Цифровые системы передач

 

 

Ухтинский техникум железнодорожного транспорта —

филиал федерального государственного образовательного

учреждения  высшего профессионального образования

«Петербургский  государственный университет путей

сообщения

(УТЖТ - филиал  ПГУПС)

 

 

ЦИФРОВЫЕ  СИСТЕМЫ  ПЕРЕДАЧИ

 

Преподаватель 

 

КОНТРОЛЬНАЯ  РАБОТА №2

 

Студент  

 

Шифр   С – 5

 

Адрес  студента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ухта  2013 г.

 

 

 

ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

Контрольная работа №2

Вариант 11

 

Вопросы: 9, 12, 28, 37.

  

 

4 марта 2013 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача  №9. На основе теоремы Котельникова определите частоту дискретизации F_Д первичного аналогового сигнала, спектр которого ограничен частотами F_Н и F_B. Выберите частоту дискретизации равной 2kF_b, где k - некоторое число (коэффициент), немного превышающее единицу. Для рассчитанной на основе теоремы Котельникова и выбранной частоты дискретизации постройте спектры АИМ - сигналов, полагая, что первичный сигнал не имеет постоянной составляющей.

Исходные данные: F_Н = 0,3 кГц, F_B = 24 кГц.

Определить : F_Д.

Решение: Спектральный состав АИМ-сигнала показан на рис.1. При дискретизации в соответствии с теоремой Котельникова частота дискретизации

1. F_Д=2F_B. F_Д=2·24 = 48 кГц.

        2. F_Д=2kF_B. F_Д=2·1,04·24 = 53 кГц.

Рис.1 Спектр заданного АИМ – сигнала при  k = 1.

Рис.2. Спектр заданного АИМ – сигнала при k = 1,04.

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Задача №12.

   По исходным данным рассчитать на цифровой линии передачи число систем ИКМ-30, дать величину номинального числа систем на этой линии. Рассчитать затухание, длину и число участков регенерации; изобразить на схеме пункты АТС-1, АТС-2 и НРП между ними с указанием длин участков.

Исходные данные:   N_с.л. =745, l_c.л. = 11,7км, ёмкость  кабеля 400×2×0,7,

                       α₂₀=19,04 дБ/км, α_{о ср}= 81,2дБ, σ_о,ср= 6,9дБ.

Определить : α_у.расч., l _{у.р.расч}, n_у.р .

 

1.   Число систем рассчитывается  по формуле:

   где

N_с.л. – число организуемых соединительных линий между АТС,

30 – число    телефонных    каналов,    организуемых одной системой.

Номинальное число систем N_{сист. ном.}=57.

         2.Затухание   участков   регенерации   рассчитывается   по формуле:

где

   α_оср- среднестатистическое значение переходного затухания на ближнем конце  

        при однокабельной системе связи; 
σ_оср. - стандартное отклонение переходного затухания на ближнем конце от

         переходного; 
24,7дБ - запас соотношения сигнал/шум; 

N_{сист.ном}- номинальное число систем.

α_у.расч.=32,0дБ, что не превышает номинальное - 32,0 дБ - согласно техническим данным системы ИКМ-30.

          3.Расчетная   длина участка регенерации рассчитывается по формуле:

 где

 - коэффициент затухания кабеля на расчетной частоте 1024 кГц при 20°С;

          4. Число участков регенерации рассчитывается по формуле:

   где

l_сл- расстояние  между  АТС 1 и АТС 2.    

Так как на участках, прилегающих  к АТС, возникают большие помехи, создаваемые приборами АТС при установлении соединения между абонентами, то длины этих участков укорачиваются вдвое, а расчетное число участков регенерации увеличивается на один.

Фактическая длина участка  регенерации рассчитывается по формуле:

Фактическая длина укороченного участка, прилегающего к АТС, рассчитывается по формуле:

Фактическое число участков регенерации рассчитывается по формуле:

n_{у.р.факт.} = n_{у.р.расч} + 1= 8+1=9.

Таким образом, на l_с.л. получается два укороченных участка, прилегающих к АТС и 7, имеющих длину, равную 1,5км.

Рис.3 Пункты АТС-1, АТС-2 и НРП между  ними с указанием длин участков.

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Задача №28.

   По исходным данным  рассчитайте допустимую и ожидаемую вероятность ошибки цифрового линейного тракта; сравните их и сделайте вывод о качестве передачи сигналов ЦЛТ.

  Исходные данные: N_с.л. =745, l_c.л. = 11,7км, ёмкость кабеля 400×2×0,7,

                       α₂₀=19,04 дБ/км, α_о,ср= 81,2дБ, σ_о,ср= 6,9дБ.

Определить :_. Р_{доп.ош.л.т.} , Р _{о.ож.ош.л.т.}

1. Фактическая допустимая вероятность ошибки линейного тракта рассчитывается по формуле:

Р_{доп.ош.л.т.}=10^-10 ·l_л.т.= 10^-10 ·11,7_.=11,7·10^-10, где

10^-10 - допустимая вероятность ошибки одного километра линейного тракта;

l_л.т - длина линейного тракта.

2. Ожидаемая вероятность ошибки участка регенерации на ближнем конце рассчитывается по формуле:

Р_{о.ож.ош.у.р.}=10^-Х = ,   где

х -показатель степени, определяется по формуле:

    где

А_{о.ож.у.р.} - ожидаемая помехозащищенность на ближнем конце участка регенерации    

          рассчитывается по формуле:

А_{о.ож.у.р.}= α_о.ср.- α_{у.р.макс.}- σ_о – q – 10lgN_{сис.ном.}= 81,2_.-28,17_.- 3,0 – 9 – 10lg57=23,47дБ.

где α_о.ср - среднестатистическое значение переходного затухания на ближнем конце при однокабельной системе;

     α_{у.р.макс} -затухание участка регенерации при t⁰_макс=20°C.

α_{у.р.макс}= α₂₀·l_{у.р.факт.}=19,04·1,5=28,56дБ,  где

   α₂₀=19,04 дБ/км по заданию.

l _{у.р.факт}=1,5км по решению предыдущей задачи;

σ₀ -3,0 дБ - стандартное отклонение от среднестатистического;

q - 9,0 дБ - допуск на защищенность при изготовлении регенераторов;

    N_{сист.ном}- по заданию.

         3. Суммарная ожидаемая вероятность ошибки линейного тракта рассчитывается по формуле:

Р _{о.ож.ош.л.т.} = Р_{о.ож.у.р.}× n_{у.р.факт.}=5,49·10^-14·9 = 4,9·10^-13,  где

n_{у.р.факт.}=9–фактическое число участков регенерации, берется из предыдущей задачи.

В заключении сравниваю ожидаемую вероятность ошибки с допустимой. Т.к. ожидаемая вероятность ошибки (4,9·10^-13) не превышает допустимую (21·10^-10), то цифровой линейный тракт спроектирован правильно и качество передачи сигналов будет высоким.

 

 

 

  Задача №37.

   Рассчитайте напряжение дистанционного питания цифрового линейного тракта, используя схему ЦЛТ из задачи №12, соответственно своему варианту. Начертите схему организации ДП, схему питания «провод-провод».

После расчета обязательно  проверьте, не превышает ли рассчитанное значение напряжения его максимальную величину -240В.

     Исходные данные:  I_Д.П.=0,05А,  R_O=95Ом, U_Л.Р.=11В – взяты из ТТД

                      заданной системы, n_нрп = 9 – из задачи №12

     Определить :_. U_Д.П.

Напряжение в цепи ДП рассчитывается по формуле:

U_Д.П= I_Д.П.· R_O·l_ДП + U_ЛР · n_нрп =0,05·95·11,7+11·9 = 155 В, где

I_Д.П - ток ДП;

R_o=95 Ом - сопротивление цепи постоянному току;

U_ЛР - падение напряжения на одном линейном регенераторе;

n_нрп - число НРП в цепи ДП.

Рассчитанное значение напряжения U_Д.П=155В не превышает его максимальную величину -240В.

 

Электропитание  обслуживаемых усилительных станций  осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 127 или 187—242 В или от источника постоянного тока напряжением 21,6—26,4 В. Электропитание НУП дистанционное по системе провод — провод. Каждому усилителю НУП требуется напряжение питания 20 В, что в сумме для двух НУП составляет 40 В. Для получения такого напряжения на зажимах НУП с учетом падения напряжения в линии на усилительном участке наибольшей длины необходим источник постоянного тока напряжением 80 В. Это напряжение    получают в результате преобразования напряжения  19 В.

Рис.4. Принципиальные схемы блоков передачи и приема дистанционного питания

Преобразователь содержит блокинг-генератор  на транзисторах, который работает от напряжения питания 19 В и создает на выходе трансформатора переменный ток почти прямоугольной формы с повышенным напряжением, выпрямитель этого напряжения и фильтр. Преобразователь рассчитан для питания одного или двух НУП током соответственно 40 или 80 мА. Напряжение с выхода преобразователя поступает в блок передачи дистанционного питания (рис.4), где проходит через выключатель В, обмотки реле контроля питания Р1 и Р2, резисторы R3—R8, дополняющие сопротивление линейной цепи до максимально возможного значения, и через разделительный фильтр поступает в линию. Неоновая лампа Л1 сигнализирует о наличии напряжения питания. Реле Р2 срабатывает при увеличении тока в цепи дистанционного питания более чем в 2 раза. Сработав, оно подает питание на лампу Авар. ДП и включает общестанционную сигнализацию. Одновременно реле шунтируется резистором R2, подобранным так, чтобы оно отпускало якорь при устранении аварии. Реле Р1 отпускает якорь при обрыве цепи ДП и включает аварийную сигнализацию.

Устройство для приема ДП в НУП  содержит (рис.4, б) фильтры питания (LI, L2, С2), выпрямительный мост ВМ, обеспечивающий нормальную работу НУП при любой полярности подаваемого напряжения, и разрядник Р-4 для защиты от перенапряжений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический  список

  1.Шмытинский В.В., Глушко В.П., Казанский Н.А. Многоканальная связь на железнодорожном транспорте. Учебник для вузов ж.-д. транспорта / Под ред. Шмытинского В.В. — М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. — 704 с.

  2.Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1998.

  3.Багуц В.П., Тюрин В.Л. Многоканальная телефонная связь на железнодорожном транспорте. — М.: Транспорт, 1988.

  4.Виноградов В.В., Котов В.К., Нуприк В.Н. Волоконно-оптические линии  

   связи. М.:   Желдориздат, 2002.