Цифровые системы передачи

В настоящие время на всех участках первичной сети взаимоувязанной сети связи (местной, внутризоновой и магистральной) еще используются аналоговые системы передачи (АСП), работающие по металлическим кабелям связи (К-60П по кабелю типа МКС- 4Ч4Ч1,2; К-300 по кабелю МКТ-4; К-1920П и К-3600 по кабелю МК-4 и т. д.). Информационно — телекоммуникационный комплекс России формируется с учетом его интеграции в глобальную и европейскую информационные инфраструктуры. Мировой практикой установлено, что непременным условием для этого является наличие в стране развитой и взаимоувязанной цифровой сети.

На взаимоувязанной сети связи (ВСС) России, как и в большинстве развитых стран, принят и реализуется курс на цифровизацию сети связи. Поэтому возникает необходимость реконструкции существующих участков сети с АСП. Однако предстоит длительный период сосуществования на сети аналоговой и цифровой техники связи. Значительное число соединений будет устанавливаться с использование обоих видов техники связи. Для того чтобы в этих условиях обеспечить заданные характеристики каналов и трактов, принципы проектирования цифровых систем передачи (ЦСП) и АСП должны быть совместимы. Это в первую очередь касается структуры номинальных эталонных цепей, норм на суммарную мощность помех, возможности совместной работы на сети и т. п.

Основными типами отечественных ЦСП, применяемыми при реконструкции, являются ЦСП типа ИКМ-120, ИКМ-480С (симметричный кабель) и ИКМ-480 (коаксиальный кабель). Магистрали с АСП типа К-1920 и К-3600 реконструкции не подлежат и в перспективе будут заменены волоконно-оптическими системами передачи.

Использование цифровых систем передачи объясняется существенными достоинствами передачи: высокой помехоустойчивостью, слабой зависимостью качества передачи от длины линии связи, стабильностью электрических параметров каналов связи, эффективностью использования пропускной способности при передаче дискретных сообщений и др.

Рост потребности в услугах электросвязи (ЭС) для различных сфер деятельности людей обусловил бурное развитие средств телекоммуникаций в стране. Организация новых цифровых трактов — задача, стоящая перед каждым оператором. Она обусловлена повсеместным строительством цифровых АТС, внедрением услуг передачи данных, развитием цифровых сетей с интеграцией служб, модернизацией сетей технологической связи. Решить ее можно тремя способами: путем строительства волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), использования радиорелейных систем или с помощью цифровизации медных линий связи.

Научно-технический прогресс во многом определяется скоростью передачи информации и ее объемом. Возможность резкого увелечения объемов передаваемой информации наиболее полно реализуется в результате применения различных оптических систем передачи.

В мире достигнут огромный прогресс в развитии ВОЛС. В настоящее время волоконно-оптические кабели и системы передачи для них выпускаются многими странами мира. Их внедрение определено высокой помехоустойчивостью, широкой полосой пропускания сигналов, большими расстояниями передач, относительно низкой стоимостью каналов и другими факторами. Однако, строительство ВОЛС до сих пор остается дорогостоящим и оправдывает себя только в тех случаях, когда требуется передача потоков большой емкости. Применение радиорелейных систем бесспорно эффективно, особенно в ситуациях, когда между пунктами нет какой-либо иной среды передачи, за исключением радиоэфира, а прокладка кабеля не целесообразна по экономическим причинам. В большинстве же случаев в распоряжении оператора имеется уже существующая магистральная кабельная инфраструктура, которую можно использовать как среду передачи для организации новых цифровых трактов за счет свободных пар в кабеле или замены аналоговых систем передачи на цифровые.

На первых этапах создания цифровой сети в России предусматривалось построить внутризоновые и местные сети на основе импортных волоконно-оптических и радиорелейных систем передачи, а тысячи километров высококачественных кабелей с медными жилами, оснащенными аналоговыми системами передачи, предполагалось списать в утиль.

Дефолт 1998 г. изменил эти намерения. Новейшие цифровые системы передачи оказались островками в море аналоговых систем передачи по медному кабелю. Аналоговые барьеры наглухо перекрывают потоки цифровой информации, и как следствие, катастрофически недоиспользуется «интеллект» цифровых систем коммутации и пропускная способность современных цифровых магистральных линий, загруженных фактически на 7−10%.

Необходим другой, реальный в создавшихся условиях путь создания цифровых внутризоновых и местных сетей связи.

Наиболее целесообразный, возможно, единственный способ решения этой проблемы — цифровизация существующей сети связи на медном кабеле путем постепенной замены аналоговых систем передачи, которые занимают сегодня 80% зоновой сети страны, на цифровые.

Задачу цифровизации существующих медных линий связи (ЦМЛС) можно определить как организацию цифровых каналов путем применения ЦСП, использующих в качестве среды передачи пары существующего кабеля.

Поэтому одной из актуальных задач развития местных сетей ЭС является оптимальное использование медных кабельных линий, находящихся в эксплуатации. Уже достаточно долго в России и европейских странах дискутируется вопрос о «полной замене меди на оптику». Какая же истина открылась в итоге дискуссии? Как обычно, очень простая — технологии хDSL, обеспечивающие передачу высокоскоростных цифровых потоков по существующим сегодня кабельным линиям.

Наиболее распространенной в настоящее время технологией в ряду DSL является высокоскоростная цифровая абонентская линия HDSL. Технология HDSL обеспечивает полный дуплексный обмен на скорости 2048 Мбит/с. Для передачи используются две или три кабельных пары.

Ряд DSL-технологий, прежде всего HDSL, были разработаны и впервые внедрены в массовом масштабе не для решения проблем сетей доступа, но для замены устаревшего оборудования HDB3 (отечественный аналог — ИКМ-30). Объем внедрения оборудования HDSL составляет сотни тысяч линии только в США.

Одна из сфера применения DSL-технологий в России и странах СНГуплотнение межстанционных соединительных линий. Для этого все более и более широко используется оборудования HDSL. По данным НТЦ НАТЕКС в 1999 г. для таких приложений приобреталось более 70% HDSL и MSDSL (скорость передачи 160…2320 кбит/с) оборудования. Практически сегодня можно утверждать, что инерция операторов по использованию «музейных экспонатов» сломлена, и при новом строительстве в оборудовании линейного тракта ИКМсистем используются прогрессивные HDSL-технологий. Надо признать также, что массовой замены устаревших линейных трактов на основе ИКМ-30 в России и СНГ пока не проводится. Таким образом, эта замена, не избежная в будущем, является огромным потенциалом развития рынка DSL в России.

Типичное расстояние между городом и поселком (наиболее часто оборудование типа К-60 используется для связи областного и районного центров) может составлять 50…70 км. И в телефонной сети общего пользования (ТфОп), и в технологических сетях (вдоль железных дорог, нефте-газопроводов и т. д.), нередки кабельные линии длиной 100, 200 и более километров. Естественно, никто из европейских и американских разработчиков DSLаппаратуры не рассчитывал на такие длины. Поэтому решение вопроса цифровизации и замены систем ИКМ и ЧРК полностью «на совести» отечественных фирм. Такие решения появились совсем недавно и уже активно внедряются. Некоторые из отечественных решений основаны на HDSL-технологиях, сильно модифицированных, однако, для данного специфического применения (система и технология MEGATRANS, НТЦ НАТЕКС). Некоторые основаны на кодировании HDB3, много десятилетий применявшегося в системах типа ИКМ-30, 120 и т. д. В недалеком будущем, вероятно, появятся и другие решения. Основаны они будут, без сомнения, на передовых DSL-технологиях. Емкость этого сегмента рынка специалисты НТЦ НАТЕКС оценивают в десятки тысяч линий. Если учесть, что каждая линия состоит из многих сегментов (имеет несколько регенераторов), то суммарная стоимость необходимого оборудования составит 500 млн. долларов. Это немало в масштабах сегодняшнего уровня внедрения DSL в России и СНГ.

Как отмечалось выше, одним из массовых приложений технологий DSL в России и СНГ может стать замена или модернизация аналоговых систем передачи, работающих на магистральных или городских кабелях. Множество такой аппаратуры (типа К-60) используется на внутризоновых направлениях. Для этих приложений были разработаны несколько специфических DSL-технологий. Одна из них имеет название MEGATRANS. В системе MEGATRANS применена уникальная технология, отличающаяся несимметричностью, CAPмодуляцией, регулируемым уровнем и адаптивной системой согласования с линией. Каждый их этих ключевых моментов в определенной комбинации с другими позволяет решить две основные проблемы — достичь заданной длины регенерационного участка ?_рег и обеспечить совместимость с существующими аналоговыми системами передачи.

Целью дипломного проекта является разработка электронного варианта методических указаний по курсовому проектированию для дисциплины «Многоканальные телекоммуникационные системы». В дипломном проекте рассмотрены вопросы реконструкции АСП с использованием ЦСП типа ИКМ-60, ИКМ-120 и т. п. и FlеxGain MEGATRANS. Приведена методика расчета помехозащищенности цифровой линии передачи, даны основные характеристики аппаратуры и кабельных линий связи.

1. Основные теоретические положения по электрическому расчету ЦСП

1.1 Размещение регенерационных пунктов

Для серийно выпускаемой аппаратуры ЦСП зоновой и магистральной сетей предусмотрены оконечные пункты, обслуживаемые регенерационные пункты и необслуживаемые регенерационные пункты. Расстояние между ОП и ОРП или ОРП и ОРП называется секцией дистанционного питания (ДП) и задается в паспортных данных системы передачи. При размещении ОРП следует руководиться следующими соображениями: расстояние ОРП-ОРП не должно превышать максимальной длины секции ДП; ОРП желательно располагать в населенных пунктах. Расстояние между ОП-НРП, НРП-НРП или ОРП-НРП называется длиной регенерационного участка.

Номинальная длина или номинальное затухание регенерационного участка для температуры t=20⁰С задается в технических данных аппаратуры.

Длина регенерационного участка при температуре грунта отличной от t=20⁰С может быть определена:

?_{ру ном ;} ?_{ру max;} ?_{ру min,}

где А_номРУ, А_maxРУ, А_minРУ — номинальное, максимальное и минимальное затухание регенерационного участка по кабелю, согласно техническим данным системы передачи;

б_{t max} — километрическое затухание кабеля на расчетной частоте f_p ЦСП при максимальной температуре грунта по трассе линии. Обычно f_р=0,5f_т, где f_т— тактовая частота ЦСП.

Километрическое затухание кабеля б_{t max} определяется:

б_{t max}= б_tо[1- б_б(t₀ — t_max)],

где б_tо — километрическое затухание кабеля при температуре t₀ (обычно t₀=20⁰С) Коэффициент затухания коаксиального кабеля на любой частоте может быть найден б_tо= б_1МГц?, МГц Для симметричного кабеля значение б_tо определяется аналитическим выражением, которое зависит от марки кабеля.

б_б — температурный коэффициент затухания, который с достаточно большой степенью точности можно принять равным 2?10^-3 1/град.

Число регенерационных участков внутри секции ДП определяется по формуле

n_ру= Е (L_c/?_ру ном)+1,

где L_c — длина секции ДП, км; ?_ру ном — номинальная длина регенерационного участка, км; Е — функция целой части.

Конструкцией ЦСП предусмотрено возможное отклонение длины участков от номинала в обе стороны. Для проектирования задается обычно несколько меньший разброс, чем это позволяет оборудование ЦСП, что связано с возможным разбросом затухания кабеля и неточностью реализации длин участков в процессе строительства.

При необходимости можно размещать НРП с получением длин участков меньше или больше номинальной, причем длина регенерационного участка должна находиться в пределах возможных отклонений согласно технической характеристике применяемой системы передачи. При невозможности выполнения этого условия допускается увеличить на один число НРП и организовать два укороченных регенерационных участка, при этом их следует располагать перед ОРП или ОП. Взаимное расположение укороченных и удлиненных относительно номинала регенерационных участков в пределах секции ДП может быть произвольным.

1.2 Нормирование параметров ЦСП

Нормирование параметров ЦСП осуществляется посредством создания номинальных цепей цифровой первичной сети ВСС. Основной параметр, определяющий качество связи по цифровым каналам — вероятность ошибки р_ош. Допустимую вероятность ошибки для различных участков цифровой первичной сети ВСС можно определить, исходя из следующих требований:

цифровые каналы ВСС должны обеспечить возможность организации междугородной связи;

вероятность ошибки при передаче цифрового сигнала между двумя абонентами не должна превышать Р_ош?10^-6. При этом обеспечивается высокое качество телефонной связи (прослушивание не более одного щелчка в минуту) в системах с ИКМ при восьмиразрядном нелинейном кодировании.

Кроме того, необходимо иметь в виду, что в линейных трактах ЦСП имеет место накопление ошибок регенерации.

Согласно рекомендации Международного союза электросвязи схема организации международной связи соответствует рисунку 1.1.

Рисунок 1.1 — Схема организации международной связи

Номинальная цепь основного цифрового канала (ОЦК) национального участка определяется видом сети связи страны, входящей в соединение, и для первичной цифровой сети России показана на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 — Номинальная цепь ОЦК национального участка России Вероятность ошибки Р_нац= 0,4•10^-6 равномерно распределена между участками номинальной цепи, т. е. Р_маг=Р_вз=Р_мест=Р_аб=10^-7, где Р_маг, Р_вз, Р_мест и Р_аб допустимые вероятности ошибки соответственно магистрального, внутризонового, местного и абонентского участков номинальной цепи. Тогда, учитывая, что в ЦСП суммируются вероятности ошибки, получим условное значение допустимой вероятности ошибки на 1 км линейного тракта:

Р_{маг км}; Р_вз км;

Р_{мест км}

Зная эти величины, можно определить требования к линейным регенераторам ЦСП. Допустимая вероятность на один регенератор составляет

?_ру,

где ?_ру — длина регенерационного участка.

1.3 Определение допустимой защищенности от помех от линейных переходов для регенераторов ЦСП по симметричным кабелям

Причиной возникновения ошибок при передаче цифрового сигнала являются помехи, мгновенные значения которых превышают пороговое напряжение U_пор в схеме сравнения регенератора, что вызывает появление лишних или исчезновение имеющихся импульсов. Пороговое напряжение выбирается равным половине максимального напряжения цифрового сигнала U_{с max} на входе схемы сравнения регенератора:

U_пор= U_{с max}/2.

В цифровых линейных трактах ЦСП по симметричным кабелям имеют место собственные помехи, имеющие нормальный закон распределения, и помехи от линейных переходов, которые в общем случае суммируются от всех влияющих пар. В наихудшем случае помехи от линейных переходов складываются па напряжению и имеют полярность противоположную с передаваемым цифровым сигналом. Это эквивалентно уменьшению порогового напряжения в схеме сравнения регенератора:

U^'_пор= U_пор-n· U_плп ,

где U_пор= U_{с max}/2, nчисло влияющих пар, U_плп — напряжение помехи от линейных переходов от одной влияющей пары.

Для симметричного кобеля соотношение допустимой мощности помех от линейных переходов и допустимой мощности собственных помех следующее:

Р_{доп лп}: Р_{доп сп} =2:1

Поэтому произведем расчет допустимой защищенности от помех на входе регенератора только от линейных переходов.

Влияние помех от линейных переходов эквивалентно изменению верхнего предела в интеграле вероятности для расчета Р_ош:

где;; .

U_см — максимальное напряжение цифрового сигнала на входе схемы сравнения регенератора, д — среднеквадратическое значение собственной помехи на входе схемы сравнения регенератора, которое вычисляется по формуле

В, где К — постоянная Больцмана, К=1,38?10^-23 Дж/град;

Т — температура в градусах Кельвина, Т=273+t^oС;

D — коэффициент шума усилителя (5ч8);

А_рег — затухание регенерационного участка при ?_max на f_р= f_т/2, дБ;

f_т — тактовая частота ЦСП, Гц;

Z_В — волновое сопротивление симметричного кабеля, Ом.

Предельное значение величины X?₀ определяется предельно допустимой вероятностью ошибки на один регенератор. С другой стороны предельно допустимая защищенность при воздействии всех видов помех:

где U_ном? — суммарное значение от помех. Величину А_{з доп рег} можно определить по эмпирической формуле, зная Р_{доп рег}:

где L — число уровней линейного сигнала.

Тогда предельно допустимое соотношение:

Почленно разделив на левую и правую часть уравнения, окончательно получим:

(при заданном значении верхнего предела интеграла вероятности будут выполнены нормативы ЦСП).

С другой стороны

где

Введем понятие допустимой величины защищенности от помех линейных переходов, при котором выполняются нормативы ЦСП:

тогда

Подставив полученное выражение в формулу для расчета X?₀, окончательно получим:

Приравнивая выражение для расчета X?_0норм=X?_0расч, получим формулу для определения предельно допустимой защищенности от помех от линейных переходов:

при которой будет выполняться норматив на вероятность ошибки одного регенератора, где nчисло влияющих пар.

Ожидаемая защищенность от помех от линейных переходов А_{з.плп.ож} при правильном выборе длин регенерационных участков не должна быть меньше А_{з.плп.доп}: А_{з.плп.доп}? А_{з.плп.ож}

1.4 Определение ожидаемой защищенности от помех от линейных переходов для регенераторов ЦСП по симметричным кабелям

Ожидаемая защищенность при двухкабельном режиме работы В данном режиме работы ЦСП определяющими являются переходные влияния на дальнем конце. Ожидаемая защищенность от помех от линейных переходов на дальнем конце А_{З? плп ож.} может быть определена

_,

где — среднее значение защищенности от переходного влияния на дальний конец на частоте f_i для длины регенерационного участка ?_i;

— среднеквадратическое отклонение защищенности на дальнем конце, (5ч6дБ);

ДА_рег— изменение защищенности за счет неидеальной работы регенератора, (4ч10дБ);

n — число влияющих пар.

Средние значения защищенности на дальний конец для любой частоты f_i могут быть найдены из выражений:

— для межчетверочных комбинаций:

— для внутричетверочных комбинаций:

при ?_ру?2,5 км, где — среднее значение защищенности на дальний конец на частоте f₁, на длине ?₁ (?₁=2,5 км или 5км).

f_i — расчетная частота; ?_i — заданная длина участка регенерации.

Ожидаемая защищенность при однокабельном режиме работы В этом случае определяющими являются переходные влияния на ближнем конце, и ожидаемая защищенность от помех от линейных переходов на ближнем конце А_{Зо плп ож} может быть рассчитана:

где — среднее значение переходного затухания на ближнем конце на f_т/2, дБ;

— километрическое затухание кабеля на f_т/2, дБ/км;

— среднеквадратическое отклонение переходного затухания на ближнем конце, (6ч6,5дБ).

При правильном выборе ?_ру для всех типов ЦСП должно выполниться требование А_з доп? А_з ож.

1.5 Определение допустимой и ожидаемой вероятности ошибки и защищенности для регенераторов ЦСП по коаксиальным кабелям

Как известно, электромагнитное поле коаксиальных цепей является закрытым, т. е. вне коаксиального кабеля оно не существует, что приводит к отсутствию непосредственных влияний между коаксиальными цепями. Поэтому в ЦСП по коаксиальным кабелям основным видом помех являются собственные помехи, имеющие нормальный закон распределения. Следовательно, для данного вида помех возможно непосредственно рассчитать ожидаемую вероятность ошибки одиночного регенератора Р_ожрег и сравнить ее с нормативной величиной Р_{доп рег}, определенной ранее по ().

при этом Р_{доп рег}? Р_ож рег.

Для упрощения расчетов интеграл вероятности можно разложить в ряд и ограничиться первым членом разложения, так как при больших значениях X₀ достигается достаточно высокая степень приближения:

тогда

.

Можно также воспользоваться методикой расчета допустимой и ожидаемой защищенности. В этом случае допустимая защищенность А_{доп рег} определяется по эмпирической формуле и сравнивается с А_з ож.

дБ При правильном выборе длин регенерационных участков А_{з доп рег}? А_{з ож кк}.

1.6 Характеристики некоторых типов кабелей

Частотные характеристики коэффициентов затухания кабеля Аналитические выражения частотных характеристик коэффициентов затухания, полученные при аппроксимации, приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1- Аналитические выражения частотных характеристик затухания кабеля

С достаточной для практических расчетов точностью номинальные значения модулей волновых сопротивлений цепей можно считать независимыми от частоты. Эти значения для разных типов симметричных кабелей приведены в таблице 1.1.

Параметры передачи для коаксиальных кабелей при t=20⁰С приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2- Параметры передачи коаксиальных кабелей

Характеристики взаимного влияния цепей симметричных ВЧкабелей Значения защищенности на дальнем конце в межчетверочных комбинациях цепей на участках разной длины приведены в таблице 1.3, а во внутричетверочных комбинациях — в таблице 1.4.

Таблица 1.3- Значения защищенности на дальний конец в межчетверочных комбинациях

Таблица 1.4- Значения защищенности на дальний конец во внутричетверочных комбинациях

Характеристики взаимного влияния для кабелей марки КСПП Значения переходного затухания на дальнем конце А_? и переходного затухания на ближнем конце А₀ для кабелей КСПП приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5- Значения переходного затухания на дальнем и ближнем конце для кабелей КСПП

2. Обзор оборудования ЦСП PDH

2.1 ЦСП ЗАО «Новел-ИЛ»

Научно-производственное предприятие ЗАО «Новел-ИЛ» организовано в 1993 году группой ведущих специалистов в области разработки цифровых и волоконно-оптических средств связи.

В настоящие время «Новел-ИЛ» является одним из крупнейших в России поставщиков аппаратуры цифровых систем передачи для местных, междугородних и зоновых сетей связи АО «Электросвязь», а также для ведомственных сетей (нефтегазовой промышленности, железных дорог, РАО «ЕЭС России» и др.).

ЗАО «Новел-ИЛ» на разных этапах своей деятельности сотрудничал с такими зарубежными фирмами как «Andrew» (поставка первичных мультиплексоров для оптической линии Москва — Санкт-Петербург), «Italtel» (поставка первичных мультиплексоров и аппаратуры с частотным уплотнением), «GDC», «Alkatel», «AT&T», «SAT» и др.).

В своей деятельности компания ориентируется на предоставления современных услуг связи российским потребителям и ставит перед собой задачу обеспечения потребителя высокотехнологичным оборудованием связи по доступным ценам.

В настоящее время в «Новел-ИЛ» занято разработкой около 100 человек. Всего в производстве аппаратуры занято около 1500 человек. Основная производственная база — заводы в Новгороде и Пскове.

ЗАО «Новел-ИЛ» предлагает:

построение сетей под ключ на базе оборудования мультиплексирования SDH и PDH с программно-управляемой конфигурацией и дистанционным мониторингом;

различные виды электрических и оптических интерфейсов, в том числе и для сверхдлинных (до 150 км) регенерационных участков;

оборудование линейных трактов систем передачи по коаксиальным и симметричным кабелям;

аппаратуру для абонентских линий и линий технологической связи вдоль железных дорог и нефте-газопроводов;

оборудование для передачи группового ТВ сигнала и сигналов звукового вещания по волоконно-оптическим линиям связи на любые расстояния;

оборудование для сетей ISDN и HDSL.

Поставка оборудования потребителю осуществляется в максимально короткие сроки (цикл от заключения договора до осуществления поставки не долее двух месяцев).

Система ИКМ-60/120

Назначение

Для замены АСП К-60 при работе по симметричным высокочастотным кабелям типа МКС или ЗК со скоростью передачи 4,224 Мбит/с или 8,448 Мбит/с, АСП К-300 при работе по малогабаритному коаксиальному кабелю МКТ-4.

Применение

Модернизация внутризоновых сетей общего назначения, технологические линии связи вдоль нефте-газопроводов и железных дорог.

Функциональные возможности

Позволяет организовать в любом обслуживаемом пункте:

выделение первичных цифровых потоков 2,048 Мбит/с;

выделение любого количества каналов ТЧ или ОЦК с цифровым транзитом оставшихся каналов;

групповые каналы циркулярной связи (конференц-каналы);

любые другие услуги, предоставляемые мультиплексорами семейства МК-2048 производства компании «Новел-ИЛ».

Модификации

ИКМ-60H c длиной регенерационного участка до 11 км для замены К-60;

ИКМ-120H c длиной регенерационного участка до 6,5 км для работы по кабелю МКС;

ИКМ-120H-К c длиной регенерационного участка до 6,5 км для замены К-300;

ИКМ-120H-КД c длиной регенерационного участка до 8,3 км для замены БК-300;

Состав оборудования

оконечное оборудование линейного тракта (СЛОН) в составе дистанционного питания как для симметричных (СДПС), так и для коаксиальных (СДПК) пар, блоков станционных регенераторов (РС) с линейными кодопреобразователями, станционного блока телеконтроля и служебной связи (ТСМСС-О), а также секции телеконтроля и служебной связи (СТКС);

комплект необслуживаемого регенерационного пункта (КНРО-Н) в составе двух блоков регенератора линейного (РЛ) и одного блока телемеханики и служебной связи;

оборудование вторичного временного группообразования ОВВГ;

мультиплексора каналов первичного цифрового потока МК-2048.

Размещение

аппаратура обслуживаемых пунктов размещается на стойках типа СКУ-01;

аппаратура необслуживаемых пунктов размещается в термокамерах, либо в грунтовых контейнерах;

Система технического обслуживания

Централизованная система управления сетью, обеспечивающая мониторинг всех элементов сети, включая телеконтроль оборудования линейного тракта.

Технические характеристики системы ИКМ60/120 различной модификации приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1- Технические характеристики ЦСП ИКМ-60/120

Условия эксплуатации

оконечное оборудование +5…+40⁰С промежуточное оборудование минус 20…+40⁰С

Система ИКМ- 240/480H

Применение

Организация внутризоновых сетей общего назначения при реконструкции кабельной линии, уплотненных аппаратурой К-300, К-1920.

Функциональные возможности

ИКМ-240/480H позволяет организовать в любом обслуживаемом пункте:

выделение первичных цифровых потоков 2,048 Мбит/с;

выделение любого количества каналов ТЧ или ОЦК с цифровым транзитом оставшихся каналов;

групповые каналы циркулярной связи (конференц-каналы);

любые другие услуги, предоставляемые мультиплексорами семейства МК-2048 производства компании «Новел-ИЛ».

Состав оборудования

оконечное оборудование линейного тракта (СЛОН) в составе дистанционного питания как для симметричных (СДП), блоков станционных регенераторов (РС) с линейными кодопреобразователями, станционного блока телеконтроля и служебной связи (ТСМСС-О), а также секции телеконтроля и служебной связи (СТКС);

комплект необслуживаемого регенерационного пункта (КНРО-Н) в составе двух блоков регенератора линейного (РЛ) и одного блока телемеханики и служебной связи;

оборудование третичного временного группообразования ОВТГ;

мультиплексора каналов первичного цифрового потока МК-2048;

ИКМ-240/480H позволяет использовать существующие цистерны для размещения оборудования необслуживаемых пунктов.

Система технического обслуживания

Централизованная система управления сетью, обеспечивающая мониторинг всех элементов сети, включая телеконтроль оборудования линейного тракта.

В таблице 2.2 даны основные технические характеристики системы ИКМ-240/480.

Таблица 2.2- Технические характеристики ЦСП ИКМ-240/480

Условия эксплуатации

оконечное оборудование +5…+40⁰С;

промежуточное оборудование минус 20…+40⁰С

2.2 Оборудование временного группообразования

ОВТГ-2000

ОВТГ-2000 представляет собой универсальный мультиплексор гибкой компоновки на 34 Мбит/с с функцией add/drop потоков Е1 и Е2 и имеет несколько вариантов исполнения.

Назначение

В режиме ОВГ оборудование ОВТГ-2000 осуществляет объединение и разделение 4-х первичных цифровых потоков со скоростью передачи 8448 кбит/с.

В режиме ОТГ оборудование ОВТГ-2000 осуществляет объединение и разделение 16 первичных цифровых потоков со скоростью передачи 2048 кбит/с в групповой третичный цифровой поток со скоростью передачи 34 368 кбит/с или первичных и вторичных цифровых потоков в любом сочетании.

Аппаратура работает по одномодовому (л=1,3 мкм и л=1,55 мкм) и многомодовому оптическим кабелям без дополнительных устройств типа ОЛТ, а также по коаксиальным кабелям типа МКТ, МК, МКТБ и РРЛ по стыку G.703.

Метод объединения потоков — односторонний стаффинг в соответствии с Рекомендациями МСЭ-Т G.742 и G.751.

Функциональные возможности

Оборудование позволяет организовать:

передачу по линейному тракту сигналов вторичных и третичных цифровых потоков;

ввод/вывод первичных и вторичных цифровых потоков на промежуточных станциях;

не менее 64 переприемов сигналов первичных и вторичных цифровых потоков;

регенерацию сигнала в промежуточных пунктах.

Применение

Городские и зоновые сети связи.

Конструкция

Аппаратура ОВТГ-2000 выпускается в трех основных конструктивных модификациях:

для установки в стойки СКУ-01;

для установки в стойки СКУ-03;

19″ несущая конструкция по Евростандарту МЭК 297.

В секции БНК-4 может быть установлено от 1 до 4 комплектов ОТГ, таким образом обеспечивается объединение от 480 до 1920 каналов ТЧ соответственно или от 1 до 8 комплектов ОВГ, обеспечивая объединение от 120 до 960 каналов ТЧ.

Возможна установка модулей кросскоммутации.

Модули кросскоммутации позволяют осуществить быстрое и надежное подключение подводящих проводов первичных потоков 2 М бит/с без пайки, проводить измерения параметров сигналов, как с перерывов, так и без перерыва связи, а также производить, в случае необходимости, оперативное переключение потоков с помощью специальных кабелей.

Контроль работоспособности аппаратуры осуществляется любым из следующих способов:

с помощью стандартного устройства сервисного обслуживания (УСО);

с помощью встроенного автономного устройства сервисного обслуживания;

с помощью персонального компьютера, который осуществляет локальный или дистанционный мониторинг и управление оборудованием.

Технические характеристики оборудования третичного временного группообразования приведены в таблице 2.3.

цифровой мультиплексорный соединительная линия Таблица 2.3- Технические характеристики аппаратуры ОВТГ-2000

Условия эксплуатации

рабочая температура +5⁰С…+40⁰С;

относительная влажность воздуха до 80% (при 25⁰С).

ОВТК-34

Существует вариант, где совместно с аппаратурой ОВТГ-2000 в одной секции и на одной кросс-плате размещен первичный мультиплексор МВТК-2 (аппаратура ОВТК-34). На универсальной кросс-плате может быть установлено оборудование ОВТГ-2000 в режиме оконечной станции (16 входных потоков Е1) или в режиме add/drop станции (с выделением до 8 потоков Е1 в каждом направлении).

Аппаратура ОВТК-34 выполнена в евроконструкции 19' и снабжена устройством служебной связи, дистанционного конфигурирования и мониторинга, а также поддерживает режимы линейного и кольцевого резервирования в случае включения в технологическую линию связи.

ОВВГ

ОВВГмультиплексор цифровых потоков 2/8 Мбит/с с гибкой компоновкой, электрическим (G.703) и оптическим (Q=36дБ) интерфейсами.

Назначение

Объединение и разъединение 4-х первичных цифровых потоков со скоростью 2048 кбит/с в групповой вторичный цифровой поток со скоростью передачи 8448 кбит/с.

Оборудование работает по одномодовому и многомодовому волоконно-оптическим кабелям, а также по металлическому кабелю и радиорелейным линиям по стыку G.703.

Метод объединения потоков — односторонний стаффинг в соответствии с Рекомендациями МСЭ-Т G.742.

Функциональные возможности

передача по вторичному тракту сигналов первичных цифровых потоков;

ввод/вывод первичных и вторичных цифровых потоков на промежуточных станциях;

переприем сигналов первичных цифровых потоков.

Применение

Городские и зоновые сети связи.

Конструкция

БНК-4 для установки в стандартную стойку СКУ;

19″ несущая конструкция по Евростандарту МЭК297;

«узкая» конструкция шириной 300 мм.

Контроль работоспособности аппаратуры осуществляется одним из блоков КС:

блоком КС-А, который осуществляет сбор информации о состоянии комплекта ОВВГ, обработку этой информации и отображение ее на цифровом индикаторе, установленном на лицевой панели блока;

блоком КС-М, который осуществляет сбор информации о состоянии комплекта ОВВГ, обработку этой информации для последующей передачи на персональный компьютер;

блоком КС, который осуществляет сбор информации о состоянии комплекта ОВВГ, обработку этой информации для последующей передачи в универсальное сервисное устройство (УСО).

В таблице 2.4 указаны данные оборудования вторичного временного группообразования.

Таблица 2.4- Технические характеристики ОВВГ

Условия эксплуатации

рабочая температура +5…+40⁰С;

относительная влажность воздуха до 80% (при 25⁰С).

2.3 Мультиплексорное оборудование «Новел-ИЛ»

Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ) является наиболее распространенным методом цифрового преобразования аналоговых сигналов. Она осуществляется путем временной дискретизации аналоговых сигналов с последующим амплитудным квантованием и кодированием.

Помимо этого цифрового вида модуляции в мультиплексорном оборудовании компании «Новел-ИЛ» применяется адаптивная диффренциальная импульсно-кодовая модуляция (АДИКМ). Идея состоит в адаптивном изменении параметров (например, шага квантования) в соответствии с изменениями передаваемого сигнала.

Существует два основных метода адаптации: в первом адаптируют шаг квантования (АК-ДИКМ), во втором адаптируют коэффициенты предсказателя (АП-ДИКМ). Принцип действия транскодера АДИКМ следующий.

Входной ИКМ-сигнал преобразуется с использованием Аили м-законов сжатия динамического диапазона в ИКМ-сигнал с линейной характеристикой квантования. Из этого сигнала вычитается восстановленная цифровая версия квантованного сигнала, а разностный сигнал поступает на адаптивный квантователь, шаг квантования которого является переменным и зависит от динамического диапазона квантованного сигнала, т. е. чтобы слабые сигналы квантовались малыми ступенями квантования, а сильные сигналы — большими. Изменение уровня сигнала кодируется четырехбитным кодом (в ИКМ с нелинейным кодированием для этого требуется 8 бит): в трех битах записан уровень разностного сигнала, а в одном — его знак. Таким образом, при использовании АДИКМ по каналу связи передается не абсолютное значение сигнала, а разность между текущим и предыдущим отсчетами. При шаге дискретизации 125 мксек скорость передачи канального сигнала составляет 32 кбит/с.

Главное преимущество адаптивного предсказания заключено в использовании переменного шага квантования, определяемого значением абсолютного уровня сигнала, который восстанавливается в инверсном адаптивном квантователе. Благодаря тому, что необходимая для адаптации информация выделяется из выходного кодированного сигнала, а не из входного аналогового, операции кодирования декодирования идентичны. Адаптивный предсказатель кодера АДИКМ формирует квантованный сигнал, который обеспечивает отслеживание как быстрых, так и медленных флуктуаций разностного сигнала, поэтому кодер способен эффективно обрабатывать аудиосигналы различных видов, даже с резкими скачками амплитуды, например сигналы, генерируемые модемом, факсимильным аппаратом и т. п. Декодер АДИКМ фактически представляет собой часть кодера, в котором квантовый разностный сигнал восстанавливается с помощью инверсного адаптивного квантователя. Практически те же функции выполняет и адаптивный предсказатель, который формирует оценки сигнала, основываясь на разностном сигнале и предыдущих отсчетах восстановленного сигнала.

МК-2048

МК-2048 — семейство мультиплексоров каналов с различными интерфейсами в потоке Е1 образует комплекс каналообразующей аппаратуры для цифровых систем передачи различного назначения.

Аппаратура МК-2048 отличается

расширенными функциональными возможностями;

повышенной надежностью;

плотностью компоновки, обеспечивающей размещение в однорядной секции до 30 канальных окончаний ТЧ с согласующими устройствами или до 60 каналов ТЧ с тональной сигнализацией.

Основные модификации аппаратуры

МК-2048/30-СМ — мультиплексор каналов ТЧ, звукового вещания (ЗВ) и цифровых каналов (ЦК) с образованием выделенных сигнальных каналов передачи СУВ;

МК-2048/60 — мультиплексор каналов со сжатием сигналов ИКМ (64 кбит/с) в АДИКМ (32 кбит/с) с объединением двух 30-канальных первичных цифровых потоков в 60-канальный цифровой поток со скоростью передачи 2048 кбит/с;

МК-2048/КГ — многофункциональный программируемый мультиплексор каналов с гибким конфигурированием, обеспечивающий:

образование различных аналоговых и цифровых канальных интерфейсов;

выделение части каналов из первичного цифрового потока с цифровым транзитом остальных каналов;

кроссировку каналов в пределах группы (до четырех) первичных цифровых потоков с программируемой конфигурацией;

образование групповых каналов циркулярной связи (конференц-каналов);

образование цифрового интерфейса со скоростью передачи nЧ64 кбит/с (1

образование интерфейса типа U для использования в ISDNсетях;

передачу сигнализации от абонента к АТС и СУВ между АТС;

дистанционное управление конфигурированием соединений и промежуточных станций, участков линейного тракта, качества передаваемой информации.

Функциональн6ые возможности

МК-2048/30-СМ — объединяет функции образования каналов ТЧ, ЗВ, ЦК и сигнальных каналов передачи СУВ; сменные блоки канальных интерфейсов с согласующими (исходящими и входящими) устройствами обеспечивают сопряжение с АТС любого типа.

МК-2048/ГК — имеет в своем составе унифицированные функциональные модули групповых и канальных интерфейсов, а также встроенное программируемое устройство коммутации каналов для четырех первичных цифровых потоков, что позволяет использовать его в качестве:

терминального мультиплексора;

мультиплексора узловой станции с выделением и транзитом каналов;

кросс-коммутатора каналов.

При решении конкретных сетевых задач следует учитывать функциональные возможности аппаратуры МК-2048/ГК:

возможность гибкого конфигурирования состава сетевых узлов с использованием данного мультиплексора каналов в указанных режимах;

возможность программирования конфигурации матрицы коммутации и распределения каналов в группе первичных цифровых потоков;

возможность конфигурирования параметров отдельных канальных интерфейсов (ТЧ, ЦК) в рамках, предусмотренных соответствующими Рекомендациями МСЭ-Т.

Вместо пяти каналов ТЧ или ОЦК в МК-2048 (всех модификаций) может быть Организован канал ЗВ первого класса, либо два канала ЗВ второго класса; вместо шести каналов ТЧ (ОЦК) — канал ЗВ высшего класса с помощью блоков, установленных вместо части канальных модулей.

Применение

Сельские, городские, междугородние, технологические системы связи.

Конструкция

БНК-4 для установки в стандартную стойку СКУ;

19″ несущая конструкция по Евростандарту МЭК 297.

Техническое обслуживание

В мультиплексорах МК-2048 имеются интерфейсные блоки (RS-232, RS-485) для сопряжения с компьютерным терминалом автоматизированной системы технической эксплуатации (АСТЭ). Через указанные интерфейсы обеспечивается дистанционный контроль и диагностика аварийных состояний, а в гибком мультиплексоре — также дистанционное управление конфигурированием каналов.

По требованию заказчика МК-2048 поставляются с блоком контроля и сигнализации (КС), обеспечивающим взаимодействие с комплектом унифицированного сервисного оборудования (типа УСО-01).

Вариантом аппаратуры МК-2048/ГК с еще более расширенными функциональными возможностями является аппаратура МВТК-2.

МВТК-2

Аппаратура обеспечивает:

передачу и прием двух групповых потоков по медному или по одномодовому и многомодовому волоконно-оптическим кабелям на длине волны 1550нм и 1300нм;

формирование и кодирование (декодирование) группового потока со скоростью передачи 3072 кбит/с путем синхронного объединения основного информационного потока 2048 кбит/с, служебного цифрового потока 512 кбит/с и маркерного сигнала;

кроссировку каналов в пределах группы (до восьми) первичных цифровых потоков, а программируемой конфигурацией коммутационной матрицы;

образование различных аналоговых и цифровых канальных интерфейсов;

выделение части каналов из первичного цифрового потока 2048 кбит/с (с цифровым транзитом остальных каналов);

формирование резервного оптического канала для работы в конфигурации 1+1;

служебную связь между станциями вдоль линейного тракта;

организацию 30-ти каналов конференц-связи, а при установке дополнительных ТЭЗов число конференц-каналов может быть доведено до 60-ти;

мониторинг состояния оборудования оконечных и промежуточных станций, участков линейного тракта, качества передаваемой информации и дистанционное управление конфигурированием соединений.

Передача сигналов мониторинга, управления и служебной связи осуществляется в основном потоке Е1, либо в отдельном канале, что позволяет сохранить систему контроля, управления и служебной связи при передаче основного потока Е1 по резервному тракту в случае аварии, обрыва кабеля и т. д.

Система технического обслуживания

Оборудование управляется и обслуживается при помощи централизованной системы дистанционного контроля и управления, программного продукта компании «Новел-ИЛ».

Конструкция

19″ несущая конструкция по Евростандарту МЭК 297.

Варианты использования

с электрическими интерфейсами Е1;

с оптическими и электрическими интерфейсами Е1;

совместно с аппаратурой ОВТГ-2000 в одной секции и на одной кросс-плате (аппаратура ОВТК-34).

Технические характеристики мультиплексоров каналов основных модификаций приведены в таблице 2.5.

Таблица 2.5- Технические характеристики мультиплексоров каналов

2.4 Оборудование линейного тракта

КОЛТ — комплекты окончаний линейных трактов

Назначение

Организация дуплексных цифровых трактов между оконечными пунктами по симметричным и коаксиальным кабелям.

Номенклатура оборудования линейного тракта и его характеристики приведены в таблице 2.6.

Таблица 2.6- Номенклатура оборудования КОЛТ

*Расстояние между станциями для линейных трактов по симметричным кабелям указано для двухкабельной схемы организации трактов.

Состав комплекта (на каждой из оконечных станций) РСП — регенератор станционный передачи. Осуществляет формирование линейного сигнала из приходящего от станционного оборудования информационного сигнала;

РСПр — регенератор станционный приема. Осуществляет прием линейного сигнала, восстановление его по длительности и временному положению и формирует выходной сигнал на станционное оборудование;

КС — устройство контроля и сигнализации. Осуществляет встроенный контроль наличия сигналов на входах/выходах РСП и РСПр и достоверности передачи информации.

Модификации КС:

работает под управлением УСО;

автономный с компьютером по стыку RS-232.

Конструкция

КОЛТ выполнен в виде отдельных блоков, установленных в кассету.

Основные технические параметры комплектов окончаний линейных трактов приведены в таблице 2.7.

Таблица 2.7- Технические параметры КОЛТ

Условия эксплуатации

рабочая температура +5…+40⁰С относительная влажность воздуха до 80% (при 25⁰С).

2.5 Оборудование FlexGain