2.2 Характеристика линий связи. Выбор перспективной

При выборе типа линии, системы передач, а также пунктов выделения информации необходимо учитывать следующий фактор: оптоволокно должно тяготеть к магистральным направлениям, а пункты выделения информации из систем, работающих на волокне, располагать в крупных узлах (дорожных и отделенческих). Обеспечение же информацией других потребителей сети (станций, депо) производить традиционными способами, системы передачи, действующие на короткие расстояния типа ИКМ-30 или с использованием более современных технологий (HDLS, "оптолинка" или оптоэлектронных приборов связи).

Выбор систем передачи начинают с участков, имеющих наиболее ответственные виды связи (магистральные) и наибольшую их протяженность, а затем переходят к менее ответственным видам связи, на более коротких участках, этих же направлений (дорожных, отделенческих).

Для направления определяют общее количество каналов ТЧ. Затем, ориентируют на выбранный тип линий и необходимое количество каналов ТЧ, выбирают тип и количество систем передачи.

При выборе систем передачи следует учитывать, что на основных магистральных направлениях, для работы по двухкабельным линиям применяются стодвацатиканальные системы передачи.

После организации связи на участках наибольшей протяженности проектируют связь на более коротких участках этого же направления (дорожные и отделенческие виды связи). Для этого прежде всего стремятся использовать избыток каналов в уже выбранных системах передачи, выделяя их на промежуточных пунктах с помощью соответствующей аппаратуры выделения каналов.

Устанавливать разнотипные системы передачи на одних и тех же участках кабельных магистралей недопустимо, так как разные системы, имеют не одинаковые длины усилительных участков. Установка усилителей разных систем, в различных пунктах приведет к недопустимым переходным влияниям между каналами этих систем.

Количество однотипных систем, работающих по кабелю, не должно превышать количество пар в кабеле, предназначенных для уплотнения.

Проектировать воздушную линию связи на участке, где предполагается строительство кабельной магистрали, экономически нецелесообразно. В этом случае все виды связи должны быть организованы по кабелю.

Основой для выбора системы передачи, является количество каналов, которое способна организовать и выделить система, а также возможность работы ее по оптоволоконному кабелю.

Для организации всех видов магистральной, дорожной и отделенческой связи, а также цепей автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте широко распространены совмещенные магистральные линии.

Особенностью организации связи для обеспечения оперативной работы дороги по железнодорожным кабельным линиям является наличие большого числа низкочастотных (НЧ) технологических связей, цепей автоматики и телемеханики и необходимость их выделения в ряде пунктов как на станциях, так и на перегонах. При этом необходимо обеспечить электромагнитную совместимость линейных трактов систем передачи с линейными цепями автоблокировки и цепями связи, которые имеют источники сильных импульсных помех и физические цепи, ухудшающие условия работы регенераторов. В связи с этим необходимо выделить те виды отделенческой связи, которые требуют ответвлений на перегонах, а также цепи автоматики и телемеханики и организовать их в отдельном электрическом кабеле.

Магистральную, дорожную и некоторые технологические отделенческие связи организуют по волоконо-оптическому кабелю (ВОК).

Создание на основе ВОК цифровых волоконо-оптических систем передачи (ВОСП) обеспечивает высокое эксплуатационно-технические характеристики, значительно превосходящие характеристики всех существующих систем передачи информации.

ВОСП включают в свой состав типовое оборудование канало- и группообразование, единое для всех цифровых систем, а также оборудование цифрового волоконо-оптического линейного тракта (ЦВОЛС), обеспечивающее передачу цифровых сигналов от одной оконечной станции к другой.

Типовое оборудование канало- и групообразования обеспечивает формирование первичного группового сигнала, соответствующего 30 телефонным каналам (скорость передачи 2,048 Мбит/с), вторичного группового сигнала, соответствующего 120 телефонных каналам (8,448 Мбит/с), третичного группового сигнала, соответствующего 480 телефонных каналом (34,468 Мбит/с), четверичного группового сигнала, соответствующего 1920 телефонным каналом (139,264 Мбит/с).

В качестве источников света в ВОСП используют светоизлучающие диоды (СД) и полупроводниковые лазеры (ПЛ). вырабатывают колебания с частотой Гц.

Современные СД позволяют передавать цифровой поток со скоростью передачи 100 Мбит/с на длине волны 0,82…0,85 мкм. ПЛ в отличие от СД является источником когерентного излучения, что позволяет более эффективно вводить энергию в световод, ПЛ работают на длинах волн 1,3…1,55 мкм и позволяют передавать цифровой поток со скоростью более 1000 Мбит/с.

2.3 Аппаратура уплотнения, используемая на участках. Сравнительная оценка, выбор.

Аппаратура ИКМ-30-4.

1) Назначение:

Для уплотнения абонентских линий посредством организации цифровых линейных трактов по медным кабелям связи типов Т и ТПП.

2) Состав:

а) Оконечное оборудование:

Блоки – АЦО-11, ОСА-13, ОЛП-11, ОЛП-12, ОЛТ-12, УСО-01, ТСО-11, ОКО-14-00 08, АМГ-121-02 04.

Комплекты – КЛТ-11, КСИ-13, КСВ-13, КСВ-14, ЗИП-12, КЭД-11, КЭД-122.

Каркасы (стойки) – СКУ-01, СКУ-02, СКУ-03, СКУ-04.

Платы – ДП-1, ДП-13.

Устанавливается в помещениях ЛАЦ и АТ.

б) Промежуточное оборудование:

Контейнеры – НРП-12-4;

Комплекты – КЛТ-111, ЗИП-13, КЭД-13.

Устанавливается в колодках телефонной сети, подвалах и подъездах зданий. Работает при температуре окружающей среды от –40 и относительной влажности воздуха 95%.

3) Основные технические характеристики:

• число каналов ТЧ – 30;

• скорость передачи цифрового линейного сигнала, кбит/с – 2048;

• линейный код – AMI (HDB-3);

• расстояние между промежуточными необслуживаемыми регенерационными пунктами, км – 0,3-2,8;

• расстояние между обслуживаемыми пунктами, не менее – 70 км;

• ток дистанционного питания, 50 мА;

• питание,60±6 В.

4) Позволяет организовать:

• межстанционные соединительные линии АТС любого типа;

• до 4-х каналов передачи дискретной информации со скоростью 64 кбит/с вместо каналов ТЧ, каналы служебной связи;

• полуавтоматический контроль служебных трактов;

• централизованное обслуживание оборудования.

Вторичная цифровая система передачи ИКМ-120.

Предназначена для организации 120 телефонных каналов и передачи дискретной информации методом ИКМ с временным разделением каналов на местных и внутренних сетях. Вместо 30 телефонных каналов можно организовать каналы звукового вещания высшего класса. Выполнено на интегральных микросхемах.

Комплекс аппаратуры ИКМ-120 состоит из стойки оконечного оборудования линейного тракта СЛО, стойки вторичного временного группообразования СВВГ, стойки АЦ преобразования сигналов стандартной вторичной группы системы передачи с ЧРК – САЦО – ЧД, САЦО – 30; НРП для установки в грунт (НР П-Г8); для установки смотровых колодцев кабельной телефонной сети и цистернах (НРП-К4); для установки на опорах (НРП-02).

Используются следующие типы линий: симметричные кабели ЗКАШп – 1х4, МКСА – 1х4, МКСАП – 4х4, МКССП – 4х4, МКСБ – 4х4, МКСБ – 7х4.

Система сети двухкабельная однополосная.

Электрические характеристики:

• скорость передачи информации в линейном тракте – 8448 кбит/с;

• пропускная способность цифрового канала 64 кбит/с;

• максимальная длина транзитного участка по ТЧ, км:

на местной сети – 100;

на внутризоновой сети – 600;

• верность передачи линейного тракта не хуже 2,5· ;

• максимальная длина связи определяется требованием к верности передачи;

• номинальное затухание участка регенерации – 55 дБ;

• номинальное усиление регенератора – 55 дБ;

• пределы регулирования АРУ – ±10 дБ;

• номинальная длина регенерационного участка при t ≤ 20 .

Для кабеля:

МКС – 4,8;

МКСА – 5,2;

МКСС – 5,1;

ЗКАШп – 5,0.

Укороченные длины допускаются для участков, прилегающих к оконечным ОРП.

Если t затухания превышает +20 , номинальная длина регенерационного участка следует вычислять исходя из номинального усиления регенерируемого корректируемого усилителя регенератора (55 дБ) и номинальный коэффициент затухания кабеля на этой частоте при расчетной температуре грунта.

Максимальная проектная длина регенерационного участка при этом не должна превышать номинальную больше чем на 0,3 км, а минимальная проектная длина должна быть не менее 4,2 км.

Номиналы искусственных линий: 1,5 и 3 км.

Длина секции ДП: 200 км.

Максимальное напряжение ДП: 980 В.

Максимальное число каналов ПДИ (8кбит/с) без занятия телефонного канала – 40.

Номинальный уровень передачи мощности 4-х проводной части телефонного канала:

• на входе тракта передачи – -3,5 или -13;

• на выходе тракта передачи - -3,5 или +4.

Номинальная длина остаточного затухания, дБ:

• 2-х проводное окончание 1,8; 3,5; 7,0;

• 4-х проводное окончание 0; 17.

Номинальный уровень передачи мощности канала:

• на входе – 37,5;

• на выходе – 21,7.

Спектр частот канала с ЧРК: 312-552 кГц.

Входное сопротивление канала с ЧРК, 75 Ом.

При проектировании трактов оптической связи необходимо выбрать ЦВОСП, тип ОК и решить вопросы энергоснабжения магистрали.

В настоящее время созданы следующие системы передачи для городской связи "Соната-2", "Соната-3", для зоновых сетей связи "Сопка-2", "Сопка-3"; для магистральной сети "Сопка-4", "Сопка-4М".

Кроме того, разработана для организации технологической связи на участке Октябрьской железной дороги опытная цифровая волоконно-оптическая линия связи.

Энергетической характеристикой аппаратуры ЦВОСП является энергетический потенциал, определяемый как разность между уровнями средней мощности оптического сигнала на выходе передающего и на входе приемного оптоэлектронных модулей при заданном значении коэффициента ошибок (обычно при Кош = ) .

Системы "Соната-2" и "Соната-3" применяются на городских телефонных сетях. Они состоят из стоек оконечного и промежуточного линейных трактов. Промежуточное оборудование размещается на АТС. Электрическое питание осуществляется от станционных батарей.

Системы "Сопка-2" и "Сопка-3" применяются в зоновых сетях. Они состоят из оборудования оконечных станций, обслуживаемых и необслуживаемых регенерационных пунктов(ОРП и НРП). Электропитание НРП осуществляется дистанционно по кабелю.

Аппаратура "Сопка-4" и "Сопка-4М" разрабатывается для магистральной сети. НРП, как правило, имеет электропитание от автономных источников.

Одной из особенностей сети связи железнодорожного транспорта является необходимость выделения каналов на промежуточных станциях (ПС). Для этого из передаваемого по линейному тракту вторичного или более высокоскоростного потока на ПС должен выделяться первичный ЦП, который может быть с помощью АЦО преобразован до тонального спектра частот. Такое выделение из вторичного цифрового потока можно осуществить с помощью оборудования ВВГ. Схема выделения представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Выделение цифровых потоков и каналов в системах передачи с ИКМ

В этом случае используется стойка вторичного временного группообразования СВВГ, на которой устанавливаются два комплекта ВВГ, а в случае необходимости преобразования первичного потока в каналы Т, САЦО с двумя комплектами АЦО.

Вторичный поток, поступающий из оборудования линейного тракта в КВВГ, разделяется на четыре первичных потока, для трех из них организуется цифровой транзит, а четвертый поступает на АЦО.

Если на данной промежуточной станции нужно выделить меньше 30 каналов, то для чисти каналов организуется переприем по тональной частоте.

При таком способе выделения оборудования ИКМ-120 используется неэффективно, так как его нужно вдвое больше, чем для оконечной станции. Транзитные первичные потоки в блоках асинхронного сопряжения дважды (при приеме и передаче) преобразуются по скорости. Это приводит к увеличению временных флуктуаций передаваемого сигнала, что снижает качество передачи информации за счет дополнительных ошибок приемников команд согласования скоростей и сбоев системы цикловой синхронизации.

Транзитные каналы выделяемого первичного потока, для которых организован переприем по ТЧ, претерпевают не только двойное преобразование по скорости, но и дважды проходят через АЦО. Преобразование цифрового сигнала в аналоговый и, после переприема по тональной частоте, обратное преобразование из аналогового в цифровой приводит к увеличению искажений квантования и шумов, изменению частотных характеристик каналов.

Необходимость выделения каналов из цифрового потока – характерная черта не только сети связи МПС. Выделение группы каналов требуется зачастую и в узлах связи общегосударственной сети. Для этого разработана специальная аппаратура выделения (АВ), включающая в себя комплекты выделения цифровых потоков (КВЦП). В КВЦП происходит выделение одного из четырех первичных потоков каждого направления передачи и ввода на освободившиеся позиции в групповом вторичном ЦП первичного потока, сформированного в аппаратуре промежуточной станции.

Поэтому для организации связи будем использовать мультиплексор ввода-вывода ТЛС-31 фирмы «Морион». Он позволяет формировать групповой третичный цифровой сигнал 34368 кбит/с путем мультиплексирования шестнадцати потоков Е1, ввод-вывод до четырех потоков Е1 на промежуточной станции. Имеет возможность организации резервного оптического интерфейса в конфигурации (1+1). А для преобразования потока Е1 в 30 каналов ТЧ воспользуемся специальными стойками АЦО, поставляемые совместно с мультиплексорами этой же фирмой.