3 Исследовательская часть
3.1 Анализ технической оснащённости участка
В настоящее время на участке Полоцк – Бигосово магистральная, дорожная и отделенческая виды связи организованы с помощью 2-х шестидесятиканальных аналоговых систем передачи TN-12, работающих по 2-м кабелям МКПАБ 7х4х1,05+5х2х0,7.
Все необходимые виды телефонной связи дежурных по станциям организованы с помощью комплектов аппаратуры станционной связи КАСС-ДСП и промежуточных пунктов ППС.
Участок оборудован поездной радиосвязью в гектометровом диапазоне с применением радиостанций РС-6.
Структурная схема участка Полоцк – Бигосово приведена на рисунке 3.1
Рисунок 3.1―Структурная схема участка Полоцк– Бигосово
Так как участок не электрифицирован, то, согласно п.6.41 ПТЭ Белорусской железной дороги, на участке организованны следующие виды связи:
поездная диспетчерская связь (ПДС);
поездная межстанционная связь (МЖС);
постанционная связь (ПС);
линейно путевая связь (ЛПС);
служебная связь электромехаников (СЭМ);
билетно-диспетчерская связь (ДБК);
вагонно-диспетчерская связь (ВГС);
перегонная и аварийная связь (ПГС);
энерго-диспетчерская связь (ЭДС);
жилы, выделенные для телеуправления и телесигнализации (ТУ, ТС);
поездная радиосвязь (ПРС).
На всей длине линии связи установлены шесть необслуживаемых усилительных пунктов по станциям: Ропнянская, Боровуха, Адамово, Борковичи, Свольно, Верхнедвинск.
Дистанционное питание организованно по системе «провод-провод», питание производится от станции Полоцк.
На всей протяженности трассы, кроме муфт, выполненных при строительстве кабельной линии, имеется большое количество муфт, возникших в результате механических повреждений кабеля.
Все это приводит к большим эксплуатационным расходам по ремонту и обслуживанию существующей линии связи, которые, в основном, складываются из транспортных расходов и расходов, связанных с приобретением кабеля, необходимого для устранения повреждений.
3.2 Система передачи tn-12
Оконечное устройство TN-12 предназначено для работы симметричных непупинизированных кабельных лини типа МКСАБп 4×4×1 или на других линиях со сходной характеристикой.
Устройства оконечных станций и промежуточных усилителей тракта, выполненного на указанном выше кабеле, обеспечивают компенсирование затухания усилительных участков.
Стойка оконечных устройств двенадцатикратной связи типа TN-12, предназначена для работы на обслуживаемых усилительных станциях. Она обеспечивает связь по двухпроводным линиям с различными полосами частот для двух направлений передачи (система типа 12+12), или по четырехпроводным линиям с одинаковыми полосами частот для двух направлений передачи.
Относительные уровни мощности по двухпроводной линии ― входной 0 дБ или -3,5 дБ, выходной ― -7 дБ или -3,5 дБ; по четырехпроводной линии ― входной +4 дБ, выходной ― -13 дБ.
Стойка оконечных устройств TN-12 имеет следующие размеры:
высота 2600 мм;
ширина 600 мм;
глубина 225 мм
Основными составными частями являются:
рамная стойка;
комплекты поддонов;
блоки, составляющие оборудование поддонов;
блоки питания.
Левая сторона рамной стойки обеспечивает подход станционной кабельной сети к ярусам поддонов. В ее нижней части установлена плата с предохранителями, зажимы, обеспечивающие подсоединение подведенных к стойке напряжений питания, включатель подведённых напряжений и измерительные гнёзда этих напряжений.
С правой сторона стойки имеются шины питания и заземления, а также кабельная сеть между комплектами вместе с соединительными колодками.
Комплекты снабжены колодками, обеспечивающими их подсоединение к кабельной сети с правой стороны стойки и провода для подсоединения комплектов к питающей и заземляющей шинам.
Стойка разделена на двадцать два яруса. На ярусах 3÷10 и 13÷20 установлены комплекты оконечного оборудования, на ярусах 11 и 12 установлен комплект генерирующих устройств и вспомогательных устройств.
В нижней части стойки на ярусе 1 установлены блоки питания.
Части устройства, составляющие отдельные электрические схемы, собраны в блоки, установленные в отдельных оболочках. Каждый блок снабжён колодкой для соединения с кабельной сетью поддона.
Блоки оконечного оборудования каналов обеспечивают двухпроводный или четырёхпроводной переход в направлении междугородной станции при использовании вызывных сигналов постоянного тока по сигнальным жилам, или переменного тока по разговорным жилам.
В каждой двенадцатикратной группе можно включить вместо четвертого, пятого и шестого канала связи несущий радиовещательный канал. В устройстве применяется внеполосная сигнализация частотой 3825 Гц, или внутриполосная сигнализация тональной частотой 2100 Гц.
Для непрерывного контроля остаточного затухания линии связи и автоматической регулировки уровня предусмотрена посылка контрольного тока частотой 60 кГц.
Температура помещений в которых могут работать стойко оконечных устройств, должна содержаться в пределах от +5°С до +40 °С, а относительная влажность воздуха от 35 % до 75 %. При температуре до +30 °С допускается относительная влажность 85 %.
Основная первичная группа с номинальной полосой частот 60 … 108 кГц получается в стойке оконечных устройств путем двухступенчатого модулирования (канальная модуляция). При этом полоса тональных частот 3000 … 3400 Гц перемещается при помощи несущих частот 12, 16, 20 кГц и при использовании верхних боковых полос соответственно до диапазонов частот 12,3 … 15,4 кГц (каналы 1, 4, 7,10), 16,3 … 19,4 кГц (каналы 2, 5, 8, 11), 20,3 … 23,4 кГц (каналы 3, 6, 9, 12). Составленная таком образом предгруппа, содержится в полосе частот 20,3 …23,4 кГц. Во второй ступени модулирования (модуляция предгруппы) четыре предгруппы собираются в основную первичную группу. Путем модуляции несущих частот 84, 96, 108 и 120 кГц с использованием нижних боковых полос, которые занимают полосы 60 … 72 кГц, 72 … 84 кГц, 84 … 96 кГц, 96 … 108 кГц.
Основная первичная группа в полосе частот 60 … 108 кГц может посылаться в линию, или пересылаться к системам высшей кратности, либо до посылки в линию может перемещаться в групповом модуляторе в полосу частот 6 … 54 кГц при помощи групповой несущей частоты 114 кГц. Формирование частотных групп показано на рисунке 3.2.
При передаче сигнал с относительным уровнем мощности -13 дБ подается на вход ограничителя. На выходе ограничителя установлен делитель уровня, обеспечивающий регулировку уровня на щите переключения первичных групп, в пределах +1,5 дБ шагово через 0,5 дБ. Фильтр нижних частот ограничивает полосу частоты до 3400 Гц, предохраняя собственный канал внеполосной сигнализации от помех, вносимых с входа канала. Затем канальный модулятор переносит при помощи несущей частоты 12 (16, 20) кГц сигнал, расположенный . В полосе частот 0,3 … 3,4 кГц, в полосу частот 12,3 … 15,4 кГц или соответственно 16,3 … 19,4 кГц и 20,3 … 23,4 кГц. Входной трансформатор модулятора выполнен в виде дифсистемы, обеспечивающей соединение разговорного канала с каналом внеполосной или внутриполосной сигнализации. Канальный фильтр удаляет нижнюю боковую полосу, возникшую в процессе модуляции.
Соединение трех каналов осуществляется через дифсистему, установленную в преобразователе предгрупп. Эта дифсистема обеспечивает также (после переключения) установление широкого канала в полосе частот 12 … 24 кГц.
Модулятор предгрупп при помощи частоты 120 (108, 96, 84) кГц обеспечивает установление основной группы Б, фильтры предгруппы удаляют безполезную верхнюю боковую полосу модуляции.
Выходы фильтров предгруппы, за исключением фильтра второй предгруппы, подсоединены через сопротивления 150 Ом к входу усилителя.
На выходе фильтра второй предгруппы установлен дополнительный заграждающий фильтр для частоты контрольного тока 84,08 кГц (84,14 кГц), исключающий помехи, вносимые разговорными сигналами и импульсами дистанционного набора, которые могли бы мешать исправной работе устройств контроля и блокировки первичных групп. На вход усилителя в групповом блоке подается также (через установленную в блоке контроля и блокировки тактовую схему) контрольный ток 84,08 кГц.
Усилитель обеспечивает:
установку на выходе первичной группы номинальных уровней мощности или уровней мощности выше на 1 дБ от номинальных (для компенсирования затухания станционной кабельной сети);
шаговую регулировку уровня всей первичной группы в пределах около 3,5 дБ шагово через 0,5 дБ;
посредственное измерение выходного уровня.
Установление уровня -39 дБ на выходе направления передачи канальной части обеспечивает аттенюатор, установленный в блоке групповых усилителей.
В направлении приема группа двенадцати каналов, образующих первичную группу В, подается с номинальным относительным уровнем мощности -23 дБ , -30 дБ или -5 дБ на вход усилителя в групповом блоке непосредственно, или посредством аттенюатора 7 дБ. Для уровня -5 дБ включается добавочно аттенюатор.
Групповой усилитель снабжен регулировкой усиления в пределах 1 дБ шагово через 0,5 дБ, благодаря чему обеспечивается установка уровней значением на 1 дБ ниже номинальных (затухание станционной кабельной сети).
Выходное сопротивление этого усилителя равно 0 Ом, благодаря чему возможно взаимодействие преобразователей предгруппы через сопротивления 150 Ом.
Заграждающий фильтр 84,08 кГц или 84,14 кГц, включенный между групповым усилителем и вторым преобразователем предгруппы, предохраняет канал от помех частотой контрольного тока. К выходу группового усилителя подсоединен приемник контрольного тока.
Фильтры преобразователей предгруппы выделяют из полосы частоты первичной группы частоты, соответствующие отдельным предгруппам:
первый преобразователь выделяет полосу 96 … 108 кГц;
второй преобразователь выделяет полосу 84 … 96 кГц;
третий преобразователь выделяет полосу 72 … 84 кГц;
четвертый преобразователь выделяет полосу 60 … 72 кГц.
Выделенные таким образок полосы частот подвергаются процессу демодуляции в демодуляторе предгруппы при помощи несущих частот 120, 108, 96 и 84 кГц и перемещаются в полосу частот 12 … 24 кГц. Усилитель предгруппы обеспечивает не только усиление сигналов, расположенных в полосе частот 12 … 24 кГц, но также устранение бесполезной полосы демодуляции.
Входной трансформатор этого усилителя используется в качестве дифсистемы, предназначенной для соединения трех канальных преобразователей. Он обеспечивает (после переключения) установление широковещательного канала в полосе частот 12 … 24 кГц.
Из полосы частот предгруппы канальные фильтры выделяют полосы частот, соответствующие отдельным каналам вместе с частотами внеполосной или внутри полосной сигнализации, связанными с отдельными каналами:
фильтр первого канала - полосу частот 12,3 … 15,825 кГц;
фильтр второго канала - полосу частот 16,3 … 19,825 кГц;
фильтр третьего канала - полосу частот 20,3 … 23,25 кГц.
Канальный демодулятор переносит эту полосу частот в тональное положение. Выходной трансформатор демодулятора выполнен в виде дифсистемы, предназначенной для выделения сигнала внеполосной или внутри полосной сигнализации. На входе канального усилителя установлен фильтр нижних частот, удаляющий помехи, вносимые дистанционным набором и зачисляющими импульсами в собственном канале, а также бесполезную полосу боковых частот, возникшую в процессе демодуляции и остаточную несущую частоту. Канальный усилитель обеспечивает плавную регулировку звукового сигнала в пределах ± 3,5 дБ.
Система передачи TN-12 снята с производства, и к ней не выпускаются запасные части, которые необходимы для замены вышедших из строя блоков. В результате чего, приходится покупать запчасти с аналогичных, демонтированных, но исправных систем. В результате старения элементов и пересыхания монтажа увеличивается повреждаемость оборудования, что приводит к ухудшению надежности.
Кроме того, используемые аналоговые каналы с ограниченным спектром 0,3 … 3,4 кГц и наличием помех не могут обеспечить требуемую скорость передачи данных.
Наряду с физическим старением необходимо учитывать и моральное старение. В настоящее время идет внедрение цифровых систем передачи, с использованием волоконно-оптические кабелю линии связи. Достоинствами волоконно-оптических линий связи являются низкие потери, большая пропускная способность, малые масса и габаритные размеры, экономия цветных металлов, высокая степень защищенности от внешних и взаимных помех. Им отводится ведущее место в научно-техническом прогрессе отрасли связи.
Как видно из проведенного анализа, существующую сеть связи на рассматриваемом участке необходимо модернизировать. При модернизации сети передачи данных целесообразно использовать современные цифровые технологии, а в качестве канала передачи – волоконно-оптический кабель.