ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Петербургский государственный университет путей сообщения
Императора Александра I»
(ФГБОУ ВО ПГУПС)
Факультет «Автоматизация и интеллектуальные технологии»
Кафедра «Электрическая связь»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
по дисциплине
«Измерения в технике связи»
ТЕМА РАБОТЫ
«Организация связи абонентов станций А и Б: состав, назначение оборудования и подробный принцип прохождения сигнала»
Выполнил:
Обучающийся группы |
________________ Подпись, дата |
|
|
|
|
Исправить замечания: _____________________
_________________________________________
|
________________ Подпись, дата |
Иванов Н.В.
|
Защита: ________________ Зачтено/не зачтено
|
________________ Подпись, дата |
Иванов Н.В.
|
Санкт-Петербург
2025
Оценочный лист
№ п/п |
Материалы необходимые для оценки знаний, умений и навыков |
Показатель оценивания |
Критерии оценивания |
Шкала оценивания |
|
1 |
Лабораторная работа №1 |
Наличие заготовки |
Присутствует |
1 |
|
Отсутствует |
0 |
||||
Правильность ответа на вопрос |
Получены правильные ответы на вопросы |
3 |
|||
Получены частично правильные ответы |
1 |
||||
Получены неправильные ответы |
0 |
||||
Срок выполнения работы |
Выполнение в срок |
2 |
|||
Выполнение с опозданием на 1 неделю и более |
0 |
||||
Точность выводов |
Выводы носят конкретный характер |
4 |
|||
Выводы носят формальный характер |
0 |
||||
ИТОГО максимальное количество баллов |
10 |
||||
Цель работы: Организация связи абонентов станций А и Б. Описание схемы организации связи и оборудования в ее составе.
Задачи:
Описать общую схему организации связи
Дать характеристику оборудованию, которое участвует в работе
Собрать схему для организации связи
Измерить сигнал с помощью оптического рефлектометра
Сделать выводы о проделанной работе
Введение
Основной задачей связи в контексте железнодорожной сети является бесперебойная и безошибочная передача информации между абонентами, которая способствует безопасному движению поездов.
Особенностью железнодорожной сети связи является ее топология. Она во многом повторяет контуры железной дороги за исключением крупных узлов внутри городов, таких как Санкт-Петербург, Москва, Петрозаводск и другие. Это создает как преимущества передачи информации по направляющим системам, так и сложности, например, в плане кольцевой топологии на отдельных участках (Октябрьская – Мурманск и т.д.).
Канал связи – это логическое объединение устройств и коммутации, необходимые для передачи информации между абонентами.
На железнодорожном транспорте выделяются каналы связи по назначению: оперативно-технологические (ОТС), отвечающие за безопасность движения поездов и общетехнологические (ОбТС), необходимые для передачи речи в системе административного управления.
Необходимо организовать передачу информации от станции А до станции Б (рис.1). Абоненты представлены как Аб1, Аб2, …, Абn. Они генерируют аналоговый сигнал (при поднятии трубки телефона, в абонентском устройстве речь преобразуется в электрический сигнал, который можно принять за синусоиду или любые другие форматы, например, RS-x, Ethernet и т.д.).
Передача должна быть осуществлена таким образом, чтобы сигнал дошел безошибочно и число передающих линий было оптимальным.
От Аб.1 поступает аналоговый сигнал, от Аб2 – сигнал формата RS-x, от Абn – Ethernet на соответствующие платы для приема соответствующего интерфейса.
Аналогово-цифровое преобразование – это процесс соотношения значений аналогового сигнала, взятых в определенные интервалы времени и сопоставление этих значений с цифровой кодовой комбинацией. Это правило основывается на теореме Котельникова, которая гласит, что частота взятия этих значений должна быть не менее чем в 2 раза выше исходной функции.
Единым цифровым форматом называется цифровой поток Е1. Он является основным форматом передачи на железнодорожной сети. В логическом представлении поток Е1 это упорядоченный набор единиц и нулей.
Поток Е1 представляет собой 32 канальных интервала: 2 служебных и 30 связевых. В них 0 КИ является всегда служебным. Он не передает связь, но по нему отправляется кодовая комбинация начала цикла. 16-й КИ может использоваться для передачи нагрузки (основное назначение: для сигналов управления взаимодействия между АТС, но в данном случае этого не требуется, поэтому он используется для аналогового сигнала).
Информация от абонента, который подключается к определенной плате, затем к определенному выходу (это описывается в программном обеспечении мультиплексора), может быть помещена в любой из канальных интервалов. Это определяется программно оператором.
Таким образом, благодаря служебному КИ и подключенной нагрузке, формируется набор единиц и нулей (цифровой поток Е1). Таких потоков может быть не один, а несколько, например, ВТК-12 может организовать до 6 потоков Е1, Пульсар – от 4 до 8.
Сформирован поток Е1 со скорость 2048 кбит/с. Физической средой его передачи, в основном, является медно-жильный кабель. Дальность безошибочной передачи – 300 метров.
Кроссы необходимы для возможности перевода нагрузки на другое направление. Нагрузка пойдет по системе другой станции, обходя неисправный участок (например, обрыв).
Сигнал от абонентов поступает на оборудование вторичной сети. Задача оборудования ВС — это цифро-аналоговое и аналогово-цифровое преобразование, а также преобразование всех возможных форматов, которые возможно подключить к оборудованию вторичной сети, в единый цифровой формат.
Оборудование на уровне вторичной сети: ВТК-12, ОГМ-30, СМК-30, МВТК-2К.
Сигнал каждого абонента приходит на соответствующую плату для приема того интерфейса, который формирует абонентское устройство, т.е. если Аб. 1 формирует аналоговый сигнал - обычную 4-х проводную линию, то он приходит на плату, которая принимает эту же линию. Аналогично для других интерфейсов.
Поток Е1 выходит с оборудования вторичной сети и поступает на кросс, далее он будет направлен на оборудование первичной сети.
Задача оборудования первичной сети, построенной на технологии синхронной цифровой иерархии (SDH): ввод/вывод потоков Е1, которые могут быть образованы как оборудованием ВС, так и оборудованием АТС, ДЦ. Происходит преобразование потока Е1 в оптический сигнал STM-x.
Оборудование на уровне первичной сети: СМК-30 (оптическое исполнение), СММ-155 (исчезающий вид), ZTE (частично снимается, обновления программного обеспечения нет), Huawei, ECI.
Таким образом, поток Е1 становится частью высокоскоростного магистрального сигнала, который может быть передан на другую станции. В подавляющем большинстве, передают по оптике.
Для оптимизации числа занятых волокон на магистрали используется оборудование спектрального уплотнения каналов (CWDM – на станциях нижнего уровня, 2,5 Гбит/с, DWDM – для высокоскоростных систем передач за счет большей возможности организации каналов и большей скорости передачи, 10 Гбит/с).
На станции Б происходит обратный процесс по отношению к станции А. Поступает сигнал STM различного уровня на ПС, поток Е1 идет через кросс на оборудование ВС, где расшиваются конкретные абоненты по соответствующим платам и через абонентский кросс абоненты связываются со станцией А.
Рис.1. Схема организации связи абонентов станции А и станции Б