Курсова. Курсовий проект
 Скачать 1.92 Mb.
|
 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ УНІВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ КАФЕДРА ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ ТА МЕРЕЖ КУРСОВИЙ ПРОЕКТ з дисципліни «ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІ СИСТЕМИ ПЕРЕДАЧІ» Студента 3 курсу групи напряму підготовки: телекомунікації спеціальність: радіотехніка Варіант: 67 Викладач: доцент кафедри телекомунікаційних систем та мереж э Національна шкала_______________ Кількість балів:______Оцінка:_______ Київ – 2021 Технічне завданняПротяжність лінійного тракту L = 200 км; Кількість переприйомів по ТЧ n = 3; Кількість каналів передачі N = 120; Захищеність від спотворень квантування на виході каналу Акв = 24 дБ; Середній час відновлення циклового синхронізму Тв = 4,0 мс; Припустима вірогідність помилки на І км лінійного тракту Р0 = 5 * 10 -11 І/км; Коефіцієнт шуму коректуючого підсилювача F = 7; Амплітуда імпульсу на виході регенератора Uпер = 4,5 В; Кодова послідовність символів 1000100001000001 ЗмістТехнічне завдання 2 Вступ 4 1. Вибір частоти дискретизації. Розрахунок кількості розрядів в кодовому слові і захищеності від спотворень квантування на виході каналів ЦСП 6 2. Розробка збільшеної структурної схеми кінцевого обладнання ЦСП 8 3. Розробка структури часових циклів первинного цифрового сигналу i розрахунок тактової частоти агрегатного цифрового сигналу 13 4. Побудова сигналу на виході регенератора для заданої послідовності символів. Розрахунок i побудова часової діаграми сигналу на виході корегую чого підсилювача регенератора 16 5. Розрахунок максимальної довжини ділянок регенерації i набір типу кабеля 21 6. Оцінка надійності лінійного тракту ЦСП 24 Висновок 26 Література 27 ВступОсновною тенденцією розвитку телекомунікацій у всьому світі є цифровізація мереж зв’язку, що передбачає побудову мережі на базі цифрових методів передачі і комутації. Це пояснюється наступними істотними перевагами цифрових методів передачі перед аналоговими. Висока перешкодостійкість. Представлення інформації в цифровій формі дозволяє здійснювати регенерацію (відновлення) цих символів при передачі їх по лінії зв’язку, що різко знижує вплив перешкод і спотворень на якість передачі інформації. Слабка залежність якості передачі від довжини лінії зв’язку. В межах кожної регенераційної ділянки спотворення переданих сигналів виявляються малим. Довжина регенераційної ділянки і устаткування генератора при передачі сигналів на великі відстані залишаються практично такими ж, як і в разі передачі на малій відстані. Так, при збільшенні довжини лінії в 100 разів для збереження незмінним якості передачі інформації досить зменшити довжину регенераційної ділянки лише на декілька відсотків. Стабільність параметрів каналів ЦСП. Стабільність і ідентичність параметрів каналів (залишкового загасання, частотної і амплітудної характеристик і ін.) визначаються в основному пристроями обробки сигналів в аналоговій формі. Оскільки такі пристрої складають незначну частину устаткування ЦСП, стабільність параметрів каналів в таких системах значно вища, ніж в аналогових. Цьому також сприяє відсутність в ЦСП впливу завантаження системи на параметри окремих каналів. Ефективність використання пропускної спроможності каналів для передачі дискретних сигналів. При введенні дискретних сигналів безпосередньо в груповий тракт ЦСП швидкість їх передачі може наближатися до швидкості передачі групового сигналу. Якщо, наприклад, при цьому використовуватимуться часові позиції, відповідні лише одному каналу ТЧ, то швидкість передачі буде близька до 64 кбіт/с, тоді як в аналогових системах вона зазвичай не перевищує 33,6 кбіт/с. Можливість побудови цифрової мережі зв’язку. Цифрові системи, передачі у поєднанні з цифровими системами комутації є основою цифрової мережі зв’язку, в якій передача, транзит і комутація сигналів здійснюються в цифровій формі. При цьому параметри каналів практично не залежать від структури мережі, що забезпечує можливість побудови гнучкої розгалуженої мережі, яка володіє високими надійними і якісними показниками. Високі техніко-економічні показники. Передача і комутація сигналів в цифровій формі дозволяють реалізовувати устаткування на єдиних апаратних платформах. Це дозволяє різко знижувати трудомісткість виготовлення устаткування, значно знижувати його вартість, споживану енергію і габарити. Крім того, істотно спрощується експлуатація систем і підвищується їх надійність. 1. Вибір частоти дискретизації. Розрахунок кількості розрядів в кодовому слові і захищеності від спотворень квантування на виході каналів ЦСПДослідження мови, проведенні Міжнародним телекомунікаційним союзом (МТС) показує, що мова – це процес, частотний спектр якого знаходиться в межах від 50 до 10000 Гц. Встановлено, що якість мови залишається цілком задовільною, якщо обмежити спектр знизу і згори частотами 300 і 3400 Гц. Ці частоти прийняті МТС як межі ефективного спектру мови. При вказаній смузі частот зберігається хороша розбірливість мови і задовільна натуральність її звучання. При переході від аналогового мовного сигналу до цифрового це значення було прийнято рівним fв = 4 кГц. Для неспотвореного відновлення безперервного сигналу з дискретного необхідно скористатися теоремою Котельникова, виходячи з якої частоту дискретизації fд обирають не нижче подвоєної ширини його спектру. Це означає, що при заміні безперервною кривою електричного струму на виході мікрофону телефонного апарату відліковими значеннями останні необхідно брати з частотою fд = 8 кГц або, іншими словами, не рідше, ніж через tд = 1/8000 = 125 мкс. Форма спектральної діаграми AIM-сигналу при використанні номінальної частоти дискретизації, принята МТС, представлена на рис. 1.1.   Рис 1.1. Наступним кроком передачі телефонного сигналу, після дискретизацїі, с квантування. В курсовому проекті використовусться нерівномірне квантування, при-якому крок квантування має мінімальне значення для слабких сигналів i збільшується із збільшенням рівня сигналів. При нерівномірному квантуванні шкала квантування нелінійна. Простіше кажучи, слабкі сигнали квантуються з більшою точністю ніж більш потужні. Такий підхід дасть можливість спростити конструкцію квантувача, адже зменшусться число розрядів коду. Даний вид квантування базується на 16-сегментній характеристиці, яка відповідає А-закону. В цьому випадку весь динамічний діапазон ділять на 16 відрізків по вісім для кожної полярності. Розрахуємо кількості розрядів в кодовому слові i захищеності від спотворень квантування на виході каналів ЦСП. Максимум захищеності в діапазоні рівнів - 36 дБ > р > -m, досягається при р = 20 — log(64-1 ) = -36 дБ i складає Акв.0 = 6 m - 10 дБ, де m - кількість розрядів в кодовому слові, якe знаходиться по формулі:  m =  = 8 (1.1)Визначаємо по наступній формулі мінімальну величину захищеності сигналу в пункті прийому в діапазоні рівнів – 36 дБ ≥ р ≥ - ∞ Акв.min = 6 * m – 17 – 10 log (n+1) = 6 * 8 – 17 – 10 * log (4 + 1) = 24 дБ (1.2) Максимальна величина захищеності в тому ж діапазоні буде приблизно на 3 дБ більше максимальної Акв.max = Акв.min + 3 = 25 + 3 = 28 дБ Захищеність при р = - 36 дБ приблизно на 2 дБ вище Акв.min Акв.0 = Акв.min + 2 = 25 + 2 = 27 дБ Значення захищеності від спотворень квантування в діапазоні рівнів 0 дБ ≥ р ≥ - 36 дБ лежать між цими прямими. У діапазоні 0 дБ ≥ р ≥ -∞ дБ квантування є рівномірним і тому Акв зменшується на 1 дБ при зменшенні рівня сигналу на таку ж величину. Діапазон зміни рівня сигналу, в якому захищеність залишається не нижче заданої, знаходять безпосередньо з рис. 1.2.  Рис. 2 2. Розробка збільшеної структурної схеми кінцевого обладнання ЦСПЗгідно умови необхідно організувати N = 120 каналів тональної частоти (ТЧ). Щоб завантажити всі пари кабелю, необхідно включити два ідентичних ЦСП. що включають стандартну апаратуру аналого-цифрового обладнання (АЦО-30). Оскільки треба мати на увазі, що лінійний тракт розроблюваної ЦСП будується або на основі коаксіального кабелю, що мас чотири коаксіальні пари (при однокабельній схемі), або на основі симетричного одночетвіркового кабелю (при двокабельній системі). Розрахуємо кількість комплектів N 120 М = 2 = 2 = 2 ( 2.1) 30 30 Розробимо структурну схему кінцевого устаткування ЦСП (рис.2.1) за допомогою стандартного 30-ти канального устаткування АЦО (рис.2.2) i обладнання вторинного часового групоутворення (ОВЧГ) (рис.2.3). Розглянемо тракт передачі апаратури. Поступаючий на двопровідні входи від N абонентів сигнал (див. рис. 2.2) через диференційну схему (ДС) надходять на вхідні підсилювачі ТЧ (ПТЧ), де нормалізуються по рівню передачі. Обмежений по спектру за допомогою ФНЧ— 3.4 сигнал піддасться дискретизації за часом в канальному модуляторі AIM—1, який с електронним ключем. Роботою ключів керують канальні імпульси від генераторного устаткування, зрушені один відносно одного на величину канального інтервалу Tкі,. Частота слідування цих імпульсів в каналі дорівнює частоті дискретизації fд = 8 кГц. В результаті формується канальний сигнал амплітудно імпульсної модуляції (AIM), з інтервалом між імпульсами 125 мкс. Ці сигнали об'єднуються з аналогічними сигналами інших каналів, тобто формується груповий сигнал AIM, який надходить в груповий тракт AIM—1. У груповому підсилювачі ГП-1 імпульси AIM—I посилюються, а потім перетворюються в імпульси AIM-2, тобто розширюються по тривалості i набувають плоскої вершини. Це необхідно для подальшого ïx кодування. Частота слідування імпульсів групового сигналу AIM визначається: fгр = fд * (Nкі + 2) = 8 * (30+2) = 256 МГц (2.2) де (N кi + 2) — загальне число канальних інтервалів в каналоутворюючій апаратурі. Через підсилювач ГП—2 груповий сигнал AIM-2 надходить на вхід кодуючого пристрою. У кодері що виконує функції квантування сигналів по рівню i кодування квантових сигналів, кожен імпульс групового сигналу AIM—2 за допомогою т-значного коду перетвориться в кодову rpyпy, послідовність яких утворює імпульсно—кодовий сигнал в цифровій формі, тобто цифровий груповий сигнал. Цей інформаційний сигнал 30-ти каналів ТЧ в надходить до пристрою формування групового сигналу (ФГС) д е проходить об’єднання. Також до цього сигналу додаються службові сигнали та синхросигнал з формувача синхросигналу ФСС. До службових сигналів відносяться: сигнали управління i взасмодіі (CYB); сигнали дискретної інформації (телеграфному зв'язку); Після ФГС сформований цифровий сигнал надходить до вихідного пристрою. Процес обробки сигналів в тракті прийому апаратури виконусться в зворотній послідовності. Прийнятий цифровий лінійний сигнал (ЦЛС), пройшовши вхідний пристрій, надходить в регенератор станційний (PC), де він відновлюється по амплітуді, формі i тривалості. Видільник тактової частоти (ВТЧ) забезпечує формування імпульсів тактової частоти для генераторного устаткування приймальної частини апаратури. У перетворювачі коду прийому ПКпр біполярний ЦЛС перетвориться в однополярний цифровий груповий сигнал (ЦГС), який надходить в розподільник групового сигналу (РГС). У ньому виділяються всі службові та синхросигнали, які подаються у відповідні пристрої прийому: приймачі сигналів синхронізації (Пp.CC); приймачі CYB та ДІ; плату контролю i сигналізації (ПKC) для прийому сигналів про аваріі. Інформаційний потік з виходу РГС надходить в декодер , де з послідовності одиниць i нулів кодових гpyп формується груповий сигнал АЩ. Цей сигнал після підсилення в груповому підсилювачі ГП—3 надходить на часові сектори (ЧС) каналів. Кожен з них замикається по черзі i виділяє лише послідовність сигналу AIM даного каналу. 3 цієї послідовності імпульсів за допомогою ФНЧ—3.4 відновлюється переданий з протилежної кінцевій станції аналоговий (мовний) сигнал. Він підсилюється в підсилювачі ТЧ (ПТЧ) до значення 4 дБ на виході підсилювача i через ДС каналу надходить на двопровідний вихід каналу ТЧ для передачі абонентові. Після об'єднання груповий сигнал 30-ти каналів надходить на блок цифрового сполучення тракту передачі БЦСпер (див. рис. 2.3). При посимвольному об'єднанні в пристрої об’єднання НО символи коротшають i розподіляються в часі так, щоб в інтервалах, що звільнилися, між імпульсами кожної з таких систем могли розміщуватися імпульси інших систем. Після об'єднання груповий сигнал надходить на ПКпер де в результаті перекодування формується лінійний цифровий сигнал, який через лінійний трансформатор Трл, після станційного регенератора CP надходить в лінійний тракт. На прийомній стороні прийнятий ЛЦС з лінійного тракту проходить через лінійний трансформатор i надходить на станційний регенератор СР. Імпульси ЛЦС відновлюються в СР за формою і часовим положенням, надходять на ПКпр – де вони перетворюються на двійкові імпульсні коди, Тут за допомогою видільника тактової частоти ВТЧ та приймача синхросигналу Пр.СС з цифрового сигналу виділяється коливання тактової частоти, що керують роботою генераторного устаткування. Далі виконуються операції зворотні тракту передачі – відбувається розподіл цифрових потоків в пристрої розподіл ПР і БЛСпр. Далі цифровий сигнал подається до АЦО-ЗО. На кінцевій станції та ОРП для живлення НРП передбачаються блоки дистанційного живлення ДЖ. Струм ДЖ передається по штучному ланцюгу через «середні точки» лінійних трансформаторів.  Рис. 2.1   Рис. 2.3 На виході АЦО-30 утворюється цифровий груповий сигнал первинної ЦСП з тктовою частотою руху кодових символів: fT1 = fд(Nкі + 2) * m = 8 * (30 + 2) * 8 = 2048 кГц 3. Розробка структури часових циклів первинного цифрового сигналу i розрахунок тактової частоти агрегатного цифрового сигналуЗгідно з розрахунками, які приведені вище, число розрядів в канальному інтервалі дорівнює m = 8 згідно розд.2 застосуємо обладнання ІКМ-30. Оскільки число розрядів в канальному інтервалі дорівнює m=8, то згідно умови не потрібно вносити зміни до стандартного циклу. Структура циклу та надциклу передачі ЦСП ІКМ—30 подана на рис. 3.1.    Основні параметри стандартної ІКМ-30 наступні: тактова частота цифрового сигналу в лінії — 2048 кГц; частота дискретизації — 8 кГц; кодування восьмирозрядне, нелінійне (характеристика командування— квазілогорифмічна типу A—87,6/13); код в цифровій лінії передачі квазітрійковий з чергуванням полярності імпульсів; середній час відновлення синхронізму по циклах i надциклам не перевищус 4.5 мс. Цифровий сигнал в лінії складається з послідовно передаваємих надциклів тривалістю 4.5 мс. Надцикл об'єднує: 16 циклів, тривалість кожного з них 125 мкс. Нумерація циклів починається з нульового: Ц0, Ц1 .., Ц15. Цикл розбитий на 32 канальних інтервалу (Ш) по вісім тактових інтервалів кожен (Pl—P8) (відповідно до розрядності використовуваного коду). Канальні інтервали в циклі нумеруються, починаючи з нульового: КІ0, KI1 . Ш31. В табл, 3.1 представлена структура канальних інтервалів ІКМ—30. Структура побудови надциклу i циклу показана на рис. 3.1. Початок циклу визначається синхрогрупою вигляду 00111011, яка передається в нульовому канальному інтервалі парних циклів. Частота слідування синхросигналу 4 кГц. Оцінити середній час пoшyкy синхросигналу можна такимчином: В АЦО прийнято m — 8 а кількість канальних інтервалів дорівнює Ш - 32 У нульовому канальному інтервалі кожного парного циклу передасться i синхросигнал, що складається з mc = m — 1 = 7 розрядів. Оскільки синхросигнал передасться через цикл (То == 2 Tц = 2 0.125 = 0.25 мс) то у кожному парному циклі розміщується 31*m = 248 інформаційних позицій, а в кожному непарному — 32*m = 256. Загальна кількість інформаційних позицій між двома сусідніми синхрословами Кі = m • (31 + 32) = 8 * (31 + 32) = 504 Середній час пошуку синхросигналу дорівнює   0.25 = 1,25 мс З принципу дії приймача синхросигналу виходить, що час накопичення по виходу в синхронізм t н. вих. = o * r вих = 0.25 • 4 = 1 мс, а час накопичення по входу в синхронізм t н.вх. = t o * r вих = 0.25 • 2 = 0.5 мс, де rвиx i me — відповідно коефіцієнти накопичення по виходу з синхронізму i входу в синхронізм вибираємо. Накопичувачі с лічильники із скиданням i зазвичай мають ємкість по входу від 2 до 3 комірок, по виходу від 4 до 6 комірок. Т н.р. = t н. вих.+ t н + t н.вх = 1 + 1,25 + 0,5 = 2,75 мс. В даному випадку виконується умова Тв > Тв.р. (Ту = 3.6 мс), це говорить про те, що за цей відрізок часу не станеться розмикання приладів ATC. Завдання другого рівня цифрового групоутворення полягає в об'єднанні декількох компонентних цифрових сигналів в агрегатний сигнал з відповідно більшою швидкістю передачі. Відомо два методи групоутворення: синхронне i асинхронне. 1. Асинхронне об'єднання цифрових потоків з узгодженням швидкостей передачі символів цифрового сигналу застосовується при формуванні цифрових потоків вторинних, третинних, i більш старших порядків, причому знаходять застосування системи як в однобічному, так i в двосторонньому узгодженні швидкостей передачі. 2. А в цифровому потоці при синхронному об'єднанпі часові зсуви мають постійну частоту слідування. При асинхронному об'єднанні період часових зрушень за рахунок появи неоднорідностей міняється, i положения часових зсувів при появі неоднорідностей потрібно коректувати. Чого непотрібно робити при синхронному об'єднанні. У ЦСП, що розробляється, рекомендується використовувати синхронне об'єднання, тому що реалізація його здійснюється простішими технічними засобами. Розрахуємо тактову частоту агрегатного цифрового сигналу fт = fri * М * (г + 1) = 2048 • 2 * (0.02 + 1) = 4177.92 де М=2 — кількість об'єднаних компонентних сигналів; г - 0,01 ...0,02. 4. Побудова сигналу на виході регенератора для заданої послідовності символів. Розрахунок i побудова часової діаграми сигналу на виході корегую чого підсилювача регенератораДо складу обладнання лінійного тракту ІКМ-30 входить ОЛТ, обслуговусмі та необслуговусмі регенераціині пункти. Структурна схема ЛТ представлена на рис. 4.1.  Устаткування лінійного тракту призначене для формування i прийому лінійного сигналу, здійснення дистанційного живлення i телеконтролю HPП, а також для організації службового зв'язку. На вході ОЛТ існує цифровий сигнал, який складається з імпульсів, що являють 1 та 0. Спектр цієї послідовності мас дискретну складову на тактовій частоті f, i суцільну область, що тягнеться до 2fт від нуля, тобто від постійної складової. Фізична ж лінія передачі включає лінійні трансформатори, підсилювачі в тракті містяться перехідні конденсатори, які (i трансформатори i конденсатори) не пропускають постійну складову, крім того, широкий спектр послідовності вимагає широкої смуги лінії передачі. А обмеження лінійної смуги i знизу i згори створює значне спотворення сигналу. Тому для передачі лінії використовується так звані квазітрійковий код з 3-х символів. 0 передасться паузою 0, а 1 передасться почерговою зміною позитивного або негативного імпульсів. Цей код називається ЧПІ — чергування полярності імпульсів. Особливість спектру коду ЧГП полягає в тому, що основна енергія спектру зосереджена в області половинної тактової частоти, відсутня постійна складова область частот, яка розширює спектром майже в двоє, чим при бінарному коді, що полегшує вимоги до лінії передачі i знижує спотворення імпульсів. Однак с певний недолік відсутня дискретна складова на тактовій частоті, що робить неможливою організацію тактової синхронізації. Для відновлення тактової синхронізації код ЧПІ треба перетворити в початковий біполярний код, тобто виробити випрямлення послідовності ЧПІ, i виділити з нього сигнал тактової частоти. В той же час, код ЧПІ мас ще один істотний недолік: якщо в цифровій послідовності буде підряд декілька нулів (пропусків), то може зірватися тактова синхронізація. Серія нулів може виявитися за відсутності розмови (коли немає сигналу). Для боротьби з цим явищем код ЧПІ розвинувся в код 3 високою щільністю одиниць — КВЩ—Nв. В цьому коді певна кількість нулів замінюється спеціальною комбінацією символів, в якій порушений закон чергування полярностей. Простий код з цієї групи — це код КВЩ—3, де унеможливлюється поява більш 3—x нулів підряд. Кожна комбінація з чотирьох послідовних нулів замінюється комбінацією OOOV або OBOV, де B— імпульс, полярність якого протилежна до полярності попереднього кодового сигналу, що відповідає закону чергування полярності імпульсів, а V імпульс, полярність якого повторює полярність попереднього імпульсу. Алгоритм формування КВЩ-3 наступний. До тих пір, поки не з'явиться більше трьох підряд нульових символів, цей код формується так само, як i код з ЧПІ. Якщо в двійковому коді з'являються чотири або більш 0, то кожна комбінація з чотирьох послідовних 0 заміщається однією з комбінацій, приведених в табл.4.1. Табл 4.I
Проведемо перетворення заданої кодової послідовності імпульсів (див. рис. 4.2). 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1  Рис. 4.2 Кодова послідовність імпульсів: а — уніполярний двійковий код; б — код з ЧПІ; в — код КВЩ—3 згідно таблиці 4.1. Важлива перевага ЦСП с в можливості регенерації цифрового сигналу. Завдання регенерації полягає у відновленні первинної форми, амплітуди i часового положення імпульсів. Причинами спотворень прямокутної форми імпульсів на виході фізичного ланцюга с лінійні, частотні i фазові спотворення, що вносяться ланцюгом, Через ці спотворень імпульси значно збільшують свою тривалість. Тому на кожен символ, що поступаю на вхід регенератора, після проходження ділянки ланцюга, впливає безліч сусідніх символів цифрового коду. Для зменшення міжсимвольних спотворень сигнал до регенерації коректують. Одночасно здійснюється його посилення. Ці операції виконуються коректуючим підсилювачем (KП) що включається на вході регенератора (див. рис.4.3). Рішення про переданий символ (0 або 1 для двійкового коду, —1, 0, +1 для трійкового коду) виносить вирішальний пристрій (ВЦ). Вхід BП будемо називати точкою рішення регенератора (TPP).  На рис. 4.4, а зображений цифровий сигнал на вході ділянки регенерації; ТТ = 1/fr - тактовий інтервал. На рис. 4.4, б, 4.4, в та 4.4, г суцільними кривими зображені сигнали в TPP при різних тривалостях відгуку на самотній імпульс: TT, 2Тт, ЗТт (по основі імпульсу). Пунктирними кривими показані відгуки на кожний окремий кодовий імпульс. Суцільний сигнал знаходять сумуванням цих відгуків. Для зручності максимум кожного відгуку поєднаний з серединою прямокутного імпульсу. В дійсності імпульси на виході KП з’являються з деякою затримкою в часі, яка не мас значення для подальших розмірковувань i тому не враховується. Сигнал з виходу KП надходить на BП регенератора, на другий вхід якого: подаються синхроімпульси, сформовані у виділювачі тактового синхросигналу. (BTC ) (рис. 4.4, д). На виході BП в кожний тактовий момент часу з’являється 1, якщонапруга сигналу на його вході по абсолютній величині більше порогового значення Uпор. В іншому випадку формується 0. Величину Uпор вибирають рівною половині амплітуди імпульсу на виході KП. Розглянемо сигнал, зображений на рис. 4.4, 6. Видно, що міжсимвольні спотворення відсутні, так як окремі відгуки не перекриваються з часом. Такий сигнал легко регенерусться (рис. 4.4, е).  Сигнал, отриманий сумуванням відгуків з подвійною тривалістю (рис. 4.4, в), також може бути регенерований без помилок, не дивлячись на те, що міжсимвольні спотворення мають тут місце. При сильних спотвореннях, що виникають при збільшенні тривалості відгуку до 3TT i більше, з’являються помилки при регенерації (рис. 4.4, г i 4.4, ж). Однак це не означає, що для зменшення вірогідності помилки при регенерації необхідно повністю позбавитись від міжсимвольних спотворень. Справа в тому, що приведений вище якісний аналіз не враховує наявності завад в лінійному тракті. Щоб зменшити тривалість відгуку, необхідно збільшити ширину смуги частот, в якій використовується кабельне коло (нагадуємо, що чим вужче імпульс, тим ширше його спектр частот). Це в любому випадку приведе до зменшення захищеності від власної завади в TPP i збільшенню вірогідності помилки регенерації за рахунок цієї завади. Тому вибір форми i тривалості відгуку в TPP с результатом компромісу м ж величиною міжсимвольних спотворень i рівнем завад. Використаємо відгук g0 = sin (2π  ) /2 π [1-(4 )2]Його ефективна тривалість (по основі) дорівнює 2T- Вид відгуку показаний на рис. 4.5, а, з якого видно, що відгук мас малий рівень бокових пелюсток (при )t) > T-Т ).Практично можна вважати, що при t більше 2Тт, g0 = 0. Тому міжсимвольні спотворення розповсюджуються тут не більше ніж на 4 сусідні символи. Крім того, імпульс(4. 1) мас доволі вузький спектр частот, зосереджений переважно в низькочастотній області частотного діапазону від 0 до fТ (рис. 4.5, б), де загасання кабельного кола порівняно невелике. Ці властивості відгуку i його спектру частот дозволяють в певній мірі забезпечити допустимий компроміс між завадами i міжсимвольними спотвореннями. Так, як функція парна, то g (t) = g0(—t). Результати розрахунку зводимо в табл. 4.2.   5. Розрахунок максимальної довжини ділянок регенерації i набір типу кабеляОдним з основних видів перешкод в JIT ЦСП, що працюють по кабелю з металевими жилами, с власна перешкода. Вона включає дві складові: тепловий шум кабелю i шум підсилювальних елементів регенератора. При збільшенні довжини ділянки регенерації захищеність від власної перешкоди зменшується, оскільки загасання ланцюга зростає із збільшенням її довжини. Тому завжди існує максимально допустима довжина ділянки, при якій ще забезпечується необхідна захищеність сигналу від власної перешкоди в TPP, а отже, вірогідність помилки в одиночному регенераторі не вища за допустиму величину. Максимально припустима довжина ділянки регенерацїі може бути знайдена з рівняння: log[log(P0 * lпер)-1 ] +  – D = 0 (5.1)де Ро - припустима вірогіднlсть помилки на один кілометр лінійного тракту; C = 9.719/α  D = [Pпер + 110.35 – 10 * logF – 10 * log (fT/2) – A3]/11.42, (5.2) де f т — тактова частота цифрового сигналу в лінії, МГц; а — коефіцієнт загасання кабельного ланцюга на напівтактової частоти, дБ/км; пер абсолютний рівень пікової потужності імпульсу на виході регенератора, дБ/км;F коефіцієнт шуму KП; Аз— запас перешкодозахищеності , Аз = 5...10 дБ; Де а – параметр функції, що апроксимує частотну залежність коефіцієнта згасання; Uпер – амплітуда імпульсу на виході регенератора, В; Zв – хвилевий опір ланцюга, Ом. Ідея перевірки правильності результатів полягає в порівнянні очікуваної величини захищеності сигналу від власної перешкоди в TPP Азсп потрібною Aз.п. при якій забезпечується задана вірогідність помилки на один кілометр лінійного тракту Ро (з врахуванням запасу А3). Азсп = Р пер + 121 – 10 lgF – 10log  – 1.175 α * lper (5.4) Азп = 10.65 + 11.42log[log(P0 * 1per)-1] + A3 (5.5) ЯкщoАзсп = А з.п.з точністю до 0.1 дБ, розрахунок закінчують. Результати розрахунків занесемо в табл. 5.1. Табл. 5.1
У лінійних трактах, побудованих на основі симетричного кабелю, поряд з класного перешкодою доводиться зважати на перехідну перешкоду між парами одного і того ж кабелю. При двохкабельній схемі перехідна перешкода, пов’язана з наявністю перехідного впливу на далекому кінці ланцюга. Найбільший рівень перехідної перешкоди має місце при передачі у впливаючому ланцюзі послідовності імпульсів з поялрністю, яка чергується. Спектр такого сигналу містить складову з напівтактовою частотою і її непарні гармоніки. Оскільки смуга пропускання КП обмежена тактовою частотою, то вплив, що заважає, надаватиме лише перша гармоніка цієї імпульсної послідовності. У даному випадку захищеність від перехідної перешкоди в ТРР дорівнює захищеності ланцюга на далекому кінці на напівтактовій частоті. Визначимо захищеність від перехідної перешкоди, якщо захищеність ланцюга на далекому кінці на частоті 1 МГц складає Азд (f =1 МГц) = 60 дБ. Аз1 = Азд – 40 * log  = 60 – 40 * log  = 37,5 дБ (5.5)Знайдене значення захищеносты більше припустимого (Аз.пр = 16 дБ). Виходячи з цього використання симетричного кабелю на розрахованих частотах можливе. Вибір типу кабелю здійснюється на основі наступних економічних міркувань. Кількість НРП на магістралі з округленням: Qнрп =  – n (5.6)Де n – кількість ОРП (кількість переприймань). Вартість всіх НРП: С нрп = С каб1*Q нрп, (5.7) Де С нрп – ціна одного НРП – 5500 грн. Вартість кабелю: С каб = С каб1*L, (5.8) Де С каб1 – ціна одного км. Кабелю , грн Сумарні витрати: С∑ = C нрп + С каб (5.10) Результати розрахунків занесемо до табл. 5.2, вартість вказана в грн. Табл. 5.2 Табл. 5.2
Найменбші витрати виходять при використанні симетричного кабелю СК 1х4х1.2 мм,значить ,найдоцільніше вибрати симетричний кабель. 6. Оцінка надійності лінійного тракту ЦСППід надійністю елементу (системи) розуміють його здатність виконувати задані функції із заданою якістю протягом деякого проміжку часу в певних умовах. Зміна стану елементу (системи), який спричиняє за собою втрату вказаної властивості, називається відмовою. Системи передачі відносяться до відновлюваних систем, в яких відмови можна усувати. Інтенсивність відмов лінійного тракту визначають як сума інтенсивностей відмов НРП, ОРП і кабелю.  = 3*10-8 * 16 + 10-7 * 4 + 5 * 10-7 *3 + 5 * 10-8 200 = 1,07 * 10-5 1/ г   Ймовірність безвідмовної роботи в заданому проміжку часу  Результати розрахунку подані в табл. 6.1 Табл. 6.1
Середній час відновлення зв’язку  г.Де tв.нрп, tв.нрп, tв.нрп – час відновлення відповідно НРП, ОРП і кабелю. Коефіцієнт готовності за рік  ВисновокУ курсовому проекті розроблено ескізний проект цифрової системи передачі з IKM (розділ 2). Також, згідно завдання проведені розрахунки за наступними пунктами: Вибір частоти дискретизації телефонних сигналів, розрахунок кількості розрядів в кодовому слові i захищеності від спотворень квантування на виходах каналів ЦСП (розділ 1). Розробка укрупненої структурної схеми кінцевого обладнання ЦСП (розділ 2). Розробка структури часових циклів первинної ЦСП i розрахунок тактової частоти агрегатного цифрового сигналу (розділ 3). Побудова сигналу на виході регенератора для заданої кодової послідовності символів. Розрахунок i побудова часової діаграми сигналу на виході коректуючого підсилювача регенератора (розділ 4). Розрахунок максимальних довжин ділянок регенерації i вибір типу кабелю (розділ 5). Оцінка надійності лінійного тракту ЦСП (розділ 6). В результаті виконаної роботи складу підсумкову таблицю основних показників ЦСП: Підсумкові значення
ЛітератураА. М. Зінгеренко, Н. Н Баєва «Системи багатоканального зв’язку» - Зв’язок, 1980р. Гитліц М.В. , Лев А. Ю. «Теоретичні основи багатоканального зв’язку» - Радіо і зв’язок, 1985 р. Методичні вказівки та завдання до курсового проекту. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||