Кабельная магистраль связи между городами Тамбов и Владимир
Содержание.
TOC o "1-1" 1. Введение. GOTOBUTTON _Toc409035981 1>1.
Наше время, в особенности последние десять лет, характеризуется бурным развитием телекоммуникационных технологий. Наряду с появлением новых форм передачи информации, совершенствуются традиционные виды и методы информационного обмена.
Современные средства связи позволяют передавать различные виды информации: телефонной, телеграфной, вещания, телевидения, передачи газет фототелеграфным методом, также передачи данных ЭВМ и АСУ. Современные сети электрической связи и сети передачи данных в нашей стране развиваются на базе Единой автоматизированной сети связи (ЕАСС).
Магистральная сеть связи страны на современном этапе развития базируется на использовании кабельных, радиорелейных и спутниковых линий связи. Эти линии дополняют друг друга, обеспечивая передачу больших потоков информации любого назначения на базе использования цифровых и аналоговых систем передачи. Кабельные линии связи, обладающие высокой защищенностью каналов связи от атмосферных влияний и различных помех, эксплуатационной надежностью и долговечностью, являются основной сетью связи страны. По кабельным сетям передается до 75% всей информации.
В настоящее время наиболее эффективными являются коксиальные кабели, которые позволяют передавать мощные пучки связи различного назначения. Быстрыми темпами внедряются на сетях оптические кабели.
Решающими факторами при внедрении новых систем связи сегодня являются скорость передачи информации и обеспечение высокого качества передачи. Внедрение интеллектуальных сетей, ISDN, сетей подвижной связи требует создания систем передачи информации, довлетворяющих самым современным требованиям.
Содержание курсового проекта, представляет собой разработку и проектирование кабельной магистрали для организации многоканальной связи различного назначения между городами Тамбовом и Владимиром.
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.
Согласно варианту задания (34) оконечными пунктами трассы магистрали являются города Тамбов и Владимир.
Трасса прокладки магистрали определяется расположением оконечных пунктов. Все требования, учитываемые при выборе трассы можно свести к трем основным: минимальные капитальные затраты на строительство; минимальные эксплуатационные расходы; добство обслуживания.
Для соблюдения казанных требований, трасса должна иметь наикратчайшее расстояние между заданными пунктами и наименьшее количество препятствий, сложняющих и дорожающих 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.
Для рассмотрения предлагаются два варианта трасс прокладки кабеля.
1. Вдоль шоссейной дороги Тамбов - Ряжск - Рязань - Спас-Клепики - Гусь-Хрустальный - Владимир. Продолжительность трассы - 515 км.
2. Вдоль шоссейной дороги Тамбов - Шацк - Сасово - Касимов - Тума - Гусь-Хрустальный - Владимир. Продолжительность трассы - 480 км.
Первый вариант трассы магистрали имеет на своем пути 22 пересечения с шоссейными и железными дорогами, в то время как второй вариант трассы имеет 16 таких пересечений. Кроме того, первый вариант трассы имеет большее число переходов через реки, что значительно сложняет строительство.
Достоинством первого варианта можно считать то, трасса проходит через областной город Рязань, в котором можно организовать выделение каналов из общего потока. Недостатком является большая протяженность трассы и сложнение строительства большим числом переходов через шоссейные и железные дороги и через реки. Кроме того, первый вариант трассы магистрали значительную часть своего пути проходит в непосредственной близости от электрифицированной железнодорожной линии, что вызывает необходимость применения дополнительной защиты от внешних влияний.
Оба варианта трассы имеют по одному переходу через судоходную реку Ока, но в первом варианте переход осуществляется в месте с меньшей шириной.
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, поскольку трасса в этом случае имеет меньшую длину, менее подвержена внешним влияниям и имеет меньшее число переходов через реки, шоссейные и железные дороги.
Таким образом, окончательно утверждаем трассу магистрали.
Вдоль автомобильной дороги Тамбов - Шацк - Касимов - Тума - Гусь-Хрустальный - Владимир.
Приложения содержат выкопировку из карты с казанием обоих вариантов трассы магистрали.
3.
Число каналов, связывающих заданные оконечные пункты, зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.
Численность населения в заданном пункте и его подчиненных окрестностях с четом среднего прироста населения определяется как:
4.
Выбор системы передачи и типа кабеля производится в соответствии с рассчитанным общим числом каналов и исходя из технико-экономических соображений.
На магистральных и внутризоновых кабельных линиях связи используется, как правило, четырехпроводная схема организации связи, при которой различные направления передачи осуществляются по разным двухпроводным цепям в одном и том же спектре частот. При этом способ организации связи по коксиальному кабелю - однокабельный, т. е. Цепи приема и передачи расположены в одном кабеле, по симметричному кабелю - двухкабельный, при котором цепи каждого направления передачи расположены в отдельном кабеле.
Поскольку рассчитанное число каналов nоб=1862 канала, то выберем цифровые системы передачи (ЦСП) с временным разделением каналов типа ИКМ-480´2 и кабель типа МКТ-4 с четырьмя малогабаритными коксиальными парами (КП). При четырехпроводной однокабельной схеме организации связи по четырем коксиальным парам (две в прямом и две в обратном направлении) будут работать две ЦСП типа ИКМ-480´2.
Всего будет организовано 1920 каналов, 58 каналов будут резервными.
Скорость передачи для ЦСП ИКМ-480´2 составляет 52 Мбит/сек.
Затухание силительного (регенерационного) частка - 55 дБ.
Расстояние между ОРП - 200 км.
5.
Диаметр центрального проводника среднегабаритной коксиальной пары— d=2,4мм.
Эквивалентная диэлектрическая проницаемость— eэ=1,12.
Испытательное напряжение при проверке электрической прочности изоляции— Uисп=1,7 кВ.
Расстояния между частками сближения ЛЭП и ЛС:
a1=100 м;
2=130 м;
3=90 м.
Длины частков сближения:
l1=6 км;
l2=7 км;
l3=7 км.
Ток короткого замыкания— I=3,6 кА.
Средняя продолжительность гроз— Т=36 часов.
Удельное сопротивление грунта— rгр=0,8 кОм м.
Коэффициент экранирования троса— Sтр=0,38.
6.
Конструктивный расчет кабеля заключается в расчете размеров всех элементов, входящих в состав кабеля.
Прежде всего, по заданному значению диаметра внутреннего проводника и исходя из нормируемого значения волнового сопротивления Zв=75 Ом, определяется внутренний диаметр внешнего проводника.
7.
Расчет первичных (R, L, C, G) и вторичных (a, b, Zв, uф) параметров передачи выполняется для пяти значений частот.
Для ЦСП скорость передачи в Кбит/сек равняется тактовой частоте fт системы передачи в Кгц. Для выбранной нами ЦСП ИКМ-480´2 скорость передачи равняется 52 Кбит/сек, следовательно тактовая частот системы передачи равна fт=52 Гц.
Таким образом, параметры передачи необходимо рассчитать на частотах:
0,1 fт=5,2 Гц;
0,25 fт=13 Гц;
0,5 fт=26 Гц;
0,75 fт=39 Гц;
fт=52 Гц.
Расчет первичных параметров передачи коксиальных пар из меди производится по следующим формулам:
·активное сопротивление, в Ом/км
8.
Линейный тракт ЦСП содержит передающее и приемное оборудование линейного тракта, регенерационные частки линии и регенерационные пункты, предназначенные для восстановления первоначальной формы, амплитуды и временных положений импульсов.
Большинство промежуточных регенерационных пунктов являются необслуживаемыми (НРП) и только часть этих пунктов является обслуживаемыми (ОРП). Необслуживаемые пункты питаются по тем же цепям, по которым передаются линейные сигналы.
Размещение ОРП осуществляется по возможности в крупных населенных пунктах, где они могут быть обеспечены электроэнергией, водой, топливом, словиями для обслуживающего персонала.
НРП размещаются на трассе через участки с примерно равным затуханием с таким расчетом, чтобы в любой точке тракта передачи разность между ровнем сигнала и помех не превышала допустимого значения.
Рассчитанный в предыдущем разделе коэффициент затухания цепей кабеля соответствует температуре 20° С (a20). Значение коэффициента затухания при температуре t° C (at) на глубине прокладки кабеля определяется по формуле, в дБ/км
9.
В курсовом проекте необходимо рассчитать переходное затухание на ближнем конце Ао и защищенность на дальнем конце Аз на длине регенерационного частка на тех же пяти частотах, на которых рассчитаны параметры передачи.
Взаимные влияния между коксиальными парами определяется конструкцией внешнего проводника коксиальных пар.
Сопротивление связи, в Ом/км
10.
На работу кабельных линий связи оказывает влияние ряд посторонних источников: линии электропередачи (ЛЭП). Контактные сети электрифицированных железных дорог, атмосферное электричество (удары молний), передающие радиостанции. Указанные источники создают в цепях кабельных линий опасные и мешающие влияния.
Необходимо оценить то опасное влияние, которое создает ЛЭП на симметричные цепи, находящиеся в сердечнике бронированного кабеля.
Рассматриваемая ЛЭП представляет собой трехфазную линию передачи с заземленной нейтралью. Она работает на переменном токе с частотой f=50 Гц. Опасное влияние возникает при нарушении нормального режима работы ЛЭП, например при заземлении провода одной из фаз в точке на конце регенерационного частка. В этом случае в ЛЭП возникает ток короткого замыкания I, достигающий больших значений и оказывающий на линию связи опасное магнитное влияние.
Трасса сближения, показанная на рис. 10.1 состоит из трех частков, длиной
l1=6 км;
l2=7 км;
l3=7 км;
и шириной сближения между ЛЭП и ЛС
a1=100 м;
2=130 м;
3=90 м.
Продольная ЭДС, индуцируемая в симметричных цепях кабеля связи определяется по формуле, в В
11.
Грозовые повреждения являются одним из самых серьезных повреждений кабельных линий связи. На вновь проектируемых междугородних кабельных линиях связи защитные мероприятия следует предусматривать по расчету на тех частках, где вероятная плотность повреждений превышает допустимую.
Вероятное число повреждений кабеля ударами молнии характеризуют плотностью повреждений. Под плотностью повреждений понимают общее количество отказов (повреждений с простоем связи), отнесенных к 100 км трассы в год.
Для определения плотности повреждений кабеля с металлическими защитными покровами необходимо знать следующие данные:
· интенсивность грозовой деятельности Т=36 часов;
· электрическую прочность изоляции жил по отношению к металлической оболочке Umax, В;
· удельное сопротивление грунта rгр=0,8 кОм м;
· сопротивление внешних защитных металлических покровов постоянному току Ro, Ом/км.
Электрическую прочность изоляции Umax можно определить по формуле
