Проектирование цифровой системы передачи

 

Решение: N учОРП = Lmp/Lcдn = 300 /200 =1,5 ≈ 2 шт

 

Определим количество пунктов ОРП:

 

                                       N ОРП=N учОРП-1, шт       [20]

 

Решение: N ОРП=N учОРП-1= 2-1 = 1 шт

 

Рассчитаем количество регенерационных участков:

 

                                      Nрегуч = Lтр / lрегуч шт       [21]

 

Решение: N регуч = Lmp / lрегуч = 300/5= 60 шт

 

Рассчитаем количество регенерационных пунктов:

 

                                       N регп = N регуч -1 шт       [22]

 

Решение: N регп =Nрегуч-1 =60 - 1 =59 шт

 

Рассчитаем количество «чистых» НРП:

 

                                      N НРП = N регп - N ОРП -1 шт      [23]

 

Решение: N НРП = N регп -NОРП - 1= 59-1-1 = 57 шт

 

Таблица №2

Кол-во рег-ных участ. секции ДП	Кол-во участков в ОРП	Кол-во пунктов в ОРП	Кол-во рег-ных участков	Кол-во рег-ных пунктов	Кол-во «чистых» НРП
44	2	1	60	59	57

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7. Схемы  организации связи и расположения ОРП, НРП.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 5.3

Расчет допустимой вероятности ошибки в проектируемом  линейном тракте.

 

Задание: рассчитать допустимую вероятность ошибки в проектируемом линейном тракте.

 

Переходные помехи и собственные  шумы корректирующих регенераторов  приводят к появлению цифровых ошибок в системе на входе приемной станции. Влияние цифровых ошибок на телефонную передачу отлично от влияние шумов в канале аналоговых систем. Каждая ошибка после декодирование в тракте приема оконечной станции приводят к быстрому изменению величины аналогового сигнала, вызывая неприятный щелчок в телефоне.

Экспериментально установлено, что заметные щелчки возникают в двух старших разрядах кодовой группы ИКМ сигнала. Качество связи является удовлетворительным, если в каждом из каналов ТЧ наблюдается не более одного щелчка в минуту, если частота дискретизации равна 8кГц,то что по линейному тракту передаются за минуту 8000*60=480000 кодовых групп, и опасным, в отношении щелчков, считается 2*480000=960000 старших разрядов.

 

Расчет вероятности ошибки: 

 

                                           Р_ош=1 / 960000≈ 10^-6               [24]

 

По длине трассы L_тр допустимая вероятность ошибки на 1км трассы определяется по формуле:

 

                                           Р_ош ≤ 10^-6 / L_тр,  км             [25]

 

Решение:  Р_ош ≤ 10^-6 / L_тр= 10^-6 / 300= 0,25*10^-8

 

С целью обеспечения более  высокого качество передачи МККТТ рекомендовал при разработке цифровых систем руководствоваться  нормой вероятности на 1км цифрового линейного тракта величиной 10^-10 1/км. Допустимая вероятность ошибки для линейного тракта определяется по формуле:

 

                                           Р_ош.доп=10^-10 * L_тр 1/км           [26]

 

Решение:  Р_ош.доп=10^-10* L_тр= 10^-10*300= 3*10^-8     1/км

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 5.4.

Расчет защищенности для регенераторов СП по симметричному  кабелю.

 

Задание: Произвести расчет защищенности для регенератора СП по симметричному кабелю.

 

Рассчитаем величину переходного затухания между  парами кабеля на дальнем конце:

 

                  Аз = Аоср — а рег.уч.t max —10lgn — Óocp — q (дБ), где    [27]

 

Аоср- среднее статическая величина переходного затухания между парами кабеля на дальнем конце (61,7);

а рег.уч.t max- затухание регенератора при максимальной температуре;

п— количестве двухсторонних цифровых трактов в кабеле ИКМ-120;

Óocp — стандарт отклонение Аоср (7,3+9,8) дБ;

q— по защищенности при изготовлении регенераторов, принимаем равным 3.

 

Решение: Аз = Аоср — а рег.уч.t max — 10lgn — Óocp — q = 61,7 — 24,8 -10lg4 — 9,8 — 3 = 17,97 дБ

 

Рош определяем по таблице №3, посредством расчета переходного затухания (раздел5.5.)

 

Таблица №З

Аз, дБ	16,1	17,7	18,8	19,7	20,5	21,1	21,7	22,2	22,6
Рош	10-3	10-4	10-5	10-6	10-7	10-8	10-9	10-10	10-11

 

Рош=10^-5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 5.5

Расчет вероятности  ошибки цифровой линии передачи.

 

По найденному значению Аз определить по таблице 3 значение Рош.

Помехозащищенность линии передачи оценивается вероятностью возникновения  ошибки при прохождении цифрового  сигнала через все элементы цифрового  тракта.

 

Ожидание помехоустойчивости определяется вероятностью ошибки по длине всего линейного тракта и рассчитывать по формуле:

 

                                                  Рош.ож = ΣPoшi, где        [28]

 

Poшi - вероятности ошибки i-гo регенератора.

 

Если вероятность ошибки для  всех регенераторов тракта одинакова, то расчет ожидаемой ошибки в линейном тракте можно осуществлять по формуле:

 

                                                 Рош.ож =(N+1) Рош, где        [29]

 

N- количество регенерационных пунктов

 

Решение: Рош.ож = (N+1) Рош = (59 + 1) * 10 ^-9 = 0,6 * 10 ^-5

 

Должно выполняться условие Рош.ож < Рош.доп.       [30]

 

Решение: Рош.ож < Рош.доп

 

                    0,6 * 10 ^-5 < 3 * 10 ^-5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 6.

Оценка надежности.

 

Задание: Оценить надежности проектируемой ЦСП по следующим показателям: интенсивность отказов к среднему времени наработки, вероятность безотказной работы в течении суток, месяца, года, коэффициент готовности.

 

Вероятность противоположное  действие — безотказной работы на этом интервале равна:

 

                                      P(t) = 1 — q(t)         [31]

 

Удобной мерой надежности элементов  и систем является интенсивность  отказов λ(t) представляющая собой условную плотность вероятности отказа в момент времени t, при условии что до этого момента отказов не было. Между функциями λ(t) и P(t) существует взаимосвязь:

 

                                     T P(t) = е ^-S (to) λ(t) dt        [32]

 

Интенсивность отказов  примерно постоянно:

 

                                     λ(t) = λ, в этом случае

                                               P(t) = е^{- λ}

 

Среднее время безотказной работы, наработки на отказ находится  как математическое ожидание случайной  величины «время безотказной работы»:

 

                                     tcp = So^∞t [ dq(t) / d(t)] dt = λ       [33]

 

Следовательно, среднее время безотказной  работы в период нормальной эксплуатации обратно пропорционально интенсивности  отказов:

 

                                     tcp = 1 / λ         [34]

 

Оценим надежность, некоторой сложной  системы состоящей из множества  разнотипных элементов.

 

ПустьP1(t), Р2(t)... Рп(t)- вероятность безотказной работы каждого элемента на интервале времени

от 0…t.

п- количество элементов в системе

Если отказы отдельных элементов  происходят независимо, а отказ хотя бы одного элемента ведет к отказу всей системы, то вероятность безотказной  работы отдельных элементов определяется временем безотказной работы системы:

 

                                                        Tcp cucm = 1 / λ сист      [35]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значения всех необходимых для расчета параметров берем из таблицы №4

                                                                                                                                             Таблица №4

Наименование элемента	1 км. кабеля линии	АЦО	ВВГ	НРП	ОРП
λl/час	5 *10 -7	3 * 10 -6	5 * 10 -6	2 * 10 -7	10-5
tв, час	5,0	0,5	0,5	4,0	1,0

 

Определим интенсивность  отказа по формуле:

 

λcucm = λкабL + λацо * Qaцo + λввг * Qввг+λввг * Qввг+λнрп * Qнрп+λорп * Qорп  [36]

 

λкаб- интенсивность отказов 1 км кабельной линии передачи.

 

Решение:

 λсист= λкабL + λацо * Qацо + λввг * Qввг+λнрп * Qнрп+λорп * Qорп =

300 *5 * 10 ^-7 + 3 * 10 ^-6 *23+5 *10 ^-6 *4 + 2 *10^-7 *57 + 10 ^-5 = 27,04* 10 ^-5

 

Следует что: Тср сист = 1 / λсист= 1 / (27,04 *10 ^-5)= 3698 час

 

К числу основных характеристик  надежности элементов относится  коэффициент готовности:

 

                                     Кг = tcp / tcp + tв, где       [37]

 

tcp - среднее время восстановления системы, характеризующее вероятность того, что элемент будет работоспособный в любой момент времени.

 

Для расчета Кг необходимо определить среднее время восстановления связи tв:

    [38]

где l_КАБ – интенсивность отказов, одного километра кабельной линии передач,

       l_АЦО – интенсивность отказов АЦО одного комплекта передачи или приема,

       Q_АЦО – количество АЦО на две СП (l_КАБ = 4М),

       l_ВВГ – интенсивность отказов аппаратуры ВВГ,

       Q_ВВГ – количество аппаратуры ВВГ (l_ВВГ =4 для двух СП),

       l_НРП – интенсивность отказов одного НРП на обе СП,

       Q_НРП – количество необслуживаемых регенерационных пунктов,

       l_ОРП – интенсивность отказов ОРП,

       Q_ОРП – количество ОРП (равно числу переприемов по ТЧ).

 

 

Решение:

 

=

 часа

Следует что:

 

Кг = tcp / tcp + tв= 3698 / (3698 + 3,16) = 0,999

Вероятность безотказной работы в течении заданного времени определяется по формуле:

 

                                      P(t) = е^{-λсист *t}         [39]

 

Для t1 = 24 ч (сутки)

                     Р(t) = _е -27,04 * 10 ⁵ * 24 = 0,991

 

Для t1 = 720 ч (месяц)

                           Р(t) = _е -27,04 * 10 ⁵ * 720 = 0,82

 

Для t1 = 8760 ч (год)

                   P(t) = _е -27,04 * 10 ⁵ * 8760 = 0,09

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

 

1. Цифровые и аналоговые системы передачи В. И. Иванов и др. - М.: Радио и связь, 1995 г.
2. Скалин Ю. В. «Цифровые системы передачи»
3. Многоканальные системы передачи. Баева Н. Н. и др. - М.: Радио и связь, 1995 г.

4.          Цифровые системы передачи информации. Левин Л. С. и др. -М.