Расчет мультиплексорной цифровой системы передачи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Задание

Введение

Выполнение курсового проекта

1. Определение типов блоков, их назначение и количество

2. Расчет необходимого количества разрядов в кодовом слове

3. Расчет максимальных длин участков регенерации

4. Проверка достаточности источника ДП

5. Разработка схемы полученного ЦЛТ

6. Построение структурной схемы разработанного ЦЛТ с помощью программы Super-tell NMS

Вывод по курсовому проекту

Список используемой литературы

Задание

1. В соответствии с заданием на курсовое проектирование определить типы блоков и их количество, для установки в мультиплексоры МП-2 (МП-8), чтобы предоставить абонентам требуемый перечень услуг. Обосновать количество цифровых потоков Е1.

Разработать и вычертить структурную схему мультиплексора МП-2 (МП-8) с необходимым набором блоков для предоставления заданных услуг.

2. Рассчитать необходимое количество разрядов в кодовом слове для ИКМ-кодека при заданном значении защищенности от искажений квантования на выходах каналов ЦСП.

Определить количество разрядов в кодовом слове m (значение тактовой частоты), необходимое для обеспечения требуемой защищенности речевого сигнала от искажений квантования Акв на выходе канала ТЧ разрабатываемой ЦСП. Рассчитать и построить зависимость защищенности речевого сигнала от искажений квантования как функцию уровня этого сигнала. Определить диапазон изменения уровня входного сигнала в дБ, при котором защищенность от искажений квантования на приеме остается не ниже заданной.

3. Расчет максимальных длин участков регенерации.

Рассчитать максимально допустимые длины участков регенерации при использовании заданного типа кабеля и мультиплексоров типа РК производства НТЦ Супертел ДАЛС.

4. Проверить достаточность источника дистанционного питания (блок БПВ) мультиплексора МП-2 (МП-8).

5. Разработать и вычертить структурную схему полученного цифрового линейного тракта.

6. С помощью программы Supertel-NMSdemo построить структурную схему разработанного цифрового линейного тракта и представить на проверку в электронном виде.

Сделать выводы по каждому пункту курсового проекта и в целом.

Введение

Целью данного курсового проекта является самостоятельное выполнение каждым курсантом расчета МТКС в соответствии с полученным индивидуальным заданием, подписанным преподавателем. В данной работе предлагается рассчитать цифровую систему передачи, включающую мультиплексоры в качестве оконечных устройств, связанных по потоку Е1. Работа требует от обучающихся твердых теоретических знаний в области цифровых систем, навыков работы с мультиплексорами и позволяет обобщить и систематизировать имеющиеся знания и навыки. В проекте должны быть обоснованы принятые технические решения и сделаны соответствующие выводы. Результаты расчетов и обоснования принятых технических решений последовательно, без повторений и излишних подробностей излагаются в пояснительной записке.

Для наглядного представления результатов расчета в курсовом проекте используется программное обеспечение SUPERTEL-NMS. С его помощью составляется схема системы связи с введенными структурами оконечных устройств и регенерационных пунктов.

Выполнение курсового проекта

1. Определение типов блоков, их назначение и количество

Для того, чтобы предоставить абонентам требуемый перечень услуг согласно задания на курсовой проект, необходимо использовать два встречно работающих мультиплексора со следующим набором блоков (табл.1):

Таблица 1

Наименование блока	количество блоков в МП-8	количество занимаемых КИ
	№1	№2
БП	1	1	-
ТЧ	1	1	4
SDSL	1	1	-
ОЦК	2	2	3
С1-И	4	4	4
ЗВК	1	1	1
МК-8	1	1	-
V.35 V.36 X.21	1	1	2
АК	1	2	1
СК	1	0	1
ТК	1	1	1
КЛС	1	1	11
КУ-S	1	1	-
БПВ	1	1	-
ВСЕГО	18	18	28

Итак, для работы блоков по выполнению заказанных услуг необходимо задействовать 24 канальных интервала. В связи с этим одного потока Е1 будет достаточно.

Назначение блоков

Блок питания БП-Г предназначен для преобразования первичного напряжения электропитания от минус 38,4 до минус 72,8 В с заземленным положительным плюсом в стабилизированные напряжения вторичного питания.

Блок ТЧ осуществляет ввод/вывод четырех сигналов ТЧ, ИКМ преобразование сигналов ТЧ по А-закону кодирования в соответствии с Рекомендацией G.711 МСЭ-Т в цифровые сигналы со скоростью 64 кбит/c и передачу их в четырех канальных интервалах (КИ) первичного группового сигнала.

Блок питания БП-В предназначен для преобразования первичного напряжения питания от минус 42 до минус 72 В в высокое регулируемое напряжение до 300 В для питания оборудования промежуточных пунктов постоянным током.

Блок основного цифрового канала (ОЦК) осуществляет преобразование двух независимых сигналов интерфейса ОЦК (G.703, МСЭ-Т) в цифровые сигналы 64 кбит/с для передачи их в двух канальных интервалах (КИ) первичного группового сигнала (ПГС Е1).

Блок С1-И предназначен для ввода/вывода сигналов интерфейса С1-И со скоростями передачи:

"v.0" o 4 сигнала с любыми из скоростей передачи 1,2; 2,4; 4,8; 9,6 кбит/с

"v.1", "v.2" o 4 сигнала с любыми из скоростей передачи 1,2; 2,4; 4,8; 9,6 кбит/с

o или 1 сигнал со скоростью передачи 48 кбит/c

"v.3" o 4 сигнала с любыми из скоростей передачи 1,2; 2,4; 4,8; 9,6 кбит/с

o или 2 сигнала со скоростью передачи 16 кбит/c каждый

o или 1 сигнал со скоростью передачи 32 или 48 кбит/c

Блок МК-8 предназначен для:

o приема/передачи входных сигналов и контроля их параметров:

- восьми сигналов первичного сетевого интерфейса в соответствии с Рекомендацией G.703 МСЭ-Т (потоки Е1),

- двух сигналов линейного интерфейса при подключении линейных ОЛТ, хDSL-трактов;

o обеспечения цикловой и сверхцикловой синхронизации сигналов Е1;

o формирования первичных групповых сигналов с цикловой структурой согласно Рекомендаций G.704, G.706 МСЭ-Т, включая выполнение процедуры CRC-4 (ПГС Е1);

o объединения сигналов поканальной сигнализации в 16 канальный интервал ПГС Е1;

o ввода/вывода канала технического обслуживания (ТО). Канал ТО передается в ПГС Е1 в битах национального использования, скорость канала ТО - 2400 бит/с;

o выделение тактовой частоты, которая может использоваться для синхронизации всего оборудования;

o ввода/вывода сигнала внешней тактовой синхронизации.

V.35 V.36 X.21- для преобразования сигналов интерфейсов V.35 V.36 X.21- в два цифровых канала 64 кбит/c и передачи их в двух канальных интервалах цикла первичного группового сигнала (ПГС Е1).

Блок АК осуществляет ввод/вывод четырех сигналов ТЧ, ИКМ преобразование сигналов ТЧ по А-закону кодирования в соответствии с рекомендацией G.711 МСЭ-Т в цифровые сигналы 64 кбит/c для их передачи в четырех канальных интервалах (КИ) цикла первичного группового сигнала (ПГС Е1).

Блок СК осуществляет ввод/вывод четырех сигналов ТЧ, ИКМ преобразование сигналов ТЧ по А-закону кодирования в соответствии с рекомендацией G.711 МСЭ-Т в цифровые сигналы 64 кбит/c и передачу их в четырех канальных интервалах (КИ) первичного группового сигнала (ПГС Е1).

Блок ТК обеспечивает передачу восьми независимых телеграфных каналов со скоростью до 800 бод - при передаче каждого телеграфного канала в своем бите канального интервала.

Блок КЛС на основе MAC-адресов осуществляет маршрутизацию пакетов между четырьмя портами LAN (Fast Ethernet IEEE 802.3 и Ethernet IEEE 802.3) и двумя портами WAN, сигналы которых коммутируются: на внутреннюю шину МП или КЦС со скоростями nх64 кбит/с (n = 1…31)

Блок КУ-S является базовым блоком в оборудовании и предназначен:

o для определения типов блоков и контроля блоков, установленных в оборудование;

o для управления режимами работы оборудования и блоков по системе технического обслуживания (ТО);

o для передачи информации о состоянии оборудования и блоков в систему ТО;

o для транзита канала ТО на другое оборудование посредством интерфейса RS.485;

o для формирования сигналов для общестоечной сигнализации.

Блоки ЗВ(ЗВК)-ПД осуществляют преобразование двух независимых аналоговых широкополосных каналов, предназначенных для передачи сигналов звукового вещания или специальных сигналов, в цифровые каналы.

Рис1.1 Внешний вид МП№1

Рис1.1 Внешний вид МП№2

2. Расчет необходимого количества разрядов в кодовом слове

Расчет количества разрядов m в кодовом слове выполняется на основе заданной величины защищенности от искажений квантования на выходе канала ТЧ, Акв и количества переприемов по ТЧ, n.

Для выполнения заданной защищенности от искажений квантования при равномерном квантовании потребуется следующее количество разрядов:

где Ц - округление до ближайшего целого числа в большую сторону;

Акв=16 [дБ] - согласно задания;

n - число переприемов по ТЧ. для Акв < 22 n = 0;

D - динамический диапазон, D=40дБ.

Как видно, при равномерном квантовании для получения требуемой защищенности от искажений квантования кодирование должно проводиться достаточно большим числом разрядов кодового слова.

В реальных ЦСП рекомендуется применять неравномерное квантование. Для определения числа разрядов при неравномерном квантовании

Получили длину слова меньшую, чем при равномерном квантовании. Но системы передачи для кодового слова длиной 6 не используются. Поэтому берем ближайшее большее стандартное значение - это 8.

Теперь посчитаем и построим зависимость защищенности от искажений квантования на выходе канала от уровня сигнала. По известным соотношениям определим, минимальную и максимальную защищенность сигнала в пункте приема в диапазоне уровней от -36 до 0 дБ:

[дБ]

[дБ]

Рис.2 Характеристика зависимости Акв=f(p)

Наносим на график горизонтальные прямые, соответствующие найденным и . Защищенность при p=-36 дБ примерно на 2 дБ выше , тогда

[дБ]

Значение защищенности от искажений квантования в диапазоне уровней от -36 до 0 дБ лежат между прямыми и , а в диапазоне от -? до -36 дБ квантование является равномерным и поэтому убывает на 1 дБ при уменьшении уровня сигнала на такую же величину. При заданном = 16 дБ динамический диапазон составляет 54 дБ, что соответствует принятому для телефонного сигнала.

3. Расчет максимальных длин участков регенерации

Методика расчёта длины участка регенерации ЦСП для кода ТС-РАМ (способ передачи линейного сигнала - дуплекс без разделения, 2-х проводный режим работы)

Защищённость от собственных шумов:

где k=1,38?10-23 [Дж/Гц?град] - постоянная Больцмана;

[К] - температура линии связи по Кельвину (для всех вариантов температура линии составляет 20 градусов по Цельсию);

F=4 коэффициент шума корректирующего усилителя;

fc=0,25fт = 0,512 [МГц] - символьная частота линейного сигнала;

Rл [Ом] =140 Ом- волновое сопротивление линии;[Л2]

Uпер = 6 [В] - амплитуда импульсов сигнала на выходе регенератора (НРТ);

ал.т=а(fc)·lp [дБ] - затухание линии связи длиной lp на частоте fс;

а(fc) = 5,431 [дБ/км] - затухание 1 км кабеля на частоте fс;

lp [км] - длина регенерационного участка, принимаем сначала 1 км затем 10 км;

J1(aл.т) - переменный поправочный коэффициент, см. табл. 1.

Подставив полученные данные в формулу для Аз.ш:

при lp = 1 км

при lp =10

Защищённость от переходных влияний на ближний конец:

где fт = 2,048[МГц] - тактовая частота исходного цифрового потока;

Аб(f1) = 58 [дБ] - известное переходное затухание на ближнем конце на частоте f1 = 2.048 МГц, определяем по справочным данным; [Л2]

J2(aл.т) - переменный поправочный коэффициент, определяем по табл. 1.

Подставив полученные данные в формулу для Аз.б получим:

при lp = 1 км



при lp =10 км

Защищённость от переходных влияний на дальний конец:

Защищённость от переходных влияний на дальний конец рассчитывается по формуле:

где Аз.л.д(f1,l1)= 66,7[дБ] - известная защищённость кабельной пары от переходного влияния (ПВ) на дальнем конце (ДК) для кабеля длиной l1 = 1 км на частоте f1 = 2.048 МГц; [Л2]

m=4 - постоянный коэффициент, отражающий особенности ПВ в многопарных кабелях за счёт внутричетвёрочных (ВВ).

Постоянные поправочные коэффициенты составляют: J3=0,024, J4=0,0299 при ВВ (m=4)

Значения переменных поправочных коэффициентов J1(aл.т) и J2(aл.т) представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Поправочные коэффициенты для кода ТС-РАМ

aл.т, дБ	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
J1(aл.т)	0,755	1,175	1,185	1,056	0,901	0,758	0,637	0,536	0,454	0,387
J2(aл.т)	0,054	0,101	0,113	0,105	0,091	0,076	0,062	0,05	0,04	0,033

Согласно данных из задания на курсовой проект произведем расчет длины участка регенерации.

при lp = 1 км

при lp =10 км

Теперь рассчитаем суммарное значение.

при lp = 1 км

при lp = 10 км

По полученным значениям затухания на 1 и 10 км построим две прямые допустимого и суммарного затухания и найдем и определим максимальную длину участка регенерации (рисунок 3).

Расчет допустимого затухания

где N = 1- количество одновременно работающих ЦСП, N1=N2=(N-1);

Pо=4,5?10 -10 1/км- допустимая вероятность ошибки на один километр линейного тракта;

n - количество уровней многоуровнего сигнала (для TC-PAM n=4).

?Ар =6 дБ- запас помехозащищенности на выходе регенератора [дБ].

при lp = 1 км

при lp =10 км

Точка пересечения прямых показывает, что максимальная длина участка регенерации составляет 12,9 км.

Истинная длина регенерационного участка будет составлять 12 км.

Согласно задания, протяженность линейного тракта составляет 32 км. Количество регенерационных пунктов

N=Ц(32/12)-1=2,

где Ц-округление до целого числа в большую сторону.

С учетом того, что строительная длина кабеля составляет 1 км, то длина регенерационного участка должна быть кратна 1 км, [Л2] при этом не более 12 км

4. Проверка достаточности источника ДП

Дистанционное питание линейных регенераторов осуществляется стабилизированным постоянным током по схеме провод-провод. Оно подается в линию от блоков БПВ. При этом на секции ДП организуется два участка дистанционного питания: половина НРП обеспечивается питанием от одного МП, а вторая половина - от другого.

При расчете напряжения на выходе блока ДП следует учитывать падение напряжения на участках кабеля и на НРП, т.е.

- ток дистанционного питания, 50мА; [Л4]

- километрическое сопротивление цепи ДП, 31,9 Ом/км;[Л2]

- длина участка ДП, 24 км;

- падение напряжения на одном РК, 65В; [Л4]

- число питаемых от одного ОП, 2.

300 [В]> 50•10-3•31,9•24+ 65•2[В]

300[В] > 206,56[В]

Итак, напряжение питания трех НРП меньше, чем максимальное напряжение питания. Значит, данного источника ДП достаточно для обеспечения питания.

5. Разработка схемы полученного ЦЛТ

цифровая передача блок тракт

В результате проведенных расчетов получили ЦЛТ с параметрами:

Протяженность 32 км

Количество регенерационных участков 3

Количество НРП 2

Таким образом, разработанный ЦЛТ имеет структуру, представленную на рисунке 4.



Рис 4. Схема сети

6. Построение структурной схемы разработанного ЦЛТ с помощью программы Super-tell NMS

Результаты расчета мы используем для моделирования ЦСП в программном продукте Super-tell NMS. Итоговая модель содержит три мультиплексора, 12РК и одну кабельную линию связи.

Рис 5 Структура сети

Вывод по курсовому проекту

В данной работе мне предлагалось рассчитать цифровую систему передачи, включающую мультиплексоры в качестве оконечных устройств, связанных по потоку Е1. Все расчеты согласно заданию были выполнены. По моему мнению эта курсовая работа имеет очень большую практическую значимость, которую каждый из нас сможет применить в своей будущей службе и работе.

Список используемой литературы.

Пособие по курсовому и дипломному проектированию цифровых систем передачи ( А.И Дегтярев, А.В. Тезин).

Кабели электрической связи (В.А. Ожигов, А.И Подрябинкин

АФСО 2010)

Курс лекций по дисциплине МТКС.

Техническая документация по МП-8 и его блокам.

Размещено на www.allbest.ru