Курсовой проект - Проектирование и расчет многоканальных телекоммуникационных систем

Подождите немного. Документ загружается.

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. И.Канта

Кафедра телекоммуникаций

Тема курсового проекта «ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ

МНОГОКАНАЛЬНЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ

СИСТЕМ»

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Направляющие системы

Калининград

2009

1. Исходные данные по курсовому проекту:

 трасса – Киев - Севастополь

 тип кабеля – коаксиальный (КМ)

2. Краткое содержание проекта

Введение …………………………………………………………………3

2.1. Первая глава. Разработка схемы многоканальной

телекоммуникационной магистрали.

2.1.1.Обоснование трассы магистрали…………………………………..5

2.1.2.Определение числа каналов на магистрали…………………….....8

2.1.3.Обоснование требований и выбор телекоммуникационной

системы передачи и типа кабеля …………………………………………..10

2.1.4.Определение исходных данных к проектированию магистрали 11

2.2. Вторая глава. Расчет параметров кабеля.

2.2.1. Конструктивный расчет кабеля………………………………..11

2.2.2. Описание конструкции кабеля и его поперечного разреза…..14

2.2.3. Расчет параметров передачи кабеля в диапазоне частот……..15

2.2.4. Выбор длины усилительного участка и обоснование

размещения ОУП и НУП на магистрали…………………………….23

2.3. Третья глава. Проектирование магистрали.

2.3.1. Расчет параметров взаимного влияния………………………..25

2.3.2. Меры защиты цепей и трактов линии связи от взаимных

влияний:

– определение необходимости защиты кабельной магистрали от

ударов молнии……………………………………………………...29

– мероприятия по защите кабелей от внешних влияний…….…36

2.4. Четвертая глава. Строительство и эксплуатация

магистральной линии.

2.4.1. Предложения по перечню основных работ по строительству

кабельной магистрали………………………………………………...37

2.4.2. Объем работ и потребное количество линейного

оборудования………………………………………………………….41

3. Рекомендации по современным методам построения магистралей,

моделированию…………………………………………………………42

Заключение…………………………………………………………...…46

4. Перечень рекомендуемых материалов и литературы……………….47

5. Перечень графического материала:

- схема трассы

- размещение регенерационных пунктов на магистрали

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время наблюдается жесткое соревнование в сфере

сетевых услуг. Чтобы сохранить конкурентоспособность операторам

приходится ответственно подходить к выбору оборудования,

рассматривая множество вариантов. Это в полной мере относится и к

коаксиальному кабелю.

Коаксиальный кабель, используется для передачи радиочастоты

(РЧ) сигналов. Она имеет низкий уровень выбросов, потери и

обеспечивает защиту от электромагнитных помех, что позволяет

передавать сигналы с низким энергопотреблением на большие расстояния.

Коаксиальный кабель состоит из внутреннего ядра, изолятора, экрана и

внешних покрытий. Существуют различные виды коаксиальных кабелей,

каждый из них обладает различными физическими и электронными

свойствами, применяющиеся для конкретных задач. Кабель обычно

используется для проведения кабельных телевизионных сигналов вдоль

пригородных улиц и в домах.

Коаксиальный кабель, как правило, изготавливается из твердой

меди от одного до двух миллиметров толщиной, но некоторые виды

практикуют использование проводов-нитей для повышения гибкости.

Диэлектрический изолятор - это либо пена, твердый пластик, либо

воздушный зазор, созданный из пластиковых прокладок. Экранирование,

как правило, изготавливаются из меди, которую полностью окружает слой

диэлектрика, также может быть изготовлено из алюминиевой пленки.

Наконец, экранирование покрыто тонким слоем пластиковой защитой.

Коаксиальный кабель применяется больше для антенн, чем как

регулирующий кабель, поскольку он несет электромагнитные волны

между изолированием и экранированием. Оно сохраняет качество

сигнала, так как экранирование в основном предотвращает помехи для

достижения сигнал. Коаксиальные соединители направлены к одной и той

же импедансной цепи. Основной разъем типа BNC, этот разъем

используется для компьютерных сетей, а F разъем используется для

кабельного телевидения. Кабельные терминаторы - закрытые разъемы,

которые помещаются на все открытые концы коаксиального кабеля в сети,

которая стремится к минимуму потерь сигнала и помех.

Коаксиальный кабель имеет много преимуществ по сравнению с

витой пары кабеля, но и несколько недостатков. Он имеет большой

диапазон частот, который позволяет ему вести несколько сигналов, что

делает его идеальным для проведения многих кабельных телевизионных

передач. Каждый канал имеет большую пропускную способность, что

позволяет видео с высоким разрешением. Экранирование снижает

перекрестные и другие помехи, обеспечивая использование большей

длины кабеля между усилителями. Вместе с тем, коаксиальный кабель

является более дорогостоящей установкой, которая использует топологию

сети, которая подвержена некоторому количеству заторов.

При выборе коаксиального кабеля операторы должны принимать

во внимание стоимость прокладки, затраты на энергопотребление,

пригодность кабеля для конкретных функций сети с учетом ее возможной

реконструкции. Также при выборе кабеля следует обращать внимание на

качество компонентов и на методику процесса его производства.

В данном курсовом проекте, содержание которого представляет

собой разработку и проектирование кабельной магистрали для

организации многоканальной связи различного назначения между

городами Киевом и Севастополем, выбран кабель КМ-4.

Курсовой проект содержит следующие этапы проектирования

кабельной магистрали:

• выбор трассы;

• конструктивный расчет кабеля;

• расчет параметров передачи;

• расчет защиты от влияний;

• расчет объема строительных работ

2.1. Первая глава.

Разработка схемы многоканальной телекоммуникационной

магистрали.

2.1.1.Обоснование трассы магистрали.

Согласно варианту задания (50) оконечными пунктами трассы

магистрали являются города Тамбов и Владимир

Трасса прокладки кабеля определяется расположением оконечных

пунктов. Все требования, учитываемые при выборе трассы, можно свести

к трем основным: минимальные капитальные затраты на строительство;

минимальные эксплуатационные расходы; удобство обслуживания.

Для соблюдения указанных требований, трасса должна иметь

наикратчайшее расстояние между заданными пунктами и наименьшее

количество препятствий, усложняющих и удорожающих строительство. За

пределами населенных пунктов трассу обычно выбирают в полосе отвода

шоссейных дорог или вдоль профилированных проселочных дорог.

Допускается строительство трассы магистрали вдоль железных дорог, но в

таком случае необходимо предусмотреть выполнение мероприятий по

защите трассы от внешнего влияния контактных сетей железных дорог.

При выполнении задания изыскания по выбору трассы

осуществляются по подробной карте. В данном проекте можно наметить

два возможных варианта прокладки кабеля, которые сведены в таблицы.

Таблица 1

№ ОУПа Маршрут 1ой трассы Расстояние,

км

Описание трассы

ОП-1 Киев - -

ОУП-2 Белая Церковь 93 Вдоль магистрали

ОУП-3 Умань 119 Вдоль магистрали,

1 пересечение ж/д.

путей, 1 мост

ОУП-4 Кривое Озеро 95 Вдоль магистрали,

1 пересечение ж/д.

путей, 2 мост

ОУП-5 Жовтень 86 Вдоль магистрали,

1 пересечение ж/д.

путей

ОУП-6 Одесса 96 Вдоль магистрали,

1 пересечение ж/д.

путей

ОУП-7 Николаев 114 Вдоль магистрали,

1 пересечение ж/д.

путей, 1 мост

ОУП-8 Херсон 77 Вдоль магистрали,

вдоль ж/д. путей и

2 пересечения с

ними

ОУП-9 Каховка 106 Вдоль магистрали,

3 пересечения ж/д.

путей, 2 моста

ОУП-10 Новоалексеевка 116 Вдоль магистрали,

вдоль ж/д. путей и

2 пересечения с

ними, 1 мост

ОУП-11 Джанкой 63 Вдоль магистрали,

вдоль ж/д. путей;

1 мост

ОУП-12 Симферополь 93 Вдоль магистрали,

вдоль ж/д. путей и

4 пересечения с

ними; 3 моста

ОП-2 Севастополь 75 Вдоль магистрали,

вдоль ж/д. путей и

4 пересечения с

ними; 2 моста

Общее расстояние трассы 1152 км

Таблица 2

№ ОУПа Маршрут 2ой трассы Расстояние,

км

Описание трассы

ОП-1 Киев - -

ОУП-2 Кагарлык 79 Вдоль магистрали

ОУП-3 Смела 120 Вдоль магистрали,

вдоль ж/д. путей и 1

пересечение с

ними, 2 моста

ОУП-4 Знаменка Вторая 93 Вдоль магистрали,

вдоль ж/д. путей,

1 мост

ОУП-5 Кировоград 40 Вдоль магистрали,

вдоль ж/д. путей и

1 пересечение с

ними

ОУП-6 Кривой Рог 120 Вдоль магистрали,

1 пересечение ж/д.

путей, 1 мост

ОУП-7 Давыдов Брод 98 Вдоль магистрали и

вдоль проселочной

дороги; 1

пересечение ж/д.

путей, 3 моста

ОУП-8 Новая Каховка 54 Вдоль проселочной

дороги;

2 пересечение ж/д.

путей

ОУП-9 Красноперекопск 97 Вдоль магистрали и

вдоль проселочной

дороги; вдоль ж/д.

путей и

2 пересечения с

ними

ОУП-10 Симферополь 116 Вдоль магистрали,

вдоль ж/д. и 2

пересечения с ними

ОП-2 Севастополь 78 Вдоль магистрали,

вдоль ж/д. путей и

4 пересечения с

ними; 2 моста

Общее расстояние трассы 895 км.

Вывод: первый вариант трассы магистрали имеет на своем пути 14

пересечений с шоссейными и 20 пересечений с железными дорогами, в то

время как второй вариант трассы имеет 7 пересечений с шоссейными и 14

пересечений с железными дорогами. Кроме того, первый вариант трассы

имеет большее число переходов через реки, что значительно усложняет

строительство, а также имеет два крупных перехода: через Бугский

лиман и через залив Сиваш. Также первая трасса имеет большую

протяженность. Следовательно, это недостаточно оптимальный вариант.

Достоинством обоих вариантов можно считать то, трассы

проходят через несколько крупных городов, в которых можно

организовать выделение каналов из общего потока.

Недостатком обоих трасс является усложнение строительства

большим числом переходов через шоссейные и железные дороги и через

реки. Также необходимо отметить, что обе трассы магистрали

значительную часть своего пути проходит в непосредственной близости

от электрифицированной железнодорожной линии, что вызывает

необходимость применения дополнительной защиты от внешних влияний.

С точки зрения жилищно-бытовых условий и возможности

размещения обслуживающего персонала оба варианта трассы магистрали

одинаковы.

Учитывая приведенные выше требования и рекомендации можно

прийти к выводу, что наиболее предпочтительным вариантом трассы

магистрали является второй вариант, т.к. она имеет наименьшую

протяженность между заданными пунктами и наименьшее количество

препятствий, усложняющих и удорожающих строительство.

Приложения содержат выкопировку из карты с указанием обоих

вариантов трассы магистрали.

2.1.2.Определение числа каналов на магистрали

Число каналов, связывающих заданные оконечные пункты, в

основном зависит от численности населения в этих пунктах и от степени

заинтересованности отдельных групп населения во взаимной связи.

Для варианта 50 население Киева с областью 5000000 жителей, а

население Севастополя с областью 1642000 жителей.

Количество населения в заданном пункте и его подчиненных

окрестностях с учетом среднего прироста населения, человек















100

, (1)

Численность в пункте А (Киев):

5100000

100

100000

1105

















Численность в пункте В (Севастополь):

1674840

100

32840

1101642

















Количество абонентов в зоне АМТС зависит от численности

населения в этой зоне и от уровня телефонизации в данной местности.

Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными

аппаратами 0,3 (30 телефонов на 100 человек населения) количество

абонентов в зоне АМТС

Hm  3,0

. (2)

153000051000003.0 

50245216748403.0 

Учитывая, что телефонные каналы в междугородней связи имеют

преобладающее значение, необходимо определить сначала количество

телефонных каналов между заданными пунктами.

Для расчета телефонных каналов используют приближенную

формулу:

111









тлф

yfn

, (3)

Таким образом, число каналов для телефонной связи между

Тамбовом и Владимиром равно:

12356,5

5024521530000

05,005,03,1 







ТЛФ

Кроме перечисленных каналов связи, на магистралях с

коаксиальным кабелем могут организовываться двухсторонние

телевизионные каналы, эквивалентные 1600 телефонным каналам, и тогда

общее число каналов в телекоммуникационной системе рассчитывается

по формуле:

ТВТЛФОБ

nnn  16002

(4)

104705160012352 

ОБ

2.1.3.Обоснование требований и выбор телекоммуникационной системы

передачи и кабеля

Выбор систем передачи и кабеля производится в соответствии с

рассчитанным общим числом каналов

ОБ

и исходя из технико-эконо-

мических соображений.

Рассчитанное значение

ОБ

=10470 каналов.

Выбирается СП К-10800 и кабель типа КМ-4. На магистральных

кабельных ЛС используется четырехпроводная схема организации связи.

При этом способ организации связи по КМ – однокабельный, т.е. цепи

передачи и приема размещены в одном кабеле. Телевизионные каналы

организуются также при работе СП К-10800 по среднегабаритным КП.

Всего будет организовано 10800 каналов, при этом 330 каналов будут

резервными.

Линейный спектр частот для СП К-10800: (4332-59700) кГц.

Затухание усилительного (регенерационного) участка - 39 дБ.

Расстояние между ОУП - 120 км.