Санкт-Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций

им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Кафедра МСП

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ И СРЕДСТВ ИХ ЗАЩИТЫ

Группа: МИ-97

Студент: Дородных И.С.

Номер варианта 2-2-7

Проверил:

Волчков А.Б.

Санкт-Петербург

2012 г.

Содержание:

I.	Введение	3
II.	Постановка задачи курсового проектирования	4
2.1.	Исходные данные для проектирования	4
2.2.	Порядок разработки курсового проекта	7
III.	Передача аналоговых сигналов	8
3.1.	Расчет частоты дискретизации	8
3.2.	Расчет и зависимости для телефонного канала	8
3.2.1.	Расчет по допустимому уровню шумов в незанятом канале	8
3.2.2.	Расчет по допустимой защищенности сигналов от шумов на выходе канала	9
3.2.3.	Расчет порога ограничения	9
3.2.4.	Расчет количества битов в кодовом слове	10
3.2.5.	Расчет зависимости защищенности от уровня передаваемого сигнала	11
IV.	Передача дискретных сигналов	16
4.1.	Расчет параметров подсистемы преобразования дискретных сигналов	16
4.1.1.	Способ кодирования амплитуды сигнала	16
4.1.2.	Способ скользящего индекса	17
4.1.3.	Способ фиксированного индекса	18
4.2.	Выбор способа передачи	18
V.	Цикл передачи	21
5.1.	Требования к циклу и сверхциклу	21
5.2.	Алгоритм проектирования цикла	22
VI.	Линейный тракт	26
6.1.	Эффективное напряжение помех на входе регенератора	26
6.2.	Требования к защитному интервалу	27
6.3.	Амплитуда на входе регенератора	27
6.4.	Затухание импульсного сигнала на регенерационном участке наибольшей длины	27
6.5.	Предельно допустимая длина регенерационного участка	28
6.6.	Допустимая вероятность ошибок в передаче символов на регенерационном участке предельно допустимой длины	28
6.7.	Требования к защитному интервалу на этапе итерации (i+1)	28
6.8.	Завершение расчета	29
VII.	Структурная схема аппаратуры оконечной станции	32
VIII.	Заключение	33
IX.	Список использованной литературы	34
X.	Приложение.	35
10.1.	Приложение 1.	35
10.2.	Приложение 2.	37
10.3.	Приложение 3.	38

I. Введение

Цифровые системы многоканальной передачи занимают господствую­щее положение на сетях местной связи, находятся на стадии внедрения на сетях зоновой и магистральной связи. Такое положение для цифровых систем передачи обусловлено тем, что при передаче сигналов в цифровом виде получаем более высокую помехоустойчивость, возможность передачи различных сигналов в едином цифровом виде предопределяет универсальность цифрового линейного тракта. Цифровые системы передачи позволяют использовать интегральные микросхемы цифровой логики, что увеличивает их надёжность уменьшает габариты аппаратуры и эксплуатационные расходы. Цифровые методы передачи позволяют применять и цифровые методы коммутации сообщений, что способствует созданию интеллектуальных цифровых систем связи.

II. Постановка задачи курсового проектирования

Современные транспортные телекоммуникационные сети используют технологии плезиохронной цифровой иерархии, синхронной цифровой иерархии, а также технологию мультиплексирования с разделением по длинам волн. Задача курсового проектирования – разработать нетиповую локальную цифровую систему передачи, обеспечивающую топологию «точка-точка».

2.1. Исходные данные для проектирования.

Согласно номеру 227 полученного варианта проектирования, представим исходные данные в таблицах 1, 2, 3, 4 и 5, взятых из методических указаний.

№	Наименование	Параметры	Вар. 2
1	Канал телефонный	Число каналов Частота следования код.гр., кГц Число битов в код.слове, бит	10 Расчет Расчет
2	Канал широкополосный	Число каналов Частота следования код.гр., кГц Число битов в код.слове, бит	4 510-600 10
3	Канал ПДС-4,8 кбит/с	Число каналов Частота следования код.гр., кГц Число битов в код.слове, бит	10 Расчет Расчет
4	Канал ПДС-2048 кбит/с	Число каналов Частота следования код.гр., кГц, осн. Частота следования код.гр., кГц, доп. Число битов в код.слове, бит, доп.	16 2048 3-6 1
5	Групповой канал СУВ	Число каналов Частота следования код.гр., кГц Число битов в код.слове, бит	1 7-10 1
6	Тип кабеля		Кабель с коаксиальными парами нормального диаметра

Таблица 1. Каналы цифровой системы передачи

В таблице 1 указаны типы и количество каналов, которые должны быть организованы в системе. Каналы, характеристики аналого-цифровых преобразователей (АЦП) которых подлежат расчету, имеют надпись «Расчет». Исходные данные для расчета следует брать из табл. 2-4. Для каналов, расчет характеристик АЦП которых не производится, в соответствующей клетке табл. 1 указаны частота следования кодовых групп (или кодовых слов) этого канала и число битов в кодовом слове на выходе соответствующего преобразователя.

Поясним сказанное. В системе должны быть организованы следующие каналы:

● 10 телефонных каналов, характеристики АЦП которых подлежат расчету;

● 4 широкополосных канала, сигнал которых после аналого-цифрового преобразования, осуществляемого в системе, может быть представлен регулярной последовательностью битов с частотой следования от 510 до 600 кГц (число 10 в нижней строке свидетельствует о том, что группы цифрового сигнала состоят из 10 бит);

● 10 каналов передачи дискретных сообщений со скоростями не больше 4,8 кбит/с; требования к соответствующим преобразователям «цифра-цифра» или кодекам подлежат расчету;

● 16 каналов передачи дискретных сообщений со скоростью 2048 кбит/с; преобразователь «цифра-цифра» или кодек работает с использованием метода кодирования скорости (или согласования скоростей). Частота следования битов в основном потоке равна 2048 кГц, дополнительный поток состоит из кодовых слов по 1 бит в каждом, частота следования кодовых слов дополнительного потока может быть выбрана из значений, заключенных в интервале от 3 кГц до 6 кГц;

● 1 групповой канал сигналов управления и вызова (СУВ). Частота следования кодовых групп от 7 до 10 кГц, группы состоят из 1 бита.

вариант	2
Параметры	Для телефонных каналов
, кГц	0,2
, кГц	3,4
, кГц	1,2
р1, дБм0	-25
р2, дБм0	-5
ршн, дБм0	-50
, дБ	30
Рши, пВт	2000
Номер шкалы	13

Таблица 2. Требования к каналам.

_{В таблице 2 приведены требования к каналам, подлежащим расчету согласно табл. 1, а также исходные данные, характеризующие эти каналы. При этом использованы следующие обозначения:}

_{, - соответственно нижняя и верхняя границы эффективно передаваемых частот канала;}

_{- ширина полосы расфильтровки фильтров, используемых в дискретизаторе и восстановителе аналоговой формы сигнала;}

_{, - соответственно нижняя и верхняя границы нормируемого диапазона уровней преобразуемого сигнала в ТНОУ;}

_{- допустимое значение абсолютного уровня шумов на выходе незанятого телефонного канала или канала вещания в ТНОУ;}

_{- минимально допустимое значение защищенности передаваемого сигнала от шумов в заданном диапазоне изменения его уровней;}

_{- ожидаемое значение средней мощности шумов в канале, возникающих из-за погрешностей измерения кодеков. Указанное значение приведено в ТНОУ и относится к полосе, равной половине частоты дискретизации;}

- предельно допустимое значение фазовых дрожаний (краевых искажений) передаваемого дискретного сигнала.

Входное и выходное сопротивление телефонного канала равно 600 Ом.

Номер шкалы	Сегмент №2		Сегмент №3		Сегмент №4
13	4		8		16	1

Таблица 3. Шкала квантования. Для положительной ветви квантующей характеристики

В таблице 3 представлена семисегментная шкала квантования. Шкала симметричная.

В пределах каждого сегмента шаги квантования одинаковы. Шаги квантования центрального (симметричного сегмента) равны . В двух примыкающих к нему сегментах значение шага квантования обозначено через . В следующих . Число шагов квантования в первом сегменте положительной ветви характеристики равно , во втором и т.д. Шкала в табл. 3 характеризована отношением шага квантования каждого сегмента к шагу квантования первого сегмента и отношениями числа шагов в каждом сегменте к числу шагов в первом сегменте. Шкала квантования определяется однозначно, если дополнительно к указанным отношениям известны численное значение шага квантования в первом сегменте (или напряжения ограничения) и разрядность кода (или число битов в кодовом слове).

Кабель с коаксиальными парами
Параметры	, км	, дБ	, В
Значение	300	16	4,5

Таблица 4. Параметры линейного тракта.

_{В таблице 4 приведены исходные данные, необходимые для проектирования линейного тракта.}

_{В таблице использованы следующие обозначения:}

_{- длина линейного тракта проектируемой системы;}

_{- потери помехозащищенности регенератора;}

_{- амплитуда импульсов в кабеле на выходе регенератора.}

_{Километрическое затухание используемого кабеля и его волновое сопротивление указано в табл. 5. Значение частоты в приведенной формуле следует подставлять в мегагерцах.}

Кабель	, дБ/км	, Ом
С коаксиальными парами нормального диаметра		75

Таблица 5. Параметры кабеля связи.