Проектирование первичной сети связи на участке железной дороги (62106)

Посмотреть архив целиком

39



Министерство Путей Сообщения

Уральский Техникум Железнодорожного Транспорта











Проектирование первичной сети связи

на участке железной дороги


Курсовой проект по дисциплине
Многоканальные системы передачи




КП 2016 Ш-63 П3








Студент

Грушин Д. С.

подпись


дата

Преподаватель

Чумакова Т. Н.

подпись


дата

Содержание:


Введение 3


1 Проверочные расчёты каналов 6

    1. Расчёт длин усилительных участков 6

    2. Расчёт затуханий усилительных участков 7

    3. Построение диаграммы уровней 9

1.4 Проверка качества связи 11


  1. Выбор кабеля, типа линии и систем уплотнения 13


  1. Техническая характеристика аппаратуры уплотнения 15

    1. Технические данные К-60П 15

    2. Схема частотных преобразований К-60П 17

    3. Схема комплекта К-60П 18

    4. Назначение и основные технические данные К-24Т 18

    5. Схема частотных преобразований К-24Т 19

    6. Схема комплекта линейного оборудования К-24Т 20


  1. Схема прохождения цепей по линейно аппаратному цеху

и план размещения оборудования 22


  1. Схема связи на участке железной дороги 24


  1. Краткий сметно-финансовый расчёт 25


  1. Техника безопасности при строительстве кабельных магистралей

и монтаже оборудования 27

7.1 Основные сведения об охране труда 27

7.2 Техника безопасности при рытье траншеи 28

7.3 Техника безопасности при транспортировке и прокладке кабеля 28

7.4 Техника безопасности при работах в колодцах

кабельной канализации 28

7.5 Техника безопасности при разделке кабеля 29


Список литературы 30






ВВЕДЕНИЕ


Многоканальная связь получила широкое распространение на железнодорожном транспорте. Особенно большое значение эта связь приобретает в связи с разбросанностью подразделений железнодорожного транспорта на большие расстояния.

Управление работой отдельных хозяйственных единиц требует организации между командными пунктами (Министерство путей сообщения, управления дорог и т.п.) и низовыми организациями оперативной (например, телефон) и документальной (телеграф, передача данных, факсимиле) связи.

Обеспечение оперативной отчетности и сбора данных от отдельных подразделений для фиксации проделанной работы и составление оперативных планов возможно только при четко работающей оперативной и документальной связи.

Организация различных видов оперативно-технологической связи требует создания между отдельными станциями, узлами и административными пунктами соответствующего числа каналов связи. Каналы могут быть получены с использованием соответствующей аппаратуры, обеспечивающей ведение нескольких независимых телефонных разговоров по одной линии передачи.

Идея образования нескольких одновременно действующих каналов связи по общей линии передачи с использованием токов различных частот была высказана в 1860 году Г.И. Морозовым. После изобретения телефона Г.Г. Игнатьевым в 1880 году предложил схему для одновременной передачи телеграфных и телефонных сигналов, основанную на их разделении прототипами электрических фильтров. Таким образом, было положено начало принципу частотного разделения различных связей, организуемых по общей цепи. В то же время во Франции Пикар и Кайло разработали схему одновременного телеграфирования и телефонирования, построенную по принципу уравновешенного моста.

Практическое создание многоканальных телефонных систем передачи стало возможным после изобретения в 1895 году радио А.С. Поповым, электронных ламп и применения их для усиления, генерации переменных токов, их модуляции и демодуляции, разработки теории и методов проектирования электрических фильтров, выравнивателей и других элементов.

Первая четырехканальная аппаратура высокочастотного телефонирования (так называли ранее системы передачи) была введена в действие в США на участке Балтимор – Питсбург в 1918 году. В СССР многоканальную телефонную связь стали применять в начале 20-х годов. Первая отечественная аппаратура высокочастотного телефонирования на один разговор, разработанная под руководством П.А. Азбукина при участии Я.И. Великина, была установлена на участке Ленинград – Бологое. В 1926 году под руководством В.Н. Листова создана аппаратура, дающая возможность организовать три телефонных канала на воздушных цветных цепях. В последующие годы был освоен выпуск более совершенной аппаратуры с передачей электрических колебаний несущей частоты СМТ-34 и вслед за ней аппаратуры без передачи по линии тока несущей частоты СМТ-35. Эта аппаратура была использована для организации телефонной связи Москва – Хабаровск. В 1940 году была закончена разработка 12-канальной системы передачи по воздушным цветным цепям.

В послевоенные годы последовательно проводилась модернизация аппаратуры избирательной связи с селекторным вызовом сначала на базе электронных ламп, а затем и полупроводниковых приборов, начали выпускать трёхканальную (В-3) и двенадцати канальную (В-12) системы передачи по воздушным цветным цепям и систему передачи ВС-3 по стальным воздушным цепям.

С начала 50-х годов большое внимание уделяется созданию систем передачи по кабельным непупинизированным цепям. Так, в 1951 году была разработана 12-канальная система передачи К-12 и 24-канальная система передачи по симметричным кабельным цепям К-24. С 1956 года в ряде стран и в том числе в СССР велись разработки многоканальных систем передачи с импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), принцип которой был предложен А.Ривсом в конце 30-х годов.

Оперативно-технологическая связь прошла длительный путь развития на основе разработки и последовательной модернизации своей технической базы, а также поисков новых технических решений. Имеющиеся теперь на железнодорожном транспорте устройства оперативно-технологической связи были созданы в результате многолетнего труда большого коллектива транспортных специалистов.

Первым видом транспортной оперативно-технологической связи в нашей стране была поездная диспетчерская связь, появившаяся в 1921 году. В ней использовались групповые физические цепи воздушных линий связи. Вызов промежуточных станций осуществлялся посылкой с распорядительной станции импульсов постоянного тока, а сигнал вызова принимало электромагнитное избирательное устройство—селектор. По этому термину и вся связь в целом получила название селекторной”. Аналогичная система селекторной связи была использована для создания постанционной и линейно-путевой связи, а в последующем—аппаратуры дорожной распорядительной связи и на её основе—аппаратуры связи совещаний.

Традиционный способ построения оперативно-технологической связи на базе использования групповых физических цепей имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что число физических цепей должно быть равно числу организуемых связей. С учетом цепей для обходных каналов на аппаратуре систем передачи это приводит к необходимости применения на транспортных линиях связи кабелей большой емкости (до 14 четверок). Для сокращения этой емкости разработана система передачи К-24Т, предназначенная для уплотнения двухкабельных линий передачи. Она позволяет включать промежуточные пункты избирательной связи непосредственно в каналы ТЧ. Создание этой аппаратуры вызвало необходимость разработки комплекса дополнительных устройств для сопряжения четырехпроводного тракта групповых каналов ТЧ с аппаратурой промежуточных пунктов.

Наряду с этими разработками ведутся поиски новых принципов построения аппаратуры групповой связи и способов организации групповых каналов на базе цифровых систем передачи с импульсно-кодовой модуляцией. Использование этих способов вместе с самой современной элементной базой обеспечит значительное повышение качества и надежности связи.








































1 Проверочные расчёты каналов


    1. Расчёт длин усилительных участков


Обслуживаемый усилительный участок ставим между вторым и третьим необслуживаемыми усилительными участками. Обслуживаемый усилительный участок выбирается с двухчастотной автоматической регулировкой усиления (линия короткая). Разбиваем секцию ОП-ОУП на усилительные участки, длина усилительного участка:


аномноминальное затухание усилительного участка, аном =51 дБ.

t maxкоэффициент затухания кабеля на верхней частоте линейного спектра К60П при максимальной температуре грунта.(для 252 кГц).



температурный коэффициент километрического затухания при f = 252 кГц, показывает, как изменится если температура увеличится на один градус.

Т—исходная температура, при которой известна , Т = +18С,

t = +14С

.

= 2,61 дБ/км





Рассчитаем максимально допустимую длину усилительного участка



Smax—максимальное усиление усилителя НУП, при f = 252 кГц Smax=55,6дБ

т—затухание двух линейных трансформаторов. 2ат=1дБ

алв—затухание линейного выравнивателя. алв =1дБ


Рассчитаем минимально допустимую длину усилительного участка



- разность затуханий контура начального наклона в цепи ОС на верхней и нижней контрольной частоте.

- разность затуханий линейного выравнивателя.

- коэффициенты затухания цепей кабеля на ВКЧ и НКЧ













НУП НУП ОУП НУП МВ НУП НУП НУП

+ИЛ3

19,3 16,6 19,5 19,2 19,6 МВ 19,4 18,3 16,7


55,4 93,2

148,6

Рисунок 1—Схема участка



Расставим магистральные выравниватели. Они должны находиться друг от друга на расстоянии 60-80 км, причем желательно, чтобы усилительный участок был меньше номинального на 1-2 км.


1.2 Расчет затуханий усилительных участков

Расчет ведется на максимальной частоте линейного спектра, при максимальной и минимальной температурах грунта.


Т = 2 С

t = 1 C



Таблица 1

ак = 

t = +14 C

t = -1 C

1

ак1 = 2,59 ·19,3 = 49,99

ак1 = 19,3 ·2,52 = 48,63

2

ак2 = 2,59 ·16,6 = 42,99

ак2= 16,6 ·2,52 = 41,83

3

ак3 = 2,59 ·19,5 = 50,50

ак3 = 19,5 ·2,52 = 49,14

4

ак4 = 2,59 ·19,2 = 49,72

ак4 = 19,2 ·2,52 = 48,38

5

ак5 = 2,59 ·19,6 = 50,76

ак5 = 19,6 ·2,52 = 49,39

6

ак6 = 2,59 ·19,4 = 50,39

ак6 = 19,4 ·2,52 = 48,89

7

ак7 = 2,59 ·18,3 = 47,39

ак7 = 18,3 ·2,52 = 46,11

8

ак8 = 2,59 ·16,7 = 43,25

ак8 = 16,7 ·2,52 = 42,08





Рассчитаем затухания станционных устройств

аст = алв+2алтрмвил (1.7)

алв = 1дБ (технические данные)

2алтр = 1дБ

амв = 2,61 дБ

аил = 7,4 дБ (частный случай)

Таблица 2

Направление прямое

Направление обратное

1

аст = 1 + 1 = 2 дБ

аст = 1 + 1 + 2,61 = 4,61 дБ

2

аст = 1 + 1 + 7,4 = 9,4 дБ

аст = 1 + 1 + 7,4= 9,4 дБ

3

аст = 1 + 1 = 2 дБ

аст = 1 + 1 = 2 дБ

4

аст = 1 + 1 = 2 дБ

аст = 1 + 1 = 2 дБ

5

аст = 1 + 1 + 2,61= 4,61 дБ

аст = 1 + 1 = 2 дБ

6

аст = 1 + 1 = 2 дБ

аст = 1 + 1 + 2,61= 4,61 дБ

7

аст = 1 + 1 = 2 дБ

аст = 1 + 1 = 2 дБ

8

аст = 1 + 1 + 2,61 + 7,4 = 12,01 дБ

аст = 1 + 1 = 2 дБ


Рассчитаем затухание усилительных участков по формуле:

ауу = а к + а ст (1.8)


Таблица 3

Направление прямое ауу, (дБ)

при t = + 14C

при t = 1C

ауу1 =49,99+2=51,99

ауу1 =48,63+2=50,63

ауу2 =42,99+9,4=52,39

ауу2 =41,83+9,4=51,23

ауу3 =50,5+2=52,5

ауу3 =49,14+2=51,14

ауу4 =49,72+2=51,72

ауу4 =48,38+2=50,38

ауу5 =50,76+4,61=55,37

ауу5 =59,39+4,61=54

ауу6 =50,24+2=52,24

ауу6 =48,89+2=50,89

ауу7 =47,39+2=49,39

ауу7 =46,11+2=48,11

ауу8 =43,25+12,01=55,26

ауу8 =42,08+12,01=54,09

Направление обратное ауу, (дБ)

при t = + 14C

при t = 1C

ауу1 =49,99+4,61=54,6

ауу1 =48,63+4,61=53,24

ауу2 =42,99+9,4=52,39

ауу2 =41,83+9,4=51,23

ауу3 =50,5+2=52,5

ауу3 =49,14+2=51,14

ауу4 =49,72+2=51,72

ауу4 =48,38+2=50,38

ауу5 =50,76+2=52,76

ауу5 =59,39+2=51,39

ауу6 =50,24+4,61=54,85

ауу6 =48,89+4,61=53,5

ауу7 =47,39+2=49,39

ауу7 =46,11+2=48,11

ауу8 =43,25+2=45,25

ауу8 =42,08+2=44,08


Таблица 4

Исходные данные

К-60 П, МКПАБ 741,05 5207 10,7

Длина секции регулирования


55,4


93,2

Наименование

пунктов

ОП НУП НУП ОП НУП НУП НУП НУП ОП


19,3 16,6 19,5 19,2 19,6 19,4 18,3 16,7

Длина усилительных участков

Направление прямое

Затухание +14С

кабеля ак, дБ -1С

49,99

42,99

50,5

49,72

50,76

50,24

47,39

43,25

48,63

41,83

49,14

48,38

49,39

48,89

46,11

42,08

Затухание входных устройств аст, дБ

2

9,4

2

2

4,61

2

2

12,01

Затухание усилитель-ных участков: ауу, дБ

51,99

52,39

52,5

51,72

55,37

52,24

49,39

55,26

Усиление

усилителей: Sнуп, дБ

50,6

51,2

51,1

50,4

54

50,9

48,1

54,1

Направление обратное

Затухание входных устройств аст, дБ

4,61

9,4

2

2

2

4,61

2

2

Затухание усилитель-ных участков ауу, дБ

53,2

51,2

51,1

50,4

51,4

53,5

48,1

44,1

Усиление

Усилителей: Sнуп, дБ

54,6

52,39

52,5

51,72

52,76

54,85

49,39

45,25



    1. Построение диаграммы уровней


1.3.1 Расчёт уровней на входе и выходе усилительных пунктов


Направление прямое Направление обратное

1) рвх.нуп1 = 0,9 ауу1 1) рвх.нуп6 = 0,9 ауу8

рвх.нуп1 = 0,9 51,99 = 52,89 дБ рвх.нуп6 = 0,9 45,25 = 46,15 дБ

рвых.нуп1 = рвх.нуп1 + Sнуп1 рвых.нуп6 = рвх.нуп6 + Sнуп8

рвых.нуп1 = 52,89 + 50,6 = 2,29 дБ рвых.нуп6 = 46,15 + 44,1 = 2,05 дБ

2,29 + 1,57 = 0,72 АРУ выкл. 2,05 + 1,57 = 0,48 АРУ выкл.

2) рвх.нуп2 = рвых.нуп1 ауу2 2) рвх.нуп5 = рвых.нуп6 ауу7

рвх.нуп2 = 2,29 52,39 = 54,68 дБ рвх.нуп5 = 2,05 49,39 = 51,44 дБ

рвых.нуп2 = рвх.нуп2 + Sнуп2 рвых.нуп5 = рвх.нуп5 + Sнуп7

рвых.нуп2 = 51,2 54,68 = 3,48 дБ рвых.нуп5 = 51,44 + 48,1 = 3,34 дБ

3,48 + 1,57 = 1,91 АРУ вкл. 3,34 + 1,57 = 1,77 АРУ вкл.

3) рвх.оуп = рвых.нуп2 ауу3 3) рвх.нуп4 = рвых.нуп5 ауу6

рвх.оуп = 1,91 52,5 = 54,41 дБ рвх.нуп4 = 1,77 54,85 = 56,62 дБ

4) рвх.нуп3 = 0,9 ауу3 рвых.нуп4 = рвх.нуп4 + Sнуп6

рвх.нуп = 0,9 51,72 = 52,62 дБ рвых.нуп4 = 56,62 + 53,5 = 3,12 дБ

рвых.нуп3 = рвх.нуп4 + Sнуп4 3,12 + 1,57 = 1,55 АРУ вкл.

рвых.нуп3 = 52,62 + 50,4 = 2,22 дБ 4) рвх.нуп3 = 1,55 ауу5

2,22 + 1,57 = 0,65 АРУ вкл. рвх.нуп3 = 1,55 52,76 = 54,31 дБ

5) рвх.нуп4 = рвых.нуп4 ауу5 рвых.нуп3 = рвх.нуп3 + Sнуп5

рвх.нуп4 = 2,22 55,37 = 57,59 дБ рвых.нуп3 = 54,31 + 51,4 = 2,91 дБ

рвых.нуп4 = рвх.нуп5 + Sнуп5 2,91 + 1,57 = 1,34 АРУ выкл.

рвых.нуп4 = 57,59 + 54 = 3,59 дБ 5) рвх.оуп = рвых.нуп3 ауу4

3,59 + 1,57 = 2,02 АРУ вкл. рвх.оуп = 1,34 51,72 = 53,06 дБ

6) рвх.нуп5 = рвых.нуп4 ауу5 6) рвх.нуп2 = рвых.оуп ауу3

рвх.нуп5 = 2,02 52,24 = 54,26 дБ рвх.нуп2 = 0,9 52,5 = 53,4 дБ

рвых.нуп5 = рвх.нуп6 + Sнуп6 рвых.нуп2 = рвх.нуп2 + Sнуп3

рвых.нуп5 = 54,26 + 50,9 = 3,36 дБ рвых.нуп2 = 53,4 + 51,1 = 2,3 дБ

3,36 + 1,57 = 1,79 АРУ вкл. 2,3 + 1,57 = 0,73 АРУ выкл.

7) рвх.нуп6 = рвых.нуп5 ауу6 7) рвх.нуп1 = рвых.нуп2 ауу1

рвх.нуп6 = 1,79 49,39 = 51,18 дБ рвх.нуп1 = 2,3 52,39 = 54,69 дБ

рвых.нуп6 = рвх.нуп7 + Sнуп7 рвых.нуп1 = рвх.нуп1 + Sнуп2

рвых.нуп6 = 51,18 + 48,1 = 3,08 дБ рвых.нуп1 = 54,69 + 51,2 = 3,49 дБ

3,08 + 1,57 = 1,51 АРУ вкл. 3,49 + 1,57 = 1,92 АРУ вкл.

8) рвх.оуп = рвых.нуп7 ауу8 8) рвх.оуп = рвых.нуп1 ауу1

рвх.оуп = 1,51 55,26 = 56,77 дБ рвх.оуп = 1,92 54,6 = 56,52 дБ




















Рисунок 2—Диаграмма уровней прямого направления



















Рисунок 3—Диаграмма уровней обратного направления


    1. Проверка качества связи


1.4.1 Расчет ожидаемых шумов


где:

1) Uш.т.—напряжение термического шума




pШ.Т.уровень термического шума в спектре одного канала pШ.Т. = 132 дБ

pп.i—уровень приёма на каждом необслуживаемом усилительном пункте в

децебелах.

К—псофометрический коэффициент. К = 1,33



























2) Uш.л.п.—напряжение шума линейных переходов.




L —длина секции регулирования (без искусственной линии).


3) Uш.н.п. напряжение шума нелинейных переходов.

Uш.н.п. = Uш.л.п.(1.13)

Uш.н.п. = 0,164323356 мВ псоф

4) Uш.ок.—напряжение шума вносящегося оконечной аппаратурой.

Uш.ок. = 0,246 мВ псоф (1.14)

5) Uш.выд.—напряжение шума, вносимое аппаратурой выделения каналов.

Uш.выд. = Uш.ок. (1.15)

Uш.выд. = 0,246 мВ псоф




1.4.2 Расчёт допустимого шума


где:

Uш.л.т.—напряжение шума, вносимое линейным трактом.