Расчет защищенности от шумов незанятого канала

 

При отсутствии входных телефонных сигналов на входе кодера действуют слабые помехи, к которым относятся, например, собственные шумы и переходные помехи, остатки плохо подавленных импульсов, управляющих приемопередатчиками. Если к тому же характеристика кодера в силу нестабильности параметров его узлов и питающих напряжений окажется смещенной так, что уровень левого входного сигнала будет совпадать с уровнем решения кодера (рис. 5),то помеха с любой, сколь угодно малой амплитудой будет приводить к появлению кодовой комбинации, отличной от нулевой. В этом случае входной сигнал декодера будет представлять импульсы прямоугольной формы с размахом DUp(Uнор) (величины минимального шага квантования) и со случайными моментами перехода через нуль. Возникающие при этом шумы получили название шумов незанятого (″молчащего″) канала.

 

Рисунок 5 - Характеристика кодера при малых уровнях сигнала

 

Псофометрическая мощность незанятого канала

 

Ршнк = (s/2)2.Кп2.(2.DF.10-12/(600.fд), где

 

КП - псофометрический коэффициент (0.75),

s - шаг квантования, DF=3.1 КГц,

fд = 8кГц.

При равномерном квантовании

 

s = 2UОГР / NКВ = 2.1.094/512 = 0.00427 В,

Ршнк=(s/2)2.Кп2.(2.DF.10-12/(600.fд))= = =3.31 Вт.

 

При неравномерном квантовании

 

σ = 2 UОГР =2 .0.7746.100.05Pmax =2 . 0.7746.10 = 0.00534 В,

Ршнк = (s/2)2.Кп2.(2.DF.10-12/(600.fд)) = = =5.179 Вт.

 

Следует иметь в виду, что, несмотря на небольшую величину, шумы незанятого канала заметны для абонентов, поскольку не происходит их ″маскировки″ передаваемыми сигналами. По рекомендациям МСЭ (МККТТ) мощность шумов незанятого канала должна быть менее 320 пВт или их уровень не должен превышать значения 65 дБ.

Видно, что полученные значения шумов незанятого канала меньше рекомендованных МСЭ (МККТТ) значений. Значение шумов незанятого канала больше при неравномерном квантовании.

 

5. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ЦСП

 

Системы передачи с позиции теории надежности представляют собой сложные динамические системы, т.е. совокупность технических устройств или элементов, взаимодействующих в процессе выполнения производственных задач на основе определенной функциональной взаимосвязи.

Характерная особенность СП, как сложных динамических систем, состоит в рассредоточенности их оборудования и аппаратуры на больших территориях.

В теории надежности важным понятием является объект, т.е. изделие определенного целевого назначения. В нашем случае объектами могут быть многоканальные системы передачи, их аппаратура и оборудование, устройства, узлы, блоки и элементы.

Под надежностью системы передачи понимается свойство обеспечивать при заданных условиях эксплуатации передачу информации между абонентами с сохранением во времени параметров каналов и трактов в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Надежность СП и ее элементов является комплексным свойством и в зависимости от условий эксплуатации и назначения характеризуется безотказностью, сохранностью, ремонтопригодностью и долговечностью.

Оборудование СП, каналов и трактов является восстанавливаемым, т.е. его эксплуатация представляет чередование интервалов работоспособности и простоя. В момент простоя происходит восстановление работоспособности, и оборудование системы передачи вновь работает до отказа.

Опыт эксплуатации СП показывает, что плотность распределения наработки между отказами подчиняется экспоненциальному закону и изменению параметра потока отказов во времени, аналогично интенсивность отказов примерно постоянна l(t)»l, тогда вероятность безотказной работы

 

P(t)»e-lt.

 

Под вероятностью безотказной работы понимается вероятность того, что в пределах заданного интервала времени 0 - t отказ не возникает.

Среднее время безотказной работы при нормальной эксплуатации обратно пропорционально интенсивности отказов

 

tСР = 1/l

 

При оценке надежности некоторой сложной системы, состоящей из множества разнотипных элементов. Например, q1(t), q2(t),…qN(t) - вероятности безотказной работы каждого элемента на интервале времени 0…t, N - количество элементов в системе. Отказы отдельных элементов происходят независимо, а отказ хотя бы одного элемента ведет к отказу всей системы, т.к. в системе передачи все узлы соединяются друг с другом последовательно. Поэтому вероятность безотказной работы системы в целом равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных узлов.

 

                 N

РСИСТ(t) = Õ(1-qi),

                  i=1

 

где qi - интенсивности отказов отдельных ее элементов.

 

         N

Рi(t)=Õei-lt = eСИСТ-l t,

       i=1

 

               N

где lСИСТ = åqi.

              i=1

Среднее время безотказной работы в течение заданного времени определяется для t1 = 24 часа (сутки), t2 = 720 часов (месяц), t3 = 2160 часов (3 месяца), t4 = 4320 часов (6 месяцев), t5 = 8760 часов (год).

Работоспособность оборудования СП, каналов и проектов характеризуется коэффициентом готовности

 

КГ = ТСР / (ТСР + ТВ).

 

В качестве примера рассмотрим расчет показателей надежности образования между станциями А и Б. Структурная схема преобразования приведена на рисунке 6.

 

Ст.А

 

                                                                                                       

Ст.Б

АОП - аппаратура образования первичного цифрового тракта (САЦК-1) - 2 стойки; ВВГ - аппаратура вторичного временного группообразования - 2 стойки; ТВГ - аппаратура третичного временного группообразования - 2 стойки; ЧВГ - аппаратура четвертичного временного группообразования - 2 стойки; ОЛТ - аппаратура оконченного линейного трактата - 2 стойки; СДП - стойка дистанционного питания;

Рисунок 6 - Структурная схема образования

Расчет суммарной эффективности отказов для образования, размещенного в ОП1 и ОП2 определяется выражением

 

lСИСТ=2lСАЦК+NВВГlВВГ+NТВГlТВГ+NЧВГlЧВГ+NОЛТlОЛТ= = =  1/ч, где

 

N и l - соответственно, число комплектов и интенсивности отказа одного комплекта заданного оборудования.

Исходя из полученной интенсивности отказа lСИСТ, можно определить коэффициент простоя

 

КПоп = lСИСТ ТВ / (1+lСИСТ ТВ) =

 

Суммарная интенсивность отказов для оборудования НРП определяется с учетом того, что НРП структурно состоит из двух комплектов ОЛТ

 

lНРП = NНРП 2lОЛТ = = 0.0183 1/ч

 

При оптимальной стратегии восстановления с учетом того, что время подъезда составит в этом случае t1 = 2часа, имеем по типу выражение

 

КПнрп=lНРП(ТВнрп-0.7t1)/(1+lНРП ТВнрп) = 0.0183(2.5-0.7.2)/(1+0.0183.2.5) = =0.0192

 

На основе полученных результатов можно вычислить суммарный КП системы при традиционной стратегии

 

КПсум = КПоп + КПнрп. =

Величина общего простоя системы достаточно маленькая величина. Сравнивая полученные ресчетным путем данные с приведенными в метоических указаниях, можем сделать вывод, что обеспечивается требования к проектируемой, нас удовлетворяет надежность используемой аппаратуры.

 

6. РАСЧЕТ ТРЕБОВАНИЙ К ПАРАМЕТРАМ КАЧЕСТВА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО ОЦК В СООТВЕТСТВИИ С РЕКОМЕНДАЦИЕЙ МСЭ.G821

 

В соответствии с рекомендацией МСЭ (МККТТ) G.821 для ОЦК на международном соединении вводятся следующие требования к параметрам качества:

А - при оценке в одноминутных интервалах не, чем в 99 % измерений должно быть не более 4-х ошибок;

Б - при оценке в односекундных интервалах не менее, чем в 99,8 % измерений должно быть не более 64-х ошибок;

В - при оценке в односекундных интервалах не менее, чем в 92 % измерений ошибки должны отсутствовать.

Рекомендуемое общее время оценки состояния канала - один месяц.

Исходя из этих норм, можно рассчитать требования к параметрам качества (А, Б, В) на отдельных участках номинальной цепи ОЦК ВСС, воспользовавшись выражением.

 

К*к = 100 - (100-Кк). a/100

 

Где Кк - допустимое значение соответствующего параметра качества, указанное в рекомендации G. 821 %;

a - часть общих норм на параметры качества, отведенная на данный участок номинальной цепи ОЦК ВСС, % (для магистрального участка a = 20 %).

Расчет значений параметров качества для конкретной линии протяженностью l км можно произвести по формуле

 

К**к = 100 - (100-К*к). l/lуч,

где lуч - номинальная протяженность соответствующего участка сети.

Для магистральной сети lуч =12500 км, Ка=98 %, Кб=99.96 %, Кв=98.4 %.

 

К*а = 100 - (100-Ка). a/100 =99.6;

К*б = 100 - (100-Кб). a/100 =99.992;

К*в = 100 - (100-Кв). a/100 =99.68;

К**а = 100 - (100-К*а). l/lуч=99.923;

К**б = 100 - (100-К*б). l/lуч=99.998;

К**в = 100 - (100-К*в). l/lуч=99.939

 

7. РАСЧЕТ ЦЕПИ ДИСТАНЦИОННОГО ПИТАНИЯ И СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ СВЯЗИ ДЛЯ УЧАСТКОВ

 

Дистанционное питание линейных регенераторов в основном осуществляется стабилизированным постоянным током по схеме “провод-провод” с использованием фантомных цепей симметричного кабеля или центральных жил коаксиальных пар. При этом НРП включаются в цепь ДП последовательно.

Дистанционное питание подается в линию от блоков ДП, устанавливаемых либо на стойках ДП, либо на стойках оборудования линейного тракта, которые размещаются на оконечных (ОП) и промежуточных обслуживаемых регенерационных пунктах (ОРП). При этом на секции ОРП-ОРП (или ОП - ОРП), называемой секцией дистанционного питания, организуется два участка дистанционного питания: половина НРП обеспечивается питанием от одного ОРП, а вторая половина - от другого ОРП.

При расчете напряжения на выходе блока ДП следует учитывать падение напряжения на участках кабеля и на НРП:

 

Uдп = Iдп.R0.lдп +Uнрп.n, где Iдп - ток дистанционного питания, А;

 

R0- километрическое сопротивление цепи кабеля, используемой для передачи ДП постоянному току, Ом/км;

lдп - длина участка ДП, км;

n - число НРП питаемых от одного ОП (или ОРП);

Uнрп - падение напряжения на одном НРП, В;

R0 для ЗК 1x4x1.2 = 31.7 Ом/км;

R0 для МКТ- 4 с парами 1.2/4.6 = 31.7 Ом/км;

 

lдп (ИКМ-120-А) = 200 км, Iдп = 125 мА, n =Lвнз/Lусил.уч= 200/2.915=69;

lдп (ИКМ-480) = 200 км, Iдп = 200 мА, n = Lмест/ Lусил.уч= 200/1.507=133;

 

где Lвнз,Lмаг - длины участков между ОП и ОРП (ОРП и ОРП),

Lусил.уч - длина усилительного участка ЦСП, т.е длина участка регенерации, км:

· для ИКМ-120-А Lусил.уч = 2.915 км;

· для ИКМ-480 Lусил.уч = 1.507 км;

Таким образом,Uдп равен:

Uдп (ИКМ-120-А) = 125.10-3.31.7.200+6.29=966.5 В

Uдп (ИКМ-480) = 200.10-3.31.7.200+6 65.=1658 В

На основе технических данных ЦСП, полученных значений и расчета цепи дистанционного питания, осуществим размещение НРП и ОРП в каждом из проектируемых участков сети. По результатам составим схему организации связи:

Для внутризонового участка:

 

 

Для магистрального участка:

 

 

8. КОМПЛЕКТАЦИЯ НЕОБХОДИМОГО ОБОРУДОВАНИЯ

 

КОМПЛЕКТАЦИЯ СТАНЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ВНУТРИЗОНОВОЙ СЕТИ

 

Комплектация оборудования ИКМ-120-А

Система ИКМ-120-А предназначена для организации каналов на местных и внутризоновых сетях при использовании симметричных кабелей ЗКПАП и МКС. Она позволяет организовать 120 каналов ТЧ при скорости передачи цифрового группового потока 8448 кбит/c. Кроме того, дополнительно можно организовать 4 цифровых канала для передачи дискретной информации с суммарной пропускной способностью 32 кбит/c. Предусмотрена возможность аналого-цифрового преобразования вторичной стандартной группы.

Требуемую дальность связи 600 км, определяемую максимально возможной протяженностью внутризоновой сети, обеспечивают обслуживаемые (ОРП) и необслуживаемые (НРП) регенерационные пункты. Номинальная длина участка регенерации составляет 5км. На внутризоновых сетях линейный тракт строится с использованием двух кабелей, а на местных одного. В линейном тракте используется код типа КВП-3.

В состав оконечной аппаратуры ИКМ-120-А входит оборудование вторичного временного группообразования (ВВГ), аналого-цифрового преобразования сигналов вторичной группы (АЦО ЧРКВ), оконечное оборудование линейного тракта (ОЛТ) и комплект контрольно-измерительных приборов. Линейный тракт кроме ОЛТ должен содержать обслуживаемые и необслуживаемые регенерационные пункты.