Линейные сооружения РАТС

Санкт-Петербургский

Государственный Университет Телекоммуникаций

им. проф. М.А. Бонч-Бруевича


Кафедра

Линии Связи


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

 

по линейным сооружениям РАТС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Факультет МТС

Группа ММ-85

Студент Кузнецов А.В.

 

Проверил Вагин А.Б.

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2001г.

Оглавление

 

  1. Задание

 

Разработать проект строительства  линейных сооружений районной АТС.

Номер варианта выбирается по последним  цифрам номера студенческого билета [xxxx77]. Исходные данные для варианта 77 будут приведены после основного задания.

 

В проекте должны быть отражены следующие вопросы:

 

  1. Расчет номерной ёмкости РАТС;
  2. Выбор места расположения станции на плане района;
  3. Выбор ёмкости распределительных шкафов, выделение шкафных районов и  расстановка шкафов;
  4. Составление схемы распределительной сети для одного из шкафных районов;
  5. Составление схемы магистральной кабельной сети с выбором типа, ёмкости и диаметра токопроводящих жил кабелей;
  6. Составление схемы кабельной канализации;
  7. Расчёт объёма работ и основных требуемых для строительства линейных сооружений материалов.

 

К курсовому проекту  прилагаются следующие чертежи:

 

  • план района с нанесёнными домами;
  • план района с границами шкафных районов, указанием места здания станции и мест установки распределительных шкафов;
  • схема распределительной сети шкафного района;
  • схема  магистральной кабельной сети;
  • схема кабельной канализации.

 

Исходные данные [по методическому пособию]:

 

  • План части городской территории, подлежащей телефонизации: П-8
  • Численность населения города: НГ = 760 тыс. жителей
  • Численность населения района: НР = 14 тыс. жителей
  • Количество домов в районе:  39 + 20 = 59 домов
  • Количество квартир: 4680 квартир
  • Количество работающих на предприятии [на фабрике]: 12,0 тыс. человек
  • Длина СЛ с РАТС: 14 км
  • Тип кабеля для СЛ: ТП-0.5

 

  1. Проектирование телефонной связи района

    1. Расчёт номерной ёмкости РАТС

 

Для проектирования линейных сооружений РАТС необходимо, прежде всего, определить общую номерную ёмкость станции, от которой зависит объём и  построение линейных сооружений в заданном районе.

В данном курсовом проекте расчёт номерной ёмкости РАТС выполняется, исходя из норм телефонной плотности  на начальный [первый] этап проектирования, охватывающий пять с начала проектирования. Потребность в телефонной связи определяется для двух групп абонентов. К первой группе относится квартирный сектор, включающий в себя квартальные телефоны; вторую группу составляет народнохозяйственный сектор, обеспечивающий удовлетворение потребностей в телефонной связи учреждений, предприятий и других организаций.

Расчёт потребного количества номеров  квартирного сектора выполняется  по формуле:

 

 

где Нп – численность населения района на конец первого этапа проектирования;

mкв – средняя норма телефонной плотности для квартирного сектора.

 

Численность населения города в  данном варианте: 760 тыс. человек. Средние значения норм телефонной плотности, тел/тыс. приведены в следующей таблице:

Таблица 1.

Численность

населения города,

  

До 2005г.

  

Тыс. чел.

m

mкв

mнх

Более 500

415

330

85


 

Численность населения Нп рассчитывается по формуле:

 

 

где НР – численность населения района в текущем году [20 тыс. человек]

р – средний процент ежегодного прироста населения, равный 1,5…2,0% для всех этапов проектирования [возьмем р=1,5%]

t – число лет с момента проектирования до пуска РАТС, берется равным 5 годам.

 

 

 

Расчёт необходимого количества номеров  для народнохозяйственного сектора  выполняется по формуле:

 

 

где q – коэффициент, учитывающий процент самодеятельного населения [рабочие и служащие], принимается равным 0,5;

mнх–средняя норма телефонной плотности для народнохозяйственного сектора,

учитывая численность населения  города, 85 тел./тыс. чел.

 

 

Суммарное количество телефонов для  обеих групп потребителей:

 

 

Это количество округляем до целого числа тысяч, потому как ёмкость  выпускаемых станций кратна 1000. Число 6000 будет являться необходимой номерной [станционной] ёмкостью проектируемой РАТС.

 

На плане района имеется фабрика, поэтому необходимо запланировать строительство учрежденческой АТС (УАТС). Определим номерную ёмкость УАТС:

Таблица 2.

Количество работающих в институте, чел.

Номерная ёмкость УАТС на каждую тысячу работающих

12000

50


 

 

Количество соединительных линий  к УАТС в данном курсовом проекте  рассчитывается в зависимости от общей ёмкости УАТС и числа абонентов, имеющих право связи с РАТС. Максимальное количество абонентов, имеющих право связи с РАТС, составляет 25…30% [возьмем 25%] от монтируемой ёмкости УАТС.

 

 

Таблица 3.

Количество абонентов, имеющих право связи с РАТС

Количество соединительных линий

Входящих на РАТС

исходящих от РАТС

200

8

9

Связь с МТС

3

6

Общее количество СЛ

11

15


 

Для связи УАТС с РАТС необходимо 26 СЛ.

 

Как известно, городская телефонная сеть предоставляет возможность  передавать по линиям связи информацию различных видов. Для передачи этой информации используются отдельные цепи, называемые прямыми проводами. Поэтому при проектировании линейных сооружений РАТС следует предусмотреть в кабелях пары прямой связи [прямые провода], количество которых предусматривается в объёме до 5% [мы возьмём 5%] от номерной ёмкости проектируемой РАТС:

 

 

В курсовом проекте также предусмотрены  пункты таксофонов. Число таксофонов предусматривается в объёме 2…4% [возьмём 3%] ёмкости проектируемой РАТС:

 

 

Число СЛ [исходящих и входящих] между проектируемой РАТС и МТС принимается порядка 1% от номерной ёмкости РАТС:

 

 

Число СЛ [исходящих и входящих] для связи РАТС с другой РАТС принимается равным 3% от номерной ёмкости:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Соединительные линии  с УАТС, РАТС, МТС, прямые провода  и таксофоны в номерную ёмкость  станции не входят. Они включаются только в ёмкость кабельной сети.

    1. Выбор места строительства здания АТС.

 

Для определения места строительства  здания проектируемой станции необходимо знать распределение номерной ёмкости  РАТС по территории заданного района. При любом размещении телефонных аппаратов на территории района, где  проектируется АТС, существует такая точка, сумма расстояний от которой до каждого телефонного аппарата минимальна. Эта точка носит название центра телефонной нагрузки (ЦТН). Очевидно, что если поставить здание АТС в центре телефонной нагрузки, то капитальные затраты на строительство линейных сооружений проектируемой сети и эксплуатационные расходы на их содержание будут минимальными. При смещении АТС от ЦТН увеличивается средняя длина абонентской линии, а, следовательно, расход кабеля и стоимость строительно-монтажных работ.

Для определения ЦТН в данной работе используется координатный метод. В поле чертежа проектируемого района  проводятся оси координат, в полученной прямоугольной системе определяются координаты центра каждого квартала(x, y). Координаты центра телефонной нагрузки определяются по формулам

 

 

где  k - число кварталов в проектируемом районе [9];

             Ni - число проектируемых телефонов в i-м квартале.

 

Таблица 4.

№ квартала

Число телефонов, Ni

Координаты центра квартала, м

Произведение, м∙тел

Xi

Yi

Xi ∙Ni

Yi ∙Ni

1

869

1105

580

960245

504020

2

739

3390

385

2505210

284515

3

742

3400

1680

2522800

1914360

4

694

3400

3450

2359600

2394300

5

684

3385

4805

2315340

3286620

6

768

485

3950

372480

3033600

7

736

1100

2580

809600

1898880

8

866

1105

1650

956930

1428900

Фабрика

30

1680

3510

50400

105300

Итого

6128

    

12852605

14850495

X = 2097 м

Y = 2423 м


По полученным координатам центра телефонной нагрузки располагаем здание АТС85 на карте района [Приложение 1].

    1. Выбор ёмкости распределительного шкафа.

 

При проектировании линейных сооружений необходимо выбрать оптимальную  ёмкость распределительного шкафа, что позволит наиболее экономично осуществить  строительство и эксплуатацию кабельных  абонентских линий ГТС. При шкафной  системе построения городской телефонной сети в зависимости от телефонной плотности применяются распределительные шкафы ёмкостью 1200*2, 600*2, 300*2. [Первая цифра означает предельное суммарное количество магистральных и распределительных пар кабелей, заводимых в данный шкаф]. В зависимости от места установки распределительные шкафы подразделяются на уличные типа ШР и для установки внутри зданий типа ШРП. Наибольшее распространение получили шкафы типа ШРП, уличные шкафы используются в исключительных случаях. В данном курсовом проекте будем ориентироваться на распределительные шкафы ёмкостью 1200*2 и 600*2.

    1. Выделение шкафных районов и выбор места установки ШР.

 

При разбивке территории, обслуживаемой  проектируемой АТС, на шкафные районы первоначально очерчиваются границы зоны прямого питания [ЗПП] радиусом 500 м с центром в выбранном месте расположения АТС. За пределами ЗПП выделяют шкафные районы.

В данном работе проектирование выполняется  для первого этапа, поэтому загрузка ШР частичная. Так, в ШР-1200*2 заводится 300 пар магистрального кабеля, что позволяет обслуживать до 294 абонентов, а в ШР-600*2 заводится 200 пар магистрального кабеля, что позволяет обслуживать 196 абонентов.

План разбивки территории обслуживаемого района на шкафные районы приведена в Приложении 2. Данные загрузки распределительных шкафов и ЗПП приведены в таблице 5.

Важным вопросом при проектировании линейных сооружений является правильный выбор места расположения ШР в  шкафном районе. На практике ШР устанавливается  в ближайшем  от найденного теоретического значения здании. Если расположить ШР в центре шкафного района, то при средней равномерной плотности распределения абонентов это будет наиболее выгодное место по расходу распределительного кабеля, однако при этом увеличится расход магистрального кабеля. Если же расположить ШР на границе шкафного района, то получим обратное соотношение. При прямоугольной форме шкафного района размерами a * b установку ШР проектируют на расстоянии х от границы шкафного района (места ввода магистрального кабеля) по направлению к РАТС. Это расстояние х с учетом минимального расхода кабелей и наименьших капитальных затрат определяется по формуле:

где  х – расстояние от шкафа до границы шкафного района в направлении станции;

b – длина стороны шкафного района, параллельной магистральному кабелю.

При произвольной (не прямоугольной) форме шкафного района расстояние х определяется по формуле:

 

Таблица 5.

Данные загрузки распределительных шкафов и ЗПП

№

распред.

шкафа

Количество включаемых в ШР абонентов и линий

народно-хозяйственный  сектор

Квартирный сектор

Таксофоны

Прямые провода

Всего

1

27

243

8

12

290

2

27

243

7

12

289

3

27

243

7

13

290

4

28

200

7

14

249

5

20

150

5

9

184

6

26

200

7

12

245

7

26

200

7

12

245

8

20

150

6

10

186

9

20

150

6

10

186

10

20

150

6

10

186

11

26

183

8

13

230

12

26

183

8

13

230

13

28

184

9

13

234

14

26

180

8

13

227

15

26

180

8

13

227

16

28

180

8

14

230

17

26

210

6

12

254

18

26

210

6

12

254

19

28

210

8

14

260

20

26

245

7

11

289

21

26

245

7

11

289

22

28

240

7

13

288

23

27

200

8

12

247

ЗПП

53

398

16

22

489

Итого

641

4977

180

300

6098


 

  1. Проектирование магистральной кабельной сети

    1. Расчет емкости магистральной кабельной сети

 

В курсовом проекте магистральная  кабельная сеть строится по шкафной  системе с использованием прямого  питания для абонентов, находящихся в непосредственной близости от РАТС, то есть в зоне прямого питания. Магистральную сеть составляют кабели, соединяющие РАТС с ШР, а также кабели, соединяющие РАТС с КР при прямом питании

Общая емкость магистральной кабельной  сети на вводе в РАТС определяется по количеству абонентских устройств, включенных в РАТС (с учетом эксплуатационного запаса): телефонных аппаратов, таксофонов, прямых проводов и соединительных линий с УАТС.

Расчет емкости магистральной  кабельной сети выполняется для двух случаев: 

  • в зоне прямого питания [РАТС - КР];
  • вне зоны прямого питания [РАТС - ШР].

 

Расчет потребности магистральных  пар, выведенных из кросса РАТС, для  ЗПП выполняется по формуле:

 

 

где  Nта и Nпп – количество таксофонов и прямых проводов в ЗПП;

Nкв и Nнх – количество телефонов квартирного и народнохозяйственного секторов в ЗПП;

g1 – коэффициент, учитывающий проектируемый запас для ЗПП, [g1=1.1].

 

 

Расчет необходимого количества магистральных  пар вне ЗПП выполняется по формуле:

 

 

где Nсл – количество соединительных линийс УАТС,

g2 – коэффициент, учитывающий проектируемый запас для магистральной сети вне ЗПП [g2 = 1,02].

 

 

Общая емкость магистральной кабельной  сети определяется как:

 

 

Полученное значение округляется  до целого числа сотен в сторону  увеличения [M=6300].

 

    1. Построение схемы магистральной кабельной сети

 

Магистральная сеть проектируется  в границах зоны РАТС исходя из количества связей, определенных для каждого шкафного района и ЗПП. Разрабатывается схема на основе размещения ШР в шкафных районах и выделения ЗПП, а также намечаемых наикротчайших трасс кабельных магистралей.

Кабельные линии, отходящие от ШР к  РАТС, содержат число пар, необходимое для обслуживания абонентов шкафного района с учетом эксплуатационного запаса. Эти линии в определенных местах объединяются в более крупные пучки, называемые магистралями, и с учетом наикратчайшего расстояния направляются к РАТС. По результатам формирования кабельных магистралей составляется ведомость [2.2] распределения магистральных пар по районам и ЗПП [представлена на следующей странице].

Полученная емкость за счет округления до принятых номинальных значений оказалась  несколько выше емкости, рассчитанной в пункте 2.1.

В Приложении 3 изображена схема магистральной кабельной сети. Она выполнена без масштаба, однако соблюдено взаимное расположение различных направлений, относительная пропорциональность длин и конфигурация территории проектируемого района. Вдоль направления магистральных кабелей нанесены названия улиц и проспектов. На схеме магистральной сети магистральным шкафам присвоена нумерация. Номер шкафа состоит из буквы Р [распределительный], индекса, соответствующего номеру проектируемой РАТС [85] и двухзначного порядкового номера самого шкафа. Нумерация шкафов по возможности должна возрастать от РАТС к границам района по каждому магистральному направлению. Последовательность нумерации магистральных направлений должна соответствовать ходу часовой стрелки. Нумерация магистральных кабелей выполняется начиная с наиболее удаленного от АТС распределительного шкафа.

Оконечными устройствами [ОУ] на магистральных кабелях являются защитные полосы [ЗП] емкостью 100х2 в кроссе РАТС и боксы емкостью 100х2 в распределительных шкафах. Защитные полосы 100х2 составляются из четырех смежных вертикальных устройств 25х2, устанавливаемых на стативе в кроссе АТС. Каждая ЗП оборудована грозозащитными устройствами, включающими угольные разрядники и предохранители (термические катушки). Нумерация магистральных боксов в распределительных шкафах соответствует порядковой нумерации защитных полос кросса. Магистральные боксы удаленных от РАТС ШР включаются в ЗП с наименьшей [начиная с единицы] нумерацией. Нумерация боксов возрастает по мере приближения к АТС. На схеме магистральной сети в конце магистрального кабеля указываются порядковые номера ШР и порядковые номера ЗП. В начале магистрального кабеля [у изображения АТС] указывается номер АТС, номер кабеля, его марка, емкость и диаметр токопроводящих жил, а также порядковые номера ЗП.

 

Таблица 6.

Ведомость распределения  магистральных пар по шкафным  районам и ЗПП

№ ШР

Ёмкость ШР

Количество  проектируемых пар

Кол-во маг.пар, включ. в ШР

Тел. кв. сектора

Тел. н/х сектора

Таксофонов

Прямых проводов

Всего

Неспар.

спар.

01

1200х2

243

-

27

8

12

290

300

02

1200х2

243

-

27

7

12

289

300

03

1200х2

243

-

27

7

13

290

300

04

1200х2

200

-

28

7

14

249

300

05

600x2

150

-

20

5

9

184

200

06

1200х2

200

-

26

7

12

245

300

07

1200х2

200

-

26

7

12

245

300

8

600x2

150

-

20

6

10

186

200

9

600x2

150

-

20

6

10

186

200

10

600x2

150

-

20

6

10

186

200

11

1200х2

183

-

26

8

13

230

300

12

1200х2

183

-

26

8

13

230

300

13

1200х2

184

-

28

9

13

234

300

14

1200х2

180

-

26

8

13

227

300

15

1200х2

180

-

26

8

13

227

300

16

1200х2

180

-

28

8

14

230

300

17

1200x2

210

-

26

6

12

254

300

18

1200x2

210

-

26

6

12

254

300

19

1200х2

210

-

28

8

14

260

300

20

1200х2

245

-

26

7

11

289

300

21

1200х2

245

-

26

7

11

289

300

22

1200х2

240

-

28

7

13

288

300

23

1200х2

200

-

27

8

12

247

300

ЗПП

398

-

53

16

22

489

500

Всего

4977

-

641

180

300

6098

7000


 

    1. Выбор мраки и диаметра токопроводящих жил магистральных кабелей.

 

При выборе типа кабелей для магистральной  сети следует исходить из того, что в настоящее время отечественной промышленностью. Выпускается два типа кабелей для ГТС: кабели с воздушно-бумажной изоляцией токопроводящих жил в свинцовой оболочке типа Т и кабели с полиэтиленовой изоляцией в пластмассовой оболочке типа ТП. Кабели  типа Т используются при проектировании в исключительных случаях лишь на отдельных участках сети: где наблюдается повышенное электромагнитное влияние; при наличии вечномерзлых грунтов и грунтов, подверженных пучению; на переходах через судоходные реки; на магистралях, имеющих первостепенное значение.

При проектировании данной магистральной  сети предусматривались в основном кабели типа ТП с полиэтиленовой оболочкой, т.к. они являются наиболее экономичными при условии выбора минимально допустимого диаметра жил и т.к. в проектируемом районе отсутствуют перечисленные выше «экстремальные условия».

Для соединительных линий с другой РАТС и с МТС выбираем кабель ТП- 0,5, т.е. кабель типа Т, с полиэтиленовой изоляцией в пластмассовой оболочке, с диаметром токопроводящих жил 0,5 мм. [В условии данного варианта задан      ТП-0,5]. Изоляция жил – полиэтиленовая. Скрутка изолированных жил в группы – преимущественно парная. Система скрутки сердечника – пучковая. Кабели ТП-0,5 выпускаются с числом пар 10 – 1200. Поскольку число СЛ с другой РАТС составляет 180, а число СЛ с МТС – 60 [по расчетам, проведенным ранее], то для связи с РАТС необходим кабель 200х2, а для связи с МТС - 100х2.

При разработке схемы магистральной  сети в целях обеспечения требуемого качества телефонного разговора и нормальной работы приборов АТС электрические параметры линий, участвующих в соединении, должны соответствовать установленным нормам. Основными параметрами для линий ГТС являются: собственное затухание цепи, сопротивление постоянному току и ёмкость цепи.

Минимально допустимый диаметр  токопроводящих жил магистральных  кабелей определяют по допустимому  затуханию:

 

 

 где   aн = 4.3 дБ – нормированное значение собственного затухания абонентской линии;

         l – длина абонентской линии наиболее удаленного абонентского пункта, км.

В данном курсовом проекте длина l определяться по формуле:

 

 

т.е. длина  магистрального участка lмаг определяется по плану района. Длина распределительного участка принимается равной 0.3 км, а длиной абонентской проводки пренебрегают.

 

Определим длину и диаметр токопроводящих жил каждой магистрали:

 

  1. l = 3.2 + 0.3 = 3,5      ад = 4.3 дБ / 3.5 = 1.23 дБ/км

Подбираем ближайшее меньшее или равное значение километрического затухания а ад и выписываем соответствующий диаметр жил и параметры передачи: километрическое сопротивление цепи (шлейфа) Rшл км, рабочую емкость Ср км и коэффициент затухания а:

а=1,23 дБ/км    диаметр=0,5мм Rшл км=90 6 Ом/км      Ср км= нФ/км   а=4,5 дБ

  1. l = 3.125 + 0.3 = 3.425      ад = 4.3 дБ / 3.425 = 1.26 дБ/км

а=1,23 дБ/км    диаметр=0,5мм Rшл км=90 6 Ом/км      Ср км= нФ/км   а=4,5 дБ

  1. l = 2.125 + 0.3 = 2.425      ад = 4.3 дБ / 2.425 = 1,77 дБ/км

а=1,54 дБ/км    диаметр=0,4мм Rшл км=139 9 Ом/км     Ср км= нФ/км   а=4,0 дБ

  1. l = 1.875 + 0.3 = 2.175      ад = 4.3 дБ / 2.175 = 1,98 дБ/км

а=1,92 дБ/км    диаметр=0,32мм Rшл км=216 13 Ом/км     Ср км= нФ/км   а=3,5 дБ

  1. l = 3.2 + 0.3 = 3,5      ад = 4.3 дБ / 3.5 = 1.23 дБ/км

а=1,23 дБ/км    диаметр=0,5мм Rшл км=90 6 Ом/км      Ср км= нФ/км   а=4,5 дБ

  1. l = 2.75 + 0.3 = 3.05      ад = 4.3 дБ / 2.3 = 1.41 дБ/км

а=1,23 дБ/км    диаметр=0,5мм Rшл км=90 6 Ом/км     Ср км= нФ/км   а=4,5 дБ

  1. l = 2 + 0.3 = 2.3      ад = 4.3 дБ / 2.3 = 1.87 дБ/км

а=1,54 дБ/км    диаметр=0,4мм Rшл км=139 9 Ом/км     Ср км= нФ/км   а=4,0 дБ

Для ЗПП целесообразно выбрать  кабель с самым маленьким диаметром  токопроводящих жил 0,32 мм. Его параметры:

а=1,92 дБ/км Rшл км=216 13Ом/км     Ср км=45 5нФ/км   а=3,5дБ

Зная параметры передачи, произведем проверочный расчет на соответствие нормам затухания, сопротивления шлейфа и рабочей емкости цепи абонентской  линии с выбранным кабелем:

 

a · l < aн

Rшл = Rшл км · l < Rшл н

Ср = Ср км · l < Ср н

 

Значения Rшл н и Ср н определяются в зависимости от типа АТС. В данном проекте будем рассматривать электронную станцию типа ЭАТС-20, для которой:

  • Rшл н = 1600 Ом
  • Ср н = 0,5 мкФ = 500нФ
  • Rизоляции 20 кОм

Таблица 7

Проверочный расчет на соответствие нормам затухания

№ магистрали

li

ai

Rшл км i

Cр км i

ai·li,дБ

Rшл i, Ом

Cр i, нФ

1

3.5

1.23

90

45

4.31<4.5

315<1600

158<500

2

3.425

1.23

90

45

4.21<4.5

308<1600

154<500

3

2.425

1.54

139

45

3.74<4.5

337<1600

109<500

4

2.175

1.92

216

45

4.18<4.5

470<1600

98<500

5

3.5

1.23

90

45

4.31<4.5

315<1600

158<500

6

3.05

1.23

90

45

3.75<4.5

275<1600

137<500

7

2.3

1.54

139

45

3.54<4.5

320<1600

104<500

Линейные сооружения РАТС 📙 Курсовая → 🆔 116916

Линейные сооружения РАТС 📙 Курсовая → 🆔 116916

Линейные сооружения РАТС