-оптическимисистемами передачи.
Использование цифровых систем передачи объясняетсясущественными достоинствами передачи: высокой помехоустойчивостью, слабойзависимостью качества передачи от длины линии связи, стабильностьюэлектрических параметров каналов связи, эффективностью использования пропускнойспособности при передаче дискретных сообщений и др.
Рост потребности в услугах электросвязи (ЭС) для различныхсфер деятельности людей обусловил бурное развитие средств телекоммуникаций встране. Организация новых цифровых трактов – задача, стоящая перед каждымоператором. Она обусловлена повсеместным строительством цифровых АТС,внедрением услуг передачи данных, развитием цифровых сетей с интеграцией служб,модернизацией сетей технологической связи. Решить ее можно тремя способами:путем строительства волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), использованиярадиорелейных систем или с помощью цифровизации медных линий связи.
Научно-технический прогресс во многом определяется скоростьюпередачи информации и ее объемом. Возможность резкого увелечения объемовпередаваемой информации наиболее полно реализуется в результате примененияразличных оптических систем передачи.
В мире достигнут огромный прогресс в развитии ВОЛС. Внастоящее время волоконно-оптические кабели и системы передачи для нихвыпускаются многими странами мира. Их внедрение определено высокойпомехоустойчивостью, широкой полосой пропускания сигналов, большимирасстояниями передач, относительно низкой стоимостью каналов и другимифакторами. Однако, строительство ВОЛС до сих пор остается дорогостоящим иоправдывает себя только в тех случаях, когда требуется передача потоков большойемкости. Применение радиорелейных систем бесспорно эффективно, особенно вситуациях, когда между пунктами нет какой-либо иной среды передачи, заисключением радиоэфира, а прокладка кабеля не целесообразна по экономическимпричинам. В большинстве же случаев в распоряжении оператора имеется ужесуществующая магистральная кабельная инфраструктура, которую можно использоватькак среду передачи для организации новых цифровых трактов за счет свободных парв кабеле или замены аналоговых систем передачи на цифровые.
На первых этапах создания цифровой сети в Россиипредусматривалось построить внутризоновые и местные сети на основе импортныхволоконно-оптических и радиорелейных систем передачи, а тысячи километроввысококачественных кабелей с медными жилами, оснащенными аналоговыми системамипередачи, предполагалось списать в утиль.
Дефолт 1998г. изменил эти намерения. Новейшие цифровыесистемы передачи оказались островками в море аналоговых систем передачи помедному кабелю. Аналоговые барьеры наглухо перекрывают потоки цифровойинформации, и как следствие, катастрофически недоиспользуется «интеллект» цифровыхсистем коммутации и пропускная способность современных цифровых магистральныхлиний, загруженных фактически на 7-10%.
Необходим другой, реальный в создавшихся условиях путьсоздания цифровых внутризоновых и местных сетей связи.
Наиболеецелесообразный, возможно, единственный способ решения этой проблемы — цифровизация существующей сети связи на медном кабеле путем постепенной заменыаналоговых систем передачи, которые занимают сегодня 80% зоновой сети страны,на цифровые.
Задачу цифровизации существующих медных линий связи (ЦМЛС)можно определить как организацию цифровых каналов путем применения ЦСП,использующих в качестве среды передачи пары существующего кабеля.
Поэтому одной из актуальных задач развития местных сетей ЭСявляется оптимальное использование медных кабельных линий, находящихся вэксплуатации. Уже достаточно долго в России и европейских странах дискутируетсявопрос о “полной замене меди на оптику”. Какая же истина открылась в итогедискуссии? Как обычно, очень простая — технологии хDSL, обеспечивающие передачу высокоскоростных цифровыхпотоков по существующим сегодня кабельным линиям.
Наиболее распространенной в настоящее время технологией вряду DSL является высокоскоростная цифроваяабонентская линия HDSL. Технология HDSL обеспечивает полный дуплексный обменна скорости 2048 Мбит/с. Для передачи используются две или три кабельных пары.
Ряд DSL-технологий,прежде всего HDSL, были разработаны и впервые внедреныв массовом масштабе не для решения проблем сетей доступа, но для замены устаревшегооборудования HDB3 (отечественный аналог – ИКМ-30).Объем внедрения оборудования HDSLсоставляет сотни тысяч линии только в США.
Одна из сфера применения DSL-технологий в России и странах СНГ– уплотнение межстанционныхсоединительных линий. Для этого все более и более широко используетсяоборудования HDSL. По данным НТЦ НАТЕКС в 1999г. длятаких приложений приобреталось более 70% HDSL и MSDSL(скорость передачи 160…2320 кбит/с) оборудования. Практически сегодня можноутверждать, что инерция операторов по использованию “музейных экспонатов”сломлена, и при новом строительстве в оборудовании линейного тракта ИКМ- системиспользуются прогрессивные HDSL-технологий.Надо признать также, что массовой замены устаревших линейных трактов на основеИКМ-30 в России и СНГ пока не проводится. Таким образом, эта замена, неизбежная в будущем, является огромным потенциалом развития рынка DSL в России.
Типичное расстояние между городом и поселком (наиболее частооборудование типа К-60 используется для связи областного и районного центров)может составлять 50…70 км. И в телефонной сети общего пользования (ТфОп), и втехнологических сетях (вдоль железных дорог, нефте-газопроводов и т.д.),нередки кабельные линии длиной 100, 200 и более километров. Естественно, никтоиз европейских и американских разработчиков DSL- аппаратуры не рассчитывал на такие длины. Поэтомурешение вопроса цифровизации и замены систем ИКМ и ЧРК полностью “на совести”отечественных фирм. Такие решения появились совсем недавно и уже активновнедряются. Некоторые из отечественных решений основаны на HDSL-технологиях, сильномодифицированных, однако, для данного специфического применения (система итехнология MEGATRANS, НТЦ НАТЕКС). Некоторые основаны накодировании HDB3, много десятилетий применявшегося всистемах типа ИКМ-30, 120 и т.д. В недалеком будущем, вероятно, появятся идругие решения. Основаны они будут, без сомнения, на передовых DSL-технологиях. Емкость этого сегментарынка специалисты НТЦ НАТЕКС оценивают в десятки тысяч линий. Если учесть, чтокаждая линия состоит из многих сегментов (имеет несколько регенераторов), тосуммарная стоимость необходимого оборудования составит 500 млн. долларов. Этонемало в масштабах сегодняшнего уровня внедрения DSL в России и СНГ.
Как отмечалось выше, одним из массовых приложений технологий DSL в России и СНГ может стать заменаили модернизация аналоговых систем передачи, работающих на магистральных илигородских кабелях. Множество такой аппаратуры (типа К-60) используется навнутризоновых направлениях. Для этих приложений были разработаны несколькоспецифических DSL-технологий. Одна из них имеетназвание MEGATRANS. В системе MEGATRANS применена уникальная технология,отличающаяся несимметричностью, CAP-модуляцией, регулируемым уровнем и адаптивной системой согласования с линией.Каждый их этих ключевых моментов в определенной комбинации с другими позволяетрешить две основные проблемы – достичь заданной длины регенерационного участка ℓреги обеспечить совместимость с существующими аналоговыми системами передачи.
Целью дипломного проекта является разработка электронноговарианта методических указаний по курсовому проектированию для дисциплины«Многоканальные телекоммуникационные системы». В дипломном проекте рассмотренывопросы реконструкции АСП с использованием ЦСП типа ИКМ-60, ИКМ-120 и т.п. и FlеxGain MEGATRANS. Приведена методика расчетапомехозащищенности цифровой линии передачи, даны основные характеристикиаппаратуры и кабельных линий связи.
1. Основные теоретические положения по электрическому расчетуЦСП
1.1 Размещение регенерационных пунктов
Для серийно выпускаемой аппаратуры ЦСП зоновой имагистральной сетей предусмотрены оконечные пункты, обслуживаемыерегенерационные пункты и необслуживаемые регенерационные пункты. Расстояниемежду ОП и ОРП или ОРП и ОРП называется секцией дистанционного питания (ДП) изадается в паспортных данных системы передачи. При размещении ОРП следуетруководиться следующими соображениями: расстояние ОРП-ОРП не должно превышатьмаксимальной длины секции ДП; ОРП желательно располагать в населенных пунктах. Расстояниемежду ОП-НРП, НРП-НРП или ОРП-НРП называется длиной регенерационного участка.
Номинальная длина или номинальное затухание регенерационногоучастка для температуры t=200Сзадается в технических данных аппаратуры.
Длина регенерационного участка при температуре грунтаотличной от t=200С может бытьопределена:
ℓру ном/> ; ℓруmax/>; ℓру min/>,
где АномРУ, АmaxРУ, АminРУ – номинальное, максимальное иминимальное затухание регенерационного участка по кабелю, согласно техническимданным системы передачи;
αtmax– километрическое затухание кабеля нарасчетной частоте fp ЦСПпри максимальной температуре грунта по трассе линии. Обычно fр=0,5fт, где fт — тактовая частота ЦСП.
Километрическое затухание кабеля αtmax определяется:
αtmax= αtо[1– αα( t0– tmax)],
где αtо – километрическое затухание кабеля при температуре t0 (обычно t0=200С)
Коэффициентзатухания коаксиального кабеля на любой частоте может быть найден αtо=α1МГц·/>, МГц
Длясимметричного кабеля значение αtоопределяется аналитическим выражением, которое зависит от марки кабеля.
αα – температурный коэффициент затухания, который с достаточно большойстепенью точности можно принять равным 2·10-3 1/град.
Числорегенерационных участков внутри секции ДП определяется по формуле
nру= Е(Lc/ℓру ном)+1,
гдеLc– длина секции ДП, км; ℓру ном – номинальная длинарегенерационного участка, км; Е – функция целой части.
КонструкциейЦСП предусмотрено возможное отклонение длины участков от номинала в обестороны. Для проектирования задается обычно несколько меньший разброс, чем этопозволяет оборудование ЦСП, что связано с возможным разбросом затухания кабеляи неточностью реализации длин участков в процессе строительства.
Принеобходимости можно размещать НРП с получением длин участков меньше или большеноминальной, причем длина регенерационного участка должна находиться в пределахвозможных отклонений согласно технической характеристике применяемой системыпередачи. При невозможности выполнения этого условия допускается увеличить наодин число НРП и организовать два укороченных регенерационных участка, при этомих следует располагать перед ОРП или ОП. Взаимное расположение укороченных иудлиненных относительно номинала регенерационных участков в пределах секции ДПможет быть произвольным.
1.2 Нормирование параметров ЦСП
Нормированиепараметров ЦСП осуществляется посредством создания номинальных цепей цифровойпервичной сети ВСС. Основной параметр, определяющий качество связи по цифровымканалам – вероятность ошибки рош. Допустимую вероятность ошибки дляразличных участков цифровой первичной сети ВСС можно определить, исходя изследующих требований:
- цифровые каналы ВСС должныобеспечить возможность организации междугородной связи;
- вероятность ошибки при передачецифрового сигнала между двумя абонентами не должна превышать Рош≤10-6.При этом обеспечивается высокое качество телефонной связи (прослушивание неболее одного щелчка в минуту) в системах с ИКМ при восьмиразрядном нелинейномкодировании.
Крометого, необходимо иметь в виду, что в линейных трактах ЦСП имеет местонакопление ошибок регенерации.
Согласнорекомендации Международного союза электросвязи схема организации международнойсвязи соответствует рисунку 1.1./> />
Рисунок 1.1 – Схема организации международнойсвязи
Номинальнаяцепь основного цифрового канала (ОЦК) национального участка определяется видомсети связи страны, входящей в соединение, и для первичной цифровой сети Россиипоказана на рисунке 1.2./> />
Рисунок 1.2 – Номинальная цепь ОЦК национальногоучастка России
Вероятностьошибки Рнац= 0,4∙10-6 равномерно распределена междуучастками номинальной цепи, т.е. Рмаг=Рвз=Рмест=Раб=10-7,где Рмаг, Рвз, Рмест и Раб допустимыевероятности ошибки соответственно магистрального, внутризонового, местного иабонентского участков номинальной цепи. Тогда, учитывая, что в ЦСП суммируютсявероятности ошибки, получим условное значение допустимой вероятности ошибки на1км линейного тракта:
Рмагкм/>; Рвз км/>;
Рместкм/>
Знаяэти величины, можно определить требования к линейным регенераторам ЦСП.Допустимая вероятность на один регенератор составляет
/>ℓру,
гдеℓру – длина регенерационного участка.
1.3 Определение допустимой защищенности от помех от линейных переходовдля регенераторов ЦСП по симметричным кабелям
Причинойвозникновения ошибок при передаче цифрового сигнала являются помехи, мгновенныезначения которых превышают пороговое напряжение Uпор в схеме сравнения регенератора, что вызываетпоявление лишних или исчезновение имеющихся импульсов. Пороговое напряжениевыбирается равным половине максимального напряжения цифрового сигнала Uсmaxна входе схемы сравнения регенератора:
Uпор= Uс max/2.
Вцифровых линейных трактах ЦСП по симметричным кабелям имеют место собственныепомехи, имеющие нормальный закон распределения, и помехи от линейных переходов,которые в общем случае суммируются от всех влияющих пар. В наихудшем случаепомехи от линейных переходов складываются па напряжению и имеют полярностьпротивоположную с передаваемым цифровым сигналом. Это эквивалентно уменьшениюпорогового напряжения в схеме сравнения регенератора:
U'пор= Uпор-n·Uплп ,
гдеUпор= Uсmax/2, n– число влияющих пар, Uплп – напряжение помехи от линейных переходов от однойвлияющей пары.
Длясимметричного кобеля соотношение допустимой мощности помех от линейныхпереходов и допустимой мощности собственных помех следующее:
Рдоплп: Рдоп сп =2:1
Поэтомупроизведем расчет допустимой защищенности от помех на входе регенератора толькоот линейных переходов.
Влияниепомех от линейных переходов эквивалентно изменению верхнего предела в интегралевероятности для расчета Рош:
/>,
где/>; /> ; />/>.
Uсм – максимальное напряжение цифрового сигнала на входесхемы сравнения регенератора,
δ– среднеквадратическое значение собственной помехи на входе схемы сравнениярегенератора, которое вычисляется по формуле
/>, В,
гдеК — постоянная Больцмана, К=1,38·10-23 Дж/град;
Т- температура в градусах Кельвина, Т=273+toС;
D — коэффициентшума усилителя (5÷8);
Арег — затухание регенерационного участка при ℓmax на fр= fт/2, дБ;
fт — тактовая частота ЦСП, Гц;
ZВ — волновое сопротивление симметричного кабеля, Ом.
Предельноезначение величины X′0определяется предельно допустимойвероятностью ошибки на один регенератор. С другой стороны предельно допустимаязащищенность при воздействии всех видов помех:
/>,
гдеUном∑– суммарное значение от помех. Величину Аз доп рег можно определитьпо эмпирической формуле, зная Рдоп рег:
/>
гдеL – число уровней линейного сигнала.
Тогдапредельно допустимое соотношение:
/>
Почленноразделив на /> левую и правую частьуравнения, окончательно получим:
/>/>
(призаданном значении верхнего предела интеграла вероятности будут выполненынормативы ЦСП).
Сдругой стороны
/>,
где/>
Введемпонятие допустимой величины защищенности от помех линейных переходов, прикотором выполняются нормативы ЦСП:
/> , тогда />
Подставивполученное выражение в формулу для расчета X′0,окончательно получим:
/>
Приравниваявыражение для расчета X′0норм=X′0расч,получим формулу для определения предельно допустимой защищенности от помех отлинейных переходов:
/>,
прикоторой будет выполняться норматив на вероятность ошибки одного регенератора,где n- число влияющих пар.
Ожидаемаязащищенность от помех от линейных переходов Аз.плп.ож при правильномвыборе длин регенерационных участков не должна быть меньше Аз.плп.доп:Аз.плп.доп ≤ Аз.плп.ож
1.4 Определение ожидаемой защищенности от помех от линейных переходов длярегенераторов ЦСП по симметричным кабелям
Ожидаемаязащищенность при двухкабельном режиме работы
Вданном режиме работы ЦСП определяющими являются переходные влияния на дальнемконце. Ожидаемая защищенность от помех от линейных переходов на дальнем конце АЗℓплп ож. может быть определена
/> ,
где/> – среднее значениезащищенности от переходного влияния на дальний конец на частоте fiдля длинырегенерационного участка ℓi;
/>– среднеквадратическоеотклонение защищенности на дальнем конце, (5÷6дБ);
ΔАрег–изменение защищенности за счет неидеальной работы регенератора, (4÷10дБ);
n – числовлияющих пар.
Средниезначения защищенности на дальний конец для любой частоты fi могут быть найдены из выражений:
— для межчетверочных комбинаций:
/>,
— для внутричетверочных комбинаций:
/>, при ℓру≥2,5км,
где/>– среднее значениезащищенности на дальний конец на частоте f1, на длине ℓ1 (ℓ1=2,5км или 5км).
fi — расчетная частота; ℓi — заданная длина участка регенерации.
Ожидаемаязащищенность при однокабельном режиме работы
Вэтом случае определяющими являются переходные влияния на ближнем конце, иожидаемая защищенность от помех от линейных переходов на ближнем конце АЗоплп ож может быть рассчитана:
/>,
где/>– среднее значениепереходного затухания на ближнем конце на fт/2, дБ;
/>– километрическое затуханиекабеля на fт/2,дБ/км;
/>– среднеквадратическоеотклонение переходного затухания на ближнем конце, (6÷6,5дБ).
Приправильном выборе ℓру для всех типов ЦСП должно выполниться требованиеАз доп ≤Аз ож.
1.5 Определение допустимой и ожидаемой вероятности ошибки и защищенностидля регенераторов ЦСП по коаксиальным кабелям
Какизвестно, электромагнитное поле коаксиальных цепей является закрытым, т.е. внекоаксиального кабеля оно не существует, что приводит к отсутствию непосредственныхвлияний между коаксиальными цепями. Поэтому в ЦСП по коаксиальным кабелямосновным видом помех являются собственные помехи, имеющие нормальный законраспределения. Следовательно, для данного вида помех возможно непосредственнорассчитать ожидаемую вероятность ошибки одиночного регенератора Рожреги сравнить ее с нормативной величиной Рдоп рег, определенной ранеепо ( ).
/>,
приэтом Рдоп рег ≥ Рож рег.
Дляупрощения расчетов интеграл вероятности можно разложить в ряд и ограничитьсяпервым членом разложения, так как при больших значениях X0достигается достаточно высокая степень приближения:
/>, тогда
/>.
Можнотакже воспользоваться методикой расчета допустимой и ожидаемой защищенности. Вэтом случае допустимая защищенность Адоп рег определяется поэмпирической формуле и сравнивается с Аз ож.
/>, дБ
Приправильном выборе длин регенерационных участков Аз доп рег ≤ Азож кк.
1.6 Характеристики некоторых типов кабелей
Частотныехарактеристики коэффициентов затухания кабеля
Аналитическиевыражения частотных характеристик коэффициентов затухания, полученные приаппроксимации, приведены в таблице 1.1.
Таблица1.1- Аналитические выражения частотных характеристик затухания кабеляМарка кабеля
/>, Ом α(f), дБ/км ЗК-1×4 140
0,0005+5,221629∙/>+0,208083∙f МКСБ-4×4 163
0,0005+5,239331∙/>+0,148918∙f МКСА-4×4 164
0,0005+4,737228∙/>+0,216548∙f
МКССт-4×4 164
0,0005+4,803612∙/>+0,209902∙f МКСБ-7×4 169
0,0005+5,074015∙/>+0,158835∙f
Сдостаточной для практических расчетов точностью номинальные значения модулейволновых сопротивлений цепей можно считать независимыми от частоты. Этизначения для разных типов симметричных кабелей приведены в таблице 1.1.
Параметрыпередачи для коаксиальных кабелей при t=200С приведены втаблице 1.2.
Таблица1.2- Параметры передачи коаксиальных кабелейТип кабеля Диаметр внутреннего и внешнего проводников, мм Километрическое затухание на 1МГц, дБ Температурный коэффициент Волновое сопротивление, Ом 1МГц 17МГц 1МГц 17МГц МКТ-4 1,2/4,6 5,34 2,01 1,98 74 72 КМ-4 2,6/9,4 2,45 2,0 1,98 75 74 КМ-6/8 2,6/9,4 2,39 2,0 1,98 75 74
Характеристикивзаимного влияния цепей симметричных ВЧ- кабелей
Значениязащищенности на дальнем конце в межчетверочных комбинациях цепей на участкахразной длины приведены в таблице 1.3, а во внутричетверочных комбинациях — втаблице 1.4.
Таблица1.3- Значения защищенности на дальний конец в межчетверочных комбинацияхf, МГц
Значения защищенности в дБ на участке кабеля длиной ℓ1, км 2,5 5
/>
/>
/>
/> 0,25 77 5,4 75 5,6 0,5 71,5 4,9 68,9 5,7 1,0 65,1 6,3 62,7 6,3 4,0 52,9 5,7 50,6 5,4 5,0 51,20 6,1 49,0 5,7 8,0 47,2 6,5 45,0 4,1
Таблица1.4- Значения защищенности на дальний конец во внутричетверочных комбинацияхf, МГц
Значения защищенности в дБ на участке кабеля длиной ℓ1, км 2,5 5
/>
/>
/>
/> 0,25 87,0 3 82,0 3 0,5 76,0 3 75,2 3 4,0 40,0 3 41,2 3 5,0 35,0 3 37,5 3 8,0 27,1 3 30,0 3
Характеристикивзаимного влияния для кабелей марки КСПП
Значенияпереходного затухания на дальнем конце Аℓ и переходногозатухания на ближнем конце А0для кабелей КСПП приведены в таблице1.5.
Таблица1.5- Значения переходного затухания на дальнем и ближнем конце для кабелей КСПП
/>Тип кабеля
Переходное затухание на дальнем конце Аℓ, дБ
Переходное затухание на ближнем конце А0, дБ f=512 кГц f=1024 кГц f=512 кГц f=1024 кГц КСПП-1×4×0,9 67 62 58 55 КСПП-1×4×1,2 67 62 85 55 /> /> /> /> /> />
2. Обзор оборудования ЦСП PDH
2.1 ЦСП ЗАО «Новел-ИЛ»
Научно-производственноепредприятие ЗАО «Новел-ИЛ» организовано в 1993 году группой ведущихспециалистов в области разработки цифровых и волоконно-оптических средствсвязи.
Внастоящие время «Новел-ИЛ» является одним из крупнейших в России поставщиковаппаратуры цифровых систем передачи для местных, междугородних и зоновых сетейсвязи АО «Электросвязь», а также для ведомственных сетей (нефтегазовойпромышленности, железных дорог, РАО «ЕЭС России» и др.).
ЗАО«Новел-ИЛ» на разных этапах своей деятельности сотрудничал с такими зарубежнымифирмами как «Andrew» (поставка первичных мультиплексоров для оптическойлинии Москва – Санкт-Петербург), «Italtel» (поставка первичныхмультиплексоров и аппаратуры с частотным уплотнением), «GDC»,«Alkatel», «AT&T», «SAT» и др.).
Всвоей деятельности компания ориентируется на предоставления современных услугсвязи российским потребителям и ставит перед собой задачу обеспеченияпотребителя высокотехнологичным оборудованием связи по доступным ценам.
Внастоящее время в «Новел-ИЛ» занято разработкой около 100 человек. Всего впроизводстве аппаратуры занято около 1500 человек. Основная производственнаябаза – заводы в Новгороде и Пскове.
ЗАО«Новел-ИЛ» предлагает:
- построение сетей под ключ на базеоборудования мультиплексирования SDH и PDH с программно-управляемойконфигурацией и дистанционным мониторингом;
- различные виды электрических иоптических интерфейсов, в том числе и для сверхдлинных (до 150 км)регенерационных участков;
- оборудование линейных трактовсистем передачи по коаксиальным и симметричным кабелям;
- аппаратуру для абонентских линий илиний технологической связи вдоль железных дорог и нефте-газопроводов;
- оборудование для передачигруппового ТВ сигнала и сигналов звукового вещания по волоконно-оптическимлиниям связи на любые расстояния;
- оборудование для сетей ISDN иHDSL.
Поставкаоборудования потребителю осуществляется в максимально короткие сроки (цикл отзаключения договора до осуществления поставки не долее двух месяцев).
Система ИКМ-60/120
Назначение
Длязамены АСП К-60 при работе по симметричным высокочастотным кабелям типа МКС илиЗК со скоростью передачи 4,224 Мбит/с или 8,448 Мбит/с, АСП К-300 при работе помалогабаритному коаксиальному кабелю МКТ-4.
Применение
Модернизациявнутризоновых сетей общего назначения, технологические линии связи вдольнефте-газопроводов и железных дорог.
Функциональные возможности
Позволяеторганизовать в любом обслуживаемом пункте:
- выделение первичных цифровыхпотоков 2,048 Мбит/с;
- выделение любого количестваканалов ТЧ или ОЦК с цифровым транзитом оставшихся каналов;
- групповые каналы циркулярной связи(конференц-каналы);
- любые другие услуги,предоставляемые мультиплексорами семейства МК-2048 производства компании«Новел-ИЛ».
Модификации
- ИКМ-60H cдлиной регенерационного участка до 11 км для замены К-60;
- ИКМ-120H cдлиной регенерационного участка до 6,5 км для работы по кабелю МКС;
- ИКМ-120H-К cдлиной регенерационного участка до 6,5 км для замены К-300;
- ИКМ-120H-КД cдлиной регенерационного участка до 8,3 км для замены БК-300;
Состав оборудования
- оконечное оборудование линейноготракта (СЛОН) в составе дистанционного питания как для симметричных (СДПС), таки для коаксиальных (СДПК) пар, блоков станционных регенераторов (РС) слинейными кодопреобразователями, станционного блока телеконтроля и служебнойсвязи (ТСМСС-О), а также секции телеконтроля и служебной связи (СТКС);
- комплект необслуживаемогорегенерационного пункта (КНРО-Н) в составе двух блоков регенератора линейного(РЛ) и одного блока телемеханики и служебной связи;
- оборудование вторичного временногогруппообразования ОВВГ;
- мультиплексора каналов первичногоцифрового потока МК-2048.
Размещение
- аппаратура обслуживаемых пунктовразмещается на стойках типа СКУ-01;
- аппаратура необслуживаемых пунктовразмещается в термокамерах, либо в грунтовых контейнерах;
Система технического обслуживания
Централизованнаясистема управления сетью, обеспечивающая мониторинг всех элементов сети,включая телеконтроль оборудования линейного тракта.
Техническиехарактеристики системы ИКМ60/120 различной модификации приведены в таблице 2.1.
Таблица2.1- Технические характеристики ЦСП ИКМ-60/120 ИКМ-60/2Н ИКМ-60Н ИКМ-120Н ИКМ-120Н-К ИКМ-120Н-КД Скорость группового потока, кбит/c 2048 4224 8448 8448 8448
Число каналов ТЧ (ЦК)
ИКМ/АДИКМ 30/60 60/120 60/120 60/120 60/120 Длина секции ДП, км 120 120 120 100 100 Макс. длина регенерац. участка, км 24 11 6,5 6,5 8,3 Коэффициент ошибок на регенератор
1×10-10
1×10-10
1×10-10
1×10-10
1×10-10 Напряжение ДП, В 500 500 500 500 500 Ток ДП, мА 70 70 70 80 100 Напряжение первичного источника, В -24(60) -24(60) -24(60) -24(60) -24(60) Тип кабеля (основной) МКС МКС МКС МКТ-4 МКТ-4
Условия эксплуатации
- оконечное оборудование +5…+400С
- промежуточное оборудование минус20…+400С
Система ИКМ- 240/480H
Применение
Организациявнутризоновых сетей общего назначения при реконструкции кабельной линии,уплотненных аппаратурой К-300, К-1920.
Функциональные возможности
ИКМ-240/480Hпозволяет организовать в любом обслуживаемом пункте:
- выделение первичных цифровыхпотоков 2,048 Мбит/с;
- выделение любого количестваканалов ТЧ или ОЦК с цифровым транзитом оставшихся каналов;
- групповые каналы циркулярной связи(конференц-каналы);
- любые другие услуги,предоставляемые мультиплексорами семейства МК-2048 производства компании«Новел-ИЛ».
Состав оборудования
- оконечное оборудование линейноготракта (СЛОН) в составе дистанционного питания как для симметричных (СДП),блоков станционных регенераторов (РС) с линейными кодопреобразователями,станционного блока телеконтроля и служебной связи (ТСМСС-О), а также секциителеконтроля и служебной связи (СТКС);
- комплект необслуживаемогорегенерационного пункта (КНРО-Н) в составе двух блоков регенератора линейного(РЛ) и одного блока телемеханики и служебной связи;
- оборудование третичного временногогруппообразования ОВТГ;
- мультиплексора каналов первичногоцифрового потока МК-2048;
- ИКМ-240/480Hпозволяет использовать существующие цистерны для размещения оборудованиянеобслуживаемых пунктов.
Система технического обслуживания
Централизованнаясистема управления сетью, обеспечивающая мониторинг всех элементов сети,включая телеконтроль оборудования линейного тракта.
Втаблице 2.2 даны основные технические характеристики системы ИКМ-240/480.
Таблица2.2- Технические характеристики ЦСП ИКМ-240/480Скорость группового потока, кбит/c 17184 Число каналов ТЧ (ЦК) ИКМ/АДИКМ 240/480 Длина секции ДП, км 200 Макс. длина регенерационного участка, км 8,3 Коэффициент ошибок на регенератор
1×10-11 Напряжение ДП, В 1000 Ток ДП, мА 200 Коэффициент ошибок в линейном тракте
2×10-9 Организация линейного тракта однокабельная Напряжение первичного источника, В минус 24 (60) Тип кабеля (основной) МКТ-4, КМ-4, КМ-8/6
Условия эксплуатации
- оконечное оборудование +5…+400С;
- промежуточное оборудование минус20…+400С
2.2 Оборудование временного группообразования
ОВТГ-2000
ОВТГ-2000представляет собой универсальный мультиплексор гибкой компоновки на 34 Мбит/с сфункцией add/drop потоков Е1 и Е2 и имеет несколько вариантовисполнения.
Назначение
Врежиме ОВГ оборудование ОВТГ-2000 осуществляет объединение и разделение 4-хпервичных цифровых потоков со скоростью передачи 8448 кбит/с.
Врежиме ОТГ оборудование ОВТГ-2000 осуществляет объединение и разделение 16первичных цифровых потоков со скоростью передачи 2048 кбит/с в групповойтретичный цифровой поток со скоростью передачи 34368 кбит/с или первичных ивторичных цифровых потоков в любом сочетании.
Аппаратураработает по одномодовому (λ=1,3 мкм и λ=1,55 мкм) и многомодовомуоптическим кабелям без дополнительных устройств типа ОЛТ, а также покоаксиальным кабелям типа МКТ, МК, МКТБ и РРЛ по стыку G.703.
Методобъединения потоков – односторонний стаффинг в соответствии с РекомендациямиМСЭ-Т G.742 и G.751.
Функциональные возможности
Оборудованиепозволяет организовать:
- передачу по линейному трактусигналов вторичных и третичных цифровых потоков;
- ввод/вывод первичных и вторичныхцифровых потоков на промежуточных станциях;
- не менее 64 переприемов сигналовпервичных и вторичных цифровых потоков;
- регенерацию сигнала впромежуточных пунктах.
Применение
Городскиеи зоновые сети связи.
Конструкция
АппаратураОВТГ-2000 выпускается в трех основных конструктивных модификациях:
- для установки в стойки СКУ-01;
- для установки в стойки СКУ-03;
- 19” несущая конструкция поЕвростандарту МЭК 297.
Всекции БНК-4 может быть установлено от 1 до 4 комплектов ОТГ, таким образомобеспечивается объединение от 480 до 1920 каналов ТЧ соответственно или от 1 до8 комплектов ОВГ, обеспечивая объединение от 120 до 960 каналов ТЧ.
Возможнаустановка модулей кросскоммутации.
Модуликросскоммутации позволяют осуществить быстрое и надежное подключение подводящихпроводов первичных потоков 2 М бит/с без пайки, проводить измерения параметровсигналов, как с перерывов, так и без перерыва связи, а также производить, вслучае необходимости, оперативное переключение потоков с помощью специальныхкабелей.
Контроль работоспособностиаппаратуры осуществляется любым из следующих способов:
- с помощью стандартного устройствасервисного обслуживания (УСО);
- с помощью встроенного автономногоустройства сервисного обслуживания;
- с помощью персональногокомпьютера, который осуществляет локальный или дистанционный мониторинг и управлениеоборудованием.
Техническиехарактеристики оборудования третичного временного группообразования приведены втаблице 2.3.
цифровой мультиплексорный соединительная линия
Таблица2.3- Технические характеристики аппаратуры ОВТГ-2000
Число организуемых каналов ТЧ
режим ОВГ
режим ОТГ
120
480 Скорость входных потоков ОВГ/ОТГ, кбит/с 2048/2048, 8448 Скорость группового потока ОВГ/ОТГ, кбит/с 8448/34368 Количество объединяемых первичных потоков ОВГ/ОТГ 4/16 Количество объединяемых вторичных потоков ОТГ 4 Относительная нестабильность тактовой частоты ОВГ/ОТГ
3×10-5/2×10-5 Перекрываемое затухание ВОК, дБ 38 Потребляемая мощность одного комплекта ОВТГ-2000 при напряжении питания 60В, ВТ, не более 30 Масса секции ОВТГ-2000 (при полном заполнении), кг, не более 15 Количество комплектов ОВГ/ОТГ, размещаемых в одной секции не более 8/4 шт. Напряжение питания минус 60, 48, 24, ~220В
Условия эксплуатации
- рабочая температура +50С…+400С;
- относительная влажность воздуха до80% (при 250С).
ОВТК-34
Существуетвариант, где совместно с аппаратурой ОВТГ-2000 в одной секции и на однойкросс-плате размещен первичный мультиплексор МВТК-2 (аппаратура ОВТК-34). Науниверсальной кросс-плате может быть установлено оборудование ОВТГ-2000 врежиме оконечной станции (16 входных потоков Е1) или в режиме add/dropстанции (с выделением до 8 потоков Е1 в каждом направлении).
АппаратураОВТК-34 выполнена в евроконструкции 19’ и снабжена устройством служебной связи,дистанционного конфигурирования и мониторинга, а также поддерживает режимылинейного и кольцевого резервирования в случае включения в технологическуюлинию связи.
ОВВГ
ОВВГ-мультиплексор цифровых потоков 2/8 Мбит/с с гибкой компоновкой, электрическим (G.703)и оптическим (Q=36дБ) интерфейсами.
Назначение
Объединениеи разъединение 4-х первичных цифровых потоков со скоростью 2048 кбит/с вгрупповой вторичный цифровой поток со скоростью передачи 8448 кбит/с.
Оборудованиеработает по одномодовому и многомодовому волоконно-оптическим кабелям, а такжепо металлическому кабелю и радиорелейным линиям по стыку G.703.
Методобъединения потоков — односторонний стаффинг в соответствии с РекомендациямиМСЭ-Т G.742.
Функциональные возможности
- передача по вторичному трактусигналов первичных цифровых потоков;
- ввод/вывод первичных и вторичныхцифровых потоков на промежуточных станциях;
- переприем сигналов первичныхцифровых потоков.
Применение
Городскиеи зоновые сети связи.
Конструкция
- БНК-4 для установки в стандартнуюстойку СКУ;
- 19” несущая конструкция поЕвростандарту МЭК297;
- «узкая» конструкция шириной 300мм.
Контрольработоспособности аппаратуры осуществляется одним из блоков КС:
- блоком КС-А, который осуществляетсбор информации о состоянии комплекта ОВВГ, обработку этой информации иотображение ее на цифровом индикаторе, установленном на лицевой панели блока;
- блоком КС-М, который осуществляетсбор информации о состоянии комплекта ОВВГ, обработку этой информации дляпоследующей передачи на персональный компьютер;
- блоком КС, который осуществляетсбор информации о состоянии комплекта ОВВГ, обработку этой информации дляпоследующей передачи в универсальное сервисное устройство (УСО).
Втаблице 2.4 указаны данные оборудования вторичного временногогруппообразования.
Таблица2.4- Технические характеристики ОВВГЧисло организуемых каналов ТЧ 120 Количество объединяемых первичных потоков Е1 4 Скорость входных потоков, кбит/с 2048 Скорость группового потока, кбит/с 8448 Максимальное количество ОВВГ, размещаемых в одной секции, шт 4 Относительная нестабильность тактовой частоты
3×10-5 Перекрываемое затухание ВОК, дБ 38
Масса секции ОВВГ (при полном заполнении), кг,
не более 6 Напряжение питания, В минус 60, 48, 24, ~220В Потребляемая мощность одного комплекта ОВВГ при напряжении питания 60В, Вт, не более 6
Условия эксплуатации
- рабочая температура +5…+400С;
- относительная влажность воздуха до80% (при 250С).
2.3 Мультиплексорное оборудование «Новел-ИЛ»
Импульсно-кодоваямодуляция (ИКМ) является наиболее распространенным методом цифрового преобразованияаналоговых сигналов. Она осуществляется путем временной дискретизациианалоговых сигналов с последующим амплитудным квантованием и кодированием.
Помимоэтого цифрового вида модуляции в мультиплексорном оборудовании компании«Новел-ИЛ» применяется адаптивная диффренциальная импульсно-кодовая модуляция(АДИКМ). Идея состоит в адаптивном изменении параметров (например, шагаквантования) в соответствии с изменениями передаваемого сигнала.
Существуетдва основных метода адаптации: в первом адаптируют шаг квантования (АК-ДИКМ),во втором адаптируют коэффициенты предсказателя (АП-ДИКМ). Принцип действиятранскодера АДИКМ следующий.
ВходнойИКМ-сигнал преобразуется с использованием А- или μ-законов сжатиядинамического диапазона в ИКМ-сигнал с линейной характеристикой квантования. Изэтого сигнала вычитается восстановленная цифровая версия квантованного сигнала,а разностный сигнал поступает на адаптивный квантователь, шаг квантованиякоторого является переменным и зависит от динамического диапазона квантованногосигнала, т.е. чтобы слабые сигналы квантовались малыми ступенями квантования, асильные сигналы – большими. Изменение уровня сигнала кодируется четырехбитнымкодом (в ИКМ с нелинейным кодированием для этого требуется 8 бит): в трех битахзаписан уровень разностного сигнала, а в одном – его знак. Таким образом, прииспользовании АДИКМ по каналу связи передается не абсолютное значение сигнала,а разность между текущим и предыдущим отсчетами. При шаге дискретизации 125мксек скорость передачи канального сигнала составляет 32 кбит/с.
Главноепреимущество адаптивного предсказания заключено в использовании переменногошага квантования, определяемого значением абсолютного уровня сигнала, которыйвосстанавливается в инверсном адаптивном квантователе. Благодаря тому, чтонеобходимая для адаптации информация выделяется из выходного кодированногосигнала, а не из входного аналогового, операции кодирования декодированияидентичны. Адаптивный предсказатель кодера АДИКМ формирует квантованный сигнал,который обеспечивает отслеживание как быстрых, так и медленных флуктуацийразностного сигнала, поэтому кодер способен эффективно обрабатыватьаудиосигналы различных видов, даже с резкими скачками амплитуды, напримерсигналы, генерируемые модемом, факсимильным аппаратом и т.п. Декодер АДИКМфактически представляет собой часть кодера, в котором квантовый разностныйсигнал восстанавливается с помощью инверсного адаптивного квантователя.Практически те же функции выполняет и адаптивный предсказатель, которыйформирует оценки сигнала, основываясь на разностном сигнале и предыдущихотсчетах восстановленного сигнала.
МК-2048
МК-2048– семейство мультиплексоров каналов с различными интерфейсами в потоке Е1образует комплекс каналообразующей аппаратуры для цифровых систем передачи различногоназначения.
Аппаратура МК-2048 отличается
- расширенными функциональнымивозможностями;
- повышенной надежностью;
- плотностью компоновки,обеспечивающей размещение в однорядной секции до 30 канальных окончаний ТЧ ссогласующими устройствами или до 60 каналов ТЧ с тональной сигнализацией.
Основные модификации аппаратуры
- МК-2048/30-СМ – мультиплексорканалов ТЧ, звукового вещания (ЗВ) и цифровых каналов (ЦК) с образованиемвыделенных сигнальных каналов передачи СУВ;
- МК-2048/60 – мультиплексор каналовсо сжатием сигналов ИКМ (64 кбит/с) в АДИКМ (32 кбит/с) с объединением двух30-канальных первичных цифровых потоков в 60-канальный цифровой поток соскоростью передачи 2048 кбит/с;
- МК-2048/КГ – многофункциональныйпрограммируемый мультиплексор каналов с гибким конфигурированием,обеспечивающий:
· образование различных аналоговых ицифровых канальных интерфейсов;
· выделение части каналов изпервичного цифрового потока с цифровым транзитом остальных каналов;
· кроссировку каналов в пределах группы(до четырех) первичных цифровых потоков с программируемой конфигурацией;
· образование групповых каналовциркулярной связи (конференц-каналов);
· образование цифрового интерфейсасо скоростью передачи n×64 кбит/с (1
· образование интерфейса типа U дляиспользования в ISDN- сетях;
· передачу сигнализации от абонентак АТС и СУВ между АТС;
· дистанционное управлениеконфигурированием соединений и промежуточных станций, участков линейноготракта, качества передаваемой информации.
Функциональн6ые возможности
МК-2048/30-СМ– объединяет функции образования каналов ТЧ, ЗВ, ЦК и сигнальных каналовпередачи СУВ; сменные блоки канальных интерфейсов с согласующими (исходящими ивходящими) устройствами обеспечивают сопряжение с АТС любого типа.
МК-2048/ГК– имеет в своем составе унифицированные функциональные модули групповых иканальных интерфейсов, а также встроенное программируемое устройство коммутацииканалов для четырех первичных цифровых потоков, что позволяет использовать егов качестве:
- терминального мультиплексора;
- мультиплексора узловой станции свыделением и транзитом каналов;
- кросс-коммутатора каналов.
Прирешении конкретных сетевых задач следует учитывать функциональные возможностиаппаратуры МК-2048/ГК:
- возможность гибкогоконфигурирования состава сетевых узлов с использованием данного мультиплексораканалов в указанных режимах;
- возможность программированияконфигурации матрицы коммутации и распределения каналов в группе первичныхцифровых потоков;
- возможность конфигурированияпараметров отдельных канальных интерфейсов (ТЧ, ЦК) в рамках, предусмотренныхсоответствующими Рекомендациями МСЭ-Т.
Вместопяти каналов ТЧ или ОЦК в МК-2048 (всех модификаций) может быть
Организованканал ЗВ первого класса, либо два канала ЗВ второго класса; вместо шестиканалов ТЧ (ОЦК) – канал ЗВ высшего класса с помощью блоков, установленныхвместо части канальных модулей.
Применение
Сельские,городские, междугородние, технологические системы связи.
Конструкция
- БНК-4 для установки в стандартнуюстойку СКУ;
- 19” несущая конструкция поЕвростандарту МЭК 297.
Техническое обслуживание
Вмультиплексорах МК-2048 имеются интерфейсные блоки (RS-232, RS-485)для сопряжения с компьютерным терминалом автоматизированной системы техническойэксплуатации (АСТЭ). Через указанные интерфейсы обеспечивается дистанционныйконтроль и диагностика аварийных состояний, а в гибком мультиплексоре – такжедистанционное управление конфигурированием каналов.
Потребованию заказчика МК-2048 поставляются с блоком контроля и сигнализации(КС), обеспечивающим взаимодействие с комплектом унифицированного сервисногооборудования (типа УСО-01).
Вариантомаппаратуры МК-2048/ГК с еще более расширенными функциональными возможностямиявляется аппаратура МВТК-2.
МВТК-2
Аппаратура обеспечивает:
- передачу и прием двух групповыхпотоков по медному или по одномодовому и многомодовому волоконно-оптическимкабелям на длине волны 1550нм и 1300нм;
- формирование и кодирование(декодирование) группового потока со скоростью передачи 3072 кбит/с путемсинхронного объединения основного информационного потока 2048 кбит/с,служебного цифрового потока 512 кбит/с и маркерного сигнала;
- кроссировку каналов в пределахгруппы (до восьми) первичных цифровых потоков, а программируемой конфигурациейкоммутационной матрицы;
- образование различных аналоговых ицифровых канальных интерфейсов;
- выделение части каналов изпервичного цифрового потока 2048 кбит/с (с цифровым транзитом остальныхканалов);
- формирование резервногооптического канала для работы в конфигурации 1+1;
- служебную связь между станциямивдоль линейного тракта;
- организацию 30-ти каналовконференц-связи, а при установке дополнительных ТЭЗов число конференц-каналовможет быть доведено до 60-ти;
- мониторинг состояния оборудованияоконечных и промежуточных станций, участков линейного тракта, качествапередаваемой информации и дистанционное управление конфигурированиемсоединений.
Передачасигналов мониторинга, управления и служебной связи осуществляется в основномпотоке Е1, либо в отдельном канале, что позволяет сохранить систему контроля,управления и служебной связи при передаче основного потока Е1 по резервномутракту в случае аварии, обрыва кабеля и т.д.
Система технического обслуживания
Оборудованиеуправляется и обслуживается при помощи централизованной системы дистанционногоконтроля и управления, программного продукта компании «Новел-ИЛ».
Конструкция
19”несущая конструкция по Евростандарту МЭК 297.
Варианты использования
- с электрическими интерфейсами Е1;
- с оптическими и электрическимиинтерфейсами Е1;
- совместно с аппаратурой ОВТГ-2000в одной секции и на одной кросс-плате (аппаратура ОВТК-34).
Техническиехарактеристики мультиплексоров каналов основных модификаций приведены в таблице2.5.
Таблица2.5- Технические характеристики мультиплексоров каналовЭлектрический интерфейс Соответствует Рек.G.703 МСЭ-Т Скорость передачи группового сигнала 2,048 Мбит/с Код сигнала HDB-3 Выходное сопротивление 120 ОМ Выход стыковой цепи Симметричный Скорость передачи компонентных сигналов 64 кбит/с Количество двухсторонних портов группового сигнала 1 (МК-2048/СМ); 4 (МК-2048/ГК); 8 (МВТК-2) Продолжительность времени дистанционного конфигурирования одной станции, не более 3 мин Количество портов для компонентного сигнала 30ТЧ или ОЦК Режимы тактовой синхронизации автономный, от приемного сигнала любого порта, от внешнего генератора 2,048 Мбит/с Напряжение питания минус 60, 48, 24; ~220В Потребляемая мощность До 15 Вт (в зависимости от количества ТЧ, ОЦК и.т.)
2.4 Оборудование линейного тракта
КОЛТ– комплекты окончаний линейных трактов
Назначение
Организациядуплексных цифровых трактов между оконечными пунктами по симметричным икоаксиальным кабелям.
Номенклатураоборудования линейного тракта и его характеристики приведены в таблице 2.6.
Таблица2.6- Номенклатура оборудования КОЛТТип комплекта Скорость передачи информации, кбит/с Тип кабеля
Расстояние между станциями, км* КОЛТ34 34368
КМ-4
МКТ-4
МКС
6
3
3 КОЛТ8 8448
КМ-4
МКТ-4
МКС
ЗКП
13
6,5
6
6 КОЛТ4 4224
КМ-4
МКТ-4
МКС
ЗКП
19
9,5
9
9 КОЛТ2 2048
МКС
ЗКП
ТПП-0,5
22
22
8,25 КОЛТ2/2 1024
МКС
ЗКП
ТПП-0,5
31
31
11,5
*Расстояниемежду станциями для линейных трактов по симметричным кабелям указано длядвухкабельной схемы организации трактов.
Состав комплекта (на каждой изоконечных станций)
· РСП – регенератор станционныйпередачи. Осуществляет формирование линейного сигнала из приходящего отстанционного оборудования информационного сигнала;
· РСПр — регенератор станционныйприема. Осуществляет прием линейного сигнала, восстановление его подлительности и временному положению и формирует выходной сигнал на станционноеоборудование;
· КС – устройство контроля исигнализации. Осуществляет встроенный контроль наличия сигналов навходах/выходах РСП и РСПр и достоверности передачи информации.
МодификацииКС:
- работает под управлением УСО;
- автономный с компьютером по стыку RS-232.
Конструкция
КОЛТвыполнен в виде отдельных блоков, установленных в кассету.
Основныетехнические параметры комплектов окончаний линейных трактов приведены в таблице2.7.
Таблица2.7- Технические параметры КОЛТПараметр Значение (в соответствии с Рек. G.703 МСЭ-Т) Е1 Е2 Е3 Скорость передачи информации, кбит/с 2048 8448 34368 Тактовая частота, кГц 2048 8448 34368 Нестабильность тактовой частоты
±5×10-5
±3×10-5
±2×10-5 Вид кода
AMI
HDB3
AMI
HDB3
AMI
HDB3
Стыковая цепь:
коаксиальная
симметричная
-
120±24 75±0,75 120±24 75±0,75 Амплитуда импульсов, В 3,0±0,3 2,37±0,24 1,0±0,1 Допустимое затухание на входе стыка, дБ 6 6 12 Напряжение питания, В -60, -48, -24
Условия эксплуатации
- рабочая температура +5…+400С
- относительная влажность воздуха до80% (при 250С).
2.5 Оборудование FlexGain
Краткая характеристика HDSL– технологии и областиее применения
Общие положения
Напомним,что HDSL переводится как Высокоскоростная Цифровая АбонентскаяЛиния (High-bit-rate Digital Subscriber Loop). Главной идеей технологии HDSL являетсяиспользование существующего электрического (чаще всего с медными жилами) кабелясвязи для симметричной дуплексной безрегенерационной передачи цифровых потоковсо скоростью 2 Мбит/с на большие расстояния. Оборудование HDSLприменимо для работы по кабелю любого типа – симметричному городскому (ТПП ианалогичный), магистральному (МКС, КСПП, ЗКП) и даже (после некоторойпереработки линейных согласующих блоков) коаксиальному.
Главнымифакторами, влияющими на качество работы оборудование HDSL, являютсяпараметры линии связи. Напомним ключевые из них для технологии HDSL.
1. Ослабление сигнала. Затуханиесигнала в кабельной линии зависит от типа кабеля, его длины и частоты сигнала.Чем длиннее линия и выше частота сигнала — тем выше затухания.
2. Нелинейность АЧХ. Как правило,кабельная линия связи представляет собой фильтр низких частот.
3. Перекрестные наводки на ближнем идальнем окончаниях
4. Радиочастотная интерференция
5. Групповое время задержки. Скоростьраспространения сигнала в кабеле зависит от его частоты, таким образом, дажепри равномерной АЧХ форма импульса при передаче искажается.
Основуоборудования HDSL составляет линейный тракт, то есть способ кодирования(или модуляция) цифрового потока для его передачи по медной линии. Технология HDSLпредусматривает использование двух технологий линейного кодирования – 2B1Q и CAP.Обе они основаны на цифровой обработке передаваемого и принимаемого сигналовтак называемым сигнальным процессором и обладает рядом общих принципов. Так,для снижения частоты линейного сигнала, а следовательно, повышения дальностиработы, в технологии HDSL применена адаптивная эхокомпенсация. Суть ее в том,что прием и передача ведутся в одном спектральном диапазоне, разделениесигналов осуществляется микропроцессор. Приемник модема HDSLкак бы вычитает из линейного сигнала сигнал собственного передатчика и его эхо(сигнал, отраженный от дальнего конца кабеля или от места сочленения составногокабеля). Настройка системы HDSL под параметры каждой линии происходит автоматически,оборудование динамически адаптируется к параметрам каждого кабеля, поэтому приустановке аппаратуры или ее переносе с одного участка на другой не требуетсякаких-либо ручных настроек или регулировок.
Применение эхокомпенсации и снижениечастоты линейного сигнала позволило вести передачу в обоих направлениях нетолько по одной паре, но и в одном кабеле, что также является ключевымпреимуществом технологии HDSLперед применяемыми ранее методами линейного кодирования HDB3 или AMI. Напомним, что построенные до появления технологий DSL тракты Т1 или Е1, помимо установкимножества линейных регенераторов (через каждые 1000… 1500 м), требовалипрокладки двух кабелей, в одном из которых все пары задействовались подпередачу, а в другом — под прием.
Технология 2B1Q
Рассмотрим более подробно каждый изметодов кодирования HDSL.Разработанная первой технология 2В1Q остается широко распространенной в Западно-европейских странах и США.Она изначально использовалась в сетях ISDN для передачи потока 144кбит/с (BR ISDN), а затембыла модернизирована для передачи более высокоскоростных потоков. Код 2В1Q представляет собой модулированныйсигнал, имеющий 4 уровня, то есть в каждый момент времени передается 2 битаинформации (4 кодовых состояния). Спектр линейного сигнала симметричный идостаточно высокочастотный (рисунок 2.1). Присутствуют также низкочастотные ипостоянная составляющие. Рассмотрим, как влияют на передачу кода 2В1Q различные факторы./> />
Рисунок 2.1 – Спектр и формалинейного сигнала кода 2B1Q
В городских условиях создаетсябольшое количество низкочастотных наводок, например, при пуске мощныхэлектрических машин (метро, трамваи и т.д.), электросварке, а также импульсныхпомех в кабелях связи (при наборе номера, передаче сигналов сигнализации ит.д.). Комплексы БИС (интегральные схемы с большой степенью интеграции),реализующие технологию 2B1Q, все же остаются чувствительными кискажениям, так как сигнал имеет постоянную составляющую.
Наличие большого разброса частот вспектре сигнала 2В1Q вызываетнеобходимость решения проблем, связанных с групповым временем задержки.Микропроцессорная обработка помогает решить эту проблему, хотя алгоритмобработки сигнала существенно усложняется.
Спектр кода 2В1Q содержит высокочастотныесоставляющие, максимум энергии передается в первом «лепестке», ширина егопропорциональна скорости на линии. Затухание сигнала в кабеле растет сувеличением его частоты, поэтому в зависимости от требуемой дальностиприменяется одна из трех скоростей линейного сигнала (748 кбит/с, 1168 кбит/с,2320 кбит/с). Технология 2В1Qпредусматривает использование для передачи потока 2 Мбит/с одной, двух или трехпар медного кабеля. По каждой их пар передается часть потока (рисунок 2.1) свышеупомянутыми скоростями. Наибольшая дальность работы достигается прииспользовании трех пар (около 4км по жиле 0,4 мм), наименьшая – при работе поодной паре (менее 2 км). В виду того, что дистанция работы систем HDSL (кодирование 2В1Q), использующих одну пару, неудовлетворяет базовым требованиям по дальности, такие системы не нашли широкогораспространения. Системы, работающие по трем парам, до сих пор достаточношироко используются, однако постепенно вытесняются системами, применяющимитехнологию CAP и обеспечивающими ту же дальность подвум проводам.
По мнению большинства экспертов, стехнической точки зрения технология 2В1Q несколько уступает более поздней технологии линейногокодирования — CAP. Однако в мире до сих порпроизводится большое количество оборудования, использующего 2В1Q. Одним из важных достоинствтехнологии 2В1Q является ее дешевизна. Около десятикрупных производителей БИС поставляют комплексные решения для созданияоборудования HDSL по технологии 2В1Q. Наличие конкуренции, естественно,положительно сказывается на цене микросхем и готовых модулейприемопередатчиков. По мнению зарубежных экспертов, технологии 2В1Q становится все более и более“доступной”, то есть большое число компаний, даже специализирующихся напроизводстве оборудования xDSL,имеет возможность быстро и дешево разработать собственное устройство или блок HDSL с использованием готовых решений отпоставщиков БИС.
В странах Восточной Европы ввидубольшей длины абонентских и соединительных линий и, как правило, более низкогокачества уложенных кабелей, чем в США и Западной Европе, большим спросомпользуются системы HDSL, базирующиепо технологии CAP – амплитудно-фазовой модуляции безпередачи несущей. Разработчик технологии – компания GlodeSpan (часть бывшей АТ&Т) – поставиласебе целью создать узкополосную технологию линейного кодирования, нечувствительную к большинству внешних помех, что, как показывает опыт внедрениясистем HDSL на основе технологии CAP в мире и России, вполне удалось.
Технология CAP
Модуляция CAP сочетает в себе последние достижения модуляционной технологиии микроэлектроники. Модуляционная диаграмма сигнала CAP напоминает диаграмму сигнала модемов для телефонныхсигналов, работающих по протоколам V.32 или V.34. Несущая частота модулируется поамплитуде и фазе, создавая кодовое пространство с 64 по 128 состояниями. Приэтом перед передачей в линию сама несущая, не передающая информацию, носодержащая наибольшую энергию, “вырезается” из сигнала, а затемвосстанавливается микропроцессором приемника.
Таким образом, в линии нет несущей.На приемном конце в модуляторе происходит обратный процесс преобразования.
Соответственно 64-позиционнойдиаграмме сигнал CAP-64 передает 6бит информации в каждый момент времени, то есть в 16 раз больше по сравнению с2B1Q. Итогом повышения информативности линейного сигнала являетсясущественное снижение частоты сигнала и ширины спектра, что в свою очередь,позволяет избежать диапазона спектра, наиболее подверженных различного родапомехам и искажениям (рисунок 2.2)./> />
Рисунок 2.2 – Спектр имодуляционная диаграмма сигнала CAP
Из сравнительного анализа спектроввидны положительные особенности систем HDSL, основанных на CAP модуляции:
1. Максимальнаядальность работы аппаратуры. Затухание в кабеле пропорционально частотесигнала, поэтому сигнал CAP,спектр которого не имеет составляющих выше 260 кГц, распространяется на большуюдистанцию, чем сигнал с кодом 2B1Q или HDB3. При условиях, что выходная мощность в системах HDSL ограничена стандартами (+13,5 дБ), аповышение чувствительности приемника выше минус 43 дБ не предоставляетсявозможным из-за шумов, снижение частоты линейного сигнала ведет к выигрышу подальности работы систем HDSLна основе технологии CAP посравнению с 2B1Q. Для систем, работающих по двум парам (таблица 2.8), этотвыигрыш составляет 15-20% (для жилы 0,4…0,5 мм). Если сравнивать дальностьпередачи (без регенераторов), достигаемую в системах HDSL на основе технологии CAP, с дальностью работы линейного тракта ИКМ-30 (HDB3), выигрыш составит 350-400%.
В таблице 2.8 приведена дальностьсвязи систем HDSL при использовании двух технологийлинейного кодирования – 2B1Q и CAP.
Таблица 2.8- Характерная дальностьработы систем HDSLДиаметр жилы, мм Допустимая длина линии без регенераторов при работе по двум парам, ориентировочно: 2B1Q
CAP64 0,4 До 4 км 4…5 км 0,64 До 6 км 6…7 км 0,9 До 9 км 10…12 км 1,2 До 18 км 14…18 км
2. Высокаяпомехоустойчивость и не чувствительность к групповому времени задержки. Ввидуотсутствия в спектре высокочастотных (свыше 260 кГц) и низкочастотныхсоставляющих (ниже 40 кГц) технология CAP не чувствительна к высокочастотным наводкам (перекрестные помехи,радиоинтерференция) и импульсным шумам, также как и к низкочастотным наводкам иискажениям. Поскольку ширина спектра составляет лишь 200 кГц, не проявляютсяэффекты, вызываемые групповым времени задержки.
3. Минимальныйуровень создаваемых помех и наводок на соседние пары в спектр канала ТЧ. СигналCAP не вызывает интерференции (взаимовлияния)и помех в спектре обычного (аналогового) телефонного сигнала благодаряотсутствию в спектре составляющих в спектре ниже 4 кГц. Это снимает ограниченияпо использованию соседних пар для обычных абонентских или межстанционныхсоединений.
4. Совместимость саппаратурой уплотнения, работающей по соседним парам. Большинство аналоговыхсистем уплотнения абонентских и соединительных линий используют спектр до 1МГц. Системы с модуляцией CAPмогут вызывать наводки на частотные каналы в диапазоне 40…260 кГц, однакоостальные каналы не подвергаются какому-либо влиянию, соответственно естьвозможность ограниченного использования аппаратуры HDSL CAP в одном кабеле с аналоговой аппаратурой уплотнения.Системы же HDSL с модуляцией 2B1Q вызывают наводки фактически на все частотные каналыаналоговых систем уплотнения, нагружающих соседние пары, поэтому, как правило,не могут быть использованы в одном кабеле с аналоговой аппаратурой уплотнения.
Типовые параметры оборудования HDSL
Типовыезначения дальности работы систем HDSL, использующих различныетехнологии линейного кодирования, представлены в таблице 2.8. Приведенные втаблице данные являются лишь типовыми значениями, измеренными на определенныхкабелях при заданных уровнях шумов (в соответствии со стандартами ETSI).В случае, когда приведенная в таблице дальность является недостаточной, то естьдлина линии, на которой необходимо организовать цифровой тракт, превышаеттиповые значения, применяется регенератор.
Регенераторможет быть организован из двух блоков HDSL, соединенных «спина к спине»,или же быть выполненным в специальном корпусе в качестве особого устройства.Регенератор удваивает рабочую дистанцию, теоретически возможно использование до7-8 регенераторов на одной линии.
Припроектировании сети очень важно определение пригодности тех или иных кабельныхпар к работе оборудования HDSL. Для грубой оценки возможности применения системы HDSLследует пользоваться таблицей 2.8.
Характеристика СП FlexGainMegatrans
Несмотря на все преимущества использования цифровых трактов вместо аналоговых, насегодняшний день цифровизация медных линий связи на магистральных и зоновыхсетях практически не осуществляется. И на то есть свои причины.
Вслучае применения систем типа ИКМ-30, ИКМ-120 и т.п. на модернизацию существующейкабельной инфраструктуры необходимы большие материальные и временные затраты,из-за того что данные системы имеют длину регенерационного участка ℓрегменьшую, чем существующие аналоговые системы. При этом работы, связанные смодернизацией, могут приводить к повреждениям самого кабеля. Еще одна проблема,возникающая в случае применения подобных систем – невозможность иходновременной работы по одному кабелю с аналоговыми системами.
Существуетдругой путь цифровизации сети медного кабеля, который заключается в применениив ЦСП нового поколения перспективных технологий цифровой передачи (в частности,xDSL). Примером таких систем может служить система итехнология MEGATRANS (рисунок 2.3).
/>
Рисунок2.3 – Схема организации связи с использованием технологии MEGATRANS. LTU – блок линейного окончания; HVI –плата высоковольтного интерфейса; RPSU – устройство дистанционного питания; ДП– дистанционное питание
АппаратураMEGATRANS, пришедшая на замену аналоговых систем передачи типаК-60, стала важным этапом в развитии DSL-технологий. Она отвечает самымстрогим требованиям по надежности, электромагнитной совместимости, климатике.На сегодняшний день у нее нет аналогов ни среди отечественных, ни средизарубежных решений.[ ]
MEGATRANS стал втечение 2001 г. одним из главных продуктов НТЦ НАТЕКС. В общей сложности всетях предприятий железнодорожного транспорта, нефтяной и газовой промышленностиколичество эксплуатирующихся систем MEGATRANS исчисляется тысячами. Тоесть данное решение стало общепризнанным «переемником» аналоговых систем К-60на зоновых, магистральных и местных линиях связи.[ ]
Следуетотметить, что при использовании xDSL-систем для организациимагистральных цифровых трактов не удавалось полностью решить следующиепроблемы, связанные с:
- достижением длины регенерационногоучастка (такой же, как у существующих аналоговых систем);
- совместимостью с существующимианалоговыми системами передачи;
- организацией ДП большого числарегенераторов;
- подавлением искажений цифровогосигнала при большом числе регенерационных участков;
- реализацией дополнительныхфункций, которые имеет любая существующая система передачи для магистральнойлинии.
Рассмотримвозможности решения каждой из перечисленных проблем.
Достижение заданной длины регенерационного участка
Какизвестно, подавляющее большинство каналов внутризоновой связи в нашей странереализовано на аналоговой системе К-60, типичные значения регенерационногоучастка для которой находятся в пределах от 15 до 24 км. Поэтому в качествезаданной ℓрег было выбрано значение 24 км для передачи потока2048 кбит/с (30 цифровых каналов по 64 к бит/с).
Решениезадачи достижения заданой ℓрег сводитсяк выборучисла пар передачи, типа линейного кода, а также к согласованию выходныхкаскадов с линией связи.
Изначально(на момент разработки системы) был сделан выбор в пользу стандарта HDSL,который обеспечивает симметричную передачу 2048 кбит/с по двум парам сиспользованием линейного кода CAP64, как имеющего наиболее близкое значение ℓрег(18 км) к заданному (таблица 2.9). Для достижения еще большей длины быларазработана специальная схема согласования с линией, которая позволилаувеличить ℓрег до 21 км.
Дальнейшиеисследования показали, что для обеспечения требуемого ℓрег, нужнокак минимум снизить линейную скорость передачи (то есть увеличить число пар)или улучшить соотношение сигнал/шум.
Таблица2.9- Оценочная дальность работы различных модемов DSL на кабелетипа МКС с диаметром жилы 1,2 ммТехнология HDSL HDSL SDSL(CAP) MSDSL Скорость передачи по одной паре, кбит/с 1168 1168 2320 144…2064 Линейный код 2B1Q CAP64 CAP128 CAP8…CAP128 Линейный импеданс, Ohm 135 135 135 135 Излучаемая мощность, dBm +13,5 +13,5 +15,5 +7,4…14,4 Дальность передачи, км 12…14 18…20 10…12
11…13
(2064 кбит/с)
Достижение совместимости с существующими аналоговыми системами передачи
Длядостижения совместимости различных систем, работающих по одному кабелю,используются два принципа: разнесение спектров передачи (применяется вдвухполосных системах) и уменьшение уровня сигнала влияющей системы в полосечастот, подтвержденной ее влиянию, до величины, при которой на приемном конце(стороне низкого уровня) подверженной влиянию системы сигнал влияющей системы(с учетом переходного затухания) не будет вызывать превышения допустимогоуровня шумов в каналах подверженной влиянию системы.
Таккак реализация первого пути потребовала бы переноса спектра передачи HDSLв область высоких частот, что привело бы к уменьшению ℓрег,при разработке MEGATRANS был выбран второй путь. Однако при этом необходимолибо понизить уровень передачи на 30 дБ, что приведет к уменьшению ℓрег,либо использовать «несимметричную передачу».
Чтобыпояснить принцип «несимметричной передачи» напомним, что аналоговые системытипа К-60 или КАМА могут использоваться либо в однокабельной, либо вдвухкабельной схеме включения. В первом варианте используется разнесениеспектров, во втором – направлений передачи. Применение технологии MEGATRANS для обеих схем включения пояснено на рисунке 2.4.
Выбор в пользу несимметричной CAP-модуляциис регулируемым уровнем и адаптивной системы согласования с линией
Какуже отмечалось выше, в системе MEGATRANS применена технология, отличающаяся несимметричностью,CAP-модуляцией, регулируемым уровнем и адаптивнойсистемой согласования с линией.
Упрощенныйсмысл технологии заключается в том, что для передачи используются две парыкабеля, причем передача по каждой из них осуществляется в несимметричномдуплексном режиме. Например, на одной стороне по паре А передается 528 кбит/с,а по паре В – 1552 кбит/с. Суммарный поток в каждом из направлений достаточендля передачи полезного сигнала со скоростью 2048 кбит/с.
Заоснову взята СAP-модуляция, которая обеспечивает более узкий спектр илучшие показатели дальности. В зависимости от конкретных условий и соотношениеасимметрии передачи, и уровни передачи для каждой пары могут регулироватьсяотдельно: адаптивная система согласования с линией настраивается под параметрыпары и обеспечивает корректировку АЧХ-передачи.
Теперьрассмотрим влияние каждой составляющей на решение обеих проблем:
1. Несимметричность передачи, с однойстороны, позволяет облегчить задачу эхокомпенсации, а так как обычно «ближнее»эхо всегда намного превышает принимаемый сигнал, претерпевший большеезатухание. С другой стороны, увеличение асимметрии приводит к расширениюспектра передачи для одной из пар, что ведет к уменьшению длинырегенерационного участка. Существует область значений коэффициентов асимметрии,при которой достигается максимальное значение ℓрег.
Применениенесимметричной передачи позволяет также решить и проблему совместимости. Дело втом, что сигнал, который имеет меньшую скорость (и более узкую полосу частот),может быть передан с более низким уровнем. Таким образом, на каждой сторонесистемы MEGATRANS имеется пара высокого и пара низкого уровня, чтопозволяет обеспечить, при соответствующем включении, совместимость сдвухкабельными системами. Обратное влияние сигнала аналоговой системы на сигналнизкого уровня MEGATRANS (спектр которого лежит в области относительно низкихчастот) не приводит к появлению ошибок.
2. CAP-модуляция. Как уже отмечалось, CAP-модуляцияимеет более узкую полосу передачи по сравнению с другими типами кодирования,что позволяет добиться, наряду с увеличением дальности, совместимости саналоговыми системами. Анализ параметров дальности показал, что новый комплектмикросхем MSDSL фирмы GLOBELSPAN позволяет достичь ℓрег=22км на кабеле МКС 7×4×1,2 при дуплексной передачи потока 1Мбит/с. Вобласти оптимальных значений коэффициента асимметрии возможно достичь ℓрегболее 24 км, однако для обеспечения совместимости с аналоговыми системамипотребовалось уменьшение уровня передачи и коррекции АЧХ.
3.Регулируемый уровень. Уровень передачи выбирается таким образом, чтобыминимизировать вероятность ошибки в канале ЦСП и одновременно снизить влияниена каналы аналоговой системы до установленных норм.
4.Адаптивная система согласования с линией. В технологии MEGATRANSприменена специально разработанная система, которая облегчает эхокомпенсацию иобеспечивает необходимую коррекцию АЧХ для достижения совместимости саналоговыми системами. Кроме того, в некоторых случаях, возможно перенастроитьновую систему для улучшения устойчивости оборудования при работе на предельныхили сильно зашумленных участках регенерации.
Дистанционное питание регенераторов
СистемаxDSL может использовать существующую кабельнуюинфраструктуру только в случае, если число питаемых дистанционно регенераторовпозволяет перекрывать стандартные расстояния между обслуживаемыми пунктами.Анализ показывает, что необходимо обеспечить питание до пяти регенераторов скаждой стороны при ℓрег=18 км. Для MEGATRANSреализована линейная схема типа «провод-провод». При напряжении на выходеисточника ДП до 550 В и токе ДП 160 мА максимальная потребляемая мощностьрегенератора не должна превышать 10 Вт. Энергопотребление же регенератора MEGATRANS – не больше 6,2 Вт.
Реализация дополнительных функций
Любаямагистральная система должна иметь возможность передавать сигналы телемеханикии служебной связи. Для этого в регенераторе MEGATRANSпредусматривается субмодуль, к которому подключаются различные датчики(например, затопления, вскрытия и т.п.), исполнительные устройства, а такжепереговорное устройство служебной связи. Служебная информация можетпередаваться по двум дополнительным каналам:
- аналоговому каналу ТЧ, которыйпередается «под спектром» цифрового сигнала и используется для служебной голосовойсвязи;
- цифровому каналу с интерфейсом RS232,для организации которого использован так называемый «канал встроенных операций»xDSL. Этот канал в MEGATRANS служитдля передачи сигналов от датчиков команд для исполнительных устройств, а такжедля управления.
Аспекты практического применения
Следуетотметить, что хотя система MEGATRANS и является системой xDSL, подход,используемый при практическом применении других систем xDSL, напримердля решения «проблемы последней мили», ни в коей мере не может быть примен6имдля MEGATRANS. Эта система предназначена для цифровизациимагистральных линий и ее установка требует не только предпроектныхисследований, но и проведения «шеф»-монтажа и обучение обслуживающегоперсонала. Как показала практика использования оборудования, на определенных,особенно длинных или сложных в шумовом отношении сегментах требуется настройкапараметров системы «по месту». Естественно, это усложняет ее применение, хотячисло таких сегментов по статистике не превышает 10%.
В2001 г. НТЦ НАТЕКС разработал оборудование MEGATRANS-2,которое имеет больший запас по отношению сигнал/шум, а дальность работы системыбыла увеличена до 26 км по кабелям типа МКС с жилой 1,2 мм. [ ] Однако главныйвыигрыш оператор получит в упрощении установки оборудования. Большой «запаспрочности» позволит устанавливать оборудование без дополнительной посегментнойнастройки. Уже во второй половине 2002 г. НТЦ НАТЕКС начнет поставки аппаратурыMEGATRANS-3. Новое оборудование – не просто модификацияпроизводящегося сейчас MEGATRANS-2. Ряд совершенно новых технических решений,прорабатываемых в научном плане уже несколько лет, нашли воплощение в новойсистеме передачи.
Во-первых,новый тип линейного кода – TC-PAM, позволяющий еще увеличить надежность работы системына сегментах усиления К-60, добиться устойчивой работы не только на кабеляхтипа МКС, но и КСПП, «пробить» усилительные или регенерационные участкиоборудования типа К-24, К-12, сельских ИКМ и т.д.
Во-вторых,новый регенератор, позволяющий делать ответвления от основной магистрали длявыделения/добавления каналов «голоса» и «данных» вдоль трассы.
Однаиз модификаций новой системы передачи специально предназначена для решенияпроблемы организации недорогой, но надежной связи для небольших поселков,деревень и т.д. MEGATRANS будет работать в однокабельной схеме включения покабелям типа КСПП, монтаж системы будет под силу даже тем специалистам, которыеникогда не работали с DSL.
Подведемитоги по проблеме замены К-60 с использованием кодирования HDB3(аппаратура типа ИКМ-30) или системы MEGATRANS.
КодHDB3, применяемый в системах ИКМ-30, широко использовалсяв мировой индустрии средств связи около 20 лет назад. Затем был разработан код2B1Q, легший в основу систем ISDN и HDSL.Он полностью вытеснил HDB3. Более того, в западных странах, несмотря нафинансовые затраты, операторы пошли на полную замену систем HDB3на системы, использующие код 2B1Q.
Если2B1Q можно назвать вторым поколением систем передачи длямедных линий, то код CAP, лежащий в основе ЦСП MEGATRANS-2 – третьепоколение. MEGATRANS-3, основанный на TC-PAM,является уже четвертым поколением ЦСП, опережающим системы типа ИКМ-30 на 15-20лет. [ ]
Поэтомуновые ЦСП для медных линий должны быть построены на современных типах линейногокодирования, таких как CAP, TC-PAM, DMT и другие.
3. Разработка схемы организации связи
3.1 Расчет емкости линейныхтрактов
Расчетемкости линейных трактов необходим для выбора требуемого числа систем передачии их типа. Емкость всех реконструируемых линейных трактов определяется исходяиз:
- заданного числа каналов (ТЧ илиОЦК) и цифровых потоков, которые требуется организовать;
- количества уже существующихканалов АСП.
Возможностилюбой цифровой системы передачи PDH оцениваются числоморганизованных с ее помощью стандартных каналов ТЧ. Поэтому необходиморассчитать эквивалентное число каналов ТЧ в заданных направлениях.
Эквивалентноечисло каналов ТЧ определяется из соотношений:
- цифровой поток со скоростью 64кбит/с (ОЦК) эквивалентен одному каналу ТЧ;
- цифровой поток со скоростью 2048кбит/с (Е1) эквивалентен 30 каналам ТЧ;
- цифровой поток со скоростью 34368кбит/с (Е3) эквивалентен 480 каналам ТЧ.
Емкостьна каждом участке первичной сети определяется путем суммирования нагрузки всехнаправлений, проходящей через данный участок.
3.2 Выбор оборудования на всех участках сети
Воснову выбора системы передачи рекомендуется положить следующие соображения:
- емкость линейного тракта;
- тип существующего кабеля.
Системапередачи ИКМ-60 позволяет по одной паре организовать 60 каналов ТЧ, служит длязамены аналоговых систем передач К-60 при работе по симметричнымвысокочастотным кабелям типа МКС или ЗК со скоростью передачи 4224 кбит/с.
ВторичнаяЦСП ИКМ-120 предназначена для организации каналов на местных и зоновых участкахпервичной сети по кабелям типов ЗК, МКС и МКТ. Основным узлом системы ИКМ-120является устройство образования типового вторичного цифрового потока соскоростью передачи 8448кбит/с из четырех первичных со скоростями передачи 2048кбит/с. Может применяться для модернизации внутризоновых сетей общегоназначения, в качестве технологической линии связи вдоль нефте-газопроводов ижелезных дорог.
Системапередачи ИКМ-240 позволяет организовать по одной коаксиальной паре 240 каналовТЧ, применяется при реконструкции кабельных линий, уплотненных аппаратуройК-300.
480-канальныесистемы (ИКМ-480) предназначаются для использования на внутризоновых участкахпервичной сети. С помощью комплекса аппаратуры ИКМ-480 организуются пучкиканалов по кабелям типа МКТ-4 и КМ-8/6, а также МКС (ИКМ-480С). В системеИКМ-480 объединяются четыре вторичных потока со скоростями передачи 8448 кбит/св третичный – 34368 кбит/с.
СистемаИКМ-480 может устанавливаться не только вдоль прокладываемых магистралей, но изаменять аналоговую аппаратуру К-300 на существующих.
Цифроваясистема передачи для кабельных внутризоновых и местных линий MEGATRANS позволяет осуществить полную замену аналоговых систем типа К-60 безпроведения каких-либо кабельных работ (используются только существующиесооружения НУП и ОУП). MEGATRANS может работать по свободным парам в одном кабеле саналоговой аппаратурой, что позволяет проводить поэтапную модернизацию линиисвязи. Опыт практической работы показал, что MEGATRANS – этонадежная и экономически эффективная альтернатива строительству РРЛ и прокладкеВОЛС для решения задач межстанционных соединений, технологической связи,организации резервных каналов, подключения базовых станций и многих другихприложений.
3.3 Составление схемы организации связи
Схемаорганизации связи разрабатывается для того, чтобы создать наглядноепредставление о том, с помощью каких типов кабелей и типов ЦСП организуетсязаданное число аналоговых и цифровых каналов, цифровых потоков между пунктамиданного участка первичной сети.
АппаратураЦСП плезиохронной цифровой иерархии (PDH) может включать в себя:
- каналообразующее оборудование;
- оборудование временногогруппообразования;
- оборудование линейного тракта.
Вкачестве оборудования синхронной цифровой иерархии (SDH) могутвыступать терминальные мультиплесоры и мультиплексоры ввода/вывода.
Каналообразующееоборудование ЦСП обеспечивает образование каналов ТЧ или цифровых каналов. Впервом случае это оборудование обеспечивает аналого-цифровое и цифро-аналоговоепреобразование сигналов, а во втором – объединение сигналов дискретнойинформации от разных источников в общий цифровой поток.
Привыборе каналообразующего оборудования следует исходить из общего числатребуемых цифровых каналов и скорости передачи дискретной информации.
Аппаратуравременного группообразования обеспечивает формирование цифровых потоков болеевысоких ступеней иерархии – вторичного со скоростью 8448 кбит/с и третичного соскоростью 34368 кбит/с.
Привременном группообразовании в передающей части оконечной станции ЦСП осуществляетсяобъединение цифровых потоков, а в приемной части – разделение групповогоцифрового потока на компонентные потоки. Объединяемые потоки формируются в ЦСП,задающие генераторы которых могут быть синхронизированны или ненесинхронизированы с задающим генератором аппаратуры временногогруппообразования. В соответствии с этим производится синхронное илиасинхронное объединение цифровых потоков.
Всистемах плезиохронной цифровой иерархии используется асинхронное объединениепотоков.
Впроцессе эксплуатации плезиохронных систем передачи информации выявленыследующие недостатки:
- имеют малую избыточность (то естьне предусматривают создания дополнительных каналов, необходимого для глубокогоконтроля качества передачи и управления сетью);
- системы передачи PDHразных фирм изготовителей между собой не стыкуются;
- получение высокоскоростныхсигналов с помощью необходимой в PDH процедуры выравниванияскоростей, объединяемых цифровых потоков, приводит к громоздким и малонадежнымтехническим решениям;
- в трактах PDH затруднендоступ к субпотокам для вывода и ввода в промежуточных пунктах, для этоготребуется многоступенчатое переформирование группового сигнала;
- при нарушении синхронизации наповторное вхождение в синхронизм затрачивается значительное время.
Сцелью устранения указанных недостатков было принято решение разработатьстандарт на новую цифровую иерархию SDH.
Отличительнымиособенностями SDH по отношению к PDH являютсяследующие:
- синхронная работа (вся сетьтактируется от одного эталонного генератора);
- облегчен доступ к исходнымсигналам на физическом и логическом уровнях;
- имеются дополнительные служебныеканалы;
- системы передачи SDHразных стран изготовителей стыкуются между собой благодаря унифицированныминтерфейсам.
Всинхронной цифровой иерархии объединяются и разъединяются потоки со скоростью155,520 Мбит/с и выше. Для транспортирования цифрового потока со скоростью 155Мбит/с создается синхронный транспортный модуль STM-1. В STM-1можно загрузить 63 потока со скоростью 2048 кбит/с или до 3-х третичныхцифровых потоков 34 Мбит/с или один плезиохронный поток со скоростью 140Мбит/с.
Условноеобозначение аппаратуры систем передачи PDH и SDHприведено на рисунке 3.1 и 3.2./> />
Рисунок 3.1 – Аппаратура оконечного пункта длясинхронных систем передачи уровня STM-1
/> />
Рисунок 3.2 – Оборудование временногогруппообразования
Нарисунке 3.3 приведен принцип формирования линейного сигнала со скоростью 34Мбит/с для аппаратуры ИКМ-480./> />
Рисунок 3.3 – Пример формирования линейногосигнала аппаратуры ИКМ-480
Техническиехарактеристики каналообразующего оборудования и оборудования временногогруппообразования производства «Новел-ИЛ» были представлены во второй главе.Помимо указанного там оборудования может использоваться и другое. В таблице 3.1приведены основные технические данные отечественно оборудования дляформирования первичного цифрового потока (ПЦП).
Таблица3.1- Основные технические данные отечественных мультиплексоров ПЦПТип Фирма изготовитель Назначение ВТК-12 МОРИОН г. Пермь Формирует ПЦП из каналов ТЧ и ОЦК АЦО-11 МОРИОН г. Пермь Преобразует 30 каналов ТЧ в ПЦП, возможна организация до 4-х ОЦК ОГМ-30 МОРИОН г. Пермь
Формирует ПЦП:
из аналоговых и речевых сигналов (все типы АТС) и цифровых сигналов со скоростью 0,6…19,2 кбит/с (асинхронный режим) и n×64 кбит/с (синхронный режим);
из двух цифровых потоков 1024 кбит/с;
из двух ПЦП формирует поток 2048 кбит/с (по методу АДИКМ). ОГМ-30Е МОРИОН г. Пермь
Помимо ОГМ-30 имеет дополнительные возможности:
линейный интерфейс по технологии HDSL;
интерфейс U для сетей ISDN;
интерфейс Ethernet. ММX NATEKS
НТЦ НАТЕКС
г. Москва
формирует ПЦП с широким набором аналоговых и цифровых пользовательских интерфейсрв;
межпоточную коммутацию 26 потоков Е1 на уровне n×64 кбит/с;
межпоточный IP-шлюз;
предоставление услуг ADSL и SDSL4;
компрессия с помощью АДИКМ двух потоков Е1 в один Е1 или 4-х потоков Е1 в один Е1. ENE-6012
NEC/EZAN
г. Москва
Преобразует 30 каналов ТЧ или ОЦКи соответствующие им сигналы СУВ в ПЦП. Имеет широкую номенклатуру как канальных узлов, так и узлов стыка с различными типами оборудования, в том числе цифровыми терминалами, декадно-шаговыми, координатными и электронными АТС, а также телефонными аппаратами прямых абонентов:
цифровой интерфейс 0,6…19,2 кбит/с;
цифровой интерфейс 48; 56; 64 кбит/с;
цифровой интерфейс n×64 кбит/с;
интерфейс U для сетей ISDN. Т-130
НПП «РОТЕК»
г. Москва
Преобразует 30 каналов ТЧ и соответствующие им сигналов СУВ, предусматривает стык с АТС ДШ, АТС К и АТС Э с широким выбором канальных интерфейсов. Имеет три варианта линейных окончаний:
электрический с перекрываемым затуханием А=20дБ;
электрический с А=40дБ;
оптический (одномодовый и многомодовый) с Рвых=1 мВТ, энергетический потенциал 45 дБ. ТС-30
АОА «БПСЗ»
г. Борисоглебск
— формирует ПЦП из 30 каналов ТЧ или цифровых каналов (интерфейсы V.24 и V.35);
— кроссировка каналов 64 кбит/с между четырьмя ПЦП.
Втаблице 3.2 приведены основные технические характеристики мультиплексоров дляформирования вторичного, третичного и четвертичного потоков.
Таблица3.2- Мультиплексорное оборудование для формирования вторичного, третичного ичетвертичного потоков.Тип Фирма Назначение ОЧГ-2000
НОВЕЛ-ИЛ
г. Санкт-Петербург Объединение и разделение 4-х ТЦП, 16-ти ВЦП или 64-х ПЦП в четверичный цифровой поток ОВГ-25 МОРИОН г. Пермь Объединение и разделение 4-х ПЦП во ВЦП с В=8448 кбит/с ОТГ-35 МОРИОН г. Пермь Объединение 4-х ВЦП или 16-ти ПЦП в ТЦП ENE-6020 NEC/EZAN Объединение и разделение 4-х ПЦП во ВЦП ENE-6058 NEC/EZAN Объединение и разделение 16-ти ПЦП в ТЦП с В=34368 кбит/с ENE-6041 NEC/EZAN Объединение и разделение 4-х ТЦП в четвертичный ЦП с В=139264 кбит/с ENE-6055 NEC/EZAN Объединение и разделение 4-х ВЦП в групповой ТЦП Т-34 НПП РОТЕК Объединение и разделение 4-х ПЦП во ВЦП Т-316 НПП РОТЕК Объединение и разделение 16-ти ПЦП в ТЦП ТС 4Е1Э
Борисоглебовские
Системы связи Объединение и разделение 4-х ПЦП во ВЦП ТС 16Е1Э
Борисоглебовские
Системы связи Объединение и разделение 16-ти ПЦП в ТЦП
Дляувеличения пропускной способности ИКМ трактов можно использовать транскодерАДИКМ производства Борисоглебовские Системы связи.
ТранскодерАДИКМ 30×2 представляет собой устройство для объединения двух 30-тиканальных цифровых потоков со скоростью 2048 кбит/с в один цифровой поток соскоростью 2048 кбит/с для передачи по кабельным, волоконно-оптическим илирадиорелейным линиям.
ТранскодерАДИКМ 30×2 обеспечивает организацию:
- двух цифровых потоков со скоростью2048 кбит/с с сигнализацией 1 ВСК или 2 ВСК;
- 60 телефонных каналов тональнойчастоты, кодированных методом АДИКМ;
- двух вынесенных сигнальных каналовдля каждого телефонного канала, для передачи сигналов управления ивзаимодействия (СУВ) для АТС;
- канала передачи дискретнойинформации со скоростью 8 кбит/с, без занятия телефонных каналов;
- до 8-ми основных цифровых каналовс пропускной способностью 64 кбит/с каждый, вместо двух телефонных каналовАДИКМ с обходом преобразования АДИКМ в каждом 30-ти канальном потоке;
- комбинированного количестваканалов 64 кбит/с и 32 кбит/с в групповом анальном цифровом потоке.
Втаблице 3.3 приведены основные характеристики транскодера.
Таблица3.3- Основные технические характеристики транскодера АДИКМ 30×2Параметры цифровых потоков: 30 канальные потоки 60 канальный поток
скорость передачи, кбит/с
тип линейного кода, на выбор
вх/вых сопротивление, Ом
допустимое затухание в линии, дБ
кодирование речи
отношение сигнал/шум квантования в ТЧ каналах, дБ
2048
HDB-3, AMI
120
0÷6
64 кбит/с (G.711)
не менее 33
2048
HDB-3, AMI
120
0÷6
32 кбит/с (G.721)
не менее 31 Электропитание, В от минус 36 до минус 72 Потребляемая мощность, Вт не более 5 Диапазон рабочих температур
от +50С до +400С Режим работы непрерывный, круглосуточный Габариты, мм 190×200×30 Вес, кг 1
Гибкиймультиплексор ММX производства НТЦ НАТЕКС имеет широкие функциональныевозможности, в том числе в его комплектацию входит плата АДИКМ-транскодера,имеющего два режима компрессии 64→32 кбит/с и 64→16 кбит/с.Рассмотрим данный мультиплексор более подробно.
NateksMMX разработан с учетом повышения требований,предъявляемых оператором связи к оборудованию, и может применяться на всехучастках ВСС без ограничений. Это достигается за счет:
- резервирования блоков питания,плат кросс-коммутации и синхронизации;
- возможности резервирования потоковЕ1 в мультиплексорной секции;
- синхронизация мультиплексора отосновного и двух резервных источников синхросигнала;
- встроенной функциисамотестирования и контроля за качеством передачи.
Однимиз важных приложений в применении оборудования NateksMMX является построение сетей выделения цифровых каналов n×64кбит/с.
NateksMMX позволяет ведомственным или базовым операторам связирешить следующие актуальные задачи конвергенции сетей передачи данных ителефонной сети общего пользования:
- кросс-коммутация выделенныхканалов (n×64 кбит/с) внутри наложенной сети;
- предоставление услуг выделенныхмеждугородных каналов передачи данных с интерфейсами V.35 (G.703,X.21, V.24/V.28) n×64 кбит/с ведомственным операторам связи,интернет-провайдерам и альтернативным операторам;
- предоставление услуг ADSLи SDSL (функции DSLAM) с подключением кинтернет-серверу по STM-1 АТМ или по потокам Е1;
- вынос услуг ISDNот центральных ЦАТС c предоставлением прямых ISDN- номеров(цифровая телефония и передача данных по коммутируемым каналам);
- уплотнение абонентских линий и/или вынос телефонных номеров от центральных АТС на удаленные точки присутствияи филиалы предприятий;
- организация выделенных2/4-проводных каналов тональной частоты;
- объединение локальныхвычислительных сетей всех подразделений в единую корпоративную сеть передачиданных (подключение через интерфейсы V.11/V.35 кмаршрутизаторам);
- организация технологической связис повышенными требованиями по надежности и функциональности;
- повышение эффективностииспользования каналов связи за счет применения компрессии голосового трафика(2×Е1→1×Е1 или 4×Е1→1×Е1).
Существуетдве базовых версии мультиплексора:
1. Nateks MMX 12 – мультиплексор большойемкости. Предназначен для установки на крупных узлах предприятий связи. КассетаNateks MMX 12 рассчитана на установку до 12-ти интерфейсныхплат, в том числе плат ADSL модемов и платы STM-1 (АТМ).
2. Nateks MMX 4 – мультиплексор компактногоисполнения. Имеет возможность установки до 4-х интерфейсных плат и предназначендля установки на корпоративных сетях связи небольших предприятий.
Вмультиплексор Nateks MMX могут устанавливаться платыдвух типов:
1. Основные платы:
- плата управления мультиплексором;
- плата кросс-коммутации исинхронизации;
- плата источника электропитания.
2. Платы пользовательскихинтерфейсов:
- 4-х портовая плата потоков 2048кбит/с, интерфейс G.703/G.704;
- 6-ти портовая плата каналов ТЧ,2/4 проводные окончания с программируемой сигнализацией E&M;
- 6-ти портовые платы телефонныхканалов, 2-х проводные интерфейсы FXO (для подключения к АТС) и FXS(для подключения телефонных аппаратов);
- 12-ти портовая плата телефонныхканалов, 2-х проводные интерфейсы FXO (для подключения к АТС);
- 3-х портовая плата интерфейсовпередачи данных V.24/V.11 (V.35);
- 4-х портовая плата интерфейсовпередачи данных V.24/V.28;
- 2-х портовая плата ISDN,U- интерфейс;
- 8-ми портовая плата ADSLмодемов (линейное кодирование G-DMT);
- плата STM-1, long haul.
Кромецифровых систем передачи производства ЗАО «Новел-ИЛ», описанных выше,применяются системы передачи LS34 S/CX/OF, ИКМ-480 по коаксиальным кабелям МКТ-4 и ИКМ-480С дляработы по симметричным кабелям типа МКС-4×4×1,2.
Составнымичастями линии передачи LS34 S/CX/OF являются аппаратура линейного тракта имультиплексорное оборудование. Аппаратура линейного тракта и мультиплексорыимеют стандартные стыки и могут использоваться самостоятельно.
Аппаратураобеспечивает:
- передачу 480 каналов ТЧ по однойпаре симметричного кабеля или трубке коаксиального кабеля или волокнуоптического кабеля в каждом направлении передачи;
- передачу до 3840 каналов ТЧ приполном заполнении 4-х четверочного симметричного кабеля восьмью системами LS34 S/CX/OF подвух кабельной схеме связи;
- максимальную длину участка междуОРП 200 км с возможностью увеличения этого расстояния до 220 км при организацииоптической «вставки» в симметричном линейном тракте;
- максимальную длину однородноголинейного тракта ОП-ОП 2500 км;
- параллельную работу с аналоговымисистемами К-60П в одном симметричном кабеле;
- независимый ввод в эксплуатациюкаждой отдельной системы
- объединение/разделение вмультиплексорном оборудовании первичных и вторичных плезиохронных цифровыхпотоков в третичный цифровой поток по рекомендациям G.742 и G.751ССЭ-МСЭ.
Втаблице 3.4 представлены основные технические характеристики ЦСП внутризоновыхсетей необходимые для расчета количества регенерационных пунктов ипомехозащищенности цифровой линии передачи.
Таблица3.4- Основные технические характеристики ЦСП
ИКМ-
120Н-К
ИКМ-
120Н ИКМ-240/480Н ИКМ-480 ИКМ-480С LS-34-S/CX/OF Скорость передачи, кбит/с 8448 17184 34368 34368 34368 Тип кабеля
МКТ-4
МКС-4×4 МКТ-4 МКТ-4 МКС-4×4
МКТ-4
МКС-4×4 Код группового линейного сигнала HDB-3 2B1Q HDB-3 5B6B 5B6B
Амплитуда линейного сигнала (Uмс), В 2,0 2,0 3,0 4,0 4,0 Номинальная длина регенерационного участка, км 5 6 3 3
3,5
3 Затухание регенерационного участка, дБ 20÷70 45÷85 43÷73 40÷85 40÷85 Тактовая частота линейного сигнала, кГц 8448 8592 34368 41242 41242
4. Пример выполнения курсового проекта
4.1 Исходные данные:
Структурареконструируемого участка сети приведена на рисунке 4.1.
/>
Рисунок4.1 – Реконструируемый участок сети
Расстояниемежду пунктами составляет /> км, /> км и
/> км;
В,Г – сетевые узлы; А, Б, Д – сетевые станции;
tmax=+150С,tmin= минус 30С – максимальная и минимальнаятемпературы грунта.
Научастке В-Г работает ЦСП SDH по оптическому кабелю. На участке А-В работают триАСП К-60П по кабелю МКСА-4×4×1,2, на участке Б-В одна система К-300по кабелю МКТ-4 и на участке Г-Д работают две АСП К-60П по кабелюМКСА-4×4×1,2.
Задачапроекта состоит в реконструкции участков сети А-В, Б-В и Г-Д путем заменыаналоговых систем передачи на цифровые при использовании существующего кабеля.При этом обеспечить организацию следующих типов каналов и общего их числа(таблица 4.1).
Таблица4.1 КТЧ ОЦК ПЦП ТЦП А-В 50 15 4 - А-Б 20 5 2 1 А-Д 20 10 3 -
Примечание:КТЧ-канал тональной частоты; ОЦК-основной цифровой канал; ПЦП- первичныйцифровой канал со скоростью 2048 кбит/с; ТЦП- третичный цифровой канал соскоростью 34368 кбит/с.
Содержаниепроекта состоит из:
- выбора типа цифровых системпередачи для реконструируемых участков сети;
- размещения НРП и ОРП на этихучастках;
- расчета допустимой и ожидаемойзначений защищенности от помех;
- разработки схемы организации связина заданном участке сети.
4.2 Выполнение курсового проекта
Длявыбора цифровых систем передачи сначала рассчитаем эквивалентное число каналовТЧ в заданных направлениях:
NА-В =50+15+4∙30=185;
NА-Б =20+5+2∙30+1∙480=565;
NА-Д =20+10+3∙30=120
Теперьнайдем емкость на каждом участке первичной сети путем суммирования нагрузкивсех направлений, проходящей через данный участок.
N1 = NА-В + NА-Б+ NА-Д =185+565+120=870;
N2 = NА-Б =565;
N3 = NА-Д = 120
Сучетом емкости аналоговых систем передачи общее число каналов на данныхучастках составит:
N′1 =870+3∙60=1050;
N′2 =565+300=865;
N′3= 120+2∙60=240
Исходяиз этих расчетов, можно сделать выбор типа и необходимого числа цифровых системпередачи.Результаты выборацифровых систем передачи сведем в таблицу 4.2.Таблица 4.2-Выбор цифровых систем передачиНомер линейного тракта 1 тракт А-В 2 тракт Б-В 3 тракт Г-Д Тип линии связи МКСА-4×4×1,2 МКТ-4 МКСА-4×4×1,2 1 вариант 3ИКМ-480С 2ИКМ-480 4 ЦСП MEGATRANS 2 вариант 3 LS-34-S/CX/OF 2ИКМ-240/480Н 1ИКМ-240/480Н
На тракте А-В по кабелю типа МКСА-4×4×1,2возможна работа трех систем ИКМ-480С или LS-34-S/CX/OF. Данные вариантыравнозначны, так как эти системы имеют одинаковые технические характеристики.Но одним из преимуществ ЦСП LS-34-S/CX/OF является возможность работы пооптическому кабелю. При реконструкции данного участка сети используетсясуществующий электрический кабель, поэтому выберем ЦСП отечественного производстваИКМ-480С.
На втором тракте Б-В по кабелю МКТ-4 необходимо организовать865 каналов, при этом можно использовать две системы ИКМ-480 или две ЦСПпроизводства «Новел-ИЛ» ИКМ-240/480Н, применяя адаптивную дифференциальнуюимпульсно-кодовую модуляцию. Как уже отмечалось выше, повышение эффективностиЦСП можно достичь, если при передаче сигналов использовать не ИКМ, а АДИКМ.Однако, при скоростях передачи 32 кбит/с и ниже, канал ТЧ, формируемый в ЦСП,несколько уступает по качеству и возможностям передачи различных видовинформации каналу ТЧ АСП и ОЦК. Поэтому на данном участке сети выбираем системупередачи ИКМ-480.
На третьем тракте Г-Д для работы по кабелю МКСА-4×4×1,2выбираем систему MEGATRANS. При использовании ЦСП ИКМ-240/480Н на модернизациюсуществующей АСП необходимы большие материальные затраты, из-за того что даннаясистема имеет длину регенерационного участка меньшую, чем существующиеаналоговые системы К-60 (типичные значения регенерационного участка для АСПК-60 находятся в пределах от 15 до 24 км).
При этом работы, связанные с модернизацией, могут приводить кповреждениям самого кабеля.
Применение системы MEGATRANS позволяет осуществить полную замену АСП К-60 безпроведения каких-либо кабельных работ (используются только существующие сооруженияНУП и ОУП) за счет достижения необходимой длины регенерационного участка.
1. Тракт А-В, ℓ1=95км, работает три ЦСП ИКМ-480С
Длинарегенерационного участка при температуре грунта отличной от t=200Сможет быть определена
/>; />,
гдеАmaxРУ, АminРУ –максимальное и минимальное затухание регенерационного участка по кабелю,
/>– километрическое затухание кабеля ЦСП примаксимальной и минимальной температуре грунта по трассе линии.
Согласнотехническим данным системы передачи (таблица 3.4)
АmaxРУ=85дБ,АminРУ=40дБ.
Километрическоезатухание кабеля />определяется
/>,
где/> — километрическое затуханиекабеля при температуре />(t0=200C),
/> — температурный коэффициентзатухания, /> 1/град.
Длякабеля марки МКСА-4×4×1,2/>,
гдеf- расчетная частота.
Длясистемы ИКМ-480С fр=17МГц,тогда
/> Дб/км
/> Дб/км
/> Дб/км
/>км; />км
Расчетколичества регенерационных участков на заданном линейном тракте можноосуществить по формуле
/>,
гдеℓ- расстояние между заданными пунктами,
Е(x)-функция целой части.
Расстояниемежду пунктами А-В равно ℓ1=95 км, ℓном ру =3км, тогда
/>
Приэтом будет 31 участок с ℓномру=3 км, а один – укороченный с ℓру=2км.
2. Тракт Б-В, ℓ2=108км, работает две ЦСП ИКМ-480
Длякабеля МКТ-4 километрическое затухание кабеля />притемпературе t0=200Cопределяется по формуле
/>,
где/> – километрическоезатухание кабеля,
f – расчетнаячастота, равная fт /2.
Согласнотаблице 1.2 для марки кабеля МКТ-4 />=5,34Дб, fр=17 МГц.
/> Дб
Тогдакилометрическое затухание при максимальной температуре
/> Дб,
километрическоезатухание при минимальной температуре
/> Дб
Длясистемы ИКМ-480 максимальное и минимальное затухание регенерационного участкаравно 73 Дб и 43 Дб соответственно (таблица 3.3). Определим длинурегенерационного участка для данных значений затухания.
/> км; /> км
Рассчитаемчисло регенерационных участков между заданными пунктами по формуле
/>,
ℓ-расстояние между пунктами Б-В равное 108 км, ℓном ру=3 км.
/>
Такимобразом, получилось 36 регенерационных участков с номинальной длиной.
Определим ожидаемую защищенность от помех от линейных переходов длярегенераторов ЦСП по кабелю типа МКСА-4×4×1,2.
Придвухкабельном режиме работы ЦСП определяющими являются переходные влияния надальнем конце. Ожидаемая защищенность от помех от линейных переходов на дальнемконце АЗℓплп ож может быть определена
/> ,
где/> – среднее значениезащищенности от переходного влияния на дальний конец на частоте fiдля длинырегенерационного участка ℓi;
/>– среднеквадратическоеотклонение защищенности на дальнем конце, (5÷6дБ);
ΔАрег– изменение защищенности за счет неидеальной работы регенератора,(4÷10дБ);
n – числовлияющих пар.
Длясовременных ЦСП, применяемых в настоящие время, ΔАрег можнопринять равными нулю. На частоте свыше 10 МГц/>=0.
Средниезначения защищенности на дальний конец для любой частоты fi могут бытьнайдены из выражений:
— для межчетверочных комбинаций:
/>,
— для внутричетверочных комбинаций:
/>, при ℓру≥2,5км,
где/>– среднее значениезащищенности на дальний конец на частоте f1, на длине ℓ1 (ℓ1=2,5км или 5км).
Согласнотаблице 1.3 и 1.4 для межчетверочных комбинаций />=47,2Дб, а во внутричетверочных комбинациях />=27,1Дб на частоте f1=8 МГц ина участке кабеля длиной ℓ1=2,5 км. Тогда средние значениязащищенности на дальний конец для межчетверочных комбинаций на частоте fi=17 МГц и ℓi=3 км
/>Дб
Наданном участке используется три системы ИКМ-480С, поэтому наихудшим вариантомвлияния переходных помех будет на систему, работающую внутри четверки кабелясовместно с другой ЦСП.
АЗℓплпож для межчетверочных комбинаций может быть определена
/> Дб
Теперьопределим средние значения защищенности на дальний конец для внутричетверочныхкомбинаций
/> Дб
АЗℓплпож для внутричетверочных комбинаций может быть найдена
/> Дб
Рассчитанныезначения ожидаемой защищенности от помех от линейных переходов для регенераторовЦСП по симметричным кабелям необходимо сравнить с допустимой защищенностью. Приправильном выборе длины регенерационного участка должно выполняться требованиеАЗдоп≤АЗож.
ДляЦСП ИКМ-480С и LS-34-S/CX/OF АЗдоп не рассчитывается, это значениеуказано в технических характеристиках данных систем передачи и составляет начастоте 17,2 МГЦ:
- для внутричетверочных комбинаций12 дБ;
- между парами разных четверок 22Дб.
Сравниваяполученные значения защищенностей от линейных переходов с указанными, видим,что требование АЗдоп≤АЗож выполняется. Длямежчетверочных комбинаций АЗдоп=22 дБ ≤ АЗож=39,86дБ, а для внутричетверочных комбинаций АЗдоп=12 дБ ≤ АЗож=13,21дБ.
Найдем допустимую и ожидаемую защищенность для регенераторов ЦСП покоаксиальным кабелям.
ВЦСП по коаксиальным кабелям основным видом помех являются собственные помехи,имеющие нормальный закон распределения.
Допустимуюзащищенность можно определить по эмпирической формуле, зная допустимуювероятность ошибки на один регенератор Рдоп рег
/>, дБ
L=3 – числоуровней линейного сигнала,
Рдопрег=Р1 км∙ℓру,
гдеР1 км=1,67∙10-10 – допустимая вероятность ошибкивнутризонового участка номинальной цепи на 1 км, ℓру=3 км –длина регенерационного участка.
Рдопрег=1,67∙10-10∙3=5,01∙10-10
/>дБ
Ожидаемаязащищенность от собственных помех находится по формуле
/>, дБ,
гдеUсм=3В –максимальное напряжение цифрового сигнала на входе схемы сравнениярегенераторов (таблица 3.4),
δ– среднеквадратическое значение собственной помехи на входе схемы сравнениярегенератора.
/> , В,
гдеАрег– затухание регенерационного участка при />
/>Дб,
К=1,38·10-23Дж/град – постоянная Больцмана,
Т=273+t0C –температура в градусах Кельвина
Т=273+15=288,
D=5 –коэффициент шума усилителя,
fт=34 МГц – тактовая частота ЦСП,
ZВ=72 Ом – волновое сопротивление симметричного кабеля(таблица 1.2).
/> мВ
/> дБ
Приправильном выборе длин регенерационных участков должно выполниться условие Аздоп рег ≤ Аз ож кк. Сравнивая полученные значения,видим, что данное требование выполняется, а именно
Аздоп рег=21,71 дБ ≤ Аз ож кк=44,32 дБ
Длясистемы MEGATRANS электрический расчет не требуется. Производителиданного оборудования НТЦ НАТЕКС гарантируют высокое качество работы, отвечающеевсем необходимым требованиям.
Заключение
Целью данного дипломного проекта было создание электронноговарианта методических указаний по курсовому проектированию для дисциплины«Многоканальные телекоммуникационные системы». Новые улучшенные методическиеуказания позволят студентам дневного и заочного обучения более успешно изучатьвопросы, связанные с реконструкцией АСП.
В дипломе рассмотрены теоретические вопросы основныхположений о цифровых системах передачи, приведены технические характеристики иразличные данные мультиплексорного оборудования, дано подробное описаниесовременных цифровых систем передачи различных производителей. Особое вниманиеуделено проблеме применения DSL-технологийдля цифровизации межстанционных соединительных линий. Используя данныеметодические указания, студенты смогут познакомиться с новой технологией MEGATRANS, разработанной НТЦ НАТЕКС.