Цифрлық беру жүйесін және транспорттық желіні жобалау
Коммерциялық емес акционерлік қоғам
«Алматы энергетика және байланыс университеті»
Автоматты электр байланыс кафедрасы
Көліктік
телекоммуникациялық жүйелер
Тақырыбы: «Цифрлық беру жүйесін және транспорттық желіні жобалау»
Мамандығы: 050719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар
Орындаған: Төребек А.Б.
Тобы: СТКк-10-03
Сынақ кітапшасының нөмірі: 103101
Қабылдаған: аға оқытушы Қожабаева И.Б.
Алматы 2013
Мазмұны
Кіріспе6
1. ИКМ – 120 аппаратурасына түсініктеме7
2. Аппаратура параметрлерін есептеу8
2.1 Телефондық сигналдың дискреттеу жиілігін таңдау8
2.2 Кодтау
сөзіндегі разряд санын
3. ЦБЖ арнасының
шығысындағы кванттауды
4. ЦБЖ-ның
соңғы құрылғысының
5. Біріншілік
ЦБЖ-ның жоғарғы циклы мен
5.1 Циклдің синхронды құрылымын жасау15
5.2 Циклдің асинхронды құрылымын жасау18
6. Берілген
тізбекті кодалық символдардың
регенератор шығысындағы
7. Регенерациялық ауданның ұзындығы және кабелді таңдау типі21
8 SDH технологиясының негізінде транспорттық желіні жобалау25
8.1 Біріншілік цифрлық лектердің эквивалентті санын есептеу25
8.2 Транспортты
желінің түйіндер кескін үйлесімі
(конфигурациясы)27
8.3 Тактілі желілік синхронизацияны құру29
8.4 Басқару желісін құру31
8.5 SDH аспаптарын таңдау32
Қорытынды35
Қолданылған әдебиеттер36
Қосымша А41
А Қосымшасының жалғасы.......................
Қосымша Ә43
Қосымша Б44
1 Курстық жұмыстың тапсырмасы
Бұл курстық жұмыс екі бөлімнен тұрады: цифрлық тарату жүйесін жобалау және SDH технологиясының негізінде транспорттық желіні жобалау.
- Цифрлық тарату жүйесін жобалау
- Телефондық сигналдардың дискреттеу жиілігін таңдау, кодалық сөздегі разрядтар санын анықтау және цифрлық тарату жүйесінің шығысындағы кванттауды искажениядан қорғалуын анықтау;
- Цифрлық тарату жүйесінің ақырға құрылғылардың үлкейтілген құрылымдық сұлбасын құрастыру;
- Біріншілік цифрлық сигналының уақыттық циклдерінің құрылымын құрастыру және агрегаттық цифрлық сигналдың тактілік жиілігін есептеу;
- Берілген символдардың кодалық тізбектемесі үшін КВП-3 кодында регенератор шығысында сигнал тұрғызу. Регенератордың жөндеткіш күшейткішінің шығысындағы сигналдың уақыттық диаграммасын есептеу және тұрғызу;
- Регенерациялық бөліктің ұзындығын анықтау және кабелдің түрін таңдау;
Кесте 1 - Бастапқы мәліметтер
Сызықты даңғыл жолының ұзақтығы L , км. |
400 | |||
ТЖ-те қайта қабылдау саны , n |
3 | |||
Түзететін күшейткіштің шу коэффициенті F, бірл. |
6 | |||
Регенератордың шығысындағы импульс-тер амплитудасы, U пер., B |
4 | |||
Символ-дардың жүйелік кодтары |
ТЖ арна-лар саны, N |
Арнаның шығысындағы шулық кванттау- Аз, Дб |
10
мин. ішіндегі цифрлық қателік- |
Нұсқа номері |
011010100101 |
180 |
22 |
13 |
37 |
- SDH технологиясының негізінде тран
спорттық желіні жобалау
- Транспорттық желінің әрбір торабы үшін біріншілік цифрлық ағындардың жалпы санын анықтау;
- Транспорттық желі тораптарының конфигурациясын өткізу;
- Тактілік желілік синхрондауды өткізуді жобалау;
- Басқару желісін құру ды жобалау;
- SDH құрылғыларын таңдау.
Қажетті
өткізу қабілеттілігін анықтау желіні
жобалауда ең маңызды кезең болып
табылады. Келесі кестелерде желіде VC-12
сигналдарының трафиктерін
Біріншілік
және екіншілік генераторлардың
орналасуы қалауынша
SDH транспортты
желінің топологиясы сынақ
К е с т е 2 – Бастапқы мәліметтер
год Х |
год Y |
|||||||||
A |
A |
год Х |
год Y |
|||||||
B |
54(20) |
55(20) |
B |
год Х |
год Y |
|||||
C |
33(12) |
31(17) |
34(10) |
24(11) |
C |
год Х |
годY |
|||
D |
25(20) |
17(7) |
26(17) |
19(8) |
38(-) |
44(17) |
D |
год Х |
год Y | |
E |
43(12) |
49(8) |
15(10) |
17(10) |
- (12) |
7(7) |
15(5) |
- |
E | |
F |
10(6) |
15(5) |
11(9) |
16(10) |
18(6) |
31(17) |
14(6) |
47(-) |
27(7) |
28(19) |
Сурет 1- SDH желісінің топологиясы
Кіріспе
Бұл курстық жұмыста плезиохронды цифрлы саты (PDH) және синхронды цифрлы саты (SDH) технологиялар жүйесі негізінде цифрлы жүйелерін құру процессін жасаймыз.
Курстық жұмыста біз АЦТ құрылымын, жоғарғы циклді таратушы және цикл құрылымын құру, сигналдың генератор арқылы өтуін, кабель мен регенерациялық ауданның ұзындығын таңдау және тағы да басқа мәселелерді қарастырамыз.
Телефондық сигналды тарату үшін ИКМ және УТА жүйеде не үшін қолданатындығымызды түсіндіруіміз керек. Бірқалыпсыз кванттауда шум кванттауынан қорғанысты есептеу үшін шкаладағы кванттаудағы АЦТ-ны көрсетеміз.ЦБЖ-ның құрылымдық сұлбасын талдау үшін ТЖ арнасының саны мен қайта қабылдаулар орындалу керек. Мұнда қолданылатын кабель төрт коаксиалды жұптан тұрады. Кабелді толық қолдану үшін екі идиентивті беру жүйесін қосу қажет.
Қабылдамау екпінділігін, үзіліссіз жұмыс істеудің орта уақыты мен бір тәуліктегі, айдағы, жылдағы ықтималдылығын, дайындық коэффицентің есептей отырып жобаланған ЦБЖ-ның сенімділігін анықтаймыз.
ИКМ- 120 комплексті
аппаратурасы екілік ЦБЖ-да симметриялы
жоғарғы жиілікті кабелдерді ішкі және
жергілікті желіде тығыздауға арналған,
сондай-ақ цифрлық ағынды 8448 кбит/с
жылдамдықта қалыптастырып
ЦБЖ аппаратурасы қалыптастыру және цифрлық сигналдарды қабылдау, сондай-ақ сызықты тракты аппаратурасынан тұрады. Цифрлы сигнал АЦТ (арна құрушы) құрылғысында немесе уақыттық топтық құраушылар құрылғысында қалыптасады. Бірінші жағдайда ЦБЖ-ның кірісіне аналогты сигнал, ал екіншіде цифрлы сигнал келіп түседі.
1 ИКМ – 120 аппаратурасына түсініктеме
ИКМ- 120 комплексті аппаратурасы екілік ЦБЖ-де симметриялы жоғарғы жиілікті кабелдерді ішкі және жергілікті желіде тығыздауға арналған, сондай-ақ цифрлық ағынды 8448 кбит/с жылдамдықта қалыптастырып тарату үшін, беру жүйесіндегі иерархияның өте жоғарғы сатыларында қолданылады.
Қазіргі кезде ЦБЖ аппаратурасының жаңа туындылары, ҮИС және ГҮИС негізінде және 2600×120×255 мм габаритті өлшеммен қолданылатын кірісте құрылады.
ЦБЖ аппаратурасы қалыптастыру және цифрлық сигналдарды қабылдау, сондай-ақ сызықты тракты аппаратурасынан тұрады. Цифрлы сигнал АЦТ (арна құрушы) құрылғысында немесе уақыттық топтық құраушылар құрылғысында қалыптасады. Бірінші жағдайда ЦБЖ-ның кірісіне аналогты сигнал, ал екіншіде цифрлы сигнал келіп түседі.
Аналогты сигналдар АЦҚ-да цифрлы сигналға түрленеді. АЦҚ шығысында УТА негізінде көп арналы цифрлы ағын қалыптасады. ЕТҚ-да цифрлық агындарды бөлу іске асды, ЦБЖ-ның төменгі ретімен қалыптасқан.
ЦБЖ-ның АБЖ-дан артықшылығы:
- жоғарғы бөгеуіл тұрақтылығы;
- байланыс жолынан тарату сапасының тәуелсіздігі;
- ЦБЖ арнасының параметрлерінің тұрақтылығы;
- дискретті сигналды тарату арналарының өткізу қабілеттілігін қолданудағы эффективтілігі;
- тарату сигналдарының математикалық түрде өндеуінің қарапайымдылығы;
- цифрлы байланыс желісін тұрғызу мүмкіндігі;
- жоғары технико-экономикалық көрсеткіштері.
2 Аппаратура параметрлерін есептеу
2.1 Телефондық сигналдың дискреттеу жиілігін таңдау
Дискреттеу жиілігін таңдау В.А.Котельников теоремасы негізінде іске асады. ИКМ аппаратурасында АИМ - 2 қолданылады, соған байланысты амплитудалық кванттаудың қателігін азайтқан кезде ол кванттауда тұрақты болу керек [1 - 8-10 бет].
Шығыстағы сигналды қайта құру үшін ТЖС-ден жиілікті кесіндісін сәйкес тізбектілікпен есептеу жеткілікті. Егер шығыс сигналы бір - бірінен шеткі жолақ бойынша бөлектенсе (2 - сурет бойынша) тізбектілік есебімен бөлінеді (қарама-қарсы жағдайда сызықсыз бұрмалану пайда болуы мүмкін). Ол үшін келесі шарт орындалуы қажет:
Бұл шарт жоғарыда келтірілген А.В. Котельников теоремасына сәйкес, үздіксіз сигнал жиілік спектрінде шектелген, дискретті сигнал есептеу тізбегінен бұрмаланусыз қайта құрлуы мүмкін, егер дискреттеу жиілігі , жиілік спектрі шығыс сигналынан екі есе үлкен болса. Шығыстағы аналогты сигнал жалпы жағдайда жоғарғы шеткі жиілікте анық көрсетілмейді. Сондықтан дискреттеу алдында шығыс сигналының спектірінде шектеу болады.
ИКМ - 120 аппаратурасы ТЖ арнасын 3400 Гц құру үшін арналған. Сонда, В.А.Котельников теоремасына сәйкес -ді 68000 Гц-қа тең деп алуға болады. Сүзгіні жеңілдету үшін дискреттеу алдында аналогты сигнал спектріне шек қою керек, сонымен бірге, сүзгінің қабылдау бөлігінде шығыс сигналын бөлу -ге қарағанда үлкен және МККТТ-да ТЖ арнасына Гц мәні қабылданған.
Сонымен, дискреттеу жиілігін жоғарыдағы мәнге сәйкес Гц-ке тең деп аламыз.
2.2 Кодтау сөзіндегі разряд саның есептеу
Кодалық комбинациядағы разрядтар саның есептеу берілген арнаның шығысындағы шумнан қорғау өлшеміне және ТЖ қабылдаулар санына байланысты.
Амплитудалық кванттау шексіз көпмүше мәндерін амплитуданың кіріс сигнгалына ауыстырғанда (әр есеп үшін) кванттау деңгейі көпмүшенің соңғы мәнінде рұқсат етіледі. Екі көршілес интервалдың арасының кванттау деңгейі кванттау қадамы.
Кванттау бөгеуілі берілген сигналмен бір уақытта жұмыс істейді, сондықтан оның сигнал қуатын кванттау бөгеуілінің қуатына қатынасын бірге бағалау керек. Сигнал сапалығы өте жақсы деп есептеледі, егер келесі шарт орындалса:
мұндағы, - сигнал қуаты;
- бөгеуіл қуаты;
Бұл шарт орындалу үшін телефон сигналының мүмкін диапазон жүйесі 54…66 дБ болу керек, ол үшін 2000 жуық кванттау жүйесі екілік кодтың 11 разрядына сәйкес келуі қажет. Бірақ үшін сигнал деңгейі талап етілетін мәннен асып кетеді.
болғанда сигналды төмен
және жоғары деңгейде біркелкі
сапалы беру үшін кванттау
қадамын сигнал деңгейімен
тұрақтылығына сәйкес
Кодолық комбинацияның разрядтар саның анықтайтын формула:
мұндағы, Ц символы – квадрат жақшадағы жуық сан, үлкен сан (яғни, нәтижесін үлкен мәнге жуықтау керек);
- ТЖ бойынша қабылдаулар саны;
дБ – кванттау шумынан қорғау.
Сонымен, кодалық сөздегі разрядтар саны
3 ЦБЖ арнасының шығысындағы кванттауды бұрмаланудан қорғау
Келесі саты арна шығысындағы қорғалған сигналдың деңгейіне қатысын есептеу және анықтау болып табылады.
Қазіргі
кездегі ИКМ және УТА жүйелерінде
сызықты-сынық компрессорлар
Бірқалыпсыз
кванттау кезінде кванттауды шумнан
қорғау есептеу үшін, АЦТ-ны каскадты
түрде жинақталған компрессор сипаттамасы
мен бірқалыпсыз шкаладағы
Сурет 4- Компррессордың бірқалыпсыз кванттау қадам сипаттамасы
(4)–формула
бойынша сигналдың максималды
қорғау мәнің қабылдау
,дБ
Сондықтан,
Қорғаудың минималды мәні максималдыдан 3...4 дБ кіші болады (5).
,дБ;
Сондықтан,
Арна
шығысындағы және оның деңгейіне
сигналдың қорғау қатынасын құрамыз.
Сурет 6 – Сигналдың қорғалыс мәннің графигі
Соңғы максимум (6) формуласымен анықталады:
, дБ;
, дБ;
Рс<-42 дБ болғанда компрессия сипаттамасы сызықты болып келеді, сондықтан Аз кіріс сигналының деңгейін 1 дБ-ге азайтқан сайын 1 дБ-ге кемиді. Қорғалыс берілгеннен кіші болмағанда, кіріс сигналының деңгейінің өзгеру диапазонын суреттен анықтауға болады. Диапазон изменения уровня входного сигнала, в котором защищенность остается не ниже заданной, можно определить непосредственно из рисунка. Аз=20 дБ кезінде D≈40 дБ болады.
4 ЦБЖ-ның соңғы құрылғысының үлкейтілген құрылымдық сұлбасын талдау
Құрылымдық сұлбаны талдау берілген ТЖ арнасының санымен және ТЖ-ның қабылдаулары арқылы орындалады. Сондай-ақ қолданылатын кабель 4 коаксиалды жұптан тұратының есте сақтау керек. Кабелді қолдану үшін екі идентивті беру жүйесін қосу қажет (төртөткізгішті сұлба 6 – сурет бойынша).
Сурет 7 - Төртөткізгішті сұлба бойынша жалғастыруды ұйымдастыру
ЦБЖ-ның кұрылымдық сұлбасын таңдауды біріншілік беру жүйесінің сыйымдылығын беруден бастаймыз. Берілген мәліметтер бойынша 120 арналы жүйені қолданамыз, ал қалыптастыруда топтық цифрлық ағында екілік сатылы топ құраушылар арқылы іске асырамыз. Осыдан келе ЦБЖ-ның сұлбасын берілген арна санына сәйкес талдап және сызамыз. Арна саны екі беру жүйесі арқылы құралады, ал ТЖ қабылдаулары әр ҚРП талабымен іске асады. ҚЕРП санын бұл сатыда анықтамаймыз.
ЦБЖ-ның құрылымдық сұлбасы А қосымшасында келтірілген.
Бізге белгілі,
байланыс техникасының бір есебі
болып берілген ақпаратты типтік
арналар мен тракттарға сапалы түрде
таратуды қамтамасыз ету болып саналады.
Беру жүйесін жобалау сатысында
әртүрлі құрылғы мен
Таратуда бірінші аналогты сигнал c(t) ТЖСбер спектр көмегімен шектеледі, сигналдың дискреттеуін уақыт бойынша В.А.Котельников теоремасы арқылы іске асыру жеткілікті. Осы сатыда сигналды таңдаудан бұрмалану пайда болады, біріншіден, шығыс сигнал үздіксіз спектрлі, жиілікпен шектелетін мақсаты бар, екіншіден, ТЖФбер -ді идеалды сипаттамасымен, нәтижесінде оның шығысында шектелген идеалды емес сигнал спектрі қалыптасуын құру мүмкін емес. Бірақта спектрді шектеу ақпарат түрін сол немесе басқа түрде қабылдау ерекшелігі, ал мүмкін бұрмаланулар ТЖСбер идеалды еместігінен дискреттеу жиілігін таңдау жолына сәйкес азаюы мүмкін.
Аналогты
сигналдың спектіріне шектеуден
кейін АИМ модулятордағы
Уақыт бойынша дискреттеу индевидуалды сигнал (АИМ сигнал) басқа арналардың сәйкес сигналдарымен қосылады, яғни топтық 30 -арналы АИМ (АИМтоп) сигналы қалыптасады және деңгей бойынша кванттауға әкеледі. Осыдан кванттау шумы, ЦБЖ-да көп жағдайда негізгі болып табылатын, пайда болады. Сондықтан кванттағыш (Кb) сипаттамасын таңдауға көп көңіл бөлу қажет.
Топтық квантталған АИМ (АИМтоп) сигналы кодтайтын құрылғыға, АЦТ болатын, келіп түседі. Осы кезде құрылғылық деп аталатын шум, тарату ақпаратының сапасын азайтуға әкеп соғатын, пайда болады. Содан кейін ЦҚ-да топтық ақпараттық цифлық сигнал (ИКМ сигнал) СС, АБҚ және ДА-ға бірігеді, нәтижесінде ЦБЖ таратуының циклі қалыптасады.
Ары қарай
уақыттық топтық құраушылар (УТ), яғни
ИКМ - 120 цифрлы ағының 8 тобына бірігу іске
асады. Уақыттық топтық құраушыларға біріккен
ағындар жылдамдығын
ҮЦС сигналы топтық сигналды қалыптастырғышқа ФГС келіп түсу үшін арналған: 7 цифрлы ағынды біріктіру; әр бір тарату циклінің басында циклды синхросигналды қалыптастыру; топтық цифрлық ағын сигналдарын цифрлы қызмет ету байланысына еңгізу; сигналды тарату ЦС айналдыруына циклдік синхронизмнің жоғалуына және цифрлық қызмет ету байланысында шақыруды тарату; технологиялық арна құру.
Біріккен
жоғарғы жиілікті ағын (ИКМ) кодтық
түрлендіргіште тарату сигналға айналады,
жол бойынша тарату жеңіл және
цифлы сызықты трактіге келіп
түседі, осы аралық пунктте цифрлы
сигнал регенерацияланады. ЦБЖ-ның
сызықты трактісінде ақпаратты
тарату сапасы төмендеуі мүмкін, келесі
себептерге байланысты. Таратуда және
цифрлы сигнал регенерациясында қате
пайда болады, нәтижесінде декодер
шығысында дискреттелген
Көп жағдайда тактілік жиілік сигнал жүйесі, сызықтық регенератордағы сияқты, қабылдау станциясында импульстік тізбектен бөлінеді, сондықтан тактілік жиілікке тура абсолютті сәйкес келмейді, тарату станциясында күшейтіледі. Нәтижесінде фазалық діріл, шығыс сигналының бұрмалануына әкеп соғатын, пайда болады.
СТҚ кірісінде сызықты трактіде қабылданған, кодтың кері екілік сигналға түрленлірілу іске асады. Осы процестен қателердің көбеюі мүмкін. Кодты түрлендіруден кейін уақыттық бөлу (УБ) жоғарғы жылдамдықты сигналды 8 топтық цифрлы сигналға айналдыру іске асады. Бұл жағдайда командаларды қате қабылдаудан жылдамдықтарды келістіру кезінде барлық арна компоненттік ағындарының арасында байланыс бұзылуы мүмкін.
Топтық цифлық сигналдардан синхронизация сигналы бөлінеді, сондай-ақ басқару және арақатынастық сигналы да (БАС). Басты қабылдаудағы қателіктер сәйкес арналардың бірігуінің дұрыс емес қондырылуына әкелуі мүмкін. Синхронизация жүйесі кірістегі сигналдың дұрыс декодалануын қамтамасыз етеді, синхронизацияны жоғалту барлық ақпараттық жүйесіндегі байланыстың ұзындық жоғалуына қатынасына әкеледі.
Топтық цифрлы сигнал декодалайтын құрылғыда ЦАТ-қа айналуы мүмкін, нәтижесінде топтық АИМ сигналы қалыптасады.
АИМтоп сигналынан уақыттық селекторлы (УС) индевидуалды арналы АИМ сигналдары бөлінеді және ТЖСбер көмегімен аналогты сигнал қайта құрылады.
ЦБЖ трактілерінде пайда болатын бұрмалануды екі үлкен класқа бөлуге болады:
- бұрмалану, дискреттеу және кванттау процесі соңғы аппаратурада пайда болады;
- бұрмалану, сызықты трактіде (кездейсоқ қателер, фазалық діріл) пайда болады.
5 Біріншілік ЦБЖ-ның жоғарғы циклы мен цикл құрылымын талдау және желідегі сигналдың тактілік жиілігін есептеу
Біріншілік цифрлық ағының тактілік жиілігі (7) формуламен есептеледі.
МГц;
Цифрлық
топтық құраушының екінші сатысының
есебі болып тарату жылдамдығына
сәйкес келетін бірнеше біріншілік
цифрлық ағындарды бір цифрлы
ағынға біріктіру болады.топтық құраушының
екі: синхронды және асинхронды әдісі
белгілі. Синхронды топтық құраушының
ерекшелігі болып жиілігі екіншілік
топтық ағының тактілік жиілігіне тең
болатын беретін генераторды
қолдану табылады. Төменгі реттегі
аппаратура жүйесі үшін сақтау сигналы
дәл осы генераторда (жиілікті бөлумен)
алынады. Асинхрондыда төмегі реттегі
жүйенің тактілік жиілігік ағының біріктіру,
бұлардың әр біреуінің «өзіндік»беретін
генераторды қолданылғандықтан
ерекшеленеді. Бұл топтық құраушының
әдісі цифрлық теңестіруді
Кез келген ағындарды біріктіру әдісінде біріктірілетін символдардың тактілік жиілігі арасымен және біріктірілген сигналдардың тактілік жиілігінің қатынасы (8) формуладағыдай болады.
, МГц;
мұндағы, q – біріккен сигналдардың циклінде ақпараттық символдардың санына қосымша символдар санының қатынасы;
М – біріккен ағындардың саны.
мұндағы, n – біріншілік БЖ саны (ИКМ-30).
M=180/30=6
Асинхронды біріктіруде артықтылық мәні синхрондыға қарағанда үлкен болады, сондықтан біріккен жылдамдықтар келісушілік командаларын тарату керек. Курстық жұмыста синхронды біріктіруде q = 0.03, ал асинхронды бірктіруде q=0.04 деп алуға болады.
Егер q = 0.03 :
Егер q = 0.04 :
5.1 Циклдың синхронды құрылымын құру.
Циклдік синхронизацияның сигналының уақыт бойынша орта мәнің іздеп табу және оны нормасымен салыстыру, соңғысын Тср≤2 мс тең деп алып. Циклдік синхронизацияның орташа қалрына келу уақытын келесі формула арқылы табуға болады:
мұндағы, Н – ақпараттық позизиция саны, екі көршілес синхроком- бинацияның арасында орналасқан;