Волоконно-оптическая линия связи

ВВЕДЕНИЕ.

Сегодня, как никогда ранее, регионы России нуждаются в связи, как в количественном, так и в качественном плане. Руководители регионов в первую очередь озабочены социальным аспектом этой проблемы, ведь телефон-это предмет первой необходимости. Связь влияет и на экономическое развитие региона, его инвестиционную привлекательность. Вместе с тем операторы электросвязи, тратящие массу сил и средств на поддержку дряхлеющей телефонной сети, все же изыскивают средства на развитие своих сетей, на цифровизацию, внедрение оптоволоконных и беспроводных технологий.

В данный момент времени сложилась ситуация, когда практически все крупнейшие российские ведомства проводят масштабную модернизацию своих телекоммуникационных сетей.

За последний период развития в области связи, наибольшее распространение получили оптические кабели (ОК) и волоконно-оптические системы передачи (ВОСП) которые по своим характеристикам намного превосходят все традиционные кабели системы связи. Связь по волоконно-оптическим кабелям, является одним из главных направлений научно-технического прогресса. Оптические системы и кабели используются не только для организации телефонной городской и междугородней связи, но и для кабельного телевидения, видеотелефонирования, радиовещания, вычислительной техники, технологической связи и т.д.

Применяя волоконно-оптическую связь, резко увеличивается объем передаваемой информации по сравнению с такими широко распространенными средствами, как спутниковая связь и радиорелейные линии, это объясняется тем, что волоконно-оптические системы передачи имеют более широкую полосу пропускания.

Для любой системы связи важное значение имеют три фактора :

- информационная емкость системы, выраженная в числе каналов связи, или скорость передачи информации, выраженная в бит в секунду;

- затухание, определяющее максимальную длину участка регенерации;

- стойкость к воздействию окружающей среды;

Важнейшим фактором в развитии оптических систем и кабелей связи явилось появление оптического квантового генератора - лазера. Слово лазер составлено из первых букв фразы Light Amplification by Emission of Radiation - усиление света с помощью индуцированного излучения. Лазерные системы работают в оптическом диапазоне волн. Если при передачи по кабелям используются частоты - мегагерцы,

а по волноводам - гигагерцы, то для лазерных систем используется видимый и инфракрасный спектр оптического диапазона волн (сотни гигагерцы).

Направляющей системой для волоконно-оптических систем связи являются диэлектрические волноводы, или волокна, как их называют из-за малых поперечных размеров и метода получения. В то время когда был получен первый световод, затухание составляло порядка 1000 дб/км это объяснялось потерями из-за различных примесей присутствующих в волокне. В 1970 г. были созданы волоконные световоды с затуханием 20 дб/км. Сердечник этого световода был изготовлен из кварца с добавкой титана для увеличения коэффициента преломления, а оболочкой служил чистый кварц. В 1974г. затухание было снижено до 4 дб/км, а в 1979г. Получены световоды с затуханием 0,2дб/км на длине волны 1,55мкм.

Успехи в технологии получения световодов с малыми потерями стимулировали работы по созданию волоконно-оптических линий связи.

Волоконно-оптические линии связи по сравнению с обычными кабельными линиями имеют следующие преимущества:

- Высокая помехоустойчивость, нечувствительность к внешним электромагнитным полям и практически отсутствие перекрестных помех между отдельными волокнами, уложенными вместе в кабель.

- Значительно большая широкополосность.

- Малая масса и габаритные размеры. Что уменьшает стоимость и время прокладки оптического кабеля.

- Полная электрическая изоляция между входом и выходом системы связи, поэтому не требуется общее заземление передатчика и приемника. Можно производить ремонт оптического кабеля, не выключая оборудования.

- Отсутствие коротких замыканий, вследствие чего волоконные световоды могут быть использованы для пересечения опасных зон без боязни коротких замыканий, являющихся причиной пожара в зонах с горючими и легковоспламеняющимися средами.

- Потенциально низкая стоимость. Хотя волоконные световоды изготавливаются из ультра чистого стекла, имеющего примеси меньше чем несколько частей на миллион, при массовом производстве их стоимость не велика. Кроме того, в производстве световодов не используются такие дорогостоящие металлы, как медь и свинец, запасы которых на Земле ограничены. Стоимость же электрических линий коаксиальных кабелей и волноводов постоянно увеличивается как с дефицитом меди, так и с удорожанием энергетических затрат на производство меди и алюминия.

В мире вырос огромный прогресс в развитии волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). В настоящее время волоконно-оптические кабели и системы передачи для них, выпускаются многими странами мира.

Особое внимание у нас и за рубежом уделяется созданию и внедрению одномодовых систем передачи по оптическим кабелям, которые рассматриваются как наиболее перспективное направление развития техники связи. Достоинством одномодовых систем является возможность передачи большого потока информации на требуемые расстояния при больших длинах регенерационных участков. Уже сейчас имеются волоконно-оптические линии на большое число каналов с длиной регенерационного участка 100...150 км. Последнее время в США ежегодно изготовляется по 1,6 млн. Км. оптических волокон, причем 80% из них - в одномодовом варианте.

Получили широкое применение современные отечественные волоконно-оптические кабели второго поколения, выпуск которых освоен отечественной кабельной промышленностью к ним, относятся кабели типа:

ОКК - для городских телефонных сетей;

ОКЗ - для внутризоновых;

ОКЛ - для магистральных сетей связи;

Волоконно-оптические системы передачи применяются на всех участках первичной сети ВСС для магистральной, зоновой и местной связи. Требования, которые предъявляются к таким системам передачи, отличаются числом каналов, параметрами и технико-экономическими показателями.

На магистральной и зоновых сетях применяются цифровые волоконно-оптические системы передачи, на местных сетях для организации соединительных линий между АТС также применяются цифровые волоконно-оптические системы передачи, а на абонентском участке сети могут использоваться как аналоговые (например, для организации канала телевидения), так и цифровые системы передачи.

Максимальная протяженность линейных трактов магистральных систем передачи составляет 12500 км. При средней длине порядка 500 км. Максимальная протяженность линейных трактов систем передачи внутризоновой первичной сети может быть не более 600 км. При средней длине 200 км. Предельная протяженность городских соединительных линий для различных систем передачи составляет 80...100 км.

На сети связи начата постановка современных отечественных волоконно-оптических систем передачи второго поколения, таких как:

<Сопка-Г> (городская сеть),

<Сопка-3М> (внутризоновая сеть), <Сопка-4М> и

<Сопка-5М> (магистральная сеть).

Информационные возможности волоконно - оптических средств передачи, дало сильный толчок на дальнейшее развитие, а именно создание абонентских широкополосных сетей. Например фирма Siemens планирует до конца 2000 года подготовить условия для предоставления абонентам широкополосных цифровых каналов со скоростями до сотен Мбит/с. Это позволит объединить в рамках одной сети и довести до абонента, помимо телефонных сообщений, телевидения, передачу данных, цветную факсимильную передачу.

В России ни одна общенациональная программа по созданию интегральных широкополосных сетей не финансировалась. Тем не менее, уже реально внедряются системы кабельного телевидения, обсуждаются методы его интеграции с телефонными службами.

В ближайшем будущем следует ожидать появления фторированных халькогенидных и других типов оптических волокон, которые при использовании ближнего инфракрасного диапазона волн (2...4 мкм) позволят уменьшить потери до 0,1...0,2 дб/км и существенно увеличить длины регенерационных участков. Спектральное уплотнение позволит увеличить пропускную способность оптических трактов передачи. Дальнейшее развитие получат оптоэлектронные устройства передающего и приемного назначения, широко будет применяться интегральная оптика. Следует ожидать, что усиление и преобразование сигналов будет происходить на оптических частотах. В перспективе получат развитие акустооптические преобразователи, непосредственно преобразующие сигналы в оптические.

Имея в виду, что основные потребности нашей страны в каналах связи на обозримую перспективу находятся в пределах эффективного применения коаксиальных кабелей, им совместно с радиорелейными линиями отводится в ВСС основная роль при создании магистральной связи страны.

Однако, учитывая высокие достоинства оптических кабелей, они получают все возрастающее применение на сетях связи.

4. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА МАГИСТРАЛИ СВЯЗИ.

Структурная схема проектируемой магистрали связи МТС г.Краснодара — МТС г.Тимашевска с использованием аппаратуры « Сопка-2» представлена на рис. (3). Она включает в себя:

стандартное каналообразующее оборудование, формирующее вторичный цифровой поток;

оборудование линейного тракта предназначенное для передачи цифрового потока по оптическому кабелю.

Стандартное каналообразующее оборудование состоит из стоек аналогово-цифрового оборудования (САЦО), стойки вторичного временного группообраэования (СВВГ).

На каждой стойке САЦО размещается четыре комплекта аналогово-цифрового оборудования (АЦО-21) , каждый из которых осуществляет преобразование тридцати каналов тональной частоты в первичный цифровой поток со скоростью 2048 кбит/с и обратное преобразование, а также четыре комплекта согласующего оборудования соединительных линий ОСА-13. Каждый комплект АЦО состоит из 15 блоков приемопередатчиков (каждый на два канала), блока группового оборудования, блока генераторного оборудования, блока дискретной информации. В состав САЦО входит также панель обслуживания, предназначенная для индикации аварий и организации служебной связи.

В ЛАЦ МГТС г. Краснодара стойка САЦО не устанавливаются, так как в качестве АМТС используется система коммутации АХЕ-10, связь с которой организуется по первичным цифровым потокам со скоростью 2048 Кбит/с непосредственно с СВВГ.

С выходов комплектов АЦО-21 первичные цифровые потоки со скоростью 2048 кбит/с и длительностью импульса 240 нс по симметричным соединительным кабелям с волновым сопротивлением 120 Ом поступают комплект оборудования вторичного временного группообразования (ОВГ-25), установленных на стойке СВВГ. В комплекте ОВГ-25 происходит асинхронное или синхронное объединение четырех первичных цифровых потоков во вторичный цифровой поток со скоростью 8448 кбит/с и длительностью импульса 59.1 нс. Кроме комплектов ОВГ-25 на стойке СВВГ размещается панель обслуживания ПО-В, позволяющая обнаруживать основные неисправности комплектов ОВГ-25, там же размещен комплект унифицированного сервисного оборудования УСО-01, предназначенного для эксплуатационного обслуживания оборудования, отображения аварийной информации и организации служебной связи. С выхода СВВГ третичный цифровой поток поступает на оборудование линейного тракта.

Все цифровые стыки оборудования каналообразования соответствуют рекомендации МККТТ G.703, передача цифровых сигналов осуществляется в коде HDB-3.

Линейный тракт проектируемой магистрали состоит из передающего и приемного оборудования оконечных и промежуточных станций и соединяющих их участков кабеля.

В качестве оконечного оборудования в ВОСП «Сопка-2» используются стойки окончания линейного тракта (СОЛТ-О), стойки телемеханики и служебной связи (СТМСС) и устройства стыка станционных и линейных кабелей (УССЛК) .

В качестве промежуточного оборудования линейного тракта в проектируемой магистрали используется необслуживаемый регенерационный пункт (НРП).

Трехуровневый электрический сигнал в коде HDB-3 с выхода стойки СВВГ по станционному коаксиальному кабелю поступает на вход стойки СОЛТ-О. В комплекте преобразователя кода (КПК) происходит преобразование кода HDB-3 в линейный код 5В6В .

Далее сигнал подается в комплект окончания линейного тракта (КОЛТ-О) , где происходит формирование импульсов, введение в низкочастотную часть спектра сигналов телемеханики (ТМ) и служебной связи (СС) и передача сформированного линейного сигнала на лазерный диод установленный на плате передачи (ПП). С выхода лазерного диода оптический сигнал поступает в станционный соединительный шнур (ШСС) и, далее, через устройство стыка станционного и линейного кабеля (УССЛК) поступает в линейный кабель.

На стойке СОЛТ противоположного оконечного пункта происходит обратное преобразование. В плате приема оптический сигнал преобразуется в электрический, в КОЛТ-О электрический сигнал регенерируется, и выделяются сигналы ТМ и СС, в КПК происходит преобразование кода 5В6В в стыковой код HDB-3.

Стойка телемеханики и служебной связи (СТМСС) предназначена для:

сбора передачи и отображения информации о положении датчиков и схем контроля, установленных на промежуточных пунктах;

для организации оперативной телефонной связи между оконечными и регенерационными пунктами.

В системе ТМ используется метод центрального адресно-циклического опроса. Любой из ОП может выполнять функцию ведущего и по запросу оператора предоставлять информацию о состоянии датчиков на каждом из контролируемых пунктов. Ведущий ОП производит последовательный опрос всех пунктов с указанием адреса опрашиваемого пункта в команде. Опрашиваемый пункт формирует и передает контрольное сообщение, где указан код номера сигнализирующего датчика, а также информация о состоянии оборудования и о наличии сообщений в памяти этого пункта. Для передачи сигналов ТМ используется канал с частотной манипуляцией, расположенный в нижней части спектра линейного сигнала.

Оборудование СС предназначено для организации участковой (УСС) и постанционной (ПСС) служебной связи в каждом линейном тракте. Технологическая служебная связь (ТСС) по медным жилам кабеля в проектируемой системе не предусматривается ввиду их отсутствия в выбранном типе кабеля. Подстанционная СС организуется между оконечными пунктами, а участковая СС — между НРП и оконечными пунктами. Сигналы СС передаются в линейном сигнале методом частотного разделения или введением двойной ошибки в линейный код . Цифровые каналы СС организуются методом адаптивной дифференциальной ИКМ (АДИКМ) со скоростью 32 кбит/с.

На проектируемой магистрали предусматривается один необслуживаемый регенерационный пункт в стоечном варианте (СНРП), устанавливаемый в здании узла связи станицы Новатиторовская.

Линейный оптический сигнал приходит на вход блока линейного регенератора (РЛ), где производится его преобразование в электрический сигнал, регенерация электрического сигнала , выделение и введение сигналов ТМ и СС, преобразование в оптический сигнал и дальнейшая передача в линейный кабель .

Так как оборудование НРП , так же , как и ОП, выполнено в стоечном варианте, то к электропитанию всего оборудования предъявляются требования на соответствии параметров аппаратуры заданным ГОСТ 5237-83. Требуемый номинал напряжения оговаривается при заводском заказе аппаратуры.

Все оборудование размещается на стоечных унифицированных каркасах типа СКУ-01

ОПиОРП НРП

РЛ-О

РЛ-О

БТМ-О

БСС-О

усслк

4

1

Рис.4 Структурная схема магистрали связи

11. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

11.1 РАСЧЕТ КАПИТАЛЬНЫХ ЗАТРАТ НА ОРГАНИЗАЦИЮ

ВНУТРИЗОНОВОЙ ВОЛС.

Расчет капиталовложений на линейные сооружения. Ориентировочные расходы на отдельные виды работ при сооружении оптической зоновой кабельной линии связи, приведенные к стоимости кабеля. Если взять стоимость кабеля за 1, то стоимости работ будут составлять примерно:

прокладка в грунте кабелеукладчиком — 1.4;

монтаж соединений — 0.25;

измерения в процессе строительства и сдачи в эксплуатацию — 0.4;

остальные статьи расходов, включая входной контроль, общестроительные работы, транспортные расходы и т.д. — 0.5

Общие капитальные затраты на линейные сооружения составляют:

Клс=(1+1.4+0.25+0.4+0.5) Ск L ( 11 .1 )

где

Ск=9245 руб. / км — стоимость (с НДС) кабеля ОМЗКГм -10-02-0.22- 4;

L=85,68 км — расход кабеля на сооружение линии связи.

Клс = 3.55 9245 85,68 = 2811997 руб.

Расчет капитальных затрат на оборудование систем передачи.

Состав оборудования и его стоимость представлены в табл.1. С учетом затрат на монтаж оборудование 20% капитальные затраты на оборудование систем передачи составят:

Кс п =394860 руб.

Общие капитальные вложения:

К= К л с + Кс п= 5116435 руб.

Таблица 2

Вид оборудования	Количество единиц в комплектации	Стоимость единицы (с НДС), руб.	Стоимость комплектации, руб.
СКУ-01	8	5880	47040
УССЛК	3	1680	6720
КОЛТ-0	2	6840	13680
КПК	2	5160	10320
АЦО-21	4	22800	91200
ОВГ-25	2	19200	38400
ТМ и СС	3	16200	50700
УСО-01	2	21600	43200
РЛ-0	1	13680	13680
ОСА-13	4	14400	57600
ЗИП	2	10080	20160
КЭД	2	1080	2160
		Всего:	394860

11.2 РАСЧЕТ ГОДОВЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАСХОДОВ

Расчет численности производственных работников.

1) Расчет штата ЛАЦ МГТС г.Краснодара:

Шт1= Кгрр (N t kотп ) / Ф раб , ( 11.2 )

где N=9 — число единиц оборудования;

t=2.5 чел.час/мес ед.оборуд. — нормы на техобслуживание ;

k отп =1.08 — коэффициент, учитывающий предоставление отпус-

ка;

Фраб =170 часов — фонд рабочего времени одного работника ;

Кгрр =0.15 — коэффициент, учитывающий численность группы. развития и ремонта;

Подставив эти значения в формулу ( 1 1.2 ) получим Шт1=0,16 шт. ед.

2) Штат МГТС г.Тимашевск так же определяется из формулы

( 10.2 ) Здесь N=17. Подставив значения в формулу получим

Шт2=0,31 шт.ед.

3) Штат обслуживания кабельной магистрали определяется по формуле ( 11.2 ) без учета Кгрр , принимая t=2.5 чел час / мес. км и Фраб= =152 час./ мес . Штатом предусматривается должность водителя. Получаем:

Шт3=2+1=3 шт.ед.

Расчет фонда заработной платы и отчислений на социальные нужды.

ФЗП рассчитывается по формуле:

Фзп = 12Зi Ni , ( 11.3 )

где Зi — зарплата работников i-ой категории;

N i — численность работников i-ой категории.

Средняя зарплата станционного персонала 1100 руб; линейного персонала — 1200 руб, получаем:

Фзп = 49404 руб .

Отчисления на социальное страхование: 5.4%, в пенсионный фонд — 28%, фонд занятости — 2%, на обязательное медицинское страхование 3.6%, транспортный налог — 1% от фонда заработной платы. Суммарные отчисления на социальные нужды составляют:

S= ( 0.054 +0.28 +0.02 +0.036 +0.01) Фзп = 19762 руб. ( 11.4 )

Амортизационные отчисления:

A= Фj а j ( 11.5 )

где Ф — первоначальная стоимость основных производственных фондов, а — норма амортизационных отчислений на полное восстановление.

Для кабеля а1=2.5%, для аппаратуры систем передачи а2= 6.7%.

А= 28119970,025 + 4738320,067 = 102047 руб.

Затраты на электроэнергию:

S= T Э ( 11.6 )

где Т=0.480 руб/ квт ч — тариф на электроэнергию,

Э= 0,32024365 =2804 квт ч/ год — потребление электроэнергии, потребляемая мощность системы передачи Р=320 Вт.

Расходы на материалы и запасные части составляют около 1% от ОПФ - 11869 руб.

Обязательное страхование имущества составляет 0.08% - 26287 руб.

Ремонтный фонд составляет 2% от стоимости оборудования - 23739 руб.

Административно-хозяйственные расходы 25% от ФЗП - 12351

Годовые эксплуатационные расходы сведены в таблицу

Таблица 3

Наименование статей расходов	Значение за год
1.Расходы на оплату труда. 2.Отчисления на социальные нужды Итого по оплате труда с начислениями 3.Амортизационные отчисления 4.Материальные затраты: - на оплату электроэнергии - на материалы и запасные части Итого по материальным затратам 5.Прочие расходы: - ремонтный фонд - страхование имущества - административно-хозяйственные расходы Итого по прочим расходам	49404 19762 69166 102047 1346 11869 13215 23739 26287 12351 62377
Всего:	246805

11.3 РАСЧЕТ ДОХОДОВ ОТ ОСНОВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КАПИТАЛОВЛОЖЕНИЙ.

Доходы от основной деятельности :

Д = N i T i , ( 11.7 )

где N — количество услуг , в данном случае каналов, одного вида;

Т — стоимость услуги (аренды канала).

Согласно прейскуранту РМГТС годовая стоимость аренды аналогичных каналов равна:

1. Для хозрасчетных организаций — 34426 руб.

2. Для бюджетных организаций — 3066 руб.

Учитывая современное экономическое состояние Тимашевского района распределение каналов, будет соответственно:

60 каналов, арендуемых бюджетными организациями;

40 каналов, арендуемых хозрасчетными организациями.

Тогда ориентировочная сумма доходов от основной деятельности будет равна:

Д=603066 + 4034426 = 156100 руб.

Основные показатели эффективности капиталовложений.

1. Себестоимость 100 руб. доходов от основной деятельности

С = (Э / Д) 100 = 15,8 руб. ( 11.8 )

2. Годовая прибыль:

П = Д — Э = 156100 - 246805 = 1314195руб ( 11.9 )

3. Рентабельность:

R = (П / ОПФ) 100% = ( 1314195 / 3385118)100% = 39,13% (11.10)

4. Срок окупаемости :

Т = К / П = 3285829 / 1314195 = 2,6 года (11.11)

5. Коэффициент фондоотдачи:

К = Д / Ф = 1561000 / 3358118 = 0,46 (11.12)

6. Коэффициент фондовооруженности:

V= Ф / Шт = 3358118 / 3,47 = 967785руб . (11.13)

7. ПроизводителЬность труда :

П = Ф/Шт = 3358118 / 3,47 = 449856 тыс/чел . (11.14)

8. Величина приведенных затрат:

З = Ц + Ен К (11.15)

где Ц - эксплуатационные расходы

К- капитало вложения

Ен - коэффициент эффективности кап. вложений = 0,1

З = 246805 + 0,13285829

Основные технико-экономические показатели

N наименование показателей ед.изм. всего

1 Число каналов ТЧ 120

2 Протяженность магистрали связи км 84

3 Удельные капитальные затраты :

- на кабельную магистраль руб. 2811997

- на оборудование руб. 473832

4 Общие капитальные затраты руб. 3285829

5 Численность штата шт.ед 34,7

6 Годовые эксплутационные расходы :

-фонд заработной платы руб. 49404

-отчисления на социальное страхование руб. 19762

-амортизационные отчисления руб. 102047

-затраты на электроэнергию руб. 1346

-административно-хозяйственные расходы руб. 12351

-ремонтный фонд руб. 23739

-страхование имущества руб. 26287

Итого руб. 246805

7 Доходы от основной деятельности руб. 1561000

8 Прибыль руб. 1314195

9 Себестоимость продукции руб. 15,8

10 Срок окупаемости лет 2,6

11 Рентабельность предприятия % 39,13

12 Производительность труда руб/чел 449856

13 Фондоотдача ден.ед/

д.ед.опф

14 Фондовооруженность 967758

15 Величина приведенных затрат руб. 575388

Таблица 4

АННОТАЦИЯ.

В данном дипломном проекте обоснована целесообразность применение на внутризоновой магистрали ВОСП с использованием ИКМ-120.

Произведен электрический расчет и разработана структура кабельной магистрали, и приведена ее топология. Разработана структурная схема волоконно-оптической системы передачи базируемая на ИКМ-120.

Представлены принципы кодирования и обоснована структурная схема кодера, на ее основе разработана функциональная схема. Произведен синтез и расчет принципиальной схемы. Приведены методы измерений на магистрали. Разработано защитное заземление передвижной монтажно-измерительной лаборатории. Проведена экономическая оценка ВОСП.

Дипломный проект содержит пояснительную записку на листах, из них 17 иллюстраций, список литературы из 22 наименований.

1.ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

В дипломном проекте требуется разработать волоконно-оптическую магистраль связи Тимашевск - Краснодар с использованием ИКМ-120. Проектируемая магистраль должна являться соединительной линией между АМТС Тимашевского района и АМТС города Краснодар.

Данная цифровая система передачи должна обеспечить качественную междугородную телефонную связь между городом Краснодар и городом Тимашевск. ИКМ системы передачи являются одними из современных систем передачи в многоканальной электросвязи. Они обеспечивают передачу информационного потока на большие расстояния с достаточно высоким качеством.

Вторичная цифровая система передачи ИКМ-120 предназначена для организаций пучков каналов тональной частоты. На местной и внутризоновой первичных сетях, обеспечивая передачу всех видов электросвязи, предусмотренных ВСС.

По двум оптическим волокнам передаются сигналы 120 каналов тональной частоты (300...3400 Гц) методом импульсно-кодовой модуляции с временным разделением каналов и скоростью передачи 8448 кбит/с с помощью посимвольного объединения. Аппаратура позволяет выполнять синхронное и асинхронное объединение (и разделение на приеме) четырех первичных цифровых потоков, передаваемых со скоростью 2048 кбит/с, во вторичный цифровой поток 8448 кбит/с. Кроме того, при формировании цикла формируются 4-64х битных канала. Эти каналы используются для служебных целей: для цикловой синхронизации, для организации каналов служебной связи, для согласования скоростей.

В процессе дипломного проектирования необходимо рассчитать регенерационные участки по известным характеристикам кабеля. Кроме того, нужно рассмотреть размещение регенераторов. Так как используемые волоконно-оптические кабели не имеют металлических жил, то необходимо будет или привязывать питание регенераторов к отделениям связи, через которые проходит магистраль, либо же параллельно кабелю прокладывать кабель с металлическими жилами для обеспечения питания.

Также в дипломном проекте нужно рассмотреть один из блоков системы ИКМ-120 вплоть до принципиальных схем. На рассмотрение взят кодер АЦО этой системы. Необходимо рассмотреть принципы кодирования, провести синтез и расчет элементов электрической схемы.

В дипломном проекте будут приведены некоторые методы измерений кабельных магистралей, и приведены требования для эксплуатации системы ИКМ-120.

В конце будет представлен технико-экономический расчет разработки и внедрения системы передачи ИКМ-120.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате дипломного проектирования обосновано внедрение волоконно-оптической системы передачи с использованием ИКМ-120, соединяющей МГТС г. Тимашевска и МГТС г. Краснодара направленную на полную цифровизацию сетей связи, что в свою очередь положительно повлияет на качество связи.

В процессе проектирования рассчитана магистраль связи, построенная с использованием кабеля марки ОМЗКГм-10-01-0,22-..., протяженностью 85.68 км.

Разработана структура магистрали. Приведен метод измерения качества неразъемных соединений при монтаже магистрали, с использованием оптического рефлектометра MW 910 C.

Представлены принципы кодирования и детально проработан кодер аналого-цифрового оборудования системы ИКМ-120, проведен синтез и расчет формирователя выходного сигнала кодера.

В ходе работы разработаны рекомендации по обеспечению мер безопасности жизнедеятельности при прокладке и эксплуатации ВОСП. Произведен расчет защитного заземления ЛИОК при ее питании от внешнего источника.

В процессе экономического расчета полученная оценка ВОСП Тимашевск-Краснодар показана целесообразность ее практического применения.

8.РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ КОДЕРА И ЕЕ РАСЧЕТ

Принципиальная схема построена следующим образом:

1. Аналоговая часть.

Входные усилители УС1, УС2 выполнены на микросхемах D6, D7. Резисторы R4, R8, R7, R9 обеспечивают коэффициент передачи,

равный 1.

В качестве ключевых элементов устройства АИМ-2 (S1, S2) используются диодные сборки 2ДС 523ВР (микросхемы D10, D11).

Формирователь импульсов для управления работой ключей выполнен на транзисторах V2, V4 ,диодах V1, V3 и резисторах R12, R13, R15, R16.

Емкость хранения и дифференциальный усилитель выполнены в гибридно-пленочном исполнении (микросхема D13). Резистор R17 предназначен для регулировки усиления кодера.

Компаратор выполнен в гибридно-пленочном исполнении ( микросхема D15). При поступлении на вход импульса “строб компаратора” в нем осуществляется регенеративный процесс, который приводит к появлению импульсов на одном из выходов “Обр.связь А” или “Обр.связь В”, которые поступают на формирователь выходных сигналов.

Схема согласования согласует выход компаратора с КМОЦ серией микросхем цифровой части кодера и содержит два каскада с воющей базой на транзисторах V6, V8 и два эмиттерных повторителя на транзисторах V10, V11.

Преобразователь тока (ПТ) и преобразователь код-ток (ПТК) выполнены в гибридно-пленочном исполнении (микросхема D16, D17, D14).

Логические схемы коммутации выполнены на микросхемах D1, D5. Микросхемы D3, D4, D8, D9, D12 служат для согласования входов ПТ и ПТК с выходами микросхем КМОП серии. Аналоговая часть коррекции нуля содержит делители на резисторах R18, R19, R21, R23 и две накопительнные емкости С8, С6.

Коммутатор сигналов контроля кодера и сигнала подстройки нуля выполнены на микросхеме D2.

Транзистор V5 и резисторы R26, R27 служат стабилизатором напряжения 6 B.

Рассмотрим R2, R3, R4, R5 к емкости С2, С3, С4, С5 служат фильтрами по питанию  12В.

2.Цифровая часть.

Регистр управления состоит из 8 триггеров, выполненных на логических элементах микросхем D2.2, D2.3, D4.1, D7.1, D4.4, D7.2, D9.3, D7.3, D11.2, D13.1, D14.1, D13.2, D14.4, D13.3, D18.3, D19.2 и 15 схем совпадения:D2.4, D4.2, D4.3, D9.1, D9.2, D9.4, D11.1, D11.3, D11.4, D14.2, D14.3, D18.1, D18.2, D18.4, D17.4.

Управляют работой регистра импульсные последовательности Р1-Р8 с выхода регистра сдвига (выходы микросхемы D3) и разряда Р7 с платы РИ Пер.

При совпадении импульса строба с выхода элемента D20.1 с импульсом Р7. Пер первый триггер устанавливается, в состоянии логической ”1”. Установка этого триггера в состоянии логического “0” происходит либо в следующем интервале времени при наличии импульса в цепи обратной связи Z (выход элемента D22.2), или сигналом общего сброса (выход элемента D2.1). Общий сброс осуществляется в момент времени , соответствующей совпадению Р7 Пер. и сигнала “Управление АИМ”. Формирователь обратной связи выполнен на логических элементах микросхем D20.1, D17.2, D21.1, D22.2 .

Схема формирования знака содержит триггер на логических элементах D21.2, D21.3 и две схемы совпадения на элементах D20.2, D21.1.

Определение знака происходит в момент времени Р7 Пер.. На выходе этого узла вырабатываются два сигнала “реверс d1” и “реверс d1”, которые подключают выходы дешифратора к одному из преобразователей тока в устройстве Код.АЧ.

Дешифратор выполнен на схемах совпадения на элементах D5, D10, D15.1, D19.1, D1.3.

Цифровая часть коррекции нуля содержит триггер на элементах D22.3, D22.4 и две схемы совпадения D15.2, D15.3 .

Формирователь выходного сигнала кодера выполнен на элементах D5, D12, D3, D1.2. первый символ выходного кода совпадает по фазе с разрядом Р8.

Регистр сдвига выполнен на элементах D23, D3. На вход микросхемы D3 подается сигнал со схем совпадения D16, D17.1.

Принципиальная схема кодера представлена на Рис. (14)

Полный перечень элементов представлен в приложении.

Синтез принципиальной схемы будет проводиться на примере формирователя выходного сигнала.

Формирователь выходного сигнала предназначен для преобразования параллельного кода снимаемого с выхода регистра управления в последовательный код с инвертированием.

Преобразование осуществляется под управлениям сигнала Y1-Y8, которые формируются путем последовательного сдвига сигнала Р7 Пер. регистрами сдвига.

Общая логическая функция формирователя сигнала имеет вид:

Z=X1Y1+X2Y2+X3Y3+X4Y4+X5Y5+X6Y6+X7Y7+X8Y8 (8.1)

Преобразуем эту функцию используя закон дуальности (теорема де-Моргана). Приведем искомую логическую функцию к заданному элементному базису И-НЕ и ИЛИ-НЕ.

Z=(X1Y1)(X2Y2)(X3Y3)(X4Y4)+(X5Y5)(X6Y6)(X7Y7)(X8Y8) (8.2)

Данная логическая функция реализуется на двух восьмивходовых и двух четырехвходовых элементах И-НЕ, и одном двухвходовом элементе ИЛИ-НЕ.

Регистр сдвига формируется путем объединения двух четырехразрядных регистров серии 564ИР2. Все триггера на которых, строятся эти регистры D-типа. Логическая функция И-НЕ реализуется на микросхеме серии 564ЛА7 и ЛА8. Логическая функция ИЛИ-НЕ реализуется на микросхеме серии 564ЛЕ5 Рис.(15)

На принципиальной схеме формирователь выходного сигнала реализован на элементах D5,D12,D3,D1.2

Оценим быстродействие формирователя выходного сигнала с помощью вычисления общего времени задержки переключения. Входящие в его состав микросхемы имеют следующие максимальные времена задержки

564 ЛЕ5 — < = 110 нс; D1

564ЛА7 — < = 160нс; D2,D3

564 ЛА8 — < =160 нс; D4,D5

564ИР2 — < = 970нс. D6,D7

Общее время задержки не превышает значения:

Тзд = =160+110+160=330нс

Этого вполне достаточно для обработки сигнала с частотой 2.048МГц.









RG



1











RG

Рис.( 15 )

ЦЧ. ПРИЛОЖЕНИЕ

поз. обозначение	наименование	кол.
С1 D1 D17 D2 D4 D5 D9 D11 D12 D14 D18 D20 D22 D3 D6 D7 D10 D13 D15 D8 D16 D19 D23	КМ-5Б-Н90-0<047мкФ МИКРОСХЕМЫ 564ЛЕ5 564ЛА7 564ЛА7 564ЛА7 564ИР2 564ЛА9 564ЛА9 564ЛА8 564ТМ2	2 4 3 3 1 4 1 3 1

АЧ. ПРИЛОЖЕНИЕ

поз. обозначение	наименование	кол.
С1 С5 С8 С6 С10 D1 D2 D3,D4 D5 D6,D7 D8,D9 D10,D11 D12 D13 D14 D15 D16,D17 R1 R2,R3 R4,R7 R5,R6 R8,R9 R10,R11 R12,R13,R15,R16 R14,R20,R22,R24,R25 R19,R21 R23 R26 R27 R28,R39 R29,R31 R32,R33 R35 R36,37 V1,V3,V7,V9 V2,V6,V4,V5.V8,V10,V11	К-5Б-Н90-0,047мкф 20% К53-4А-3,6В-100мкФ 30% КМ-6А-Н90-1мкФ микросхемы 564ЛН1 564КП1 564КТ3 564ПН1 544УД2А 564КТ3 Диодная матрица 2ДС523ВР 564КТ3 Микросборка Усилитель дифференциальный 04УС Микросборка преобразователь код-ток 04П8 Микросборка Компаратор напряжений 04СК Микросборка Преобразователь тока 04ПН резисторы C2-23-0.125-1.5кОм 5% C2-23-0.25-24Ом 5% С2-23-0.125-10кОм 5% C2-23-0.25-62Ом 5% С2-23-0.125-19.6кОм 5% C2-23-0.125-24Ом 5% C2-29B-0.125-750Ом 0.5% C2-23-0.125-2кОм 5% C2-23-0.125-51кОм 5% С2-23-0.125-100кОм 5% С2-23-0.125-6.8кОм 5% С2-23-0.125-3.3кОм 5% С2-23-0.125-2.2кОм 5% С2-23-0.125-2.7кОм 5% С2-23-0.125-3кОм 5% СП-19а-0.5-10кОм 10% С2-23-0.125-12.7кОм 1% 2Д522Б 2Т326Б 2Т326Б	2 2 1 1 1 2 1 2 2 2 1 1 1 1 2 1 2 2 2 2 2 4 5 2 1 1 1 2 2 2 1 2 4 6 1

Литература

1.Вронец А.П. Перспективы создания и развития в России цифровой сети общего пользования: Доклад на международной конференции “Современное состояние и перспективы развития телекоммуникационных сетей в регионах России”. — Ростов-на-Дону.1997г

2.И.И.Гроднев “Волоконно-оптические линии связи” -

М.:Радио и связь, 1990г.

3.Строительство и техническая эксплуатация волоконно-оптических линий связи. / Под редакцией Б.В.Попова/ -

М.:Радио и связь, 1995.

4.Ю.В.Скалин, А.Г.Бернштейн, А.Д.Финкевич

“Цифровые системы передачи”-

М.:Связь,1988г

5.Топографическая карта Краснодарского края — Военно-топографическое управление Генерального штаба . 1996.

6.Ким Л.Т. Синхронные, асинхронные, плезиохронные системы

передачи // ”Электросвязь” -1998 -№1

7.Оптические системы передачи . Под ред. В.И.Иванова. М. Радио и связь.-1994.

8.А.Г.Алексеенко, И.И.Шагурии “Микросхемотехника” -

М.:Радио и связь, 1982г.

9.Н.И.Баклашов, Н.Ж.Китаева, Б.Д.Терехов “Охрана труда на предприятиях связи и охрана окружающей среды” -

М.:Радио и связь, 1989г.

10.А.М.Зингеренко, Н.Н.Баева, М.С.Тверецкий “Системы многоканальной связи” - М.:Связь, 1980г.

11.Рекламный проспект Самарской оптической компании.

12.Рекламный проспект закрытого акционерного общества “Оптика-Кабель”

13.И.П.Степаненко “Основы микроэлектронники” -

М.:Советское радио, 1980г..

14.Ласкавый Л.Л. Краснодарский край: перспективы развития электросвязи.// - « Электросвязь ” -1998-№1

15 Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: справочник - М.:Радио и связь. 1989.

16.Рекламный проспект АО. “Морион”

17.Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений связи ВСН 11-93 - М.:Гипросвязь, 1993г.

18.Справочник строителя кабельных сооружений связи. /Под редакцией Д.А.Барон, Б.И.Герман, И.И.Гроднев, А.К.Данилин, С.И.Мазель, Г.Ш.Мижерицкий, Л.Д.Разумов./ - М.:Связь, 1977г..

19. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник/ М.И.Богданович, И.Н.Грель и др.- Минск-Полымя -1996.

20.Тарифы на аренду междугородных телефонных каналов. Прейскурант N125 - 98г.

21.Методические указания по технико-экономическому обоснованию дипломных проектов для факультетов АЭС и МЭС: Москва 1992г.

22.Методические указания для выполнения расчетной части раздела дипломных проектов “Экология и Безопасность Жизнедеятельности”,

для студентов 6 курса: Москва 1995г.

3. РАСЧЕТ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ

МАГИСТРАЛИ СВЯЗИ

3.1.ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Основным элементом оптического кабеля (ОК) является оптический волновод - круглый стержень из оптически прозрачного диэлектрика. Оптические волноводы из-за малых размеров поперечного сечения обычно называют волоконными световодами (ВС) или оптическими волокнами (ОВ).

Известна двойственная природа света: волновая и корпускулярная. На базе изучения этих свойств разработаны квантовая (корпускулярная) и волновая (электромагнитная) теории света. Эти теории нельзя противопоставлять. Лишь в своей совокупности они позволяют объяснить известные оптические явления.

Оптическое волокно состоит из сердцевины, по которой распространяются световые волны, и оболочки. Сердцевина служит для передачи световых волн. Назначение оболочки - создание лучших условий отражения на границе “ сердцевина - оболочка “ и защита от излучения энергии в окружающее пространство.

В общем случае в ОВ могут распространяться три типа волн: направляемые, вытекающие и излучаемые. Действие и преобладание какого-либо типа волн связаны в первую очередь с углом падения волны на границу “ сердцевина - оболочка “ ОВ. При определенных углах падения лучей на торец ОВ имеет место явление полного внутреннего отражения на границе “ сердцевина -оболочка “ ОВ. Оптическое излучение как бы запирается в сердцевине и распространяется только в ней.

Излучаемые и вытекающие волны - это паразитные волны, приводящие к рассеянию энергии и искажению информационного сигнала.

Различают одномодовый и многомодовый режимы передачи излучения по ОВ. При многомодовом режиме распространения излучения по ОВ условие полного внутреннего отражения выполняются для бесконечного множества лучей. Это возможно только для ОВ, у которых сердцевины много больше, чем длины распространяемых волн. Такие ОВ называются многомодовые.

В одномодовых ОВ в отличие от многомодовых распространяется только один луч, и, следовательно, искажение сигнала, вызванные разным временем распространения различных лучей, отсутствуют.

Классификация оптических волокон:

Согласно ГОСТ 26793-85 “ Компоненты ВОСП. Система условных обозначений ” все ОВ разделяются на группы по типу распространяющегося излучения, на подгруппы по типу - по типу профиля показателя преломления и на виды - по материалу сердечника и оболочки.

Различают следующие группы ОВ:

- многомодовое ( М )

- одномодовое без сохранения поляризации излучения ( Е )

- одномодовое с сохранением поляризации излучения ( П )

Группа многомодовых ОВ подразделяются на две под группы:

- с ступенчатым показателем преломления ( С )

- с градиентным показателем преломления ( Г )

Кроме того, ОВ подразделяются на следующие виды:

- сердцевина и оболочка кварцевые

- сердцевина кварцевая, а оболочка полимерная

- сердцевина и оболочка из многокомпонентного стекла

- сердцевина и оболочка из полимерного материала

- прочие

Международная система классификации ОВ несколько отличается от принятой в нашей стране и основана на Рекомендации С 651 и публикации МЭК 793-1. Рекомендациями МЭК предусмотрены два класса ОВ:

- А, к которому относятся многомодовые волокна

- В, к которому относятся одномодовые ОВ

Классификация оптических кабелей связи.

По назначению оптические кабели связи разделяются на:

- городские

- зоновые

- магистральные

В зависимости от условий прокладки различают стационарные и линейные оптические кабели. Последние, в свою очередь, разделяют на кабели, предназначенные для прокладки в канализации и коллекторах, грунте, для подвески на опорах и стойках, для подводной прокладки.

По конструкции волокон различают оптические кабели связи с моноволокнами и со жгутами. В технике связи применяются только моноволокна.

В зависимости от материала, используемого для изготовления волокон.

По материалу первичного защитно - упрочняющего покрытия волокна.

В зависимости от конструкции вторичного покрытия оптического волокна.

По характеристикам ОВ различают одно- и многомодовые, а по профилю показателя преломления - ступенчатые и градиентные.

В зависимости от длины волны, на которую рассчитано ОВ, различают оптический кабель на длины волн 0,85; 1,3; и 1,55.

Для построения данной системы на рассмотрение были взяты два кабеля имеющих одинаковые параметры производителями, которых являются ЗАО “Оптика кабель” и “Самарская оптическая кабельная компания”. Из экономических соображений выбран кабель производства ЗАО “Оптика кабель”.

Этот кабель представляет собой следующее:

Кабель оптический ОМЗКГм - предназначен для прокладки в кабельной канализации, труба, блоках и коллекторах, грунтах всех категорий, кроме подверженных мерзлотным деформациям и в воде при пересечении болот и рек, ручным и механизированным способами и эксплуатации при температуре окружающего воздуха от минус 40 до плюс 50”С

Основные технические характеристики.

- Оптическое волокно фирма “ FUJIKURA”

- количество волокон, шт.- 4-32 (***)

- коэффициент затухания,дБ/км(для1310 нм )< 0,35

- хроматическая дисперсия пс/нм”км(для1310нм)<3,5

- диаметр модового поля, мкм 9,3 +/-0,5

- допустимое растягивающее усилие, Н< 10000

- температурный диапазон, “С-40 - +50 ”С

- наружный диаметр,мм 17

рисунок 2.

3.2. РАСЧЕТ ДЛИНЫ РЕГЕНЕРАЦИОННОГО УЧАСТКА.

Известно, что длина регенерационного участка волоконно-оптической системы передачи определяется двумя параметрами: суммарным затуханием РУ и дисперсией ОК. Vnjlbrf hfcxtnf d [23]

Длина РУ с учетом только затухания, т.е. потерь в ОК, устройствах ввода оптического излучения ( как правило, потери в разъемных соединителях ),неразъемных

( монтаж строительных длин кабеля ) соединителях определяется по формуле:

Lру( Эп -арсnрс-ансанс-аt-ав )/ (3.1 )

Здесь:

Эп =Рпер-Рпр - энергетический потенциал ВОСП.

 - коэффициент затухания ОВ дБ/км.

nрс - число разъемных соединителей ( ввод в ОВ и вывод из него оп-

тического излучения ).

анс - потери в неразъемном соединении, дБ/км.

nнс - число неразъемных соединителей.

аt - допуск на температурные изменения затухания ОВ.

ав - допуск на ухудшение характеристик компонентов РУ со

временем

Сумма вида

а=арсnрс+ансnнс+аt+ав ( 3.2 )

называется суммарными потерями, а разность

эп - а=адоп ( 3.3 )

- допустимыми потерями. Зная аи адоп длину РУ можно определить по формуле:

Lруадоп / ( 3.4 )

Естественно, что Lру должна соответствовать номинальной длине РУ ВОСП, предназначенной для соответствующего типа кабеля.

С учетом дисперсионных свойств ОВ максимальная длина РУ.

Lmax0,05 / В ( 3.5 )

где В - требуемая скорость передачи информации бит/с.

 - среднеквадратическое значение дисперсии выбранного ОВ с/км.

Для одномодовых ОВ в паспортных данных указывается нормированная среднеквадратическая дисперсия н, нс / ( нм км), которая с связана отношением

 = н ( 3.6 )

Здесь - ширина полосы оптического излучения, нм., определяемая из справочных данных соответствующего источника излучения. Для светодиодов = 25…40 км., ЛД - = 0,2…5 нм. .

Длина регенерационного участка, рассчитанная по формуле (3.1) должна удовлетворять требованию

LmaxLру ( 3.7 )

Если это условие не выполняется, то следует выбрать кабель с другими дисперсионными свойствами .

Правильность выбора типа ОК может быть также оценена расчетом быстродействия системы и сравнения его с допустимым .

Теперь проведем расчет:

1) Расчет Lру с учетом затухания ОВ .

Потери в разъемных соединителях 1 дБ ( арс = 1 дБ ) .

Потери в неразъемных соединениях ( и сварка и склеивание ) не превышает 0,1 дБ ( анс = 0,1 дБ )

На одном РУ используется 2 разъемных соединения - для ввода в ОК и вывода из него оптического излучения.

nyc определяется длиной трассы и строительной длиной (обычная строительная длина 2 км . ).

nнс = (Lру / 2) - 1 ( 3.8 )

Допуск на температурные изменения затухания ОВ при использовании схемы температурной компенсации не превышает аt = 1 дБ .

Допуск на ухудшение характеристик компонентов РУ со временем для комбинации ЛД + ЛФД ав = 6 дБ .

Эп = 43 дБ .

= 0,35 дБ/км

Все приведенные выше данные подставив в формулу ( 3.1 ) получим:

Lруmax = ( 43 12 0,1((Lруmax/2)1 )16 ) / 0,35

Lруmax = ( 33,90,05Lруmax ) / 0,35

0,35Lруmax = 33,90,05Lруmax

0,4Lруmax = 33,9

Lруmax = 84,75 км.

Расчет Lру с учетом дисперсионных свойств кабеля.

Для современных ЛД  = 2 нм.

Для данного типа кабеля нормированная среднеквадратическая дисперсия

н = 3,5 пс/км.

При преобразовании сигнала в коде HDB-3 в двхуровневый сигнал с линейным кодом 5В6В происходит увеличение скорости на 20% тогда требуемая скорость передачи информации ( скорость передачи информации аппаратуры ИКМ-120 В = 8,448 мбит/с ):

В = 8,4481,2 = 10,137 мбит/с

подставив эти значения в формулу ( 3.5 ) получим

Lруmax=0,25/(1023,510,13710)

Таким образом в данном разделе проведен выбор типа кабеля произведен расчет максимальной длины участка регенерации.

2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ И ТРАССЫ КАБЕЛЬНОЙ

МАГИСТРАЛИ ТИМАШЕВСК - КРАСНОДАР

В этом разделе рассматриваются общие принципы прокладки оптической магистрали и особенности прокладки ВОЛС между АМТС г.Тимашевск и АМТС г.Краснодар.

Строительство волоконно-оптической магистрали связи так же, как и электрических кабельных линий связи, осуществляется строительно-монтажными управлениями ( СМУ ), а так же передвижными механизированными колоннами ( ПМК ), в системе которых организуются линейные и прорабские участки.

Опыт строительства ВОЛС в России выявил ряд существенных отличий в организации, технологии проведения линейных и монтажных работ по сравнению с работами на традиционных электрических кабелях связи.

Ряд существенных отличий в проведении работ на ВОЛС обусловлен так же своеобразием конструкции ОК:

- критичностью к растягивающим усилиям.

- малыми поперечными размерами и массой.

- большими строительными длинами.

- сравнительно большими величинами затухания сростков ОВ.

- невозможностью содержания ОК под избыточным воздушным

давлением.

- трудностями в организации служебной связи в процессе строи- тельства ВОЛС с ОК без металлических элементов.

При группировании строительных длин кабеля исходят из того, чтобы после выкладки отходы кабеля были минимальны. При этом учитывают длины пролетов, форму транзитных колодцев, запас ОК на монтаж. Длина запаса кабеля для монтажа муфты должна составлять 10 м. с каждой стороны при прокладке в грунт и 8 м. При прокладке в канализации.

Спецификация прокладки ОК определяется более низким уровнем допускаемой к ним механической нагрузки, поскольку от нее зависит затухание ОВ.

Для сокращения числа соединений и соответственно потерь на сростках используются большие строительные длины ОК, что создает при их прокладке дополнительные нагрузки. Чтобы уровень нагрузки не превышал допустимой, необходимо принимать дополнительные меры и использовать специальное оборудование. В частности, нормативно - технической документацией не допускается прокладка кабеля при температуре ниже - 10*С.

При прокладке кабеля должны соблюдаться следующие правила:

- вне населенных пунктов и сельских поселков - главным образом вдоль дорог, существующих трасс и границ полей севооборотов.

- в городах, рабочих, дачных поселках - преимущественно на пешеходной части улиц ( под тротуарами ) и в полосе между красной линией и линией застройки.

Полосы земельных участков для строительства кабельных линий связи вдоль автомобильных дорог следует размещать с выполнением следующих требований:

- в придорожных зонах существующих автомобильных дорог, по возможности, вблизи их границ полос отвода и с учетом того, чтобы вновь строящиеся линии связи не вызывали необходимость их переноса в дальнейшем при реконструкции автомобильных дорог.

- размещение полос земель связи на землях наименее пригодных для сельского хозяйства впоследствии загрязнения выбросами автомобильного транспорта.

Выбор оптимального варианта трассы кабельной линии и его оценку следует осуществлять исходя из следующих условий;

- минимальной длины трассы.

- размещение трассы, как правило, в обход населенных пунктов.

- наименьшего числа пересечений с автомобильными, железными дорогами, с подземными сооружениями и с водными преградами выполнения наименьшего объема работ по строительству линейно - кабельных сооружений.

- возможности максимального применения при строительстве линии, механизмов и кабелеукладочной техники.

- обеспечение лучших условий эксплуатации линейных сооружений и надежной их работы.

Выбор трассы кабельной магистрали проводится на основе анализа топографической карты Краснодарского края. По данным, полученным в ходе анализа видно, что магистраль будет проходить по полосе отвода вдоль автомобильной дороги Краснодар - Тимашевск. По всей длине кабельная магистраль будет иметь три пересечения с водными преградами, и девятнадцать пересечений с автомобильными дорогами имеющими твердое и естественное покрытие.

Проход водных преград будут осуществляться в грунте по дамбам, сооруженным через данные препятствия.

Переходы дорог должны осуществляться путем бурения или горизонтального прокола с последующей закладкой пластмассовых или асбестоцементных труб и протяжку через них кабеля.

Структурная схема кабельной магистрали состоит из оконечных пунктов ( ОП ), обслуживаемых и необслуживаемых регенерационных пунктов ( ОРП и НРП ), а также кабельных участков ( соединяющих регенерационные пункты ) называемых участками регенерации ( УР ).

Общая длина магистрали с учетом напуска кабеля на соединительные муфты и с учетом переходов всех препятствий составляет 84 километров. Эта длина превышает номинальную длину регенерационного участка для системы “Сопка-2”, поэтому на магистрали необходима установка регенератора.

Так как кабели, которые будут браться на рассмотрение и проектирования данной системы, не имеют металлических жил для организации дистанционного питания, то целесообразнее всего установить НРП в ЛАЦ узла связи находящегося на пути прохождения кабельной магистрали. На основе топографического анализа выбирается станица Новотитаровская.

Таким образом, трасса разбивается на два участка регенерации , длина которых составляет:

- Тимашевск - Новотитаровская - 45км.

- Новотитаровская - Краснодар - 39км.

Такая установка НРП является наиболее выгодной, потому, что отпадает необходимость организации дистанционного питания, а соответственно это ведет к упрощению технической эксплуатации системы.

Выбрана трасса и структура проектируемой магистрали представлена на рис.(1 ).

Итак, в данном разделе описана топология трассы и приведена ее структура.

Рис (1) Трасса и структура магистрали.

АИМ - 2

компаратор

О.С. А

ВХОД

О.С. В

Строб. К

Схема ввода

сигнала контроля и коррекции нуля

Устройство коррекции нуля

ПТ1

ПТ2

d d

ПКТ

Схема формирования знака

d

d

Логика реверса

Регистр управления

Дешифратор

УК7 УК0

d2 - d4

Формирователь выходного сигнала

СИГНАЛ КОДЕРА

Рис. 9.

в УО

6. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПОВ КОДИРОВАНИЯ И

ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ КОДЕРА

6.1ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ИКМ И ПРОЦЕСС КОДИРОВАНИЯ В НЕЛИНЕЙНЫХ КОДЕРАХ.

В цифровых системах передачи аналоговые сигналы преобразуются с помощью аналого-цифровых преобразователей ( АЦП ) в цифровую последовательность импульсов двоичного кода. На приемном конце для воспроизведения исходных сигналов производится обратное цифро-аналоговое преобразование ( ЦАП ). Передача сигналов в цифровом виде определяет высокую помехоустойчивость цифровых систем передачи. Преобразование в цифровой вид может быть обеспечено импульсно - кодовой модуляцией ( ИКМ ), дельта - модуляцией ( ДМ ) и их модификациями. При ИКМ кодовыми группами двоичного кода кодируются отсчетные значения аналогового сигнала. В соответствии с этим ИКМ осуществляется в следующем порядке: дискретизация аналогового сигнала во времени, квантование по уровню отсчетных значений сигнала и их кодирование. Квантование и кодирование осуществляется в одном функциональном узле, называемом кодером.

Временная дискретизация представляет собой амплитудную модуляцию импульсной последовательности входным аналоговым сигналом. Различают амплитудно- импульсную модуляцию первого ( АИМ-1 ) и второго ( АИМ-2 ) родов. При АИМ-1 амплитуда импульсов ( отсчетов ), следующих с частотой дискретизации fд, изменяется в соответствии с изменением входного сигнала. При АИМ-2 амплитуда каждого отсчета равна значению входного сигнала в момент отсчета (рис. 5)

Для изменения погрешности амплитудного квантования значения отсчета в процессе квантования должно оставаться постоянным. Поэтому при импульсно - кодовой модуляции используется АИМ-2.

f(t) f(t)

АИМ-1 t АИМ-2 t

рис. 5. Сигналы АИМ-1 и АИМ-2.

Для восстановления исходного сигнала из последовательности отсчетов их нужно пропустить через фильтр нижних частот среза, соответствующей fв. Исходный сигнал будет выделен из последовательности отсчетов, если боковые полосы не накладываются друг на друга. Для этого нужно, чтобы было выполнено условие:

fд  2fв ( 6.1 )

Это условие соответствует теореме Котельникова-Шеннона:

Непрерывный сигнал, ограниченный по спектру частотой fв, может быть восстановлен без искажений из последовательности дискретных отсчетов этого сигнала, если частота дискретизации fд по крайней мере в 2 раза выше наибольшей частоты fв, содержащейся в спектре исходного сигнала. Исходный аналоговый сигнал не имеет четкой верхней граничной частоты, поэтому перед дискретизацией производится ограничение спектра исходного сигнала.

В настоящем проекте в аппаратуре ИКМ - 120, предназначенной для организации каналов ТЧ, частота fв равна 3400 Гц. Тогда обращаясь к выше описанному по теореме Котельникова частота дискретизации 6800Гц

Для упрощения фильтров ограничивающих спектр fд берется больше чем 2fв. Для канала ТЧ по МККТТ значение fд берется 8000 Гц.

Квантование сигнала с линейной шкалой характеристики не позволяет , получить высокое качество передачи сигнала с малой амплитудой. Поэтому в системах с ИКМ - ВРК квантование с линейной шкалой не применяется.

В системах ИКМ - ВРК вместо плавной амплитудной характеристики, которую имеют аналоговые компандеры , применяют сегментные характеристики. Они представляют собой кусочно-ломанную опроксимацию плавных характеристик, при которой изменение крутизны происходит дискретными ступенями. Наибольшее распространение получила сегментная характеристика компандирования типа А-87,6 / 13, где аппроксимация логарифмической характеристики производится по так называемому А- закону:

 (А | Iвх / Imax |) / (1+LnА) при | Iвх / Imax |  1/А Iвых / Imax 

 (1+Ln(A | Iвх / Imax |)) / (1+LnA) при 1/А  |Iвх/Imax|  1 (6.2)

Здесь А- коэффициент компрессии, равный 87,6 , а сама характеристика строится из 13 сегментов ( рис.6 ). Эта характеристика содержит в положительной области сегменты С1,С2,С3…,С8, находящиеся между точками

0-1,1-2,2-3,…,7-8.

Аналогичным образом строится характеристика для отрицательной области значений входного сигнала. Четыре центральных сегмента (два в положительной и два в отрицательных областях) объединяются в один центральный сегмент, поэтому общее число сегментов на двухполярной характеристике равно 13. Каждый из 16 сегментов характеристики содержит по 16 шагов (уровней) квантования, а общее число уровней равно 256, из них 128 положительных и 128 отрицательных.

Iвых / Imax

928 ( 2048)

C8

112 7(1024)

C7

96 6(512)

89 С6

80 5(256)

С5

64 4(128)

С4

48 3(64)

С3

32 2(32)

С2

16 1(16)

С1

0,125 Im 0,25 0,5 1 Iвх

0,062 Imax

0,031

0,016

0,008

Рис. 6. Характеристика типа А-87,6 / 13

Каждый сегмент, начиная с определенного эталона, называемого основным (рис.6). Шаг квантования внутри каждого сегмента равномерный, а при переходе от одного к другому сегменту изменяется в 2 раза, начиная с центрального сегмента, куда входят С1 иС2. Значения основных и дополнительных эталонов, шагов квантования даны в

табл. ( 1 ).

Таблица 1.

номер кодовая эталонные сигналы шаг эталонные

сегмен- комбинация квантова- сигналы

та номера основ- ния коррекции

сегмента ной дополнительные

1 000  8 4 2 1 1 0,5

2 001 16 8 4 2 1 1 0,5

3 010 32 16 8 4 2 2 1

4 011 64 32 16 8 4 4 2

5 100 128 64 32 16 8 8 4

6 101 256 128 64 32 16 16 8

7 110 512 256 128 64 32 32 16

8 111 1024 512 256 128 64 64 32

Все эталонные значения в табл.( 1 ) даны у.е. по отношению к значению минимального шага квантования. Сочетание дополнительных эталонов получает получить любой из 16 уровней квантования в данном сегменте. При изменении шага квантования изменяется крутизна характеристики. Четыре центральных сегмента имеют одинаковую крутизну и равные шаги квантования. При таком построении характеристики минимальный шаг квантования min имеют сегменты С1 и С2 а max - сегмент C8 причем отношение max / min составляет 2 или 64. Это значение примерно характеризует параметр сжатия для сегментной характеристики компандирования, или параметр А. Точное значение этого параметра для непрерывной характеристики типа А определяется из выражения:

А(1+LnА)=2c - (1/nс) ( 6.2 )

и при числе сегментов nс=8 значение А=87,6

Кодирование

Телефонные сигналы, при их дискретизации получают последовательность разнополярных импульсов. Для кодирования разнополярных импульсов используют симметричный двоичный код рис.(7).

4

3

2

1

0

-1

-2

-3

-4

рис. 6. ИКМ при симметричном коде

Достоинством симметричного двоичного кода является возможность его реализации с помощью простых кодеров, а недостатком - сравнительно низкая помехозащищенность, так как при различном весе разрядов пропадание полного импульса с большим весом приводит к большим искажениям.

Удобным графическим изображением кодов являются кодовые таблицы, характеризующие связь между числом уровней квантования и соответствующими кодовыми комбинациями рис.(6). Каждая строка табл.(1) определяет вид кодовой комбинации, соответствующей числу шагов квантования и полярности импульса квантованного АИМ сигнала.

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

+0

+1

+2

+3

+4

+5

+6

рис. 6. Кодовая таблица симметричного двоичного кода.

Заштрихованная клетка соответствует 1 в данном разряде, не заштрихованная - 0.

Двоичные коды по времени их появления разделяют на параллельные, если сигналы кодовой группы появляются одновременно, и последовательные, если сигналы кодовой группы появляются последовательно во времени, разряд за разрядом.

6.2 ОСОБЕННОСТИ ЭТАПОВ КОДИРОВАНИЯ ПРИ НЕЛИНЕЙНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КВАНТОВАНИЯ.

В случае сегментной характеристики компрессии типа А-87,6

для кодирования абсолютных величин отсчетов необходимо 11 эталонов с условными весами 2,2,2,…,2 у.е., или 1,2,4,…,1024 у.е. При нелинейном кодировании для обеспечения защищенности Акв  25 дБ требуется 128 положительных и 128 отрицательных уровней, а кодовая группа 8 - разрядная.

Кодирование осуществляется за восемь тактов и включает три основных этапа: 1 - определение и кодирование полярности входного сигнала, 2 - определение и кодирование номера сегмента узла, в котором заключен кодируемый отсчет, 3 - определение и кодирование номера уровня квантования сегмента, в зоне которого заключена амплитуда кодируемого отсчета. Первый этап осуществляется за 1-й такт, второй этап за

2…4-й такты, третий этап за 5…8-й такты кодирования.

На первом этапе определяется знак разности между амплитудами токов кодируемого сигнала ( отсчета ) Iс и суммой эталонных токов Iэт,

Iс - Iэт. Если в момент такта кодирования эта разность положительная, т.е. Iс > Iэт то на выходе компаратора формируется 0( пробел ), в противном случае т.е. при Ic < Iэт формируется 1( импульс ).

На втором этапе определяется и кодируется узел характеристики, определяющей начало сегмента, в котором находится амплитуда кодируемого отсчета ( 0-если в С1 и т.д. ). Для этого выбирается алгоритм работы, обеспечивающий определение узла характеристики за три такта кодирования. В первом такте кодирования амплитуда отсчета Iс сравнивается с Iэт4. Если Ic > Iэт4, это означает нахождения Iс в 5-8-м сегментах характеристики, и вместо тока Iэт4 включается Iэт6. Если при Ic < Iэт4

это означает, что Iс в 1…4-м сегментах, и вместо Iэт4 включается Iэт2. Далее в зависимости от результата сравнения на втором этапе кодирования если Ic > Iэт6, включается Iэт7, или если Iс < Iэт6 включается Iэт5. Результаты сравнения в третьем такте кодирования позволяют окончательно выбрать номер узла характеристики, определяющей начало сегмента. Результат представляется двоичной кодовой комбинацией, занимающей 2…4-й разряды кодовой группы. Кодовые комбинации номера сегмента в табл.( 1 ).

На третьем этапе определяется и кодируется номер уровня квантования внутри выбранного сегмента, в зоне которого находится амплитуда кодируемого отсчета. Третий этап осуществляется за четыре такта методом линейного кодирования. При кодировании в дополнение к основному эталону, определяющему начало сегмента, подключаются дополнительные эталоны с весами 8с, 4с, 2с, с. В результате сравнения определяется номер уровня квантования, в зоне которого находится амплитуда отсчета.

В результате выполнения указанных операций получается 8-разрядная кодовая комбинация двоичных символов, 1-й разряд указывает полярность кодируемого отсчета; 2…4-й номера сегмента узла характеристики компрессии; 5…8-й номер шага квантования внутри этого сегмента, в зоне которого заключена амплитуда кодируемого отсчета.

6..3 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА КОДЕРА СИСТЕМЫ ИКМ-120.

Кодер предназначен для нелинейного аналого-цифрового преобразования сигнала в восьмиразрядные кодовые комбинации.

В кодере осуществляется закон компандирования, соответствующей характеристике А=87,6 с тринадцатью сегментами.

Аналого-цифровое преобразование имеет следующие параметры:

- число разрядов - 8

- число уровней квантования - 256

- частота дискретизации - 8 Кгц.

Аналого-цифровое преобразование в кодере включает в себя инверсию четных разрядов.

Уровень перегрузки кодирующего устройства соответствует уровню синусоидального входного сигнала, превышающего номинальный уровень на 3,14 дБ.

В основу построения кодера положен метод поразрядного уравновешивания. Сигнал отсчета АИМ-2 многократно сравнивается с эталонными сигналами, которые включаются таким образом, что разность амплитуд этих сигналов в конце цикла кодирования не превышала одного шага квантования.

Структурная схема кодера представлена на рис.(9) и содержит следующие узлы:

- амплитудно-импульсный модулятор АИМ-2.

- компаратор.

- формирователь эталонных сигналов, включающий в себя два одинаковых преобразователя тока (ПТ) и преобразователь код-ток (ПТК).

- дешифратор.

- регистр управления.

- формирователь выходного сигнала кодера.

- устройство коррекции “нуля” кодера.

- схема ввода сигналов контроля и коррекции “нуля” кодера.

- логика реверса.

Описание работы структурной схемы кодера:

Входной сигнал поступает на вход модулятора АИМ-2, где осуществляется дискретизация во времени. На выходе АИМ-2 формируются последовательности импульсов с плоской вершиной и амплитудами, пропорциональными величине входных сигналов в момент дискретизации.

Сигнал АИМ-2 поступает на компоратор, где происходит сравнение его с эталонами, формируемыми ФЭС.

На выходе компаратора формируются сигналы результата сравнения “Обр. связь А” и “Обр. связь В”, которые через схему согласования поступают на регистр управления.

Регистр управления и дешифратор формируют сигналы управления формирователя эталонных сигналов (ФЭС).

Устройство коррекции “нуля” кодера обеспечивает симметрию квантующей характеристики кодера относительно “Нулевого” значения входного сигнала.

Основной особенностью данного кодера является то, что в формирователе эталонных сигналов используется 5 эталонных генераторов тока (с условным весом 2,2,2,2,2 ).

Работа кодера поясняется временными диаграммами рис.(10). В момент времени tо производится определение полярности входного сигнала. Компаратор формирует импульсы на одном из выходов “Обр. связь А” и “Обр. связь В” и в зависимости от знака d или d , формируемого из этих сигналов, логика реверса подключает выходы дешифратора к одному из преобразователей тока. Одновременно в момент времени tо начинается поиск сегмента характеристики компрессии, в пределах которого находится амплитуда данного отсчета сигнала. При этом в ПТК включается старший эталон, и ключ S4 в преобразователе тока. На выходе матрицы имеем эталонный ток Iэт=128 у.е. (т.к. ток от источника I=2048у.е. проходит через S4 и компрессируется в матрице в 8 раз). Затем в следующий момент времени по решению компаратора в дешифраторе вырабатывается сигнал, который выключает ключ S4 и вклчает ключ S2 или S6. Поиск сегмента длится в течение трех тактов кодирования. В результате в преобразователе тока остается включенным только один ключ. Алгоритм поиска сегмента показан на рис.(11).

АИМ-2

сроб

Р7

Р8

Р1

Р2

Р3

Р4

Р5

Р6

t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7

в

d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7

рис. 10. Временные диаграммы работы кодера.

Но- пьедестал сегмента пьедестал

мер ( у.е. ) ( у.е. )

сег. 2048

72 2¹⁰ 000

1024

6 2 ⁹ 001

512

5 2 010

256

4 2 011

128

3

64 2 100

2

32 2 101

1

16 2 110

0

0 t 111

t0 t1 t2 t3 код номе –

ра.

определение сегмента

полярности определение сегмента (обратный)

рис. 11. Алгоритм поиска сегмента.

10. РАЗРАБОТКА ВОПРОСОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ МОНТАЖЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ АППАРАТУРЫ

10.1ОСНОВНЫЕ МЕРЫ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

В процессе проектирования системы ИКМ-120 с использованием оптического кабеля особое внимание должно уделяться вопросу обеспечения безопасности жизнедеятельности. В настоящее время имеется большое количество рекомендаций по технике безопасности выработанных в ходе практических работ по созданию линий связи базирующихся на металлических кабелях. Но системы передачи, использующие в качестве направляющей системы оптические волокна, имеют ряд особенностей.

При строительстве, монтаже и эксплуатации волоконно-оптических линий связи необходимо соблюдать следующие рекомендации:

- Колесные кабелеукладчики на резиновом ходу независимо от расстояния буксируются к месту работы автомобилем. Тяжелые кабелеукладчики на гусеничном ходу должны перевозиться на тяжеловозных прицепах - трайлерах.

- Прокладка кабеля под линиями электропередачи допускается только при условии соблюдения расстояний от кабелеукладчика, с погруженным на него барабаном до проводов линий электропередачи не менее 1,5м. при напряжении до 1кВ., 2м. при 1-20кВ., 4м. при 35-110кВ..

- Работы под уступами по обочине дорог и выемках должны выполняться только в защитных касках.

- Барабан с кабелем, доставленный к месту работы должен быть выгружен на ровной местности. При наличии уклона под щеки барабана необходимо подложить упоры так, чтобы исключалась возможность самопроизвольного движения барабана под уклон.

- Применять на объектах строительства передвижные монтажно-измерительные лаборатории ( ЛИОК ), представляющие собой автомобиль ЗИЛ-131, на шасси которого установлен кузов закрытого типа ( КУНГ ).

- В передвижной монтажно-измерительной лаборатории отходы оптического волокна при разделке ( сколе ) собирать в отдельный ящик, а после окончания монтажа закапывать в грунт.

- Избегать попадания остатков оптического волокна на одежду, работу с оптическими волокнами производить в клеенчатом фартуке.

- При монтаже оптического кабеля не допускать скопления горючих газов ( особенно в смотровых колодцах кабельной канализации ) во избежание возгорания от дугового разряда сварочных устройств. Для определения наличия взрывоопасных газов каждая бригада, работающая в подземных сооружениях, должна иметь газоанализатор, исправность которого проверяется 1раз в год в специализированных лабораториях.

- В комплексе оборудования используются оптические излучатели, которые по степени опасности генерируемого излучения относятся ко второму классу. Поэтому нельзя допускать попадания лазерного излучения в глаза, как непосредственно с оптического модуля, так и через оптическое волокно, потому, что это может привести к повреждению сетчатки глаза.

- Растворители, применяемые при снятии защитного покрытия волокон должны иметь класс опасности не ниже четвертого.

10.2 РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ ПРИ ВНЕШНЕМ ПИТАНИИ .

ЛИОК.

Как уже указывалось выше при монтаже и эксплуатации должна быть использована ЛИОК.

Внутри кузова устанавливается монтажный стол, оборудованный приспособлением для закрепления концов монтируемого кабеля и размещения монтажных инструментов. Здесь же предусмотрено место для транспортировки устройства для сварки ОВ и работы с ним во время монтажа, а также ящики для монтажных материалов и инструмента. Для монтажников оборудованы вращающиеся стулья с регулировкой высоты. В передней части кузова размещается шкаф для хранения и транспортировки измерительных приборов и верстак для выполнения соответствующих работ . Освещение в салоне кузова естественное ( через окна ) и искусственное ( от ламп в плафонах напряжением 12 В , расположенных у монтажного стола и верстака ) . Питание всех электропотрибитилей осуществляется от бортовой сети 12 В или портативной бензоэлектростанции марки АБ-1 .

Почти все приборы используемые для монтажа и эксплуатации ВОСП имеют возможность питания как от источника 12 В так и от 220 В. Поэтому в ЛИОК должно быть предусмотрено питание от внешнего источника переменного тока ( дизель-электростанции , энергосеть общего пользования и.т.д. ) .

В этом случае для обеспечения безопасности обслуживающего персонала пол кузова накрывается изолирующим материалом , а заземление корпусов механизмов должно проводиться при ее развертывании . При получении питания от стационарных источников питания или передвижных электростанций сопротивление контура заземления изменяется в зависимости от величины используемого напряжения и должно быть равно : 2 Ом при 660/380 В ; 4Ом при 380/220 В и 8 Ом при 220/127 В . При развертывании передвижной лаборатории необходимо принять все возможные меры для снижения удельного сопротивления почвы в месте забивки штыря заземления ( обработать почву солью , поливать водой и.т.п. ) . Заземляющий провод должен быть расположен в общей оболочке с жилами , по которым к объекту подводится электроэнергия , а его сечение должно быть равным сечению фазных жил .

Проведем расчет заземления необходимого для обеспечения сопротивления 8 Ом :

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей , которые могут оказаться под напряжением . При замыкании на корпус они окажутся под напряжением

Uз = Iз  Rз , ( 10.1 )

где I з - ток замыкания на землю ;

R з - сопротивления заземляющего устройства ;

В качестве заземлителей будут применятся стольной уголок , так как такая конструкция заземлителя облегчает процесс введения и извлечения заземлителя из земли .

Сопротивление одиночного заземляющего уголка определяется по формуле :

R =  / (2L )  ln ((4L ) / d) , ( 10.2 )

где  - удельное сопротивление грунта Омм ;

L - длина заземлителя ;

d = 0.95b - для уголка с шириной полки b .

Необходимое количество заземлителей для получения требуемого сопротивления Rз  8 Ом определяется по формуле :

n = Ц  Ro / з Rз  + 1 , ( 10.3 )

где з - коэффициент использования заземлителей , определяемый по таблице 4 22 ;

Расчет .

 - ВОЛС проходит по территории Краснодарского края где преобладает преимущественно чернозем , из таблицы 1 22 выбираем  = 20 Омм. L = 1 м.

d - ширина полки уголка составляет 50 мм.,

тогда

d = 0.95  0.04 = 0.047 м.

Подставив эти значения в формулу ( 10.2 ) получим :

R = 20 / 21  ln ((41) / 0.047) = 14.152 Ом.

Так как рассчитанное сопротивление превышает максимально допустимое значение сопротивления при данном номинале напряжения необходимо иметь несколько заземлителей . Определим отношение расстояния между вертикальными электродами к их длине . Расстояние между одиночными заземлителями берем а=3м.

A = a / L = 3 /1 = 3

Из таблицы 4 22 определяем , что з = 0.95

Тогда подставив полученные значения в формулу ( 10.3 ) получим :

n = Ц  14.152 /0.95  + 1 = 2 заземлителя

Проанализировав данные видно , что полученные результаты вполне удовлетворяют норме на данное максимально допустимое значение сопротивления заземления .

Два заземлителя длиной по одному метру , каждые должны вбиваться по обе стороны ЛИОК на расстояние 3 метра друг от друга для того, чтобы уменьшить взаимное влияние между заземлителями . Эти заземлители сведут к минимуму опасность поражения током при питании ЛИОК от внешнего источника , что и требуется техникой безопасности .

7. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА КОДЕРА.

Функциональная схема кодера состоит из аналоговой и цифровой части рис.( 12 ).

Аналоговая часть (АЧ) кодера предназначена для:

- формирования группового сигнала АИМ-2, имеющего плоскую

вершину импульса.

- формирования эталонных сигналов.

- сравнение амплитуды импульсов АИМ-2 с величиной эталонного

сигнала.

Цифровая часть (ЦЧ) кодера предназначена для записи и хранения символов двоичного кода, формируемых компаратором, а также для формирования выходного сигнала кодера и для управления аналоговой части коррекции нуля.

АЧ кодера содержит:

- два усилителя УС1, УС2.

- два ключа S1, S2.

- дифференциальный усилитель. (ДУ).

- формирователь импульсов (ФИ).

- компаратор (К).

- схема согласования (СС).

- формирователь эталонных сигналов (ФЭС).

- аналоговая часть коррекции нуля (АКН)

С целью обеспечения лучшей помехозащищенности аналоговая часть кодера выполнена по симметричной схеме.

Усилители УС1 и УС2 предназначены для использования в качестве источников входного сигнала.

Ключи S1 и S2 подключают конденсатор Схр к выходам усилителей УС1 и УС2 на время выборки аналогового сигнала, равное 0,3 мкс..

Процесс выборки сигнала представляет собой процесс, перезарядка конденсатора Схр, в результате которого напряжение на конденсаторе равно напряжению на выходах УС1 и УС2.

Конденсатор Схр предназначен для формирования плоской вершины импульсов АИМ-сигнала, образующейся в процессе запоминания на время кодирования.

ФИ управляет работой ключей S1, S2.

Дифференциальный усилитель имеет большое входное сопротивление, что обеспечивает малый ток утечки конденсатора Схр во время запоминания аналогового сигнала и, кроме того, служит для согласования выходного сопротивления модулятора со входом компаратора и обеспечения необходимого усиления сигнала.

Компаратор предназначен для сравнения амплитуды импульсов АИМ-2 с величиной эталонного сигнала и формирования символов двоичного кода по результатам сравнения.

Схема согласования служит для преобразования сигналов с выхода компаратора в сигналы, которые согласуются с 564 серией микросхем, на которых выполнена цифровая часть кодера.

Формирователь эталонных сигналов (ФЭС) предназначен для формирования эталонных сигналов и включает в себя два одинаковых преобразователя тока (ПТ) и преобразователь код-ток (ПКТ).

Логические схемы коммутации служат для подключения ФЭС к одному из входов компаратора и для согласования входа ФЭС с 564 серией микросхем цифровой части.

Аналоговая часть устройства коррекции нуля кодера служит для обеспечения симметрии квантующей характеристики кодера относительно нулевого значения входного сигнала.

Коммутатор сигналов контроля кодера и коррекции нуля служит для ввода этих сигналов на вход кодера.

Сигналы контроля подаются на вход кодера в КИ14, КИ30 в цикле 2 передачи.

Для коррекции нуля кодера на вход подается “корпус А” в КИ14, КИ30 в цикле Ц1 передачи.

ЦЧ кодера содержит следующие узлы:

- регистр управления (РУ).

- дешифратор (Д).

- формирователь выходного сигнала (ФВС).

- регистр сдвига (РС).

- схема формирования знака (ФЗ).

- схема формирования и строба (ФС).

- цифровая часть коррекции нуля (ЦКН).

Регистр управления служит для записи и хранения символов двоичного кода, поступающего с выхода формирователя обратной связи Z.

Формирователь сигнала Zи строба S формирует сигналы со следующим алгоритмом:

Z=Ad1 v Bd1

S=A v B

где А и В - сигналы “Обр. связь А” и “Обр. сязь В”.

d1 и d1 - символы знакового разряда.

Дешифратор предназначен для формирования импульсных последовательностей для управления преобразователя тока в АЧ кодера.

Выражения для формирования сигналов управления сигналов управления ключами преобразователя тока имеют вид:

УК7 = В  С  Д

УК6 = В  С  Д

УК5 = В  С  Д

УК4 = В  С  Д

УК3 = В  С  Д

УК2 = В  С  Д

УК1 = В  С  Упр кл.0

УК1 = В  С  Д  Упр кл.0

где В, С, Д - сигналы с выходов регистра управления.

Формирователь выходного сигнала кодера преобразует параллельный код, снимаемый с выхода регистра управления в последовательный код с инверсией четных разрядов, который поступает затем в устройство объединения.

Схема формирования знака d1 служит для хранения информации о полярности кодируемого сигнала в течение цикла кодирования.

Цифровая часть коррекции нуля кодера предназначена для формирования сигналов управления аналоговой частью коррекции нуля. Коррекция нуля кодера осуществляется в интервалах КИ0, КИ16 в цикле 1 передачи.

Регистр сдвига предназначен для управления работой узлов кодера. На выходе регистра сдвига формируется сетка разрядов Р1-Р8.

Временная диаграмма ЦЧ кодера представлена на рис.( 13 ).

Р7Пер

Обр.св.А

Обр.св.В

строб.

строб.

строб. С

Р8

Р1

Р2

Р3

Р4

Р5

Р6

Р7

Общ.

Сбр.

В

С

Д

УР2

УР3

УР4

УР5

УК0

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 Вых. код.

Рис. 13. Временная диаграмма ЦЧ кодера.

УС1

ДУ

К

Сх.С

Д

обр.св.А ук7 ук1

УС2

ФИ

Логич. Сх.

Ком. Итал.

источников

АКН

РС

ФВС

Форм. Z и S

ФЗ

ЦКН

ПТ2

ПТК

обр.св.В ур0 ур5

РУ

С.К.

R 2R R R

s7 s6 s2 s1 s0

Рис.12.

9. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И МЕТОДИК ИЗМЕРЕНИЙ

В процессе строительства ВОСП выполняются ряд измерений для определения состояния кабеля. Такие как : входной контроль оптических волокон, контроль прикладываемых к кабелю механических нагрузок, измерения качества выполнения неразъемных соединений ОВ, измерения затухания ОВ и т.д..

В данном дипломном проекте рассматривается измерения качества выполнения неразъемных соединений ОВ.

Данный вид измерений производится в процессе монтажа ОК при сращивании строительных длин. Измерения рекомендуется проводить оптическим рефлектометром методом обратного рассеяния.

В основе этого метода явление обратного рэлеевского рассеяния. При реализации этого метода измеряемое волокно зондируют оптическими импульсами, вводимыми в ОВ через оптический направленный ответвитель. Из-за флюктуаций показателя преломления сердцевины вдоль волокна, отражений от рассеянных и локальных неоднородностей, распределенных по всей длине волокна, возникает обратно рассеянный поток. Мощность этого потока, измеренная в точке ввода оптических зондирующих импульсов в волокно с некоторой задержкой t относительно момента посылки зондирующего импульса, пропорциональна мощности, обратнорассеянной в точке кабеля, расположенной на расстоянии

Lx=tv/2 ( 9.1 )

где v - групповая скорость распространения оптического импульса. Соответственно при измерении с конца кабеля зависимости мощности обратного рассеянного потока от времени определяется распределение мощности обратнорассеяного оптического сигнала вдоль кабеля - характеристика обратного рассеяния волокна. По этой характеристике можно определить функцию затухания по длине с конца кабеля, фиксировать местоположения и характер неоднородностей. Как правило, регистрируют отдельные реализации характеристики обратного, а затем их усредняют во времени и уже усредненные значения выводят на устройство отображения.

Для реализации данного метода разработаны специальные приборы - оптические рефлектометры во временной области. Они получили широкое распространение благодаря своей универсальности, так как обеспечивают одновременное определение целого ряда важнейших параметров: степени регулярности кабеля, мест неоднородностей и повреждений, потерь в местах соединений, затухания и др.

Как правило, типичный комплект оптического рефлектометра включает базовый блок и набор сменных блоков, каждый из которых работает на определенных длинах волн ( 0,85, 1,3, 1,55 мкм ) и имеет свои характеристики.

В случае отсутствия локальных неоднородностей, стыков и т.п. характеристика обратного рассеяния ОВ, изменяемая в пределах динамического диапазона рефлектометра, носит монотонный линейный характер. Изменение показателя преломления в значительно большей мере сказываются на обратном потоке, чем на распространяющемся в прямом направлении. Поэтому флюктуация показателя преломления сердцевины волокна приводит к “дрожанию” характеристики. Однако монотонный характер ее среднего значения сохраняется.

Локальные неоднородности, стыки нарушают монотонный характер изменения, рефлектограммы, причем рефлектограмма искажается не только в точке, соответствующей местоположения неоднородности, но и в зоне около нее ( приблизительно 100…200 м. ). Это обусловлено возбуждением на неоднородностях ОВ мод, распространяющихся в обратном направлении, а также излучаемых и оболочечных мод.

При вводе оптического излучения в исследуемое ОВ из-за френелевского отражения на торцах вилочной части разъемного соединителя рефлектограмма в начале имеет выброс, за которым начинаются искажения. Поэтому на начальном участке рефлектограммы измерения проводить нельзя. Конец этой зоны определяется как начало участка характеристики, на котором она принимает монотонный линейный характер.

Типичный вид характеристики обратного рассеяния в месте соединения в месте соединения ОВ приведен на рис.(16).

а) в)

Рис.(16) Вид характеристики обратного рассеяния.

Если соединение соответствует общепринятым требованиям, то локальные неоднородности в месте стыка отсутствуют и рефлектограмма имеет вид ( ступеньки вверх или вниз ). Изменение обратнорассеянного потока в месте соединения ОВ обусловленно потерями в месте соединения и рэлеевскими отражениями за счет разности показателей преломления сердцевина соединительных волокон.

Результирующие изменения мощности обратнорассеяного потока в месте стыка ОВ, обусловленные потерями отражением, могут отображаться как ступенькой вниз (рис.(16.а)), так и ступенькой вверх (рис.(16в)). При этом если изменение за счет потерь при изменениях с разных концов волокна имеет один и тот же знак, то знак изменения из-за отражения при измерении с разных концов волокна меняется на противоположный. Вид рефлектограммы в месте стыка зависит от соотношения долей вклада потерь на стыке и отражения в результирующие изменения мощности обратнорассеянного потока на стыке волокон. Поскольку мощность оптического сигнала, распространяющегося в прямом направлении, в месте стыка волокон всегда уменьшается, то во всех случаях будут выполняться условия:

1.Если на характеристике обратного рассеяния, регистрируемой с одного конца линии, место стыка ОВ отображается ступенькой вверх, то на характеристике обратного рассеяния, регистрируемой с другого конца волокна, оно всегда отобразится ступенькой вниз.

2.Если на характеристике обратного рассеяния, регестриуемой с одного конца линии, место стыка отображается ступенькой вниз, то на характеристике, регистрируемой с другого конца, оно отображается либо ступенькой вверх, либо вниз.

Измерение затухания на соединениях ОВ, применяется в большинстве рефлектометрах и заключается в следующем. Участки характеристики обратного рассеяния ОВ в строительных длинах до и после стыка аппроксимируются известной зависимостью, например линейной. Затем путем экстрополяции в первом случае вперед, а во втором случае назад оценивают уровни мощности оратнорассеянного потока в ОА в конце первой (р1) и начале второй (р2) сращиваемых строительных длин, т.е. в месте стыка. Затухание на стыке оценивают как разность

ас =р1 - р2 ( 9.2 )

Рефлектометром предусматривается автоматическое измерение затухания ОВ. Наибольшее применение нашел способ пяти точек. Согласно этому способу оператор в режиме “Измерение затухания на стыках ОВ” расставляет пять маркеров рис.(17): два (1,2) - на монотонно падающем участке характеристики одной строительной длины, два маркера (4,5) - на монотонно падающем участке другой строительной длины и один маркер (3) в месте стыка. Важно, чтобы маркеры 1,2 и 4,5 не были установлены на выбросах и провалах характеристики. В режиме линейной аппроксимации через точки 1,2 и 4,5 как бы проводятся прямые линии. Расстояние по оси ординат между этими прямыми в точке установки маркера 3 пропорционально искомому значению потерь в месте стыка.

Весь процесс измерения после расстановки маркеров - автоматический, результат измерения выводится на устройство отображения.

Задача измерителя - правильно расставить маркеры.

* *

1 2 3 4 5

_>*> _>*> _>*>

рис.( 17 ) Метод пяти маркеров

Нормативно-техническая документация регламентирует при оценке затухания, стыков ОВ проведение измерений с двух концов кабеля (А и Б) и определение результатов измерений или среднеалгебраического значения результатов двух измерений в направлениях А-Б и Б-А по формуле:

ас = (аАБ+аБА) / 2 ( 9.3 )

где ас - результат измерения затухания на стыке.

аАБ, аБА - результаты измерения в направлениях А-Б, Б-А.

Значение ас не должно превышать нормируемого для данного типа ОК допустимого значения затухания стыка ОВ. Результаты измерений ОВ заносятся в паспорт на смонтированную муфту.

Паспорта на смонтированные муфты составляют впоследствии по результатам измерений, проведенных в двух направлениях на смонтированном РУ.

Прядок проведения измерений:

1.Оптический рефлектометр (ОР) размещают на РП и, готовят прибор к работе. ОВ монтаж, которого предполагается, подключается к ОР.

Так как кабель ОМ, то оконцованное волокно непосредственно подключают к разъему ОР. При этом предварительно розетку разъема очищают спиртом, а на наконечник вилочной части разъема волокна наносят каплю иммерсионной жидкости ( чистый глицерин ).

2.Если измерения производятся в двух направлениях, то на противоположном конце размещают специальную машину, в которой установлен ОР и, готовят его к работе. Т.к. волокно ОМ то к нему предварительно подваривается отрезок оконцованного волокна, которое непосредственно подключается к рефлектометру.

3.Со стороны РП производят измерение затухания ОВ на строительных длинах с целью оценки состояния ОК после прокладки.

4.Со стороны РП до проведения работ по стыку ОВ с максимально возможной точность определяют ОР расстояние до монтируемой муфты. Это очень важно, поскольку при качественно выполненном соединении визуально определить его на характеристике обратного рассеяния всего РУ практически невозможно.

5.После юстировки и сращивания ОВ в монтируемой муфте по запросу кабельщиков, осуществляющих монтаж муфты, определяется затухание стыка со стороны РУ. Измерения производятся в соответствии с техническим описанием прибора.

6.Если измерения производятся в двух направлениях, то затухание стыка определяют как средне алгебраическое результатов, полученных с противоположных концов.

Для измерений используется рефлектометр MW910C фирмы Anritsu (Япония) - высокоскоростной измерительный прибор, предназначенный для обнаружения и измерения расстояния до места дефектов ОК, измерения потерь в кабеле и соединителях. В состав прибора входят: основной блок и сменные блоки, позволяющие проводить измерения в диапазонах волн 0,85, 1,3, 1,55 мкм. ММ и ОМ кабелей, графопостроитель, встроенный принтер для термочувствительной бумаги и др.

Питанте основного блока осуществляется от сети переменного тока с различными параметрами, в том числе напряжением 220В и частот 50Гц. Рабочий диапазон температуры окружающей Среды -15…55”С. Габаритные размеры блока 177 284 381 мм. Не более 13,7 кг.

5. АППАРАТУРА ВОСП - "СОПКА-2".

5.1 Стойки: САЦО, СВВГ, СОЛТ-О.

В состав аппаратуры ИКМ – 120 входят (рис.4) : аналого-цифровое

оборудование формирования стандартных первичных цифровых потоков

АЦО,оборудование вторичного временного группообразования ВВГ,око-

нечное оборудование оптического линейного тракта ОЛТ,необслужваемые

регенерационные пункты НРП.Групповой поток со скоростью 8448 кбит/с

формируется из четырех первичных потоков,имеющих скорость 2048 кбит/с.

Первичные потоки,на 120 каналов ТЧ,могут быть организованы на обо-

рудовании АЦО,применяемом в ИКМ-30.АЦО предназначено для формиро-

вания 30-канального цифрового сигнала с временным разделением каналов

(первичного цифрового потока ПЦП) со скоростью 2048 кбит/с и формиро-

вания 30 сигналов ТЧ на приеме из первичного цифрового потока.Кроме ука-

заных функций АЦО обеспечивает согласование низкочастотных окончаний

каналовТЧ с линейным оборудованием коммутационных систем,организацию

сигнальных каналов и передачу сигналов дискретной информации и звуково-

го вещания в групповом цифровом потоке.

На стандартной стойке САЦО размещаются четыре комплекта АЦО и

панель обслуживания ПО-1.Оборудование АЦО размещается в специальном

каркасе на стойке и содержит следующие блоки:

УП – устройство питающее,

СИ (СВ,СВМ) – согласующее устройство исходящее,(входящее,входящее ме-

ждугороднего шнура),

ПП – приемопередатчик,

ФЛС – формирователь линейного сигнала,

ГЗ – генератор задающий,

ДКпр,ДКпер – делитель канальный (приема и передачи),

ДЧпр,ДЧпер – делитель частоты (приема и передачи),

КодЦ – кодер (цифровая часть),

КодА – кодер (аналоговая часть),

КС – блок контроля и сигнализации,

Дек- декодер,

Пр.Синхр – приемник синхросигналов,

ПКпр – преобразователь кода приема.

Рис.

Устройство питания формирует питающее напряжения –5,+5, -12, и +12В

Оборудование ВВГ находится на стойке СВВГ,где может размещаться

до восьми комплектов ВВГ и панель обслуживания ПО-В.

Панель обслуживания обеспечивает общестоечную сигнализацию,индикацию

вида аварии ,организацию канала служебной связи в групповом цифровом

потоке,стабилизацию питающих напряжений.Совместно с блоками контроля

и сигнализации,контроля достоверности,входящих в комплект ВВГ, и блоками

ПО-В организуется система автоматического контроля и аварийной сигнализации,которая предназначена для обнаружения неисправности и контроля состояния узлов аппаратуры в процессе ее эксплуатации.СигнализацияСВВГ извещает о нарушении цикловой синхронизации,проподании тактовой частоты

8448кГц,снижении верности передачи,выходе из строя приемной части оборудования линейного тракта,пропадании любого внешнего или внутреннего питающего напряжения.

Оборудование ВВГ для цифровых систем передачи с линейным оптическим трактом ОВГ-25 предназначено для организации соединительных линий на городских и местных сетях.

Особенности ОВГ в том, что, размещение в блоке до четырех, независимых комплектов вторичного групообразования ВГ-25.Также электрический интерфейс Е2 по рекомендации G.703 МСЭ-Т и автоматическое отключение лазера при обрыве волоконно-оптического кабеля.

В основные функции ОВГ входят: а) асинхронное группообразование 4-х потоков Е1 в групповой поток Е2 с положительным выравниванием скоростей , б) передача и прием потока Е2 по волоконно-оптическому кабелю, в) электрический интерфейс Е2 по рекомендации G.703МСЭ-Т.

В состав оборудования входят:

Блок ОВГ-25- каркас с платой контроля и сигнализации КС-002.Обеспечивает подведение и распределение цепей первичного и вторичного питания.

Плата КС-002 контролирует оборудование , установленное в блоке ОВГ-25,а также осуществляет обмен контрольной информацией с блоком универсального сервисного обслуживания (УСО).В блок ОВГ-25мс установить до 4-х комплектов плат ВГ-25 любой модификации.

Комплект ВГ-25 (-01…-08) устанавливается в блок ОВГ-25,состоит из платы вторичного временного группообразования АМ-23,платы линейного оптического тракта ЛТ-224 или платы электрического интерфейса 29,платы преобразователя напряжения ПН-02.

Основные технические данные оптического интерфейса:

скорость сигнала 8448 кбит/с, код оптического сигнала СМI,тип оптического соединителя FC-PC,рабочая длина волны – (нм 850; 1300; 1550), мощность оптического сигнала минус 6 дбм, мощность оптического сигнала на входе при Кош J 10-9 от минус 6 до минус 48 дбм.

Основные технические данные электрического интерфейса:

электрический интерфейс –интерфейсы Е1,Е2 по рекомендации G.703,G.823 МСЭ-Т;

структура цикла потока Е2 по G.742 МСЭ-Т;

интерфейс для системы контроля УСО.

Блок выполнен в БНК-4,устанавливается в СКУ-01(-03). Габаритные размеры 595*240*223 мм. Масса блока ОВГ-25 не более 6 кг. Масса комплекта ВГ-25 не более 3 кг. Источник постоянного тока с заземленным положительным полюсом 60(48)В. Допустимое изменение напряжение от 36до 72 В. Ток, потребляемый блоком ОВГ-25с одним комплектом ВГ-25 0,1 А.

Аппаратура оптического линейного тракта ОЛТ-25 предназначена , для регенерации оптического сигнала со скоростью передачи 2048 (8448,34368) кбит/с на промежуточном пути . Для использования в качестве конвертора интерфейсов при подключении первичных, вторичных и третичных передачи к волоконно-оптическим линиям связи. ОЛТ обеспечивает согласование выхода оборудования БВГ с линейным трактом , дистанционное питание НРП, теле- контроль и сигнализацию о состоянии линейного тракта , служебную связь между оконечным и промежуточными пунктами.

Особенности

-Расширенная номенклатура комплектов линейного тракта (КЛТ) позволяет выбрать оптимальное решение для каждого конкретного случая;

-возможность установки КЛТ с разными параметрами;

-автоматическое отключение оптического сигнала при обрывеоптического кабеля;

-организация линий связи с регенераторами;

-подключение к ВОЛС на длинах волн 850, 1300, 1550 нм.

Состав аппаратуры

Блок ОЛТ-025 – каркас с платой КС-002, используется для установки комплектов КЛТ-011(-021, -031). Обеспечивает подведение и распределение цепей первичного и вторичного питания. Плата КС-002контролирует оборудование, установленное в блоке ОЛТ-025, а также -осуществляет обмен контрольной информацией с блоком сервисного -обслуживания (УСО). В блок ОЛТ-025 можно устанавливается до 4-х комплектов КЛТ любых модификаций.

Комплект КЛТ-011(-01…-05) предназначен для преобразования электри-ческого сигнала 2048 кбит/с в оптический. Комплект состоит из плат: ЛТ-120(-126,-130,-132) и ПН-02.

Комплект КЛТ-011-06(-07…-11) обеспечивают регенерацию оптичес-кого сигнала 2048 Кбит/с. Комплект состоит из двух плат ЛТ-120(-126,-130,-132) и платы ПН-02.

Комплект КЛТ-021(-01…-05) обеспечивает регенерацию оптичес-кого сигнала 8448 Кбит/с на промежуточной станции. Комплект состоит из двух плат ЛТ-224(-02,-03,-04, -06) и платы ПН-02.

Комплект КЛТ-021-06(-07…-11) предназначен для преобразования электрического сигнала 8448 кбит/с в оптический. Комплект состоит из платы ЛТ- 224(-02,-03,-04,-06), платы ВС-29 и платы ПН-02.

Комплект КЛТ-031(-01…-04) обеспечивает регенерацию оптического сигнала 34368 Кбит/с на промежуточной станции. Комплект состоит из: двух плат ЛТ-324(-02,-03,-05) и платы ПН-02.

Комплект КЛТ-031-05(-06…-09) предназначен для преобразования электрического сигнала 34368 кбит/с в оптический. Комплект состоит из платы ЛТ-324(-02,-03,-05), платы ВС-35 и платы ПН-02.

Технические характеристики
Оптический интерфейс:

-код в линии CMI

-скорость передачи в линии 2048Кбит/с 8448Кбит/с 34368Кбит/с

-тип оптического соединителя FC-PC

-оптический кабель 10/125(50/125) мкм по Рек. G.652

-мощность оптического сигнала на выходе

минус (0± 0,5) дБм

минус (3± 2) дБм

минус (6± 2) дБм

-мощность оптического сигнала на входе при Кош  10^-9

от -6 дБм до -50 дБм (Е1)

от -6 дБм до -42 дБм (Е3)

длина волны 1300 / 1550 нм

Электрические интерфейсы

-параметры цифровых стыков 2048 (8448, 34368) кбит/с соответствуютрекомендациям G703, G823 МСЭ-Т;

-стандартизованный стык УСО.

Конструкция

-Аппаратура выполнена в конструктиве БНК-4 и предназначена для размещения в унифицированном стоечном каркасе СКУ.

Электропитание

-напряжение внешнего источника питания - минус 60 (48) В;

-допустимое изменение напряжения от 36 до 72 В;

-потребляемая мощность при максимальном заполнении, не более 30 Вт/60В

4

7 8

9

5

3

2

1

6

1-оптическое волокно (ф.”Fujikura”)

2,3-гидрофобный заполнитель (ф.”BP”)

4-полимерная трубка

5-скрепляющая лента

6-промежуточная оболочка

7-стальной трос

8-стальная проволока

9-наружная оболочка из полиэтилена

Рис. 2 Кабель оптический марки ОМЗКГм-10-01-0,22

о

СТМСС-О

СТМСС-О

п нрп оп

СВВГ

СОЛТ-О

вх.1

вых.1

вх.2

вых.2

СВВГ

СОЛТ-О

вых.1

вх.1

вых.2

вх.2

усслк

усслк

РЛ-О

пп

РЛ-О

пр

пр

пп

пп

пр

пр

бтм-0

бсс-0

пп

САЦО

САЦО

Рис. 3. Структкрная схема ВОСП “ Сопка-2 “.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате дипломного проектирования разработано направление связи АМТС г.Тимашевск - АМТС г.Ставрополь. Была выбрана трасса прокладки кабеля.

По характеристикам выбранного оптического кабеля проведем расчет предельной длины участка регенерации по дисперсии и затуханию. В дипломном проекте представлена структура оборудования оконечного пункта и собственно самой магистрали связи.

Также в работе приведена методика входного контроля оптических кабелей связи при строительстве волоконно-оптических линий связи.

В дипломном проекте приведены рекомендации по технике безопасности при эксплуатации электроустановок и при выполнении работ по обслуживанию линейно-кабельных соорухений. Кроме того была расчитана система вентиляции в передвижной монтажно-измерительной лаборатории при работе с легкоиспаряющимися вредными веществами (растворителями).

Проведенная технико-экономическая оценка магистрали показала целесообразность ее практического применения. Основные экономические показатели вынесены на плакат.

7.СИНТЕЗ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ.

Принципиальная электрическая схема передающей части сиситемы синхронизации строится на интегральных микросхемах серий 533 и 564.

Для стнтеза и электрического расчета было выбрано устройство идентификации синхрогруппы которое входит в блок контроля формирователя группового сигнала по синхросигналу.

Это устройство строится на двух регистрах сдвига, четырех схемах И-НЕ. Это устройство должно получить синхрогруппу и в случае ее правильности на выходе появляется логический “0”. В случае неправильной синхрогруппы на выходе получается логическая “1”.

RG

&

&

&

RG

&

Составим таблицу состояний, т.е. зависимость выходного сигнала от входного.

Таблица

х1 х2 х3 х4 х5 х6 х7 х8 У

1 1 1 0 0 1 1 0 0

х х х х х х х х 1

х х х х х х х х 1

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1

х х х х х х х х 1

х х х х х х х х 1

Составим логическую функцию

У=х1х2х3х4х5х6х7х8

исходя из правила ххх=х+х+х и х=х получаем

У=х1+х2+х3+х4+х5+х6+х7+х8=(х1х2х3х6х7)+х4+х5+х8=

=(х1х2х3х6х7)+х4+х5+х8

из полученной функции мы можем построить следующюю схему

&

1

1

Из справочника выбираем следующие микросхемы:

К531ЛА17П,531ЛЕ7П,К155ЛЛ2.

Расчитаем быстродействие полученной схемы.

Тзди=6.5+6+25=37.5 нс

Время срабатывания исходной схемы будет следующим.

Тзди=22+35=57 нс

Время задержки на синтезированной схеме не превышает времени задержки на исходной схеме.

г.Тимашевск

68 км 68 км

оп нрп1 нрп2

г.Ставрополь

70 км 64 км 42 км

нрп3 нрп4 оп

Рис. Структурная схема магистрали связи Тимашевск-Ставрополь.

1-оптическое волокно (ф.”Fujikura”)

2,6,10-гидрофобный заполнитель (ф.”BP”)

3,8,5-полимерная трубка

4-стальной трос

7-скрепляющая лента

9-стальная проволока

Рис. (2) Кабель оптический марки ОМЗКГм-10-01-0,22

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

1.ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ И ТРАССЫ КАБЕЛЬНОЙ

МАГИСТРАЛИ ТИМАШЕВСК-КРАСНОДАР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..8

3.РАСЧЕТ ВОЛОКОНО-ОПТИЧЕСКОЙ МАГИСТРАЛИ СВЯЗИ. . . . . . ..12

3.1.ВВОДНАЯ ЧАСТЬ . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.2.РАСЧЕТ ДЛИНЫ РЕГЕНЕРАЦИОННОГО УЧАСТКА . . . . . .. . . . . . .16

4.СТРУКТУРНАЯ СХЕМА МАГИСТРАЛИ СВЯЗИ . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

5. АППАРАТУРА ВОСП - "Сопка 2"…………………………………………..24

5.1 СТОЙКИ: САЦО, СВВГ, СОЛТ-О………………………………………..24

5.2 ПРИНЦИП РАБОТЫ АППАРАТУРЫ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА………..29

6.ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПОВ КОДИРОВАНИЯ И

ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ КОДЕРА . . . . . . . . . . . . . . 32

6.1.ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ИКМ И ПРОЦЕСС

КОДИРОВАНИЯ В НЕЛИНЕЙНЫХ КОДЕРАХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

6.2.ОСОБЕННОСТИ КОДИРОВАНИЯ ПРИ НЕЛИНЕЙНОЙ

ХАКАКТЕРИСТИКЕ КВАНТОВАНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

6.3.СТРУКТУРНАЯ СХЕМА КОДЕРА СИСТЕМЫ ИКМ-120 . . . . . . . . 40

7.ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА КОДЕРА . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .45

8.РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ КОДЕРА

И ЕЕ РАСЧЕТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50

9.РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И МЕТОДИК ИЗМЕРЕНИЙ . . . . . . . . . . . . 55

10.РАЗРАБОТКА ВОПРОСОВ ОХРАНЫ ТРУДА И

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ МОНТАЖЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

АППАРАТУРЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

10.1.ОСНОВНЫЕ МЕРЫ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

10.2.РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ ПРИ ВНЕШНЕМ ПИТАНИИ ЛИОК . .61

11.ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

11.1.РАСЧЕТ КАПИТАЛЬНЫХ ЗАТРАТ НА ОРГАНИЗАЦИЮ

ВНУТРИЗОНОВОЙ ВОЛС……………….. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 64

11.2. РАСЧЕТ ГОДОВЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАСХОДОВ. . . . 66

11.3.РАСЧЕТ ДОХОДОВ ОТ ОСНОВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КАПИТАЛО-

ВЛОЖЕНИЙ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 ПРИЛОЖЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

ЛИТЕРАТУРА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75